DE3919870C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Waage mit einer Waag­ schale, mit einem diese Waagschale allseitig umschließenden Wägeraum, der an mindestens einer Stelle durch Verschieben eines beweglichen Wandelementes geöffnet bzw. geschlossen werden kann, mit einem Antriebsmotor zum motorischen Ver­ schieben des beweglichen Wandelementes und mit einer Steu­ erelektronik für den Antriebsmotor.

Waagen dieser Art sind allgemein bekannt. Zum Beispiel ist in der DE-OS 37 41 313 eine solche Waage beschrieben, die einen zylindrischen Windschutz aufweist, oder in der EP 02 34 008 ist eine Waage mit kastenförmigem Windschutz beschrieben.

Nachteilig an diesen bekannten Waagen ist, daß der Zeit­ bedarf für das vollständige Öffnen und Schließen des Wäge­ raumes durch den Motor verhältnismäßig groß ist und daß zusätzliche Zeit verstreicht, bis sich nach dem Schließen des Windschutzes die Luft im Wägeraum vollkommen beruhigt hat.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Waage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Wägezeit durch das Öffnen und Schließen des Wägeraumes und die anschließende Abklingzeit der Luftunruhe möglichst wenig verlängert wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein Sensor die Stellung des beweglichen Wandelementes überwacht, daß das Ausgangssignal des Sensors der Steuerelektronik für den Antriebsmotor zugeführt wird und daß Speicher vor­ handen sind, in denen eine gewünschte Endstellung für das bewegliche Wandelement abgespeichert ist.

Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es also mög­ lich, eine Endstellung für das bewegliche Wandelement vor­ zugeben und damit die Öffnungsweite des beweglichen Wand­ elementes an die Aufgabenstellung anzupassen: Bei schmalen Proben genügt eine entsprechend kleine Öffnung des Wäge­ raumes und nur bei breiten Proben wird auch der Wägeraum entsprechend weit geöffnet. Dies erspart einmal Zeit für das Öffnen und Schließen, zum anderen aber wird durch einen nur wenig geöffneten Wägeraum viel weniger Luftun­ ruhe im Wägeraum verursacht, so daß auch die Zeit bis zum Abklingen der Luftunruhe deutlich geringer ist.

Die Speicher bestehen vorteilhafterweise aus digi­ talen elektronischen Speichern. In einer vorteilhaften Aus­ gestaltung kann dann durch einen Steuerbefehl das momen­ tane Ausgangssignal des Sensors in die Speicher einge­ speichert werden. Dadurch kann in einer Lernphase der Wind­ schutz zum Beispiel von Hand soweit geöffnet werden wie vorgesehen und in dieser Stellung wird durch das Betätigen einer Taste der Steuerbefehl erzeugt und damit diese Stellung als gewünschte Endstellung vorgegeben.

In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung können in der Steuerelektronik für den Antriebsmotor Schaltungen vor­ handen sein, die mindestens zwei verschiedene Geschwindig­ keiten des Antriebsmotors erlauben, und diese Schaltungen werden in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Sensors und der abgespeicherten Endstellung aktiviert. Dadurch kann das bewegliche Wandelement besonders schnell bewegt werden und kurz vor Erreichen der gewünschten Endstellung beim Öffnen bzw. kurz vor Erreichen des geschlossenen Zustandes beim Schließen auf eine geringere Geschwindigkeit abgebremst werden. Dadurch ist sowohl ein sehr schnelles Bewegen der beweglichen Wandelemente als auch ein sehr feinfühliges An­ steuern der Endstellung möglich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Sensors ergeben sich aus den Unteransprüchen 4 bis 6.

Eine besonders einfache Lösung ergibt sich durch den Ein­ satz eines verschiebbaren Schalters sowohl als Sensor als auch als Speicher.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Figuren beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Waage mit kastenförmigem Windschutz,

Fig. 2 das Wägesystem und die Steuerelektronik für den Antriebsmotor des Windschutzes,

Fig. 3 eine Waage mit zylindrischem Windschutz,

Fig. 4 den Sensor für die Stellung der beweglichen Wandelemente des Windschutzes aus Fig. 3 und

Fig. 5 eine dritte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Waage.

Die Waage in Fig. 1 besteht aus einem Gehäuseunterteil 1, einem Windschutz 2 mit zwei beweglichen Seitenscheiben 3 und 4 und einer beweglichen oberen Scheibe 5 sowie einer Waagschale 6. Die Anzeige des Wägeergebnisses erfolgt über ein digitales Display 7. Als Bedienelemente sind eine Tara­ taste 8, zwei Tasten 9 und 10 zur Steuerung der Motoren für die Seitenscheiben 3 und 4 und weitere Bedientasten 11 für andere Funktionen, wie z.B. das Auslösen eines Meßwertaus­ druckes an einem gesondert angeschlossenen Drucker (nicht gezeichnet), vorhanden. Weiter erkennt man in Fig. 1 die Code-Streifen 13 und 14 eines Sensors, der die Stellung der Seitenscheiben 3 und 4 überwacht.

