CH677533A5 - - Google Patents

Description

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CH 677 533 A5 CH 677 533 A5

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Beschreibung description

Die Erfindung bezieht sich auf eine oberschalige Waage mit einer Lastschaie, die sich über eine Unterschale auf einem Lastaufnehmer abstützt, und mit mindestens einem Sensor, der die von der Lastschale auf den Lastaufnehmer übertragenen Drehmomente misst. The invention relates to an upper pan scale with a load shell, which is supported by a lower shell on a load receiver, and with at least one sensor that measures the torques transmitted from the load shell to the load receiver.

Waagen dieser Art sind z.B. aus der EP 0 055 633 bekannt. Dort sind Dehnungsmessstreifen zur Bestimmung des Drehmomentes vorgesehen, die jedoch wegen der Kleinheit ihres Ausgangssignales einen grösseren Aufwand in der Auswerteelektronik erfordern. Zum anderen sind dort kapazitive Abstandssensoren vorgesehen, die die horizontale Bewegung des Schalenträgers gegenüber gehäusefesten Fixpunkten messen. Soll die Bauhöhe der Waage gering bleiben, so ist diese horizontale Bewegung jedoch sehr klein und dementsprechend ergibt sich ebenfalls nur ein kleines Aus-gangssignal. Zusätzlich geht in diesem Fall die häufig nicht lineare Nachgiebigkeit der Lenkerparallelführung in das Messergebnis ein, so dass die Berechnung des Drehmomentes zusätzlich erschwert wird. In beiden Ausgestaltungen vergrös-sert sich durch die Sensoren die Bauhöhe der Waage deutlich. Scales of this type are e.g. known from EP 0 055 633. Strain gauges are provided there for determining the torque, which, however, require a greater outlay in the evaluation electronics because of the smallness of their output signal. On the other hand, capacitive distance sensors are provided there, which measure the horizontal movement of the shell carrier relative to fixed points fixed to the housing. If the overall height of the scales is to remain low, this horizontal movement is very small and, accordingly, there is also only a small output signal. In this case, the often non-linear flexibility of the parallel guidance of the handlebars is also included in the measurement result, so that the calculation of the torque is made even more difficult. In both configurations, the height of the scale is significantly increased by the sensors.

Aufgäbe der Erfindung Ist es nun, eine Bauart für die oberschalige Waage mit Ecklastsensor anzugeben, die einen geringeren Aufwand für die Sensoren und die Auswerteelektronik erfordert und die Bauhöhe der Waage praktisch nicht vergrössert. It is now the task of the invention to provide a type of construction for the top-pan scale with a corner load sensor, which requires less effort for the sensors and the evaluation electronics and practically does not increase the height of the scale.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Unterschäle elastisch nachgiebig ausgeführt ist, dass am Lastaufnehmer eine im wesentlichen ebene Platte befestigt ist und dass mindestens drei Abstandssensoren an der Platte befestigt sind und die von der Grösse der Last und deren Positionierung auf der Lastschale abhängigen vertikalen Verlegungen der Unterschale relativ zu der Platte messen. - Durch die Ausnutzung der vertikalen Bewegung der Unterschale kann der Abstand der Sensoren vom Befestigungspunkt der Unterschale am Lastaufnehmer sehr viel grösser gemacht werden als bei Ausnutzung der horizontalen Bewegung; dadurch ist das Ausgangssignal der Abstandssensoren wesentlich grösser und die Bauhöhe der Waage wird praktisch nicht beeinflusst. Durch die Befestigung der Abstandssensoren an einer Platte, die am Lastaufnehmer befestigt ist, führt die Nachgiebigkeit der Lenkerparallelführung zu keinem Signal der Sensoren, so dass die Eigenschaften der Lenker-prallelführung nicht in die Messung eingehen. This is achieved according to the invention in that the lower shells are designed to be elastically flexible, in that an essentially flat plate is fastened to the load receiver and that at least three distance sensors are fastened to the plate and the vertical relocations dependent on the size of the load and its positioning on the load shell measure the lower shell relative to the plate. - By using the vertical movement of the lower shell, the distance of the sensors from the attachment point of the lower shell to the load receiver can be made much larger than when using the horizontal movement; As a result, the output signal of the distance sensors is considerably larger and the height of the scale is practically not affected. By attaching the distance sensors to a plate that is attached to the load receiver, the flexibility of the handlebar parallel guidance does not lead to any signal from the sensors, so that the properties of the handlebar parallel guidance are not included in the measurement.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Advantageous refinements result from the dependent claims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Figuren beispielsweise beschrieben. Dabei zeigt: The invention is described below with reference to the schematic figures, for example. It shows:

Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht der Waage, 1 is an overall perspective view of the scale,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Waage und ein Blockschaltbild der Elektronik, 2 shows a cross section through the scale and a block diagram of the electronics,

Flg. 3 die Unterschale in einer beispielhaften Ausgestaltung in Aufsicht, Flg. 3 the lower shell in an exemplary embodiment in supervision,

Fig. 4 einen optischen Abstandssensor in Seitenansicht und Fig. 4 shows an optical distance sensor in side view

Fig. 5 einen Schnitt durch den optischen Abstandssensor aus Fig. 4 längs der strichpunktierten Geraden V-V. 5 shows a section through the optical distance sensor from FIG. 4 along the dash-dotted straight line V-V.

