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Dokumentenidentifikation DE3823618A1 26.01.1989
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Masse eine Gegenstands durch die Messung der Verschiebung der Periode einer harmonischen Bewegung
Anmelder Pitney Bowes, Inc., Stamford, Conn., US
Erfinder Cordery, Robert, A., Danbury, Conn., US;
Hart, William G.;
Hubbard, David W., Stamford, Conn., US;
Silverberg, Morton, Westport, Conn., US
Vertreter Eitle, W., Dipl.-Ing.; Hoffmann, K., Dipl.-Ing. Dr.rer.nat.; Lehn, W., Dipl.-Ing.; Füchsle, K., Dipl.-Ing.; Hansen, B., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Brauns, H., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Görg, K., Dipl.-Ing.; Kohlmann, K., Dipl.-Ing.; Kolb, H., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Ritter und Edler von Fischern, B., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte; Nette, A., Rechtsanw., 8000 München
DE-Anmeldedatum 12.07.1988
DE-Aktenzeichen 3823618
Offenlegungstag 26.01.1989
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.01.1989
IPC-Hauptklasse G01G 3/16
IPC-Nebenklasse G01G 21/23   
IPC additional class // G07B 17/00  
Zusammenfassung Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Masse eines Gegenstandes durch die Verschiebung der Schwingungsperiode einer flexibel befestigten Plattform (27). Ein Gegenstand, dessen Masse bestimmt werden soll, wird auf der Plattform (27) angeordnet. Die Plattform (27) wird in Schwingungen versetzt und die Periode der harmonischen Bewegung geeicht. Diese Periode wird mit der Periode der harmonischen Bewegung verglichen, die vorhanden ist, wenn kein Gegenstand sich auf der Plattform (27) befindet, und die Differenz oder Verschiebung der Frequenz gestattet eine Bestimmung der Masse des Gegenstandes.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Masse eines Gegenstandes.

Mit fortschreitender Technik laufen auch bestimmte Prozesse und Verfahren immer schneller ab. Die meisten Verfahren erfordern eine Koordination der Anzahl der Bauteile, wobei die Geschwindigkeit des Verfahrens durch das langsamste Bauteil bestimmt wird, wenn nicht mehrere ähnliche Bauteile verwendet werden. Es gibt bestimmte Verfahren, bei denen das Gewicht eines Artikels bestimmt werden muß, jedoch gibt es bis heute keine Waage, die sehr schnell ein genaues Gewicht liefert. "Genau" bedeutet in diesem Zusammenhang die Fähigkeit, einen Gegenstand mit einem Gewicht zwischen 1814,4 g (64 onz) und 0,886 g (1/32 onz) zu wiegen. "Schnell" bedeutet in diesem Zusammenhang, fortlaufend geförderte Gegenstände in einer Zeit von weniger als einer Sekunde pro Gegenstand zu wiegen. Ein derartiges Verfahren zum Wiegen ist bei der Verarbeitung von Poststücken erforderlich. Es wurden zwar Hochgeschwindigkeitssysteme entwickelt, mit denen eine geeignete Anzahl von Einlagen, die sich von Umschlag zu Umschlag ändern können, in einem Umschlag angeordnet werden. Der Umschlag wird verschlossen und die Postgebühr auf den Umschlag gedruckt. Bevor die Postgebühr jedoch auf den Umschlag gedruckt werden kann, ist es erforderlich, daß das Gewicht des Poststückes bestimmt wird. Für derartige Postverarbeitungssysteme wurden bisher Wiegevorrichtungen entwickelt, die jedoch im allgemeinen relativ langsam arbeiten. Viele bekannte Wiegeeinrichtungen verbinden zur Zeit eine Standardwaage mit einem Mechanismus, der die Poststücke anhält, um ein Wiegen durchzuführen. Um den Ausgang eines Kuvertiergerätes aufzunehmen, müssen jedoch mehrere Waagen vorgesehen sein, wobei die Poststücke abwechselnd auf diese Waagen verteilt werden.

Obwohl diese bekannte Wiegevorrichtung mit bekannten Poststückverarbeitungssystemen relativ gut arbeitet, wobei die Kuvertiereinrichtungen mit hoher Geschwindigkeit arbeiten, besteht das Problem für eine schnelle Verarbeitung von Poststücken im Wiegevorgang der Poststücke, bevor die Postgebühr angebracht wird. Um dieses Problem zu lösen, wurden mehrere Waagen stromabwärts eines Hochgeschwindigkeitskuvertiergerätes angeordnet und die Poststücke abwechselnd diesen Waagen zugeleitet. Es ist verständlich, daß mehrere Waagen kostenintensiv sind und weiter zusätzliche Förderfunktionen erfordern, wodurch sich eine höhere Anzahl von Betriebsstörungen ergibt.

Bestimmte bekannte Hochgeschwindigkeitswiegevorrichtungen zum Wiegen von Gegenständen, die fortlaufend in einer Reihe zugeführt werden, bestimmen das Gewicht jedes Gegenstandes, wenn sich die Waage noch in Bewegung befindet (US-PS 38 00 893). Der Nachteil derartiger Wiegesysteme sind die Kosten. Ein weiteres Verfahren zum schnellen Wiegen besteht darin, eine große Anzahl von Gegenständen gleichzeitig zu wiegen und ein mittleres Gewicht zu bestimmen, wobei dieses Verfahren jedoch unbrauchbar ist, wenn das einzelne Gewicht jedes Gegenstandes erforderlich ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Gewichtes eines Gegenstandes zu schaffen, das die oben beschriebenen Nachteile der bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren bedient sich zum Wiegen eines Gegenstandes der Grundlagen einer harmonischen Schwingung. Eine federnd befestigte Plattform wird durch eine anfängliche Erregerwirkung in eine Schwingung versetzt. Die Frequenz der Schwingung hängt in erster Linie von der gesamten Masse der Plattform und irgendeinem damit verbundenen Gegenstand sowie der Federkonstanten der Plattform ab. Zuerst wird eine Eichung durchgeführt. Die Plattform mit ihren zugeordneten Bauteilen wird in eine Schwingung durch Aufbringen eines Erregerimpulses versetzt, und die Perioden der Schwingung mit unterschiedlich geeichten Gewichten werden gemessen. Dann wird ein Gegenstand auf die Waage gelegt und die Plattform wiedererregt. Die Periode der Schwingung der Plattform mit dem Gegenstand unbekannten Gewichtes wird bestimmt. Die mit dem Gegenstand auf der Plattform erhaltene Schwingungsperiode wird mit den Eichversuchen verglichen, woraufhin man die Masse des Gegenstandes unter Verwendung abgeleiteter Gleichungen bestimmen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt der Wiegeeinrichtung;

