WO1997027458A1

WO1997027458A1 - Wägeelement

Info

Publication number: WO1997027458A1
Application number: PCT/EP1997/000332
Authority: WO
Inventors: Jan Boye
Original assignee: Schwelm Anlagenbau Gmbh
Priority date: 1996-01-27
Filing date: 1997-01-22
Publication date: 1997-07-31
Also published as: DE29601398U1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wägeelement mit einer zwischen einem Stützteil und einem mit der zu wiegenden Last verbindbaren Lastteil angeordneten elektrischen Meßzelle, die mit einer Meßeinrichtung in Verbindung steht, wobei das Stützteil (7) eine Lagerschale und einen in der Lagerschale gelagerten, mit der Meßzelle versehenen Schwenkkörper (3) aufweist, wobei die Krümmungsmitte von Lagerschale und Schwenkkörper (3) gleich sind und der Gesamtschwerpunkt des Schwenkkörpers (3) unterhalb der Krümmungsmitte liegt und wobei der Meßzelle auf der Oberseite des Schwenkkörpers (3) eine gekrümmte Übertragungsfläche zugeordnet ist, auf der sich der Lastteil mit einer entsprechenden Gegenfläche (4) abstützt, wobei die Krümmungsmitte der Übertragungsfläche und der Gegenfläche (4) mit der Krümmungsmitte der Lagerschale (7) und des Schwenkkörpers (3) identisch ist.

Description

Bezeichnung: Wägeelement

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Wägeelement mit einer zwischen einem Stϋtzteil und einem mit der zu wiegenden Last verbind¬ baren Lastteil angeordneten elektrischen Meßzelle, die mit einer Meßeinrichtung in Verbindung steht.

Der Kern eines derartigen Wägeelementes wird beispiels¬ weise durch eine elektrische Meßzelle gebildet, die aus einem auf den jeweiligen Lastfall abgestimmten Verformungs¬ körper besteht, bei dem bestimmte, sich unter Last verfor¬ mende Flächen mit Dehnungsstreifen (DMS) versehen sind, die zur Erzeugung eines Meßsignals in einer Wheatstone ' sehen Brücke miteinander verschaltet sind. Dehnungen und/oder Stauchungen des Verformungskörpers führen zu Veränderungen im Stromfluß, so daß nach einer entsprechenden Eichung aus dem Grad der über die Stromänderung erfaßten Verformung unmittelbar die jeweilige zur Verformung führende Auflast feststellbar ist. Neben derartigen elektrischen DMS-Meßzellen finden beispielsweise auch auf piezoelektrischer Basis arbeitende Meßzellen Verwendung. Mit Hilfe derartiger elek¬ trischer Meßzellen läßt sich grundsätzlich eine sehr genaue Wägung durchführen. Fehler ergeben sich jedoch dann, wenn das Wägeelement mit seiner Meßzelle der zu wiegenden Last nicht in genauer senkrechter Ausrichtung zugeordnet werden kann, wie dies beispielsweise bei mobilen Systemen auf Fahrzeugen, Ladebrücken oder dergl. der Fall sein kann, da hier im Betrieb unterschiedliche Schräglagen des Wäge¬ elementes zur Horizontalen auftreten können.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Wägeele¬ ment zu schaffen, das auch bei großen Winkelabweichungen von der Horizontalen noch zuverlässige Meßergebnisse liefert. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Stützteil eine Lagerschale und einen in der Lager¬ schale gelagerten, mit der Meßzelle versehenen Schwenk¬ körper aufweist, wobei die Krümmungsmitte von Lagerschale und Schwenkkörper gleich sind und der Gesamtschwerpunkt des Schwenkkörpers unterhalb der Krümmungsmitte liegt und daß der iMeßzelle auf der Oberseite des Schwenkkörpers eine gekrümmte Ubertragungsfläche zugeordnet ist, auf der sich der Lastteil mit einer entsprechenden Gegenfläche abstützt, wobei die Krümmungsmitte der Ubertragungsfläche und der Gegenfläche mit der Krümmungsmitte der Lagerschale und des Schwenkkörpers identisch ist. Durch eine derartige Anordnung ist gewährleistet, daß bei entsprechender Größen¬ abmessung der Lagerschale einerseits und der Gegenfläche des Lastteils andererseits sehr große Winkelabweichungen von der Horizontalen ohne Einfluß auf die Krafteinleitung und damit auf das Meßergebnis sind, da die Übertragung der Gewichtslast auf die mit dem Schwenkkörper verbundene Meßzelle einerseits und die Abstützung des Schwenkkörpers durch die Lagerschale andererseits, immer in der Vertikalen erfolgt. Die Schwenkmöglichkeiten innerhalb des Raumes werden durch die jeweils gewählte Form der jeweiligen Flächenpaarungen bestimmt. In einer bevorzugten Ausgestal¬ tung ist daher vorgesehen, daß die einander zugekehrten Flächenpaaerungen Lagerschale/Schwenkkörper und/oder Uber¬ tragungsfläche/Gegenflache als Kugelflächen ausgebildet sind. Eine derartige geometrische Form der einander zuge¬ kehrten Flächenpaarungen ergibt eine Schwenkmöglichkeit um beliebig im Raum orientierte horizontale Schwenkachsen.

