DE69200119T2

DE69200119T2 - Biegekraftaufnehmer mit Dehnungsmessstreifen für eine Wägevorrichtung.

Info

Publication number: DE69200119T2
Application number: DE69200119T
Authority: DE
Inventors: Bernard Pitaud
Original assignee: SEB SA
Current assignee: SEB SA
Priority date: 1991-06-19
Filing date: 1992-06-17
Publication date: 1994-10-20
Anticipated expiration: 2012-06-18
Also published as: FR2678065A1; ES2037639T3; DE69200119D1; DE519818T1; JP2515949B2; FR2678065B1; US5283395A; ES2037639T1; EP0519818A1; EP0519818B1; JPH05172614A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wiegegerät, insbesondere zur Verwendung im Haushalt, wie eine Personenwaage oder eine Lebensmittelwaage.
Man kennt insbesondere aus der französischen Patentschrift Nr. 2 554 229 der Anmelderin ein Wiegegerät dieser Art, das einen Sockel und eine Platte enthält, die die zu wiegende Last aufnimmt und parallel zu dem Sockel ist, wobei sich zwischen dem Sockel und der Lastaufnahmeplatte ein Sensorkörper erstreckt, dessen entgegengesetzte Enden mit dem Sockel bzw. der Lastaufnahmeplatte fest verbunden sind, wobei eine der Flächen des Sensorkörpers mit einer elektrischen Schaltung verbundene Dehnmeßstreifen enthält und der Sensorkörper aus elastischem Material besteht, so daß er sich unter der Wirkung einer auf die Lastaufnahmeplatte aufgebrachten Last biegen kann.
Wenn sich der Sensorkörper unter der Wirkung der zu wiegenden Last biegt, erfahren die Dehnmeßstreifen eine Verlängerung, was ihren Ohm'schen Widerstand verändert und am Ausgang der zugeordneten elektrischen Schaltung ein elektrisches Signal erzeugt, das von der Last abhängt.
Bei der in der obigen französischen Patentschrift beschriebenen Ausführung ist der Sensorkörper ein Stab aus Stahl, der sehr genau und starr an der Lastaufnahmeplatte und am Sockel befestigt ist.
Die Sorgfältigkeit, mit der die Befestigung des Sensorkörpers an der Lastaufnahmeplatteund am Sockel ausgeführt ist, bestimmt die Genauigkeit und den Streubereich der Wiegung.
Diese Notwendigkeit beeinflußt jedoch die Herstellungskosten des Wiegegeräts.
Die Anmelderin hat in ihrer französischen Patentschrift Nr. 2 616 224 auch ein Wiegegerät beschrieben, bei dem die durch die Lastaufnahmeplatte, den Sensorkörper und den Sockel gebildete Baugruppe in einem Stück durch Formen oder Abformen gebildet ist.
Jedoch verhindert der Schwund des Materials beim Formen, daß die zum Aufnehmen der Dehnmeßstreifen vorgesehene Fläche des Stabes perfekt eben ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, an den obigen, bekannten Ausführungen Verbesserungen vorzunehmen, wodurch ein billiger herzustellendes Wiegegerät geschaffen wird, das insbesondere für eine Großserienherstellung geeignet ist, und die ermöglicht, ein Produkts zu erhalten, das kompakte Abmessungen besitzt, perfekt reproduzierbar ist, das Vermindern des mit den Unterschieden zwischen den verschiedenen Geräten verbundenen Eichungsaufwandes ermöglicht und das eine perfekt ebene und glatte Fläche des Stabes aufweist.
Die Erfindung bezieht sich also auf ein Wiegegerät, das einen Sockel und eine Lastaufnahmeplatte enthält, die die zu wiegende Last aufnimmt und parallel zu dem Sockel ist, wobei sich zwischen dem Sockel und der Lastaufnahmeplatte ein Sensorkörper erstreckt, dessen entgegengesetzte Enden mit dem Sockel bzw. der Lastaufnahmeplatte fest verbunden sind, wobei eine der Flächen des Sensorkörpers mit einer elektrischen Schaltung verbundene Dehnmeßstreifen enthält und der Sensorkörper aus elastischem Material besteht, so daß er sich unter einer auf die Lastaufnahmeplatte aufgebrachten Last biegen kann.
Gemäß der Erfindung ist dieses Gerät dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorkörper, welcher in einem Stück mit dem Sockel und der Lastaufnahmeplatte geformt ist, Aussparungen besitzt.
Die Tatsache, daß die obige Gruppe in einem einzigen Teil geformt ist, ermöglicht, die Montageschritte zu vereinfachen und eine Gerät zu erhalten, bei dem der Sensorkörper in einer perfekt reproduzierbaren Weise mit der Lastaufnahmeplatte und dem Sockel verbunden ist, was ermöglicht, die Nachkontrollen einzuschränken.
Die Aussparung des Stabes ermöglicht, das Gewicht des Stabes zu vermindern und das Formen des Stabes zu vereinfachen. Insbesondere lösen die Zellen das Problem des Materialschwundes beim Formen, und sie ermöglichen auf diese Weise, daß die zum Aufnehmen der Dehnmeßstreifen vorgesehene Fläche des Stabes perfekt eben ist.
Die durch die Lastaufnahmeplatte, den Sensorkörper und den Sockel gebildete Einheit kann aus Aluminium oder einer auf Aluminium basierenden Legierung oder aus einem thermoplastischen Harz oder aus Keramik geformt sein.