Fig. 2 eine Endansicht der Wiegeeinrichtung längs den Linien 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine Aufsicht längs den Linien 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine seitliche geschnittene Längsansicht zur Darstellung ausgewählter Teile der Wiegeeinrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 5 ein Diagramm eines in der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Wiegeeinrichtung verwendeten Meßschaltkreises;

Fig. 6 ein Blockdiagramm der Bauteile der in Fig. 5 dargestellten elektronischen Steuerung;

Fig. 7a-7c Diagramme zur Darstellung eines einzigen auf die Wiegeeinrichtung aufgebrachten Impulses, eine Darstellung der Schwingung der Plattform der in Fig. 1 dargestellten Wiegeeinrichtung als Ergebnis des einzigen Impulses bzw. eine quadratische Wellenform der Schwingung;

Fig. 8 ein Diagramm zur Darstellung des prozentualen Fehlers einer Periode als Funktion der Zeit;

Fig. 9 ein Fließbild zur Beschreibung der Funktion der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Wiegeeinrichtung; und

Fig. 10 ein Fließbild zur Beschreibung der Schritte zur Bestimmung der Masse eines Gegenstandes.

In den Fig. 1 bis 4 ist eine Wiegevorrichtung 10 dargestellt. Die Wiegevorrichtung 10 kann auf vielen Gebieten verwendet werden, in denen eine schnelle und genaue Gewichtsbestimmung erforderlich ist, soll im folgenden jedoch im Einsatz eines Verfahrens zur Bearbeitung von Poststücken, wie z.B. Umschlägen mit Einsätzen, Postkarten und ähnlichem, beschrieben werden, wobei eine Postgebühr auf diese Gegenstände aufgebracht werden muß. Es soll darauf hingewiesen werden, daß die Vorrichtung nicht das Gewicht, sondern die Masse bestimmt, wie dies im folgenden beschrieben wird. Es soll jedoch diese Vorrichtung im folgenden als Wiegevorrichtung bzw. Waage bezeichnet werden. In den Fig. 1 bis 4 ist die Wiegevorrichtung bzw. Waage 10 dargestellt, die einen Rahmen 12 umfaßt, der auf ein Maschinengehäuse, einen Tisch oder eine andere Unterlage gestellt werden kann. Eine Grundplatte 14 ist oberhalb des Rahmens 12 mittels isolierten Schraubenfedern 16 gelagert, von denen jede an einem Ende an einem umgekehrt, im allgemeinen L-förmig ausgebildeten, sich vertikal erstreckenden Arm 18 des Rahmens 12 und mit dem anderen Ende an der Grundplatte 14 befestigt ist. Die Isolierfedern 16 dienen zum Isolieren der Waage 10 gegen von der Unterlage, auf der der Rahmen 12 angeordnet ist, übertragenen Schwingungen. Wenn beispielsweise der Rahmen auf einer Frankiermaschine oder einer Kuvertiermaschine angeordnet ist, neigt die Unterlage im Betrieb zur Übertragung von Schwingungen. Das Vorhandensein der Isolationsfedern 16 dient zur Verminderung der Übertragung der Schwingungen. Vorzugsweise haben die Federn 16 eine hohe Federkonstante in vertikaler Richtung und eine niedrige Federkonstante in Richtung der Schwingung, die im folgenden beschrieben wird.

Ein weiterer, jedoch kleinerer vertikaler Arm 20 ist am Rahmen 12 angebracht. Dieser vertikale Arm 20 und der Rahmen 12 dienen zur Lagerung eines Paares käfigeinklemmender Solenoide 22, deren Kerne 23 an ihren Enden konisch ausgebildet sind und mit Vertiefungen von im allgemeinen napfförmigen Druckunterlagen 24 in Eingriff bringbar sind, die an den gegenüberliegenden Seiten der Grundplatte 14 befestigt sind. Nach der Erregung werden die Kerne der Solenoide 22 innerhalb der Vertiefungen der Druckunterlagen 24 aufgenommen, um die Grundplatte 14 sicher zu halten, wie dies im einzelnen weiter unten beschrieben wird.

An der Grundplatte 14 sind mehrere flexible Stützen 26 befestigt, an denen eine Plattform 27 mittels Verbindungsteilen 29 befestigt ist. Diese flexiblen Stützen 26 bestehen aus dünnen Streifen von rostfreiem Stahl. Obwohl vier flexible Stützen in der bevorzugten Ausführungsform dargestellt sind, ist es verständlich, daß irgendeine Anzahl Stützen verwendet werden kann, ohne sich vom Umfang der Erfindung zu entfernen.

