DE4401923B4

DE4401923B4 - Energieversorgungssystem für Waagen

Info

Publication number: DE4401923B4
Application number: DE19944401923
Authority: DE
Inventors: Heinz Josef Ohm
Original assignee: Leifheit AG
Current assignee: Leifheit AG
Priority date: 1994-01-24
Filing date: 1994-01-24
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2014-01-25
Also published as: DE4401923A1

Abstract

Energieversorgungssystem für Waagen mit einem feststehenden Grundkörper und einem zur Erfassung des zu messenden Gewichts gegen eine Rückstellfeder beweglichen Gewichtaufnahmekörper sowie einer elektrische Leistung abgebenden Einheit zur Versorgung einer Wandler- und Anzeigeeinheit, wobei die elektrische Leistung durch Umwandlung der potentiellen Energie des zu wiegenden Gegenstandes über einen Energiewandler in elektrische Energie erzeugt ist, wobei der Gewichtaufnahmekörper (1) über seine Bewegung den Energiewandler (3, 3', 36') unter Zwischen- und/oder Nachschaltung eines elektrischen Energiespeichers (4) beaufschlagt und wobei dem Energiewandler ein mechanischer Energiespeicher (2) vorgeschaltet ist.

Description

Der allgemeine Trend bei Haushaltswaagen jeglicher Art geht von den mechanischen Waagen weg zu mechanisch/elektrischen Systemen oder sogar rein elektronischen Waagen. Dabei wird im Zuge der Umweltdiskussion die Energieversorgung ueber Batterien immer mehr zum Problem.
Eine umweltfreundliche Moeglichkeit der Energieversorgung wurde in der DE 38 24 226 aufgezeigt. Hierbei wurden zur Energieversorgung Solarzellen genutzt. Nachteilig daran ist, daß derartige Waagen nur an Orten mit ausreichender Helligkeit genutzt werden koennen. In aller Regel ist es auch erforderlich, um Phasen geringer Helligkeit zu ueberbruecken, diese Energieversorgungssysteme zusaetzlich mit einer Batterie auszustatten. Schließlich sind Solarzellen nach wie vor vergleichsweise kostspielig, so daß dieses Energieversorgungssystem nur Waagen im hoeheren Preissegment vorbehalten bleibt.
Aus der Vorveröffentlichung JP 4-161828 A . In: Patents Abstracts of Japan, Sect. P, Vol. 16 (1992), Nr. 457 (P-1426) ist ein Energieversorgungssystem für Waagen mit einem feststehenden Grundkörper und einem zur Erfassung des zu messenden Gewichts gegen eine Rückstellfeder beweglichen Gewichtaufnahmekörper sowie einer elektrischen Leistung abgebenden Einheit zur Versorgung eines Stromverbrauchers bekannt. Die elektrische Leistung ist durch Umwandlung der potentiellen Energie des zu wiegenden Gegenstandes über einen Generator in elektrische Energie erzeugt. Der Gewichtaufnahmekörper beaufschlagt über seine Bewegung den Generator.
Die DE 31 40 483 A1 offenbart ein Energieversorgungssystem für Waagen mit einem feststehenden Grundkörper, einem zur Erfassung des zu messenden Gewichts beweglichen Gewichtsaufnahmekörper, einem Meßwertwandler und einer Anzeigeeinheit. Um eine verhältnismäßig dünne Plattformwaage zu schaffen, werden die Meßwertwandler durch piezoelektrische Druckumwandler gebildet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Energieversorgungssystem für Waagen, insbesondere Haushaltswaagen zu schaffen, das gänzlich ohne Batterien herkömmlicher Art auskommt und das auch in wenig beleuchteten Räumen funktionsfähig bleibt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist besonders vorteilhaft, die potentielle Energie der zu wiegenden Person bzw. des zu wiegenden Gutes als Energiequelle für die an sich bekannten elektromechanischen und elektronischen Einheiten sowie für die ebenfalls bekannten Anzeigen zu nutzen.
Da hierbei vergleichsweise viel Energie zur Verfuegung steht, ist die Auswahl der einsetzbaren Komponenten groeßer, da nicht primaer auf den Energieverbrauch geachtet werden muß. Es sind weiter keine umweltbelastenden Batterien erforderlich noch sind die teuren Solarzellen notwendig.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteranspruechen zu entnehmen.
So bietet sich als besonders elegante Loesung die Nutzung eines Piezoelementes als Energie- und Meßwertwandler an. Piezoelemente geben bekanntlich auf Druck eine Spannung ab. Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß sich diese Spannung entsprechend dem Druck auf das Piezoelement veraendert. Diese Veraenderung wird in der Reglereinheit verarbeitet und liefert den Wert fuer die Gewichtsanzeige. Gleichzeitig dient das Piezoelement als Energieversorgung fuer den elektrischen Energiespeicher. Als elektrischer Energiespeicher werden erfindungsgemaeß die absolut umweltunschaedlichen Kondensatoren eingesetzt. Da sich die modernen, elektronischen Systeme mit einem aeußerst Geringen Energiebedarf begnuegen, sind bereits vergleichsweise kleine Kondensatoren zur Energiespeicherung ausreichend.
Einige Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Blockschaltbilder weiter erlaeutert. Eine uebliche Haushaltswaage setzt sich im wesentlichen aus einem feststehenden Grundkoerper und einem gegen eine Feder beweglichen Gewichtaufnahmekoerper zusammen. Die Beweglichkeit des Gewichtaufnahmekoerper gegenueber dem Grundkoerper ist ueber hinlaenglich bekannte Fuehrungsmittel 9ewaehrleistet.
In 1 ist das Blockschaltbild einer ersten Ausfuehrungsform dargestellt. Mit 1 ist der Gewichtaufnahmekoerper gekennzeichnet. Dieser ist federbelastet und beaufschlagt mit seiner Bewegung einen mechanischen Energiespeicher 2. Dieser mechanische Energiespeicher ist in der Praxis durch eine Feder, Schwungscheibe oder ähnliches Element gebildet. Er hat die Aufgabe, die aus der kurzzeitigen Bewegung des Gewichtsaufnahmekörpers resultierende Energie aufzunehmen und die Abgabe dieser Energie über einen längeren Zeitraum zu strecken. Diese Energie wird an den Energiewandler 3 abgegeben, der die mechanische Energie (kinetische Energie) in elektrische Energie umwandelt und an den elektrischen Energiespeicher 4 abgibt. Der Energiewandler ist zusätzlich direkt mit der Regeleinheit 5 verbunden und liefert so für den unmittelbaren Wiegevorgang die notwendige elektrische Energie.
Der Gewichtaufnahmekörper 1 überträgt seine Bewegung auf einen Meßwandler 6, der den durch den Gewichtsaufnahmekörper ausgeübten Druck in ein entsprechendes Signal umwandelt, das in der Regeleinheit 5 für die Anzeige 7 aufgearbeitet wird. Als Energiewandler 3 bietet sich für diesen Aufbau ein Dynamo an.
In dem Ausführungsbeispiel nach 2 beaufschlagt der Gewichtsaufnahmekörper 1 direkt einen Energiewandler 3', der wiederum mit einem elektrischen Energiespeicher 4 und einer Regeleinheit 5 verbunden ist. Der Meßwandler 6 und die Anzeige 7 entsprechen der Ausführung gemäß 1. Als Energiewandler 3' ist bei dieser Ausführungsform ein Piezoelement vorgesehen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel nach 3 beaufschlagt der Gewichtsaufnahmekörper einen Energiewandler 36. Dieser Energiewandler ist wiederum ein Piezoelement, das aber gleichzeitig als Meßwandler dient. Die Erfindung macht sich hier die Eigenschaft der Piezoelemente zunutze, die abhängig vom Druck eine sich verändernde Spannung abgeben. Diese sich mit dem Gewicht verändernde Spannung wird in der Regeleinheit 5 verarbeitet und der Anzeige 7 zugeführt. Mit 4 ist wieder der elektrische Energiespeicher gekennzeichnet.