Die Funktion der Waage ergibt sich aus Fig. 2, in der die wesentlichen mechanischen und elektronischen Teile der Waage stark vereinfacht dargestellt sind. Das Wägesystem besteht aus einem Systemträger 21, an dem über zwei Lenker 24 und 25 mit den Gelenkstellen 26 ein Lastaufnehmer 22 in senkrechter Richtung beweglich befestigt ist. Der Last­ aufnehmer 22 überträgt die der Masse des Wägegutes auf der Waagschale 6 entsprechende Kraft über ein Koppelelement 29 auf den Lastarm des Übersetzungshebels 27. Der Überset­ zungshebel 27 ist durch ein Kreuzfedergelenk 28 am System­ träger 21 gelagert. Am Kompensationsarm des Übersetzungs­ hebels 27 ist ein Spulenkörper mit einer Spule 31 befe­ stigt. Die Spule 31 befindet sich im Luftspalt eines Per­ manentmagnetsystem 30 und erzeugt die Kompensationskraft. Die Größe des Kompensationsstromes durch die Spule 31 wird dabei in bekannter Weise durch einen Lagensensor 23 und einen Regelverstärker 34 so geregelt, daß Gleichgewicht zwischen dem Gewicht des Wägegutes und der elektromagne­ tisch erzeugten Kompensationskraft herrscht. Der Kompen­ sationsstrom erzeugt an einem Meßwiderstand 35 eine Meß­ spannung, die einem Analog/Digital-Wandler 37 zugeführt wird. Das digitalisierte Ergebnis wird von einer digi­ talen Signalverarbeitungseinheit 38 übernommen und in der Anzeige 7 digital angezeigt. - Diese Teile des Wägesystems der elektronischen Waage sind allgemein bekannt und im vorstehenden daher nur ganz kurz beschrieben.

Vom Gehäuse der Waage ist in Fig. 2 nur das Bodenblech 32 des Wägeraumes, ein Teil des Gehäuseunterteiles 1, ein seitliches Teil des Windschutzes 2 und eine bewegliche Seitenscheibe 3 angedeutet. Die Seitenscheibe 3 ist in einer Nut, die durch zwei Vorsprünge 33 am Gehäuseunter­ teil 1 gebildet wird, beweglich. Der motorische Antrieb der Seitenscheibe 3 erfolgt durch einen Motor 39 mittels eines Reibrades 40. Der Motor 39 wird dabei von einer Steuerelek­ tronik 36 angesteuert, die auch mit der digitalen Signal­ verarbeitungseinheit 38 in Verbindung steht. Die Stellung der beweglichen Seitenscheibe 3 wird durch einen Wegsen­ sor abgetastet, der aus Code-Streifen 13 auf der Seiten­ scheibe 3, einer Leuchtdiode 41 und mehreren optischen Empfängern 42, von denen in Fig. 2 nur einer gezeichnet ist, besteht. Die Funktion von Wegsensoren mit optischer Abtastung ist allgemein bekannt, sowohl für inkremental abtastende Sensoren als auch für Sensoren mit absoluter Codierung, so daß auf die Einzelheiten dieses Wegsensors nicht eingegangen werden muß. Genauso braucht der Motor und der Wegsensor für die linke Seitenscheibe 4 in Fig. 1 nicht nochmal gezeichnet und beschrieben zu werden, da diese Teile in gleicher Weise aufgebaut sind wie die gezeichneten entsprechenden Teile für die rechte Seitenscheibe 3.