Am Rahmen 12 ist eine Halterung 28 befestigt, die aufrechte Elemente 30 aufweist, an denen Glieder 32 mittels Bolzen 34 gelagert sind. An der Oberseite jedes Gliedes 32 ist ein federnder Knopf 35, vorzugsweise aus einem weichen dämpfenden Gummi, befestigt. An den Gliedern 32 sind im Abstand voneinander durch Abstandshalter mit Bolzen 40 ein Paar Platten 36, 38 verbunden, um einen Käfig 41 zu bilden. An der Unterseite der Platte 36 ist mittels eines Flachstückes 43 ein Drehzapfen 42 befestigt, an dem ein Glied 44 mittels eines Stiftes 46 drehbar angebracht ist. Ein Solenoid 48 ist am Rahmen 12 befestigt, wobei der Kern 50 des Solenoids einen Stift 52 aufweist, der schwenkbar innerhalb eines Endes des Gliedes 44 aufgenommen ist. Wenn der Solenoid 48 betätigt wird, so drehen sich die Glieder 32 um die Bolzen 34, wodurch das Glied 44 auf den Drehzapfen 42 einwirkt. Zwischen den Platten 36, 38 sind zwei Leerlaufwalzen 56, 58 angeordnet, die in Öffnungen 39 der Plattform 27 aufgenommen und drehbar mittels Wellen 60 bzw. 62 gelagert sind, die an den Platten 36, 38 befestigt sind und einen Teil des Käfigs 41 bilden. An einer der Wellen 60 ist eine einfache Riemenscheibe 64 befestigt, und an der anderen Welle 62 ist eine doppelte Riemenscheibe 66 befestigt. Eine Antriebswalze 68 und eine Antriebsriemenscheibe 69 sind auf einer Antriebswelle 70 befestigt, die einen Teil des Käfigs 41 bildet. Die Antriebswelle 70 wird mittels eines Motors 72 angetrieben, der an dem Rahmen 12 mittels einer Halterung 74 befestigt ist. Die Ausgangswelle 76 des Motors 72 erstreckt sich durch eine Öffnung 78 der Halterung 74. Eine flexible Welle 80 verbindet die Motorausgangswelle 76 mit der Antiebswelle 70, so daß sich der Käfig 41 relativ zum Motor 72 bewegen kann, wobei immer ein Antrieb zwischen dem Motor und der Antriebswelle 70 gewährleistet ist. Ein Riemen 82 verläuft über die Riemenscheibe 69 und über einen Teil der doppelten Riemenscheibe 66. Ein weiterer Riemen 84 verläuft über den anderen Teil der doppelten Riemenscheibe 66 und die Leerlaufriemenscheibe 64, um einen Antrieb von der Antriebswelle 70 zu den Leerlaufwellen 60, 62 zu schaffen. Auf diese Weise werden, wenn der Motor 72 mit Energie versorgt ist, die Walzen 56, 58 und 68 angetrieben.

Mittels einer Halterung 88, die an dem Rahmen 12 befestigt ist, ist ein Elektromagnet 86 gelagert. Ein Anker 90 erstreckt sich von der Plattform 27 nach unten und wird zwischen den Polen 89, 91 des Elektromagneten 86 aufgenommen. Ein Wandler 92, z.B. eine piezoelektrische Einrichtung, ist an einer der flexiblen Stützen 26 befestigt und ist mit einer Leitung 93 mit einem elektrischen System 94 verbunden, das im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben wird.

An der Plattform 27 ist eine Halterung 96 befestigt, an der eine Platte 98 mittels eines Abstandshalters mit Bolzen 100 angebracht ist. Mehrere Stifte 102 sind an der Platte 98 befestigt, und jeder Stift 102 lagert drehbar einen Schwenkarm 104. An jedem Schwenkarm 104 ist mittels eines Stiftes 108 eine Leerlaufwalze 106 drehbar gelagert, wobei die Leerlaufwalzen eine größere Breite als die Breite der Öffnungen 39 in der Plattform 27 aufweisen. An jedem Stift 102 ist zwischen der Platte 98 und jedem Schwenkarm 104 eine Expansionsfeder 114 angeordnet, deren gegenüberliegende Enden 113, 117 in der Platte 98 bzw. den Schwenkarmen angeordnet sind. Diese Federn 114 dienen dazu, die Leerlaufwalzen 106 gegen die Plattform 27 zu drücken. Jede Leerlaufwalze 106 ist mit einer der Walzen 56, 58, 68 ausgerichtet. Es soll darauf hingewiesen werden, daß die Breite jeder der Walzen 56, 57, 58 kleiner als die Breite der Öffnungen 39 ist, so daß diese Walzen in den Öffnungen aufgenommen werden können, wohingegen die Walzen 106 aufgrund ihrer größeren Breite nicht in den Öffnungen aufgenommen werden.

Oberhalb der Plattform 27 ist eine Lichtquelle 115 und unterhalb der Plattform 27 in Ausrichtung mit der Lichtquelle ein Photosensor 116 angeordnet, wobei in der Plattform eine Öffnung 118 ausgebildet ist, damit Licht hindurchtreten kann. Der Photosensor 116 ist mit dem elektrischen System 94 mittels einer Leitung 120 verbunden. Auf der Plattform 27 (siehe Fig. 4) ist ein Poststück 122 mit seiner vorderen Kante unmittelbar hinter dem Photosensor 116 angeordnet.