In der Gesamtansicht der Waage in Fig. 1 erkennt man das Gehäuse 3, die Waagschale 34, die Anzeige 19, eine Tarataste 12 und weitere Bedienungsta-sten 35. The overall view of the scale in FIG. 1 shows the housing 3, the weighing pan 34, the display 19, a tare key 12 and further operating buttons 35.

Das Innere der Waage zeigt Fig. 2 schematisch im Schnitt, wobei das Gehäuse 3 weitgehend weggelassen wurde. Das Wägesystem besteht aus einem Systemträger 1, an dem über zwei Lenker 4 und 5 mit den Gelenkstellen 6 ein Lastaufnehmer 2 in senkrechter Richtung beweglich befestigt ist Der Lastaufnehmer 2 überträgt die der Masse des Wägegutes entsprechende Kraft, über ein Koppelelement 9 auf den Lastarm des Obersetzungshebels 7. Der Übersetzungshebel 7 ist durch ein Kreuzfederge« lenk 8 am Systemträger 1 gelagert. Am Kompensationsarm des Übersetzungshebels 7 ist ein Spulenkörper mit einer Spule 11 befestigt. Die Spule 11 befindet sich im Luftspalt eines Permanentmagnetsystems 10 und erzeugt die Kompensationskraft. Die Grösse des Kompensationsstromes durch die Spule 11 wird dabei in bekannter Weise durch einen Lagensensor 16 und einen Regelverstärker 14 so geregelt, dass Gleichgewicht zwischen dem Gewicht des Wägegutes und der elektromagnetisch erzeugten Kompensationskraft herrscht Der Kompensationsstrom erzeugt an einem Messwiderstand 15 eine Messspannung, die einem Analog/Digital-Wandler 2 schematically shows the inside of the scale in section, the housing 3 having been largely omitted. The weighing system consists of a system carrier 1, to which a load receiver 2 is fastened in a vertical direction by means of two links 4 and 5 with the articulation points 6. The load receiver 2 transmits the force corresponding to the mass of the goods to be weighed, via a coupling element 9 to the load arm of the transfer lever 7. The transmission lever 7 is mounted on the system carrier 1 by a cross spring joint 8. A coil body with a coil 11 is fastened to the compensation arm of the transmission lever 7. The coil 11 is located in the air gap of a permanent magnet system 10 and generates the compensation force. The size of the compensation current through the coil 11 is controlled in a known manner by a position sensor 16 and a control amplifier 14 so that there is a balance between the weight of the weighing sample and the electromagnetically generated compensation force. The compensation current generates a measurement voltage at a measuring resistor 15 which is analog / Digital converter

17 zugeführt wird. Das digitalisierte Ergebnis wird von einer digitalen Signalverarbeitungseinheit 18 übernommen und in der Anzeige 19 digital angezeigt. Diese Teile des Wägesystems der elektronischen Waage sind allgemein bekannt und im vorstehenden daher nur ganz kurz beschrieben. 17 is supplied. The digitized result is taken over by a digital signal processing unit 18 and displayed digitally in the display 19. These parts of the weighing system of the electronic scale are generally known and are therefore only briefly described in the above.