Diese Materialien weisen nämlich die Elastizitätseigenschaften auf, die zum Ausbilden eines Sensorkörpers notwendig sind, der unter Belastung sich biegen und tordieren kann, während im gleichen Formvorgang ermöglicht wird, eine Lastaufnahmeplatte und einen Sockel zu erhalten, die ausreichend starr sind, so daß sie sich unter der Wirkung der zu wiegenden Last im wesentlichen nicht verformen.
Vorzugsweise ist der Sensorkörper ein länglicher Stab, der mehrere Zellen enthält, die zu der Seite geöffnet sind, die derjenigen entgegengesetzt ist, die die Dehnmeßstreifen trägt. Der Fachmann verwendet üblicherweise massive Teile, wir haben jedoch festgestellt, daß es ausreicht, die Eigenschaften des Materials bei der Eichung zu berücksichtigen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung weisen die Lastaufnahmeplatte und/oder der Sockel gegenüber der die Dehnmeßstreifen tragenden Fläche des Sensorkörpers eine Öffnung auf.
Diese Zugangsöffnung zu einer der Seiten des Sensorkörpers ermöglicht außerdem, den Sensorkörper sehr nahe an die Lastaufnahmeplatte und/oder den Sockel zu rücken, was ermöglicht, ein Gerät mit einer sehr geringen Höhe und damit sehr geringen Abmessungen zu erhalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Lastaufnahmeplatte und der Sockel durch relativ dünne, geformte Platten gebildet, die durch Rippen im wesentlichen unverformbar gemacht sind.
Diese bei dem einzigen Formvorgang der Baugruppe gebildeten Rippen ermöglichen, eine unverformbare Platte und einen unverformbaren Sockel bei einer sehr geringen Menge von Ausgangsmaterial zu erhalten.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
In den beigefügten, beispielhaft und nicht einschränkend gegebenen Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1 im Längsschnitt eine Personenwaage gemäß der Erfindung,
- Fig. 2 eine Draufsicht der Personenwaage,
- Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Ebene III-III von Fig. 2,
- Fig. 4 eine Teilansicht im Längsschnitt, die eine spezielle Ausführung des Sensorkörpers darstellt,
- Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Ebene V-V von Fig. 4,
- Fig. 6 eine Teilansicht im Längsschnitts, die eine weitere spezielle Ausführung des Sensorkörpers darstellt.
In der Ausführung der Figuren 1 und 2 enthält die Personenwaage einen Sockel 1, eine Platte 2, die die zu wiegende Last aufnimmt und parallel zu dem Sockel 1 ist, sowie einen Sensorkörper 3, der sich zwischen dem Sockel 1 und der Lastaufnahmeplatte 2 erstreckt.
Die zueinander entgegengesetzten Enden 3a, 3b des Sensorkörpers 3 sind starr am Sockel 1 bzw. an der Lastaufnahmeplatte 2 befestigt. Die obere Seite des Sensorkörpers 3 enthält (nicht dargestellte) Dehnmeßstreifen, die einer elektrischen Schaltung zugeordnet sind.
Bezüglich der Beschaffenheit und der Befestigung der Dehnmeßstreifen sowie der Merkmale der zugeordneten elektrischen Schaltung wird auf die Beschreibung der französischen Patentschrift 2 554 229 verwiesen, deren Inhalt in die vorliegende Beschreibung einbezogen wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die durch den Sockel 1, die Lastaufnahmeplatte 2 und dem Sensorkörper 3 gebildete Gruppe in einem Stück geformt, z. B. aus einem thermoplastischen Harz, aus Keramik oder jedem anderen Material, das ausreichend elastisch ist, sich unter der Wirkung der auf die Lastaufnahmeplatte 2 aufgebrachten Last geringfügig zu biegen.
In der dargestellten Ausführung enthält die Lastaufnahmeplatte 2 gegenüber der Fläche 3c des die Dehnmeßstreifen tragenden Sensorkörpers 3 eine Öffnung 4.
Diese Öffnung 4 ermöglicht den Zugang zur Fläche 3c des Sensorkörpers 3, um das Anordnen der Dehnmeßstreifen auf letzterem zu ermöglichen. Diese Öffnung 4 ermöglicht auch, den Sensorkörper 3 von der Lastaufnahmeplatte zu trennen, um zu ermöglichen, daß sich der Sensorkörper unter Belastung biegen kann.
Man erkennt in Fig. 1 auch, daß die Lastaufnahmeplatte 2 und der Sockel 1 durch relativ dünne Platten 2a, 1a gebildet sind, die durch Rippen 5a, 5b, 5c, 5d und 6a, 6b, 6c, 6d im wesentlichen unverformbar gemacht sind.
Die Rippen 5a, 5b, 5c, 5d der Lastaufnahmeplatte 2 ragen nach oben, während die Rippen 6a, 6b, 6c, 6d des Sockels 1 nach unten ragen. Aufgrund dieser Rippen besitzen der Sockel 1 und die Lastaufnahmeplatte 2 die Steifigkeit von dicken, massiven Platten, obgleich sie leicht sind.
Wie ebenfalls in Fig. 1 dargestellt, ist der Sensorkörper 3 ein länglicher Stab, der sich in der Mitte des Sockels und der Platte 2 erstreckt und mehrere Zellen 7 enthält, die sich zu der Fläche 3d öffnen, die zu der entgegengesetzt ist, die die Dehnmeßstreifen trägt.
Diese Zellen 7 erleichtern das Formen und vermeiden insbesondere den Materialschwund, was ermöglicht, daß die zum Aufnehmen der Dehnmeßstreifen vorgesehene Fläche 3c perfekt eben und glatt erhalten werden kann.
Man erkennt andererseits in Fig. 1, daß die obere Fläche 3c und die untere Fläche 3d des Sensorkörpers sich im wesentlichen in der Verlängerung der oberen Fläche 2a der die Lastaufnahmeplatte 2 bildenden Platte bzw. in der Verlängerung der unteren Fläche 1a der den Sockel 1 bildenden Platte erstreckt.