In Fig. 5 ist der Schaltkreis des elektrischen Systems 94 mit seinen Bauteilen und Verbindungen dargestellt. Der Schaltkreis umfaßt eine Motorsteuerung 126, die mit einem Verstärker 128 in elektrischer Verbindung steht, die wiederum mit dem Antriebsmotor 72 in elektrischer Verbindung steht. Eine elektronische Steuerung 130, deren Einzelheiten in Fig. 6 dargestellt sind, steht mit dem Photosensor 116, dem Elektromagneten 86, dem Käfigsolenoid 48, den Käfigklemmsolenoiden 22 und dem piezoelektrischen Wandler 92 in Verbindung. Die elektronische Steuerung 130 steht mit einem Computer 132 in elektrischer Verbindung, der ebenfalls mit der Motorsteuerung 126 in Verbindung steht. Der Computer 132 weist einen Schalter 131 auf, der das gesamte elektrische System in Fig. 5 einschaltet, und weist weiter eine Anzeige 133 auf, die das Gewicht eines bestimmten Poststückes 122 anzeigt. Die Bauteile der elektronischen Steuerung 130 sind in Fig. 6 dargestellt und umfassen einen Bandfilter 134, der den Ausgang des piezoelektrischen Wandlers 92 empfängt und mit einem Null-Durchgangsdetektor 136 verbunden ist. Der Bandfilter 134 filtert elektrisches Hochfrequenzrauschen und mechanisches Niedrigfrequenzrauschen von dem vom piezoelektrischen Wandler 92 empfangenen Signal aus. In der elektrischen Verbindung zum Bandfilter 134 befindet sich der Null-Durchgangsdetektor 136, der das vom Bandfilter empfangene Signal in eine Quadratwelle umwandelt. Der Null-Durchgangsdetektor 136 steht mit einem Kantendetektor 137 in elektrischer Verbindung, der die Kante jeder vom Null-Durchgangsdetektor erzeugten Querwelle erfaßt. Der Kantendetektor 137 steht mit einem Flip-Flop 138 in elektrischer Verbindung, das einen Eingang von einem UND- Verknüpfungsglied 140 empfängt. Das UND-Verknüpfungsglied 140 steht mit dem Computer 132 und einem Zähler 142 in Verbindung, der seine Eingänge von einem Taktgeber 144 und dem Kantendetektor 137 erhält. Die zwei Pole 89, 91 des Elektromagneten 86 stehen mit dem Zähler 142 in elektrischer Verbindung. Ein Ein-Impulsvibrator 146 steht mit einem Flip-Flop 148 und mit dem Photosensor 116 in Verbindung. Das Flip-Flop 148 steht mit dem Computer 132 in Verbindung. Auf diese Weise wird, wenn ein Poststück vom Photosensor 116 erfaßt wird, ein Impuls 146 ausgesendet, um das Flip-Flop 148 zu pulsen, welches wiederum dem Computer 132 das Vorhandensein eines Poststückes mitteilt. Alternativ wird, nachdem ein Poststück 122 vom Photosensor 116 weggefördert würde, erneut ein Impuls 146 das Flip-Flop 148 pulsen, um dies dem Computer 132 mitzuteilen.

Im Betrieb, wenn sich die Waage 10 in der Ruhestellung befindet, befindet sich der Kern 50 des Solenoids 48 in seiner äußersten Stellung, so daß sich der Käfig 41 in seiner höchsten Stellung befindet. In dieser Stellung werden die Walzen 56, 58, 68 innerhalb der Öffnungen 39 der Plattform 27 aufgenommen und stehen mit den Walzen 106 in Eingriff. In dieser Ruhestellung stehen die Knöpfe 35 mit der Plattform 27 in Berührung, um die Plattform sicher zu halten, wobei die Kerne 23 innerhalb der Vertiefungen der Druckunterlagen 24 aufgenommen werden, um die Grundplatte 14 zu sichern. Auf diese Weise ist der Käfig 41 so verriegelt, daß keine Bewegung der verschiedensten Teile stattfinden kann. Wenn die Waage 10 betätigt wird, wird der Ein/Aus-Schalter 131 des Computers in die Ein-Stellung gebracht und der Motor 72 angetrieben. Dies führt dazu, daß sich die Antriebswalze 68 dreht und die anderen Walzen 56, 58 durch die Wirkung der Riemen 82, 84 gedreht werden. Mit der Drehung der unteren Walzen 56, 58, 68 werden ebenfalls die Leerlaufwalzen 106, die mit ihnen in Berührung stehen, gedreht. Ein Poststück 122 wird in den Spalt der Walzen 68, 106 durch irgendeine bekannte Einrichtung eingebracht, wie z.B. dem Fördermechanismus einer Kuvertiermaschine. Das Poststück 122 wird dann über die Plattform 27 gefördert, bis es die Lichtquelle 115 und den Photosensor 116 durchläuft. Wenn die Vorderkante des Poststückes durch den Photosensor 116 erfaßt wird, wird ein Signal zu der elektronischen Steuerung 130 ausgesendet, wodurch der Solenoid 48 betätigt wird. Durch eine derartige Betätigung des Solenoids 48 wird der Käfig 41 aufgrund des auf den Drehzapfen 42, der mit der Platte 36 verbunden ist, wirkenden Gliedes 44 nach unten gezogen, wodurch die Walzen 56, 58, 68 aus den Öffnungen 39 der Plattform 27 herausgezogen werden. Die Federn 114 drücken dabei die Walzen 106 gegen die Plattform 27, um das Poststück 122 sicher darauf zu halten, so daß die Kombination der Plattform und des Poststückes sich als einheitlicher fester Körper bewegen. Gleichzeitig werden die Solenoide 22 erregt, so daß sich die Kerne 23 von den Druckunterlagen 24 lösen, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. In diesem Zustand befinden sich sowohl die Plattform 27 als auch die Grundplatte 14 in einem freibeweglichen Zustand, d.h. die Plattform 27 aufgrund der flexiblen Stützen 26 und die Grundplatte aufgrund des Vorhandenseins der Feder 16. Entsprechend ist die Grundplatte 14 und alles was an ihr befestigt ist von der Umgebung isoliert. Nun wird der Elektromagnet 86 durch Ladungen entgegengesetzter Polarität an den Polen 59, 91 erregt, und es wird ein Impuls erzeugt, wie dies in Fig. 7a dargestellt ist. Dieser Impuls bewirkt eine Anziehung des Ankers 90 in Richtung eines der Pole und ein Abstoßen von dem anderen. Der Impuls leitet eine freie Schwingung der Plattform 27 aufgrund der Flexibilität der flexiblen Stützen 26 ein. Wenn die Plattform 27 schwingt, wird ein ungefähr sinusförmiges Signal von dem Wandler 92 in der in Fig. 7b gezeigten Form übertragen. Dieses sinusförmige Signal wird von der piezoelektrischen Einrichtung 92 zur elektronischen Steuerung 130 übertragen, welches durch den Null-Durchgangsdetektor 136 empfangen wird. Der Null-Durchgangsdetektor wirkt als Schmidt- Träger und wandelt die Sinusoidalkurve in einen quadratischen Wellenimpuls um, wie dies in Fig. 7c dargestellt ist. Der Kantendetektor 137 erfaßt die Kanten der Welle, die die Null- Durchgänge der sinusoidalen Kurve in Fig. 7b darstellen, und sendet diese Kantenerfassungsimpulse zu dem Flip-Flop 138. Das Flip-Flop 138 sendet diese Signale zu dem Computer 132, der dann die Frequenz der Null-Durchgänge bestimmt. Diese Frequenz wird dann zur Bestimmung der Masse des Poststückes 122 auf der Plattform 27 verwendet.