Die Verbindung der Waagschale 34 mit dem Lastaufnehmer 2 erfolgt nun über eine elastisch nachgiebig ausgebildete Unterschale 20, die einerseits mittels Schrauben 28 über ein Abstandsstück 27 mit dem Lastaufnehmer 2 verbunden ist und die andererseits über ein Stützelement 30 die Waagschale 34 trägt. Die von der Grösse der Last auf der Waagschale und von der Position der Last auf der Waagschale abhängige Verbiegung der Unterschale 20 wird durch mindestens drei Abstandssensoren bestimmt. In Fig. 2 ist nur einer dieser Abstandssensoren als flache Spule 25 erkennbar. Diese Spule 25 ist auf einer Plätte 24 aus einem Isolationswerkstoff befestigt, wober diese Platte 24 ebenfalls am Lastaufnehmer 2 befestigt ist. Die Spule 25 misst als Wirbelstrom-Abstandssensor den Abstand 2ur Unterschale 20, die aus einem elektrisch leitfähigen Blech besteht. Die Spule 25 ist über eine bewegliche Verdrahtung 26 mit einer Auswerteschaltung 13 verbunden, die aus der Impedanzänderung der Spule 25 in bekannter Weise ein Abstandssignal herleitet und an die digitale Signalverarbeitungseinheit 18 weiterleitet. Die digitale Signalverarbeitungseinheit The connection of the weighing pan 34 to the load receiver 2 now takes place via an elastically flexible lower pan 20 which is connected on the one hand by means of screws 28 to the load receiver 2 via a spacer 27 and which on the other hand supports the weighing pan 34 via a support element 30. The deflection of the lower pan 20, which depends on the size of the load on the weighing pan and on the position of the load on the weighing pan, is determined by at least three distance sensors. In Fig. 2, only one of these distance sensors can be seen as a flat coil 25. This coil 25 is attached to a plate 24 made of an insulation material, above which this plate 24 is also attached to the load receiver 2. As an eddy current distance sensor, the coil 25 measures the distance 2 to the lower shell 20, which consists of an electrically conductive sheet. The coil 25 is connected via a movable wiring 26 to an evaluation circuit 13, which derives a distance signal from the change in impedance of the coil 25 in a known manner and forwards it to the digital signal processing unit 18. The digital signal processing unit

18 kann dann Ecklastfehler der Parallelführung korrigieren, wie es in der bereits ewähnten DE-PS 3 003 862 beschrieben ist. 18 can then correct corner load errors of the parallel guidance, as described in the already mentioned DE-PS 3 003 862.

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Die Spule 25 kann selbstverständlich auch aus einer schneckenförmig auf der Oberseite der Platte 24 aufgebrachten Leiterbahn bestehen. The coil 25 can of course also consist of a conductor track applied helically on the upper side of the plate 24.

Durch die Befestigung der Abstandssensoren 25 am Lastaufnehmer 2 wird nur die Verbiegung der Unterschale 20 gemessen, während belastungsabhängige Lageänderungen der Unterschale 20 und der Platte 24 - beispielsweise aufgrund einer Nachgiebigkeit der Lenkerparallelführung für den Lastaufnehmer 2 - zu keiner Messsignaländerung der Abstandssensoren 25 führen. Die Platte 24 zur Befestigung der Lagesensoren 25 kann dünn ausgeführt sein, da sie nur die Lagesensoren 25 tragen muss und nicht durch die Last auf der Waagschale belastet wird. By fastening the distance sensors 25 to the load receiver 2, only the deflection of the lower shell 20 is measured, while changes in the position of the lower shell 20 and the plate 24 depending on the load do not lead to any change in the measurement signal of the distance sensors 25, for example due to the flexibility of the parallel link guidance for the load receiver 2. The plate 24 for fastening the position sensors 25 can be made thin, since it only has to carry the position sensors 25 and is not burdened by the load on the weighing pan.

Eine beispielhafte Ausgestaltung der Unterschale 20 zeigt Fig. 3 in Aufsicht, Die Unterschale besteht aus einem Zentralteil 22, das über vier Schrauben 28 mit dem Lastaufnehmer 2 verbunden ist, und aus vier federnden Armen 21, die die Abstützelemente 30 für die eigentliche Waagschale 34 tragen. Die Durchbiegung jedes Armes 21 wird durch je einen Abstandssensor unterhalb der Arme 21 gemäss Fig. 2 gemessen. 3 shows a top view of an exemplary embodiment of the lower pan 20. The lower pan consists of a central part 22, which is connected to the load receiver 2 by means of four screws 28, and four resilient arms 21, which support the supporting elements 30 for the actual weighing pan 34 . The deflection of each arm 21 is measured by a distance sensor below the arms 21 according to FIG. 2.

In den Fig. 4 und 5 ist als Alternative zum Wirbelstrom-Abstandssensor ein optischer Abstandssensor gezeigt. Fig. 4 ist eine Seitenansicht, Fig. 5 ein. Schnitt längs der strichpunktierten Linie V-V in Fig. 4. Der optische Abstandssensor besteht aus einem optischen Sender 32, der in einem Block 23 auf der Platte 24 befestigt ist, und einem optischen Empfänger 33, der in einem Block 29 ebenfalls auf der Platte 24 befestigt ist. In den Lichtweg zwischen Sender 32 und Empfänger 33 taucht eine Blende 31, die mit der federnden Unterschale verbunden ist. Die Blende 31 verändert bei senkrechter Bewegung relativ zum Lichtweg die Menge des durchgelassenen Lichtes, so dass am Empfänger 33 ein abstandsabhängiges Ausgangssignal zur Verfügung steht. 4 and 5, an optical distance sensor is shown as an alternative to the eddy current distance sensor. Fig. 4 is a side view, Fig. 5 a. Section along the dash-dotted line VV in Fig. 4. The optical distance sensor consists of an optical transmitter 32, which is fixed in a block 23 on the plate 24, and an optical receiver 33, which is also fixed in a block 29 on the plate 24 is. A diaphragm 31, which is connected to the resilient lower shell, plunges into the light path between transmitter 32 and receiver 33. The aperture 31 changes the amount of light transmitted when moving vertically relative to the light path, so that a distance-dependent output signal is available at the receiver 33.