Ergibt sich von der Aufgabenstellung her, daß sich die Ausrichtung der Last gegenüber der Auflageebene nur in einer Schwenkebene verändern kann, ist in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die einander zugekehrten Flächenpaarungen Lagerschale/Schwenkkörper und/oder Ubertragungsfläche/Gegenflache als Zylinderflächen ausgebildet sind. Ergibt sich in speziellen Anwendungsfällen, daß die Winkel¬ stellung der zu wiegenden Auflast gegenüber der Standfläche des Wägeelementes sich in einer Schwenkebene um einen rela¬ tiv großen Winkel ändern kann, während sie in einer senk¬ recht hierzu ausgerichteten Schwenkebene geringere Schwenk¬ winkel aufweist, dann kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen werden, daß die einander zugekehr¬ ten Flächenpaarungen Lagerschale/Schwenkkörper und/oder Ubertragungsfläche/Gegenflache als Tonnenfläche ausgebildet sind. Je nach der Ausgestaltung können auch unterschiedliche Flächengeometrien im Schwenkkörper jeweils kombiniert wer¬ den. So ist es beispielsweise denkbar, eine ^• Kugelflache für die eine Flächenpaarung mit einer Tonnenfläche für die andere Flächenpaarung zu kombinieren.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Stützteil als Gehäuse ausgebildet ist, das die Lagerschale, den Schwenkkörper sowie den Lastteil umfaßt und daß der Lastteil mit einem aus dem Gehäuse heraus¬ ragenden Ansatz zur Lastaufnahme versehen ist. Diese Anord¬ nung erlaubt die Herstellung eines in sich geschlossenen Bauelementes, das als Fertigteil montierbar ist und in Konstruktionen unterschiedlicher Bauform integrierbar ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind Stellmittel vorgesehen, durch die der Lastteil und der Schwenkkörper zur Entlastung außer Kontakt bringbar sind. Diese Maßnahme hat insbesondere für Anwendungsfälle, bei denen das erfindungsgemäße Wägeelement an mobilen Systemen, beispielsweise Fahrzeugen angeordnet ist, den Vorteil, daß nur während der Wiegevorgangs die zu wiegende Auflast mit der elektrischen Meßzelle am Schwenkkörper in Kontakt steht und während der reinen Transportzeit dieser Kontakt aufgehoben ist, so daß die einander zugeordneten Flächen¬ paarungen praktisch keinem Verschleiß ausgesetzt sind. Derartige Stellmittel können beispielsweise an einem Fahr¬ zeug durch mechanische oder hydraulische Hubelemente gebildet werden, durch die entweder die Auflast, beispielsweise , ein Behälter oder Tank, während der Fahrt angehoben und in einer Verriegelung gehalten werden. Es ist aber auch möglich, den Tank im Fahrbetrieb in einer entsprechenden Verriegelung zu halten und lediglich für den Wiegevorgang das Gehäuse anzuheben, so daß der Lastteil mit einem entspre¬ chenden Gegeneleraent an der Auflast oder aber auch der Schwenkkörper an der Gegenfläche des Lastteils zur Anlage kommt, so daß sich die zu wiegende Auflast während dieser Zeit auf der Meßzelle abstützt. Zweckmäßigerweise ist hier¬ bei vorgesehen, daß im Bereich des Gehäuses Mittel zur Zentrierung der Last und/oder des Lastteils im Belastungszu¬ stand vorgesehen sind.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind Mittel vorgesehen, durch die zumindest zeitweise die Reibung zwischen der Lagerschale und dem Schwenkkörper reduzierbar ist. Diese Mittel können beispielsweise durch über Federn abgestützte Rollelemente in der Lagerschale oder im Schwenk¬ körper gebildet werden, die bei einer Belastung der Schwenk¬ körpers mit der zu wiegenden Last nachgeben, so daß sich der Schwenkkörper dann auf der Fläche der Lagerschale ab¬ stützen kann. In einer anderen Ausgestaltung ist es auch möglich, im Bereich unterhalb des Schwenkkörpers in die Lagerschale Zuleitungen einmünden zu lassen, durch die ein Fluid, beispielsweise ein gasförmiges oder flüssiges Fluid unter Druck eingeführt werden kann, so daß wiederum die Reibung zwischen der Oberfläche der Lagerschale und der Oberfläche des Schwenkkörpers reduziert ist, so daß sich der Schwenkkörper infolge seines unterhalb des Krüm¬ mungsmittelpunktes liegenden Gesamtschwerpunktes entspre¬ chend horizontal ausrichten kann. Vor Beginn des eigentli¬ chen Wiegevorganges wird dann der Druck zurückgenommen, so daß der Schwenkkörper wiederum auf der Lagerschale auf¬ liegt. Es ist aber auch möglich, die Lagerschale mit einer Flüssigkeit zu füllen, die eine höhere Dichte aufweist als der Schwenkkörper, so daß der Schwenkkörper aufschwimmt. Bei einer Belastung des Schwenkkörpers während des Wiege¬ vorganges wird diese Flüssigkeit in entsprechende Ausdeh¬ nungsräume verdrängt. So ist es beispielsweise möglich, bei einem aus Stahl hergestellten Schwenkkörper als Flüssig¬ keit eine entsprechend geringe Menge Quecksilber als Fluid vorzusehen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß Mittel zur Kontrolle der Ausrichtung des Schwenkkörpers in bezug auf die Vertikale und/oder die Horizontale vorgesehen sind. Hierzu können je nach Einsatz¬ fall und vorgesehener Schwenkmöglichlichkeit mit dem Schwenk¬ körper verbundene mechanische Mittel in Form eines Pendelzei¬ gers oder dergl. eingesetzt werden oder aber auch eine optisch oder optoelektrisch "ablesbare" Zentrallibelle mit dem Schwenkkörper verbunden sein. Auch Systeme, die nach Art eines künstlichen Horizontes eine etwaige Abweichung des Schwenkkörpers gegenüber der gewünschten horizontalen bzw. exakten vertikalen Ausrichtung feststellen lassen, sind zweckmäßig, wobei diese Systeme, bei denen anstatt einer Luftblase in einer nach oben konvex gewölbten Dose eine Metallkugel in einer nach unten gewölbten Dose vorge¬ sehen ist, wobei über magnetisch-induktive Messungen Abwei¬ chungen von der horizontalen Ausrichtung des Schwenkkörper feststellbar sind.