Diese Anordnung ermöglicht, eine durchgehende Verbindung zwischen der Lastaufnahmeplatte 2, dem Sensorkörper 3 und dem Sockel zu erhalten. Sie ermöglicht außerdem, eine Gerät zu erhalten, das eine minimale Dicke aufweist.
Fig. 1 zeigt außerdem, daß die Lastaufnahmeplatte 2 auf der Höhe des einen Endes (3b) des Sensorkörpers 3 eine Verstärkungsrippe 5c aufweist, während der Sockel 1 auf Höhe des anderen Endes 3a des Sensorkörpers 3 eine Verstärkungsrippe 6b enthält. Diese Rippen verstärken die Verbindung zwischen den Enden des Sensorkörpers und der Lastaufnahmeplatte sowie dem Sockel, indem jede mögliche Biegung oder andere Verformung in den dem Sensorkörper benachbarten Bereichen des Sockels und der Lastaufnahmeplatte verhindert wird.
Zusätzlich sind die Enden 3a und 3b des Sensorkörpers 3 mit der unteren Fläche der Lastaufnahmeplatte 2 bzw. mit der oberen Fläche des Sockels 1 durch eine Rippe 8a bzw. 8b verbunden, die sich in der Längsrichtung des Sensorkörpers 3 erstreckt.
Diese Rippen 8a, 8b haben die Form eines Dreiecks. Die vom Sensorkörper 3 am weitesten entfernte Spitze 9 dieser dreieckigen Rippen 8a, 8b befindet sich im wesentlichen auf der Höhe von einem 5b, 6c der Ränder der Öffnungen 4, 4a, die in der Lastaufnahmeplatte 2 bzw. in dem Sockel 1 ausgebildet sind.
Auf diese Weise laufen die dreieckigen Rippen 8a, 8b nicht Gefahr, am Sockel 1 oder an der Lastaufnahmeplatte 2 in Anlage zu geraten. Diese Rippen 8a, 8b ermöglichen auch, die Verbindung zwischen den Enden des Sensorkörpers, dem Sockel und der Lastaufnahmeplatte zu verstärken.
In der Ausführung von Fig. 4 ist der Sensorkörper 3A ein länglicher Stab mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt (siehe Fig. 5), der zu der Seite geöffnet ist, die derjenigen entgegengesetzt ist, die die Dehnmeßstreifen trägt.
Die Aussparung 10 des Sensorkörpers 3A besitzt die gleiche Funktion wie die Zellen 7 des Sensorkörpers 3.
Im Falle der Ausführung gemäß Fig. 6 ist der Sensorkörper 3B ein länglicher Stab, der eine Aussparung 11 enthält, die sich im wesentlichen entlang der gesamten Länge des Stabes erstreckt. Diese Aussparung 11 ist durch eine am Stab befestigte Platte 12 verschlossen. Die Platte 12 oder der geformte Abschnitt 3B tragen die Dehnmeßstreifen.
Diese Platte 12 ist am Sensorkörper 3B durch jedes geeignete Mittel (Schrauben, Kleben, Schweißen/Löten) befestigt.
Diese Platte oder dieser Streifen 12 bildet mit dem Rest des Sensorkörpers 3B ein Parallelogramm, das sich beim Aufbringen der Last auf die Lastaufnahmeplatte 2 verformt. Diese Verformung verändert den Ohm'schen Widerstand der Dehnmeßstreifen, was mittels der zugeordneten elektrischen Schaltung ein elektrisches Signal erzeugt, das von der aufgebrachten Last abhängt.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, und man kann an diesen zahlreiche Veränderungen ausführen, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Wiegegerät, enthaltend einen Sockel (1) und eine Waagschale (2), die die zu wiegende Last aufnimmt und parallel zu dem Sockel ist, wobei sich zwischen dem Sockel (1) und der Waagschale (2) ein Sensorkörper (3) erstreckt, dessen entgegengesetzte Enden (3a, 3b) mit dem Sockel (1) bzw. der Waagschale (2) fest verbunden sind, wobei eine (3c) der Flächen des Sensorkörpers (3) mit einer elektrischen Schaltung verbundene Dehnmeßstreifen enthält und der Sensorkörper (3) aus elastischem Material besteht, so daß er sich unter einer auf die Waagschale (2) aufgebrachten Last biegen kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorkörper (3), welcher in einem Stück mit dem Sockel (1) und der Waagschale (2) geformt ist, Aussparungen aufweist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorkörper (3) ein länglicher Stab ist, der mehrere Zellen (7) enthält, die zu der Seite (3d) geöffnet sind, die derjenigen entgegengesetzt ist, die die Dehnmeßstreifen trägt.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorkörper (3A) ein länglicher Stab mit im wesentlichen U- förmigem Querschnitt ist, der zu der Seite geöffnet ist, die derjenigen entgegengesetzt ist, die die Dehnmeßstreifen trägt.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorkörper (3B) ein länglicher Stab ist, der eine Aussparung (11) enthält, die sich im wesentlichen über die ganze Länge des Stabes erstreckt, daß diese Aussparung (11) sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Stabes erstreckt, daß diese Aussparung (11) durch eine an dem Stab befestigte Platte (12) geschlossen ist, und daß der Sensorkörper (3B) oder die Platte (12) Dehnmeßstreifen trägt.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oben genannten Einheit aus Aluminium oder aus einer auf Aluminium basierenden Legierung besteht.