Durch entsprechende Formgebung der Blende 31 kann die Kennlinie des Abstandssensors beein-tlusst werden und z.B. linearisiert werden. The characteristic of the distance sensor can be influenced by appropriate shaping of the diaphragm 31 and e.g. be linearized.

Die im vorstehenden beschriebenen beiden Abstandssensoren stellen selbstverständlich nur Beispiele dar. Es können auch Abstandssensoren nach anderen bekannten Verfahren eingesetzt werden, wie z.B. kapazitive Abstandssensoren, Differentialtransformatoren, reflexionsoptische oder faseroptische Abstandssensoren etc. Genauso stellt die in Fig. 3 gezeigte Bauform der Unterschale nur ein Beispiel für die federnde Ausführung der Unterschale dar. The two distance sensors described above are of course only examples. Distance sensors according to other known methods can also be used, such as e.g. capacitive distance sensors, differential transformers, reflection-optical or fiber-optic distance sensors etc. Similarly, the design of the lower shell shown in FIG. 3 represents only one example of the resilient design of the lower shell.

Die erfindungsgemässe federnde Unterschale mit Abstandssensoren kann ebenfalls eingesetzt werden, wenn der Lastaufnehmer nicht durch zwei Lenker parallel geführt ist, sondern z.B. durch eine Hebelanordnung in Form einer Brückenwaage geführt ist. The resilient lower shell according to the invention with distance sensors can also be used if the load receiver is not guided in parallel by two links, but e.g. is guided by a lever arrangement in the form of a weighbridge.

Pateritansprüche Paterit claims

1. Oberschalige Waage mit einer Lastschale (34), die sich über eine Unterschale (20) auf einem Lastaufnehmer (2) abstützt, und mit mindestens einem 1. Upper pan scale with a load pan (34), which is supported by a lower pan (20) on a load receiver (2), and with at least one

Sensor, der die von der Lastschale (34) auf den Lastaufnehmer (2) übertragenen Drehmomente misst, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterschale (20) elastisch nachgiebig ausgeführt ist, dass am Lastaufnehmer (2) eine im wesentlichen ebene Platte (24) befestigt ist und dass mindestens drei Abstandssensoren (25, 31/ 32/ 33) an der Platte (24) befestigt sind und die von der Grösse der Last und deren Positionierung auf der Lastschale (34) abhängigen vertikalen Verlegungen der Unterschale (20) relativ zu der Platte (24) messen. Sensor, which measures the torques transmitted from the load shell (34) to the load receiver (2), characterized in that the lower shell (20) is designed to be elastically flexible, that an essentially flat plate (24) is attached to the load receiver (2) and that at least three distance sensors (25, 31/32/33) are attached to the plate (24) and the vertical displacements of the lower shell (20) relative to the plate depending on the size of the load and its positioning on the load shell (34) (24) measure.

2. Oberschalige Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterschale (20) in mindestens drei federnde Arme (21) unterteilt ist. 2. Upper pan scale according to claim 1, characterized in that the lower pan (20) is divided into at least three resilient arms (21).

3. Oberschalige Waage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandssensoren aus Flachspulen (25) bestehen und dass die Änderung der Impedanz dieser Flachspulen (25) bei Änderung des Abstandes der metallisch leitenden Unterschale (20) als Messsignal ausgenutzt wird. 3. Upper pan scale according to one of claims 1 or 2, characterized in that the distance sensors consist of flat coils (25) and that the change in the impedance of these flat coils (25) is used as a measurement signal when the distance between the metallic conductive lower shell (20) .

4. Oberschalige Waage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandssensoren aus einer Lichtquelle (32) und mindestens einem Lichtempfänger (33) bestehen und dass an der Unterschale (20) Blenden (31) befestigt sind, die in Abhängigkeit von der Verbiegung der Unterschale (20) den Uchtweg mehr oder weniger unterbrechen. 4. Upper pan scale according to one of claims 1 or 2, characterized in that the distance sensors consist of a light source (32) and at least one light receiver (33) and that on the lower shell (20) panels (31) are attached, which are dependent interrupt the Uchtweg more or less by bending the lower shell (20).

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