Ein Wägeelement mit den vorstehend wiedergegebenen erfin¬ dungsgemäßen Merkmalen eignet sich in besonderer Ausgestal¬ tung der Erfindung zur Verwendung an mobilen Einrichtungen, insbesondere zum Wiegen der Ladung auf Fahrzeugen, wobei mindestens drei Wägeelemente zwischen dem die Ladung tragen¬ den Aufbau und dem Fahrzeugrahmen angeordnet sind und zumin¬ dest zum Teil das Auflager für den Aufbau bilden. Werden die drei Wägeelemente mit der erforderlichen Meßschaltung in üblicher Weise summierend verknüpft, dann wird durch diese Anordnung der Wägezelemente die Möglichkeit gegeben, sowohl bei der Befüllung als auch bei der Entleerung der Ladung, eine Gewichtsmessung vorzunehmen. Gerade bei diesem Anwendungsfall werden die besonderen Vorteile des erfin¬ dungsgemäßen Wägeelementes deutlich. Neben einer einfachen Einbaumöglichkeit ergibt sich ferner, daß beim Einbau keine besonderen Anforderungen an die Lagegenauigkeit gestellt werden müssen. Dies ist insbesondere bei Fahrzeugen von besonderer Bedeutung, da der üblicherweise verwendete Zwi¬ schenrahmen, insbesondere aber der Fahrzeugrahmen selbst, nicht vollständig starr ist, sondern eine gewisse Verwin- dungselastizität aufweist. Andererseits ermöglicht die Verwendung elektrischer Meßzellen in DMS-Technik eine sehr genaue Messung. Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Wägeelementes besteht hierbei darin, daß der Schwenkkörper so ausgebildet werden kann, daß handelsüblich hochgenaue Meßzellen eingesetzt werden können, die bei einer Tara von beispielsweise 20 to eine Meßgenauigkeit von etwa 1 kg ermöglichen. Dies erlaubt damit auch die Anwendung des erfindungsgemäßen Wägeelementes in Verbindung mit Tankfahr¬ zeugen zum Transport von Flüssigkeiten, da sowohl der Füll¬ ungsvorgang als auch der Entleerungsvorgang statt durch eine volumetrische Messung, die immer temperaturabhängig ist, durch eine gravimetrische Messung überwacht werden kann. Gerade für den Anwendungsfall bei Fahrzeugen, die in bezug auf die notwendigerweise horizontal auszurichtende Wägeebene in der Praxis in den seltensten Fällen eine ent¬ sprechend horizontal ausgerichtete Standfläche beim Befüllen und/oder beim Entleeren vorfinden, bietet das erfindungsge¬ mäße Wägeelement den Vorteil, daß durch die Selbst]ustierung der einzelnen Schwenkkörper in bezug auf die Horizontale der Wiegevorgang auch bei verhältnismäßig großen Abweichun¬ gen der Standebene gegenüber der Horizontalebene ein exakter Wiegevorgang möglich ist. Dies ist auch eine Voraussetzung für die Eichfähigkeit des Systems bei der Verwendung an Fahrzeugen.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Schemazeichnung zur Erläuterung des