Claims

Energieversorgungssystem für Waagen mit einem feststehenden Grundkörper und einem zur Erfassung des zu messenden Gewichts gegen eine Rückstellfeder beweglichen Gewichtaufnahmekörper sowie einer elektrische Leistung abgebenden Einheit zur Versorgung einer Wandler- und Anzeigeeinheit, wobei die elektrische Leistung durch Umwandlung der potentiellen Energie des zu wiegenden Gegenstandes über einen Energiewandler in elektrische Energie erzeugt ist, wobei der Gewichtaufnahmekörper (1) über seine Bewegung den Energiewandler (3, 3', 36') unter Zwischen- und/oder Nachschaltung eines elektrischen Energiespeichers (4) beaufschlagt und wobei dem Energiewandler ein mechanischer Energiespeicher (2) vorgeschaltet ist.
Energieversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiewandler (3) ein Dynamo vorgesehen ist.
Energieversorgungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Energiespeicher (2) als Federspeicher oder Schwungradspeicher ausgebildet ist.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Energiespeicher (4) als Kondensator ausgebildet ist.
Energieversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiewandler (3') ein Piezoelement mit nachgeschaltetem elektrischen Energiespeicher (4) vorgesehen ist.
Energieversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiewandler (36) ein Piezoelement vorgesehen ist, das gleichzeitig als Meßwandler ausgebildet ist.
Energieversorgungssystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Piezoelemente vorgesehen sind, wobei ein erstes als Energiewandler (3') und ein zweites als Meßwandler (6) ausgebildet ist.