Die Steuerelektronik 36 enthält nun einen Speicherbereich 46, in dem die gewünschten Endstellungen der Seitenschei­ ben 3 und 4 digital abgespeichert sind. Die Abspeicherung dieser gewünschten Endstellungen kann z.B. in einer Lern­ phase dadurch vorgenommen werden, daß der Bediener der Waage die beiden Seitenscheiben 3 und 4 von Hand in die gewünschte Endstellung bringt - zum Beispiel linke Seiten­ scheibe geschlossen, rechte Seitenscheibe zwei Drittel zurückgeschoben - und dann einen Steuerbefehl zum Ab­ speichern auslöst. Dieser Steuerbefehl kann z.B. durch das Betätigen einer gesonderten Taste oder durch das gleich­ zeitige Betätigen der beiden Tasten 9 und 10 erfolgen. Durch den Steuerbefehl zum Abspeichern liest die Steuer­ elektronik 36 das momentane Ausgangssignal der beiden Sensoren für die Stellung der beiden beweglichen Seiten­ scheiben 3 und 4 und speichert diesen Wert als gewünschte Endstellung in den Speicher 46 ein. Wird anschließend die Taste 10 für "Schließen des Windschutzes" gedrückt, so werden die beiden Seitenscheiben 3 und 4 motorisch ge­ schlossen. Wird anschließend die Taste 9 für "Öffnen des Windschutzes" gedrückt, so öffnen die beiden Seitenscheiben 3 und 4 bis zu der in der Lernphase vorprogrammierten Stellung - im obigen Beispiel bleibt also die linke Seiten­ scheibe geschlossen und die rechte Seitenscheibe öffnet sich bis zu zwei Drittel der maximalen Öffnung. Die Steuer­ elektronik 36 vergleicht dazu dauernd die vom Wegsensor 13/41/42 gemeldete Ist-Stellung der Seitenscheibe 3 mit der abgespeicherten gewünschten Endstellung und stoppt den Motor 39, sobald beide Werte übereinstimmen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses eben kurz skizzierten Ablaufs kann jeder Fachmann leicht selbst durchführen: Zum Beispiel kann der Motor zwei verschiedene Geschwindigkeiten aufweisen und die Steuerelektronik 36 schaltet kurz vor Er­ reichen der gewünschten Endstellung bzw. kurz vor Erreichen des geschlossenen Zustandes des Windschutzes auf die ge­ ringere Geschwindigkeit um. Dadurch kann die Verschiebe­ geschwindigkeit für die Seitenscheiben sehr hoch gewählt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Seitenscheibe hart gegen den Endanschlag stößt. Oder die Verschiebege­ schwindigkeit wird am Anfang der Bewegung kontinuierlich gesteigert und am Ende der Bewegung sanft abgebremst. Oder das Nachlaufen des Motors wird durch ein entsprechend früheres Abschalten des Motors kompensiert. - Alle diese Ausgestaltungen werden durch den erfindungsgemäßen Einbau des Wegsensors und durch die Abspeicherung der gewünschten Endstellung möglich.

Auch ein Automatik-Betrieb ist möglich, indem der Befehl zum Öffnen des Windschutzes beispielsweise sofort nach Stillstand der Waage gegeben wird. Dazu besteht eine Ver­ bindung 43 zwischen der digitalen Signalverarbeitungs­ einheit 38 und der Steuerelektronik 36. Das Stillstands­ signal der digitalen Signalverarbeitungseinheit 38 löst dann das Öffnen des Windschutzes bis zur gewünschten Stellung aus; der Bediener muß dann nur das Wägegut ent­ nehmen, neues Wägegut auflegen und die Taste 10 für das Schließen des Windschutzes betätigen. Die Wägung, die Meß­ wertabspeicherung und das anschließende Öffnen bis zur gewünschten Endstellung laufen dann automatisch ab.

In Fig. 3 ist eine andere Ausgestaltung der Waage mit einem zylindrischen Windschutz gezeigt. Auf dem Gehäuseunterteil 50 ist drehbar ein Ring 51 gelagert, in den wiederum in Nuten 52 die beiden Scheiben 53 und 54 des Windschutzes verschiebbar gelagert sind. Der rückseitige Bereich 57 des Windschutzes und der daran befestigte Deckelbereich 58 sind fest auf dem Ring 51 befestigt. Die beiden Scheiben 53 und 54 mit den an ihnen befestigten Deckelbereichen 55 und 56 können durch einen (nicht erkennbaren) Motor geöffnet und geschlossen werden. Die Kraftübertragung erfolgt z.B. wie in der Ausgestaltung nach den Fig. 1 und 2 über je ein Reibrad. Der Sensor zur Abtastung der Stellung der beiden beweglichen Scheiben 53 und 54 ist im Deckelbereich 55/56/58 versteckt und wird weiter unten anhand der Fig. 4 beschrieben. - Die Bedienungsperson kann nun durch Drehen des Ringes 51 den Schlitz zwischen den Scheiben 53 und 54 in die gewünschte Lage drehen und dann in der bereits be­ schriebenen Weise in einer Lernphase die gewünschte Öff­ nungsweite der beiden Scheiben 53 und 54 des Windschutzes festlegen.

In Fig. 3 erkennt man weiter die Waagschale 60, die An­ zeige 61, die Tarataste 62 und die beiden Tasten 63 und 64 zum Starten des motorischen Öffnens bzw. Schließens des Wägeraumes.