Kräfteverlaufs bei der Verwendung von zwei Wägeelementen bei horizontaler Aufstands¬ fläche,

Fig. 2 die Anordnung gem. Fig. 1 mit geneigter

Aufstandsfläche,

Fig. 3 eine erste Ausführungsform für eine Wäge¬ element,

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform für ein Wäge¬ element,

Fig. 5 eine Ausführungsform gem. Fig. 4 mit Ver¬ riegelungseinrichtung.

In Fig. 1 ist eine Last 1 dargestellt, deren Gesamtgewicht durch den am Schwerpunkt G angreifenden Pfeil 2 wiedergege¬ ben ist. Diese Last 1 soll durch zwei Wägeelement 3.1. 3.2 gewogen werden, wobei die Wägeelemente als Schwenkkörper

3.1 und 3.2 beispielsweise zylinderförmig ausgebildet sind. Die Last 1 ist jeweils mit einem dem entsprechenden Wägeele¬ ment zugeordneten Lastteil 4 versehen, das mit einer auf dem zylindrischen Wägeelement aufliegenden zylindrischen Gegenfläche versehen ist. Die Last 1 ist hierbei unter einem Winkel OC von beispielsweise 10° gegenüber der Horizontalen geneigt ausgerichtet, während die beiden Wäge¬ elemente 3.1 und 3.2 entsprechend höhenversetzt jeweils auf einer horizontalen Auflageebene 5 aufliegen. Da bei der dargestellten Anordnung die beiden Wägeelemente 3.1 und

3.2 die Last 1 jeweils in seitlichen Abstand zur Wirkungsli¬ nie der Gewichtskraft 2 abstützen, wirkt auf jedes der beiden Wägeelemente 3.1 und 3.2 ein dem Neigungswinkel jeweils entsprechender Anteil des Gewichtes der Last 1. Da die Wägeelemente zylindrisch ausgebildet sind, verlaufen die Kräfte 6.1 und 6.2 parallel und entgegengerichtet zur Gewichtskraft 2. Aus der Darstellung gem. Fig. 1 ist nun zu erkennen, daß die Auflast auf die beiden Wägeelemente

3.1 und 3.2 in der Summe unabhängig von der Größe des Nei¬ gungswinkels C< der Last 1 ist, so daß auch bei Absenkung der Auflageebene 5.2 und damit einer Reduzierung des Winkels 0( die Summe der Auflagekräfte 6.1 und 6.2 sich nicht ändert.