Wenn auf der Plattform 27 kein Poststück 122 angeordnet ist, wird der Elektromagnet 86 etwa ungefähr 12 Millisekunden lang impulserregt, wie dies in der oberen Grafik in Fig. 7a dargestellt ist, wodurch die Armatur 90 an einem Pol des Elektromagneten 86 angezogen wird während der 12 Millisekunden langen Impulserregung des Elektromagneten. Die flexiblen Teile 26 und die Plattform 27, die an ihnen befestigt ist, wird so zu einer Schwingung angeregt. Die Plattform 27 schwingt in der gleichen horizontalen Richtung wie die Poststücke 122 gefördert werden, d.h. in der Ebene der Plattform nach links und rechts, gesehen in Fig. 1. Dies ist von Vorteil, da andererseits die Poststücke 122 zum Aufprallen neigen. Da die flexible Stütze 26 mit dem daran befestigten Wandler 92 verbogen wird und weiterschwingt, sendet der Wandler eine abwechselnde Spannung aus, die eine Frequenz in Abhängigkeit der Masse der Plattform 27 und irgendeinem darauf befestigten Gegenstand hat. Es soll darauf hingewiesen werden, daß an der Plattform 27 die Leerlaufwalzen 106 und der Lagermechanismus für die Leerlaufwalzen angebracht ist und einen Teil der Masse darstellt, die die Frequenz beeinflußt. Wenn die Plattform 27 schwingt, wird ihre Schwingung durch den Wandler 92 als Ausgangsspannung, wie in Fig. 7b dargestellt, gemessen. Wenn der Elektromagnet 86 zuerst eingeschaltet wird, ist die sinusoidale Kurve nicht symmetrisch, und es ist mindestens ein Zyklus erforderlich, bevor man eine gleichförmige Kurve erhält. Der Meßfehler der Frequenz relativ zur Zeit ist in Fig. 8 dargestellt. Entsprechend ist eine Verzögerung erforderlich, bevor eine Messung durchgeführt werden kann, wobei diese Verzögerung in den Computer 132 einprogrammiert ist und etwa 0,024 sec. beträgt. Nach der Verzögerung wird die Frequenz oder die Periode der Null-Durchgänge mittels der elektronischen Steuerung 130 bestimmt. Nachdem die Frequenz der Null-Durchgänge bestimmt wurde, wird ein Gegenstand, z.B. ein Umschlag oder ein Poststück 122, auf der Plattform 27 angeordnet. Dies wird dadurch erreicht, daß der Motorsteuerung 126 und den anderen Bauteilen durch Schließen des Schalters 131 Energie zugeführt wird. Darauf wird irgendein Poststück 122 auf der Plattform 27 durch irgendeine Standardpoststückförderanordnung angeordnet, bis es im Spalt zwischen der Antriebswalze 68 und ihrer zugeordneten Leerlaufwalze 106 aufgenommen ist. Das Poststück 122 wird dann längs der Plattform 27 mittels der Walzen 56, 58, 68, 106 gefördert und mittels des Photosensors 116 erfaßt. Nachdem das Poststück 122 erfaßt ist, wird der Motor 72 abgeschaltet und der Käfigsolenoid 48 eingeschaltet. Nach dem Einschalten des Solenoids 48 wirkt der Kern 50 auf das Glied 44, um den Käfig 41 nach unten zu ziehen. Dies wird aufgrund des Vorhandenseins der flexiblen Ausgangswelle 80 ermöglicht. Wenn der Käfig von der Plattform 27 nach unten gezogen ist, werden die Walzen 56, 58, 68 vom Poststück 122, das auf der Plattform 27 liegt, gelöst. In diesem Zustand hat die Plattform 27 eine neue Masse, die die Masse des Poststückes 122 einschließt. Es wird bevorzugt, daß das Poststück 122 auf der Plattform 27 aufgrund der Walzen 106 fest gehalten wird, die weiterhin aufgrund der Vorspannwirkung der Federn 114 damit in Eingriff stehen, so daß sich das Poststück und die Plattform als Einheit bewegen. Es soll in Erinnerung gerufen werden, daß die Leerlaufwalzen 106 breiter als die Öffnungen 39 sind, so daß sie mit der Plattform 27 in Berührung stehen, um das Poststück 122 fest darauf zu halten.

Befindet sich das Poststück 122 auf der Plattform in seiner vorbestimmten Position, d.h. unter den Walzen 106, wird der Elektromagnet 86 noch einmal eingeschaltet und bewirkt, daß der Anker 90 und die Plattform 27 in der gleichen horizontalen Ebene und Richtung, wie das Poststück 122 gefördert wurde, schwingt. Die Schwingung wird durch den Wandler 92 erfaßt, und die Periode der Schwingung wird, wie oben beschrieben, gemessen. Hieraus ist man in der Lage, die Masse des Poststückes 122 auf der Plattform 27 entsprechend folgender Formel zu bestimmen:

ME = C&sub1; (T ² - T&sub0;²) + C&sub2; (T ² - T&sub0;²)², (1)

wobei ME die Masse des Poststückes 122, T0 die Schwingungsperiode, wenn kein Poststück auf der Plattform vorhanden ist, und T die Schwingungsperiode bedeuten, wenn ein Poststück auf der Plattform 27 vorhanden ist. T0, C1 und C2 sind Konstanten, die von der Masse der Grundplatte M und der Masse der Plattform 27 als auch von den Federkonstanten der Isolationsfedern 16 und der flexiblen Stützen 26 abhängen. Diese Konstanten werden empirisch in einem Eichverfahren bestimmt, in dem die Perioden für mindestens zwei unterschiedliche Massen als auch für die leere Waage bestimmt werden. In dem Grenzfall, in dem die Grundplatte 14 wesentlich schwerer als die Masse der Plattform 27 plus die Masse des Poststückes ist, wird die Konstante C1 durch die Formel:

C&sub1; = K/ /4π ²), (2)

bestimmt, wobei K die Federkonstante der flexiblen Stützen 26 bedeutet. Im gleichen Grenzfall wird T&sub0; durch die Formel:

T&sub0;² = (4π ²) Mp/K, (3)

bestimmt, wobei Mp die Masse der Plattform 27 ist.