In Fig. 4 ist der Winkelsensor, der die Stellung der Scheibe 53 überwacht, detaillierter dargestellt. Am fest­ stehenden Deckelbereich 58 sind auf einer Platine 70 eine Leuchtdiode 71 und mehrere Fotoempfänger 72, von denen nur einer gezeichnet ist, angebracht. Die Leuchtdiode und die Fotoempfänger sind so zueinander angeordnet und so geneigt, daß das Licht der Leuchtdiode auf den Fotoempfänger 72 zurückreflektiert wird, falls die Unterseite des mit der beweglichen Scheibe 53 verbundenen Deckelbereiches 55 metallisch spiegelnd ausgeführt ist. Der - beispielsweise inkrementale - Code 73 für den Stellungssensor ist mit dunkler Farbe oder durch Mattätzen der ansonsten polierten Unterseite des Deckelbereiches 55 hergestellt. Beim Drehen des Deckelbereiches 55 wird der Fotoempfänger daher ab­ wechselnd stärker und schwächer beleuchtet und dadurch das Ausgangssignal für die Steuerelektronik erzeugt. Die Steu­ erelektronik selbst ist wie in der ersten Ausgestaltung ausgeführt.

Die im vorstehenden beschriebenen, optisch abtastenden Sensoren können selbstverständlich auch durch induktive, kapazitive, magnetische, Ultraschall- oder andere Sensoren ersetzt werden ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Eine dritte, besonders einfache Ausgestaltung der Waage ist in Fig. 5 gezeigt. Die mit den Bezugszahlen 1 bis 11 be­ zeichneten Teile sind identisch mit den entsprechenden Teilen in Fig. 1 und brauchen daher nicht nochmal erläutert zu werden. Der Sensor 80 zur Überwachung der Stellung der Scheibe 3 besteht in dieser Ausgestaltung aus einem elek­ trischen Schalter, der seinen Schaltzustand ändert, sobald die Oberkante der Scheibe 3 ihn nicht mehr nach oben drückt. Der Sensor 80 ist in einer Führung an der oberen Seitenwand 82 des Windschutzes 2 von Hand verschiebbar; durch die Stellung dieses Schaltsensors 80 wird die ge­ wünschte Endstellung für die Seitenscheibe 3 gespeichert. - Die Bedienungsperson muß also durch Verschieben des Sen­ sors 80 die gewünschte Endstellung für die rechte Scheibe festlegen. Das Auslösen des Öffnungsvorganges erfolgt dann durch Betätigen der Taste 9, der Antriebsmotor für die Scheibe 3 stoppt, sobald der Schaltsensor 80 seinen Schaltzustand ändert. - Die Einstellung der gewünschten Öffnung und die Überwachung der linken Scheibe 4 erfolgt in gleicher Weise durch einen entsprechenden Schaltsensor 81.

Claims (8)

1. Waage mit einer Waagschale (6, 60), mit einem diese Waag­ schale (6, 60) allseitig umschließenden Wägeraum, der an mindestens einer Stelle durch Verschieben eines beweg­ lichen Wandelementes (3, 4, 53, 54) geöffnet bzw. geschlos­ sen werden kann, mit einem Antriebsmotor (39) zum moto­ rischen Verschieben des beweglichen Wandelementes (3, 4, 53, 54) und mit einer Steuerelektronik (36) für den An­ triebsmotor (39), dadurch gekennzeichnet, daß ein Sen­ sor (13/41/42,14,71/72/73, 80, 81) die Stellung des beweg­ lichen Wandelementes (3, 4, 53, 54) überwacht, daß das Ausgangssignal des Sensors (13/41/42,14,71/72/73, 80, 81) der Steuerelektronik (36) für den Antriebsmotor (39) zugeführt wird und daß Speicher vor­ handen sind, in denen eine gewünschte Endstellung für das bewegliche Wandelement (3, 4, 53, 54) abgespeichert ist.

2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher digitale elektronische Speicher (46) sind.

3. Waage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Steuerbefehl das momentane Ausgangssignal des Sensors (13/41/42, 14, 71/72/73) in die digitalen elektro­ nischen Speicher (46) eingespeichert werden kann.

4. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Sensor ein Wegsensor (13/41/42,14) verwendet wird, der die Stellung des beweglichen Wandelementes (3, 4) überwacht.

5. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem zy­ lindrischen Windschutz, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensor ein Winkelsensor (71/72/73) verwendet wird, der die Stellung des beweglichen Wandelementes (53, 54) überwacht.

6. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Sensor ein inkrementaler Sensor (13/41/42, 14, 71/72/73) benutzt wird.

7. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Steuerelektronik (36) für den An­ triebsmotor (39), Schaltungen vorhanden sind, die minde­ stens zwei verschiedene Geschwindigkeiten des Antriebs­ motors (39) erlauben, und daß diese Schaltungen in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Sensors (13/41/42, 14,71/72/73) und der abgespeicherten Endstellung aktiviert werden.

8. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein verschiebbarer Schalter (80, 81) als Sensor und als Speicher benutzt wird.