Sieht man nun, wie in Fig. 2 dargestellt, anstelle der horizontalen Auflageebene 5.1 und 5.2 in bezug auf die Wägeelemente 3.1 und 3.2 jeweils entsprechend gekrümmte Lagerschalen 7.1 und 7.2 vor, so ändert dies nichts an dem vorstehend beschriebenen Kräfteverlauf, wenn sich die Aufstandsebene 5.3, auf der die beiden Lagerschalen 7.1 und 7. 2 befestigt sind, in ihrem Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen verändert. Die Aufstandsebenen 5.1 und

5.2 in Fig. 1 stellen hierbei lediglich Lagerschalen mit unendlich großer Krümmung dar. Versieht man nun die beiden Wägeelemente 3.1 und 3.2 jeweils in ihrer Zuordnung mit nachstehend noch näher zu beschreibenden elektrischen Meß¬ zellen, beispielsweise einer Meßzelle die nach dem Dehnmeß¬ streifenprinzip arbeitet, und verbindet man die beiden elektrischen Meßzellen mit einer entsprechenden Meßeinrich¬ tung 8, dann kann unter entsprechender Summation der beiden gemessenen Kräfte 6.1 und 6.2 über die Meßeinrichtung 8 das Gewicht 2 der Last 1 nach entsprechender Eichung des Gesamtsystems unmittelbar abgelesen werden.

Aus Fig. 2 kann nun eine Möglichkeit abgeleitet werden, wie unter Zusammenfassung der Gegenfläche 4 der Lagerschale 7 und des Schwenkkörpers 3 ein Wägeelement konzipiert werden kann, das einen neigungsunabhängigen Wiegevorgang ermöglicht.

Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 dargestellt, wobei die Anordnung bereits unter einer Neigung von 15° gegenüber der Horizontalen wiedergegeben ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind in einem Gehäuse 9 ein beispiels¬ weise zylindrischer tonnenförmiger oder kugelförmiger Schwenk¬ körper 3 mit einer entsprechend geformten Lagerschale 7 sowie einer entsprechend geformten Gegenfläche 4 angeordnet, die an einem in Richtung der Achse 10 bewegbaren Lastteil 11 befestigt ist. Das Gehäuse 9 bildet hierbei den Stützteil, mit dem das Wägeelement 3 auf der geneigt ausgerichteten Auflageebene 5 befestigt ist.

Die Lagerschale 7, der Schwenkkörper 3 sowie die mit dem Lastteil 11 verbundene Gegenfläche 4 und die der Gegenfläche 4 zugekehrte Ubertragungsfläche 12 des Schwenkkörpers einer¬ seits und die Krümmung der Lagerschale 7 sowie die dieser zugeordnete Fläche des Schwenkkörpers 3 sind so gekrümmt, daß ihre Krümmungsmitte M identisch ist.

Im Schwenkkörper 3 ist eine elektrische Meßzelle 13 angeord¬ net, auf der sich der Lastteil 11 über ein Zwischenstück 14 abstützt, dessen dem Lastteil 11 zugekehrte Fläche die Ubertragungsfläche 12 bildet und auf der die Gegenfläche 4 des Lastteils 11 aufliegt. Das Zwischenstück 14 ist hierbei verschiebbar in Richtung der Wirkungsachse 15 gelagert, so daß eine Auflast auf das Zwischenstück in Richtung der Wirkungsachse 15 auf die Meßzelle 13 eine Kraft ausübt.

Der Schwenkkörper 3 mit seiner Meßzelle 13 und dem Zwischen¬ stück 14 ist nun so ausgebildet, daß sein Gesamtschwerpunkt S mit Abstand unterhalb der Krümmungsmitte M angeordnet ist, so daß, Reibungslosigkeit zwischen den sich berührenden Flächen vorausgesetzt, der Schwenkkörper 3 sich selbsttätig immer so ausrichtet, daß die Wirkungsachse 15 senkrecht verläuft.

Wird nun über den Lastteil 11 in eine Kraft in Richtung des Pfeiles 2 eingeleitet, so wird diese aufgrund der geome¬ trischen Verhältnisse zwischen dem Lastteil 11 und der Lagerschale 7 in Richtung der Wirkungsachse 15 übertragen (die Pfeile 17 zeigen jeweils die vom Schwenkkörper 3 aus¬ gehenden Reaktionskräfte) , so daß die Kraft 2 in senkrechter Richtung auf die Meßzelle 13 weitergeleitet wird.

Die Versorgung der Meßzelle 13 mit elektrischem Strom, der bei einer in DMS-Technik ausgeführten Meßzelle sogleich der Meßstrom ist, kann nun entweder über entsprechende Kabelführungen oder auch drahtlos über entsprechende Ubertra- gungselemente 18, 19 vom Schwenkkörper 3 über hier nicht näher dargestellte, mit dem Element 19 verbundene Leitungen auf die Meßeinrichtung 8 übertragen werden.