Wenn eine Feder an den zwei isolierten Massen m und M angebracht ist, beträgt die Schwingungsperiode

T ² = 4π ² µ/K. (4)

wobei µ die reduzierte Masse:

µ = mM/(m + M). (5)

ist.

In dem Grenzfall, in dem M viel größer als m ist, ist die reduzierte Masse geringer als der Wert m und in der Nähe desselben. Die Gleichung (4) kann für m für T aufgelöst werden. Bei der Waage 10 ist die Masse der Grundplatte 14 wesentlich größer als m, die kombinierte Masse der Plattform 27 plus die des Poststückes 122; infolge der erforderlichen Genauigkeit muß jedoch die Differenz zwischen µ und m in Betracht gezogen werden. Dies wird durch die Kombination der Gleichungen (4) und (5) erreicht.

Es gibt andere Berichtigungen der Periode infolge der Tatsache, daß das System ein wenig gedämpft ist, und infolge der Tatsache, daß die Grundplatte 14 am Rahmen 12 durch die Isolationsfedern 16 angebracht ist. Das System wird weiter durch die Tatsache kompliziert, daß der Versuch zur Bestimmung der Periode während der Messungen der ersten wenigen Schwingungsperioden durchgeführt wird. Während dieser Zeit treten einige anfängliche Durchgänge infolge des Ausgangsimpulses auf. Als Ergebnis ist das beste was man sagen kann, daß man erwarten kann, daß die Masse eine nichtlineare Funktion der mit der durch die Gleichungen (4) und (5) gegebenen führenden Nichtlinearität quadrierten Periode ist. Es wurde empirisch beobachtet, daß die Nichtlinearität durch eine durch die Gleichung (1) dargestellte Parabel angenähert werden kann.

Die Masse wird durch den in Fig. 5 und 6 dargestellten Schaltkreis bestimmt. Der Computer 132, der irgendein Computer sein kann (z.B. ein Compaq Modell 286 PC), steht mit der elektronischen Steuerung 130 in Verbindung. Der Wandler 92 gibt eine Spannung aus, die durch den Bandfilter 134 gefiltert wird und dann dem Null-Durchgangsdetektor 136 zugeführt wird, der grundsätzlich ein Operationsverstärker ist, der bei fünf Volt gesättigt ist, um eine quadratische Welle, wie in Fig. 7c dargestellt, auszugeben. Die Dauer der quadratischen Welle ergibt die Zeit zwischen den Null-Durchgängen, die durch den Kantendetektor 137 bestimmt werden. Der Kantendetektor 137gibt einen Impuls aus, jedes Mal, wenn eine Kante der Querwellen erfaßt wird, die natürlicherweise einen Null-Durchgang darstellt. Diese Ausgänge werden dem Zähler 142 zugeführt, der die Taktzyklen zwischen den Null-Durchgängen zählt und derartige Signale zu dem UND-Verknüpfungsglied sendet. Das Flip-Flop sendet dann die Null-Durchgangssignale dem Computer 132 zu. Auf der Grundlage dieser Zählung berechnet der Computer dann die Masse des Poststückes 122 durch einen Algorithmus, der die Berechnung durch die Anwendung der obigen Formeln ermöglicht. Die berechnete Masse wird dann an der Anzeige 133 angezeigt.

Nachdem man eine Ausgabe vom Wandler 92 erhalten hat, wird der Solenoid 48 eingeschaltet, um den Käfig 41 anzuheben, so daß die Walzen 56, 58, 68 in die Öffnungen 39 hineinreichen und die Knöpfe 35 die Plattform 27 berühren. Gleichzeitig werden die Solenoide 22 eingeschaltet, um die Grundplatte 14 sicher in einer vorbestimmten Stellung zu halten, wenn die Poststücke auf die Plattform 27 und von ihr weg transportiert werden. Der Motor 72 wird mit Energie versorgt und das Poststück 122 von der Plattform 27 ausgegeben, um von irgendeiner üblichen Transporteinrichtung aufgenommen zu werden.

Der Käfig 41, der durch die Knöpfe 35 und die Solenoide 22 gesperrt wird, hat zwei Funktionen, von denen die erste beschrieben wurde, d.h. das Anordnen der Plattform 27 in einer vorbestimmten Stellung. Die zweite Funktion dient dazu, Ausschläge früherer Wiegevorgänge auszuschließen. Durch das Festhalten der Grundplatte 14 und der Plattform 27 vor dem Wiegen werden derartige Einflüsse früherer Aktivitäten ausgeschaltet.

Wenn man das oben beschriebene Verfahren verwendet, ist man in der Lage, sehr genau die Masse eines auf der Plattform 27 angeordneten Gegenstandes zu bestimmen. Die Genauigkeit ist besser als 0,886 g für Poststücke 122 bis zu 1814,5 g. Man erhält nicht nur eine äußerst genaue Messung der Masse, sondern man kann dies ebenfalls sehr schnell erreichen. Man hat herausgefunden, daß ein einziges Poststück 122 in einem Strom von Poststücken in etwa 325 Millisekunden auf die Plattform 27 transportiert, angehalten, gewogen und ausgegeben werden kann. Ein überlappender Eintritt des nächsten Poststückes 122 gleichzeitig mit der Ausgabe des vorhergehenden schafft eine Wiegegeschwindigkeit von 184 Poststücken pro Minute. Dies stellt eine entscheidende Verbesserung beim Wiegen von Gegenständen hinsichtlich Kosten, Leistung und Einfachheit der Elektronik gegenüber bekannten Wiegevorrichtungen dar.