6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit aus einem thermoplastischen Harz oder aus Keramik geformt ist.

7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Waagschale (2) und/ oder der Sockel (1) eine Öffnung (4, 4a) aufweisen, die gegenüber der Fläche des Sensorkörpers (3) ausgebildet ist, die die Dehnmeßstreifen trägt.

8. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die obere bzw. die untere Fläche (3c, 3d) des Sensorkörpers (3) im wesentlichen in der Verlängerung der oberen Fläche der die Waagschale (2) bildenden Fläche (2a) bzw. in der Verlängerung der unteren Fläche der den Sockel (1) bildenden Platte (1a) erstreckt.

9. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Waagschale (2) und der Sockel (1) durch relativ dünne Platten (2a, 1a) gebildet sind, die durch Rippen (5a ... 5d, 6a ... 6d) im wesentlichen unverformbar gemacht sind.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (5a ... 5d) der Waagschale (2) nach oben ragen, während die Rippen (6a ... 6d) des Sockels (1) nach unten ragen.

11. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Waagschale (2) eine Verstärkungsrippe (5a) auf der Höhe des einen Endes (3b) des Sensorkörpers (3) enthält, während der Sockel (1) eine Verstärkungsrippe (6b) auf der Höhe des anderen Endes (3a) des Sensorkörpers (3) enthält.

12. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (3a, 3b) des Sensorkörpers (3) mit der inneren Fläche der Waagschale (2) bzw. der oberen Fläche des Sockels (1) mittels Rippen (8a, 8b) verbunden sind, die sich in der Längsrichtung des Sensorkörpers (3) erstrecken.

13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (8a, 8b) die Form eines Dreiecks haben, dessen am weitesten vom Sensorkörper (3) entfernte Spitze (9a, 9b) im wesentlichen auf der Höhe von einem der Ränder (5b, 6c) der Öffnungen (4, 4a) liegt, die in der Waagschale (2) und in dem Sockel (1) angebracht sind.