Damit sich der Schwenkkörper 3 vor dem Wiegevorgang in seiner horizontalen Ausrichtung innerhalb des Gehäuses 9 einstellen kann, wird zweckmäßigerweise das Gehäuse 9 abge¬ senkt, so daß die Gegenfläche 4 des Lastteils 11 von der entsprechenden Ubertragungsfläche 12 des Schwenkkörpers 3 abhebt und dieser nur noch unter dem Einfluß seines Eigen¬ gewichtes auf der Lagerschale 7 ruht. Um nun hier eine möglichst genaue Ausrichtung der Wirkungsachse 15 des Schwenk¬ körpers 3 in der Vertikalen zu erzielen, ist es zweckmäßig, wenn die Reibung zwischen dem Schwenkkörper 3 und der Lager¬ schale 7 aufgehoben, zumindest reduziert wird. Hierzu ist im unteren Bereich des Gehäuses 9 ein Druckmittelkanal 20 vorgesehen, der unterhalb des Schwenkkörpers 3 in der Lagerschale 7 ausmündet. Wird über diesen Druckmittelkanal 20 ein Druckfluid, beispielsweise Luft oder eine Flüssigkeit eingepreßt, dann hebt der Schwenkkörper 3 von der Lager¬ schale 7 ab und kann sich je nach der Schrägstellung des Gehäuses in bezug auf die Vertikale unter der Einwirkung des vom tiefliegenden Schwerpunkt S auf den Schwenkkörper 3 entsprechend ausgeübten Schwenkmomentes einstellen. An¬ schließend wird die Druckmittelzufuhr abgeschaltet, so daß der Schwenkkörper wieder auf der Lagerschale 7 aufliegt, so daß nach dem Aufsetzen des Lastteils 11 der Wiegevorgang durchgeführt werden kann. Bei der dargestellten Ausführungsform kann der Schwenkkör¬ per 3 je nach den Anforderungen des Einsatzfalles als Zylin¬ der, als Tonnenkörper aber auch als Kugel ausgebildet sein, so daß die einander zugeordneten Flächenpaarungen entspre¬ chend ausgebildet sind.

In Fig. 4 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt, bei der jedoch gleiche Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Bei dieser Ausführungsform ist im Gehäuse 9 mit seiner als Stützteil ausgebildeten Lagerschale 7 in Form einer Kugelkalotte als Schwenkkörper 3 eine Halbkugel gelagert, in der wiederum eine elektrische Meßzelle angeordnet ist, die in DMS-Technik ausgebildet ist. Der Gesamtschwer¬ punkt S des Schwenkkörpers 3 liegt auch hier mit Abstand unterhalb der Krümmungsmitte M der einander zugeordneten Kugelflächen der Lagerschale 7 und des Schwenkkörpers 3. Die elektrische Meßzelle 13 ist auf ihrer Oberseite wiederum mit einem Ubertragungskörper 14 versehen, der eine Stützflä¬ che 12 in Form einer Kugelkalotte aufweist, auf der sich der Lastteil 11 mit einer entsprechend geformten kugeligen Gegenfläche 4 abstützt. Die Krümmungsmitte der Stützfläche 12 und der Gegenfläche 4 ist identisch mit der Krümmungs¬ mitte M der Kugelfläche der Lagerschale 7 und der zugeordne¬ ten Fläche des Schwenkkörpers 3.

Der Lastteil 11 ist durch eine Bohrung 21 in einem Tragteil 22 hindurchgeführt, wobei die Bohrung 21 mit einer konischen Lagerfläche 23 versehen ist, der am Lastteil 11 eine entspre¬ chende konische Gegenfläche 24 zugeordnet ist. In Fig. 4 ist die Anordnung in ihrer Wiegefunktion dargestellt, so daß die konische Fläche 24 des Lastteils 11 von der Lager¬ fläche 23 des Tragteils 22 abgehoben ist und der Lastteil 11 sich voll über die Meßzelle 13 und den Schwenkkörper 3 auf dem Gehäuse 9 abstützt, so daß die über den Lastteil 11 in die Meßzelle 13 eingeleitete Kraft in der zuvor beschrie¬ benen Weise gemessen werden kann. Wird nun das Gehäuse 9 über entsprechende Stellmittel, beispielsweise eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung 25, so weit abgesenkt, daß sich der Lastteil 11 auf dem Tragteil 22 abstützt, dann wird zugleich der Lastteil und der Schwenkkörper außer Kontakt gebracht und die elektrische Meßzelle 13 entlastet. Zugleich wird die auf dem Lastteil 11 aufliegende Last am Tragteil 22 fixiert. Bei einer Anordnung auf einem Fahrzeug sind zusätzliche Verriegelungsmittel zweckmäßig, durch die die Auflast nach dem Absenken des Gehäuses 9 fest zu verriegeln ist.

Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Stützteil 7 bzw. das Gehäuse 9 mit seiner als Stützteil 7 dienenden Lagerschale nach der Druckentlastung der Kolben-Zylinder-Anordnung 25 über eine Rückstellfeder in seine Ruhelage zurückgedrückt und in dieser gehalten wird, so daß beispielsweise im Fahr¬ betrieb Relativbewegungen dieser beweglichen Teile ausge¬ schlossen sind.

Bei der Ausführungsform gem. Fig. 4 kann, wie bereits für die Ausführungsform gem. Fig. 3 beschrieben, durch die Einleitung eines Fluids zwischen Lagerschale 7 und Schwenk¬ körper 3 in dem zuvor beschriebenen entlasteten Zustand die horizontale Ausrichtung des Schwenkkörpers 3 bewirkt werden, und anschließend über das Stellmittel das Gehäuse 9 mit dem Lastteil 11 in Kontakt gebracht und die gesamte Anordnung so weit angehoben werden, daß der Lastteil 11 sich ausschließlich auf dem Schwenkkörper 3 abstützt.

Anstelle der Einleitung eines Fluids zur Verminderung der Reibung zwischen Schwenkkörper 3 und Lagerschale 7 ist auch die Möglichkeit gegeben, im Gehäuse 9 im Bereich der Lagerschale 7 federbelastete Kugelrollkörper 26 vorzusehen, auf denen sich bei entlasteter Meßzelle 13 der Schwenkkör¬ per 3 abstützt und in die erforderliche Vertikalausrichtung der Wirkungsachse 15 rollen kann. Bei belasteter Meßzelle 13 erfolgt die Abstützung des Schwenkkörpers 3 in vollem Umfange über die Lagerschale 7. Bei beiden Ausführungsformen sind zweckmäßigerweise Mittel vorzusehen, die eine Kontrolle der Ausrichtung des Schwenk¬ körpers 3 in bezug auf die Horizontale und/oder die Vertika¬ le, d. h. vertikale Ausrichtung der Wirkungsachse 15 möglich ist. Hierzu ist der Schwenkkörper mit optisch und/oder elektrisch "ablesbaren" Mitteln in Form einer Libelle oder eines "künstlichen Horinzontes" versehen.

Fig. 5 zeigt hinsichtlich der Verriegelungsmöglichkeiten eine Abwandlung der Ausführungsform gem. Fig. 4. Fig. 5 zeigt ebenso wie Fig. 4 die Anordnung in ihrer Wiegefunktion. Während bei der Ausführungsform gem. Fig. 4 sich bei abge¬ senkter Kolben-Zylinder-Anordnung 25 der Lastteil 11 über seine konische Gegenfläche 24 auf dem Tragteil 22 abstützt und hier nur durch Schwerkraft gehalten ist, ist bei der Ausführungsform gem. Fig. 5 eine zusätzliche Verriegelung vorgesehen, wie sie beispielsweise bei der Anordnung an Fahrzeugen für den Fahrbetrieb zweckmäßig ist. Hierzu ist das Gehäuse 9 mit seitlichen Ansätzen 27 versehen, die über entsprechende Ubertragungselemente 28 starr mit einem Verriegelungselement 29 verbunden sind. Der Lastteil 11 weist hierbei eine konische Andruckfläche 30 auf, der eine entsprechende konische Fläche 31 am Verriegelungselement 29 zugeordnet ist. Die Abmessungen sind hierbei so getrof¬ fen, daß bei vollständig abgesenktem Gehäuse 9 der Lastteil 11 mit seiner konischen Gegenfläche 24 auf der Lagerfläche 23 aufliegt, wie anhand von Fig. 4 beschrieben und daß zusätzliche die konische Fläche 31 am Verriegelungselement 29 auf der zugehörigen konischen Andruckfläche 30 aufliegt. Das Lastelement 11 ist somit in vertikaler Richtung zwischen den beiden konischen Flächen 23 und 31 fixiert.