Das von dem Wandler übertragene Signal ist ein relativ sauberes Signal, d.h. es ist frei von mechanischem Rauschen, das durch Vibrationen eingebracht wird. Beispielsweise erhält man beim Vergleich des mechanischen Rauschens in diesem Signal zu dem einer Lastzellenwaage ein wesentlich geringeres mechanisches Rauschen. Da die Plattform 27 in horizontaler Richtung schwingt, ist die Beschleunigung oder "g&min;s" drei- bis viermal größer als die Schwerkraft "g". Da die Reinheit des Ausgangssignals eine Funktion der Verhältnisse der g&min;s zum mechanischen Rauschen ist, erhält man ein besseres Signal mit höheren g&min;s. Bei Lastzellenwaagen müssen die Signale von der Lastzelle notwendigerweise integriert werden, und wenn ausreichend Zeit vorhanden ist, kann das Wandlersignal bestimmt werden. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung mit sehr hohen g&min;s arbeitet, ist eine Integration nicht erforderlich. Weiter befindet sich das überwachte Signal bei der erfindungsgemäßen Waage in einem vorbestimmten Frequenzbereich, so daß mechanisches Rauschen außerhalb des vorbestimmten Frequenzbereiches herausgefiltert wird. Eine Lastzellenwaage verwendet ein Gleichstromsystem, wohingegen die Erfindung ein FM-System verwendet, wodurch eine Überwachung in einem vorbestimmten Frequenzbereich ermöglicht wird.

Bei der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform ist festzustellen, daß nicht das Gewicht, sondern die Masse bestimmt wird. Die Waage 10 wird daher weder durch die Schwerkraft noch durch ein Kippen des Niveaus beeinflußt. Da die Plattform in horizontaler Richtung schwingt, ist die Schwerkraft kein Faktor bei den erhaltenen Messungen, und somit wird die Masse bestimmt. Dies ist von Vorteil, da sich die Schwerkraft von Ort zu Ort ändert.

In Fig. 9 ist ein Fließbild dargestellt, das die Funktionsweise des Transportsystems der Waage 10 beschreibt. Die Poststücke 122 werden auf die Plattform 27 durch irgendeine bekannte Fördereinrichtung gefördert, und das Elektroniksystem wird bei Schritt 152 eingeschaltet. Die Anzeige 133 wird dann bei Schritt 154 eingeschaltet. Die Photozelle 116 wird überwacht, und es wird bei Schritt 160 ein Signal erzeugt, wenn ein Poststück 122 erfühlt wird. Eine Verzögerung 162 ist vorgesehen, damit das Poststück 122 seine vorbestimmte Stellung erreichen kann. Ein Stoppbefehl 164 wird zur Motorsteuerung 126 ausgesendet, um den Motor 72 anzuhalten. Es ist eine Verzögerung 166 vorgesehen, damit der Motor 72 anhalten kann, wozu ein Unterbrechungssignal 168 für den Motorantrieb ausgegeben wird. Das Poststück 122 wird dann bei Schritt 170 gewogen, wobei der Wiegevorgang unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben wird. Nachdem man die Masse des Poststückes 122 erhalten hat, wird ein Startbefehl 172 dem Motor 72 zugeleitet. Die Anhaltezeit wird bei Schritt 174 berechnet, und die mittlere Schwingungsdauer wird bei Schritt 176 berechnet. Das Gewicht wird dann bei Schritt 178 berechnet und das Ergebnis bei Schritt 180 an der Anzeige 133 angezeigt, worauf der Poststücksensor bei Schritt 182 zurückgestellt wird. Es wird eine Anfrage durchgeführt, ob das letzte Poststück 122 bei Schritt 184 verarbeitet wurde, worauf, wenn dem so ist, das System bei Schritt 186 abgeschaltet wird.

In Fig. 10 werden die Schritte zur Erhaltung der Masse eines Poststückes 122 beschrieben. Der Solenoid 48 wird bei Schritt 186 aktiviert, um den Käfig 41 nach unten zu ziehen. Die Startzeit wird bei Schritt 188 gespeichert, und eine Verzögerung wird bei Schritt 190 geschaffen, damit die Walzen 56, 58, 68 Zeit haben, die Öffnungen 39 zu verlassen. Darauf wird der Elektromagnet 86 bei Schritt 192 aktiviert und eine weitere Verzögerung bei Schritt 194 geschaffen, damit die Spulen 89, 91 des Elektromagneten sicher aktiviert werden. Der Null- Durchgangslesebit wird bei Schritt 196 gelöscht, und es wird eine Anfrage gemacht, ob der Null-Durchgangsdetektor 136 betriebsbereit ist. Wenn dem so ist, wird der Null-Durchgangsfertigbit bei 200 gelöscht. Die Null-Durchgangsüberprüfung wird bei Schritt 212 eingeschaltet, und dann wird bei Schritt 214 bestimmt, ob der letzte Null-Durchgang stattgefunden hat.


Anspruch[de]
  1. 1. Waage, gekennzeichnet durch

    1. - eine sich horizontal erstreckende Auflage (27) für Gegenstände,
    2. - eine Einrichtung (89, 90, 91) zur Einleitung einer Schwingung der Auflage (27) für Gegenstände,
    3. - eine Einrichtung (94) zum Messen der Frequenz der Schwingung der Auflage (27) für Gegenstände, und
    4. - eine Einrichtung (132) zur Zuordnung der Masse eines Gegenstandes auf der Auflage (27) für Gegenstände zu der gemessenen Frequenz der Schwingung.