Die für den Fahrbetrieb erforderliche Haltekraft wird durch Federelemente 32 aufgebracht, die beispielsweise als Gummi¬ federelemente aufgebildet sein können, die auf der Oberseite des Verriegelungselementes 29 angeordnet sind und sich an einem mit dem Tragteil 22 fest verbundenen Stützjoch 22.1 abstützen. Im Fahrbetrieb ist das Gehäuse 9 so weit abge¬ senkt, daß die Gegenfläche 4 des Lastteils 11 nicht mehr im Eingriff mit der Ubertragungsfläche 12 des Schwenkkör¬ pers 3 steht. Über die Federkörper 32 und das Verriegelungs- element 29 wird hierbei der Lastteil 11 zwischen dem Trag¬ teil 22 und dem damit fest verbundenen Joch 22.1 eingeklemmt und während des Fahrbetriebs formschlüssig fixiert.

Soll nun der Wiegevorgang durchgeführt werden, dann wird über die Kolben-Zylinder-Einheit 25 das Gehäuse 9 angehoben und zunächst das Verriegelungselement 29 außer Eingriff mit dem Lastteil 11 gebracht und die ,Ubertragungsfläche 12 des Schwenkkörpers 3 an der Gegenfläche 4 des Lastteils 11 zur Anlage gebracht und der Lastteil 11 von der Lagerfläche 23 am Tragteil 22 abgehoben, so daß sich die Auflast aus¬ schließlich über den Lastteil 11 abstützt.

Claims

Ansprüche

1. Wägeelement mit einer zwischen einem Stützteil und einem mit der zu wiegenden Last verbindbaren Lastteil angeordneten elektrischen Meßzelle, die mit einer Meßeinrichtung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützteil (7) eine Lagerschale und einen in der Lagerschale gelagerten, mit der Meßzelle (13) versehenen Schwenkkörper (3) aufweist, wobei die Krümmungsmitte (M) von Lagerschale und Schwenkkörper (3) gleich sind und der Gesamtschwerpunkt (S) des Schwenkkörpers (3) unterhalb der Krümmungsmitte (M) liegt und daß der Meßzelle (13) auf der Oberseite des Schwenkkörpers (3) eine gekrümmte Ubertragungsfläche (12) zugeordnet ist, auf der sich der Lastteil (11) mit einer entsprechenden Gegenfläche (4) abstützt, wobei die Krümmungsmitte der Ubertragungsfläche (12) und der Gegenfläche (4) mit der Krümmungsmitte (M) der Lagerschale (7) und des Schwenkkörpers (3) identisch ist.

2. Wägeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten Flächenpaarungen Lagerschale/ Schwenkkörper und/oder Ubertragungsfläche/Gegenflache als Kugelflächen ausgebildet sind.

3. Wägeelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß die einander zugekehrten Flächenpaarungen Lager¬ schale/Schwenkkörper und/oder Ubertragungsfläche/Gegenflache als Zylinderflächen ausgebildet sind.

4. Wägeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten Flächenpaa¬ rungen Lagerschale/Schwenkkörper und/oder Ubertragungsfläche/ Gegenfläche als Tonnenflächen ausgebildet sind.

5. Wägeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützteil als Gehäuse (9) ausgebildet ist, das die Lagerschale (7) , den Schwenkkörper (3) sowie den Lastteil (11) umfaßt und daß der Lastteil (11) mit einem aus dem Gehäuse (9) herausragenden Ansatz zur Lastauf¬ nahme versehen ist.

6. Wägeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Stellmittel (25) vorgesehen sind, durch die Lastteil (11) und der Schwenkkörper (3) zur Entlastung außer Kontakt bringbar sind.

7. Wägeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Gehäuses (9) Mittel

(23, 24) zur Fixierung des Lastteils (11) im Entlastungszu¬ stand vorgesehen sind.

8. Wägeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (20; 25; 26) vorgesehen εind, durch die zumindest zeitweise die Reibung zwischen der Lagerschale (7) und dem Schwenkkörper (3) reduzierbar ist.

9. Wägeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Kontrolle der Ausrichtung des Schwenkkörpers (3) in bezug auf die Vertikale und/oder Horizontale vorgesehen sind.

10. Wägeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung an mobilen Einrichtungen, insbesondere zum Wiegen der Ladung auf Fahrzeugen, minde¬ stens drei Wägeelemente zwischen dem die Ladung tragenden Aufbau und dem Fahrzeugrahmen angeordnet sind und daß die Wägeelemente zumindest zum Teil jeweils ein Auflager für den Aufbau bilden.

11. Wägeelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (25) zur Entlastung gem. Anspruch 6 als Verriegelungsmittel zur starren Verriegelung von Aufbau und Fahrzeugrahmen ausgebildet sind.