  2. 2. Waage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum sicheren Halten eines Gegenstandes auf der Auflage (27) für Gegenstände, um eine einheitliche Bewegung zu ermöglichen.
  3. 3. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bewirkung einer Schwingung einen an einem Rahmen befestigten Elektromagneten (86) und einen an der Auflage (27) für Gegenstände befestigten Anker (90) umfaßt, und daß der Anker (90) sich in der Nähe des Elektromagneten (86) befindet.
  4. 4. Waage nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (56, 68, 106) zur Förderung eines auf der Auflage (27) für Gegenstände angeordneten Gegenstandes.
  5. 5. Waage nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (115, 116) zur Erfassung des Vorhandenseins eines Gegenstandes auf der Auflage (27) für Gegenstände.
  6. 6. Waage nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Steuerung der Aktivität der Fördereinrichtung (56, 68, 106) in Abhängigkeit von der Meßeinrichtung und der Fühleinrichtung (115, 116).
  7. 7. Vorrichtung zur Bestimmung der Masse, gekennzeichnet durch

    1. - eine Grundplatte (14),
    2. - eine sich horizontal erstreckende Aufnahmeplattform (27) für Gegenstände,
    3. - mindestens ein flexibles Teil (26), das eine Verbindung zwischen der Grundplatte (14) und der die Gegenstände aufnehmenden Plattform (27) schafft,
    4. - einen Wandler (92), der mit dem flexiblen Teil (26) verbunden ist,
    5. - eine mit dem Wandler (92) verbundene Einrichtung zur Einleitung einer freien Schwingung der die Gegenstände aufnehmenden Plattform (27),
    6. - eine Einrichtung zum Messen der Frequenz der Schwingung der Plattform (27), und
    7. - eine Einrichtung zur Bestimmung der Masse eines auf der Plattform (27) angeordneten Gegenstandes in Abhängigkeit der Einrichtung zur Messung der Frequenz.


  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Schwingen der Plattform (27) eine Einrichtung zum Schwingen der Plattform (27) in der Ebene der Plattform (27) umfaßt.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Schwingen der Plattform einen an der Grundplatte (14) befestigten Elektromagneten (86) und einen an der Plattform (27) befestigten Anker (90) umfaßt, der in der Nähe des Elektromagneten (86) angeordnet ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (56, 68, 106) zum Fördern eines auf der Plattform (27) angeordneten Gegenstandes.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (115, 116) zur Erfassung des Vorhandenseins eines Gegenstandes auf der Plattform (27).
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (56, 68, 106) eine Einrichtung zur Entfernung eines auf der Plattform (27) angeordneten Gegenstandes umfaßt.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Steuerung der Aktivität der Fördereinrichtung in Abhängigkeit der Frequenzbestimmungseinrichtung und der Fühleinrichtung.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum sicheren Halten der Plattform (27) in Abhängigkeit der Fühleinrichtung (115, 116), wenn festgestellt wird, daß sich kein Gegenstand auf der Plattform befindet.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (92) eine piezoelektrische Einrichtung ist.
  16. 16. Vorrichtung zum Messen einer Masse, gekennzeichnet durch

    1. - einen Rahmen (12),
    2. - eine von dem Rahmen (12) getragene Grundplatte (14),
    3. - eine einen Gegenstand aufnehmende Plattform (27),
    4. - mindestens ein flexibles Teil (26), das eine Verbindung zwischen der Grundplatte (14) und der den Gegenstand aufnehmenden Plattform (27) schafft,
    5. - einen mit dem flexiblen Teil (26) verbundenen Wandler (92),
    6. - eine Einrichtung (86, 90) zum Aufbringen einer Schwingung auf die den Gegenstand aufnehmenden Plattform (27),
    7. - eine mit dem Wandler (92) verbundene Einrichtung zum Messen der Frequenz der Schwingung der Plattform (27), und
    8. - eine Einrichtung zur Bestimmung der Masse eines auf der Plattform (27) angeordneten Gegenstandes in Abhängigkeit der gemessenen Frequenz der Schwingung.


  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform (27) Öffnungen (39) aufweist und mehrere Walzen (56, 68) und von dem Rahmen (12) getragene Einrichtungen zum Bewegen der Walzen (56, 68) in die Öffnungen (39) hinein und aus ihnen heraus umfaßt.
  18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Messen der Frequenz der in dem Wandler (92) erzeugten Spannung als Ergebnis der Schwingung der Plattform (27).
  19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bewirkung der Schwingung einen an dem Rahmen (12) befestigten Elektromagneten (86) und einen an der Plattform (27) in der Nähe des Elektromagneten (86) befestigten Anker (90) umfaßt.
  20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform (27) mehrere Öffnungen (39) aufweist und eine Einrichtung (56, 68, 106) zum Fördern eines auf der Plattform (27) angeordneten Gegenstandes umfaßt, wobei die Fördereinrichtung erste Walzen (56, 68), die im Rahmen (12) gelagert sind und in den Öffnungen (39) der Plattform aufgenommen sind, eine Einrichtung zum Antrieb mindestens einer der ersten Walzen (56, 68) und mehrere zweite Walzen (106) umfaßt, wobei jede der zweiten Walzen (106) mit den ersten Walzen (56, 68) ausgerichtet ist und sich die Plattform (27) im wesentlichen zwischen den ersten und zweiten Walzen befindet.
  21. 21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Walzen (106) eine größere Breite als die Breite der Öffnungen (39) in der Plattform (27) aufweisen.
  22. 22. Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Drücken der zweiten Walzen (106) gegen die Plattform (27), um sicher einen auf der Plattform (27) angeordneten Gegenstand auf der Plattform zu halten.
  23. 23. Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (115, 116) zum Erfassen des Vorhandenseins eines Gegenstandes auf der Plattform (27).
  24. 24. Vorrichtung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Steuerung der Aktivität der Fördereinrichtung in Abhängigkeit der Frequenzmeßeinrichtung und der Fühleinrichtung.
  25. 25. Vorrichtung nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Bewegung der ersten Walzen (56, 68) in die Öffnungen (39) der Plattform (27) hinein und aus ihnen heraus.
  26. 26. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für den Rahmen (12) zur Lagerung der Grundplatte (14) federnde Isolatoren umfaßt.
  27. 27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Isolatoren Federn (16) sind.
  28. 28. Vorrichtung zur Messung einer Masse, gekennzeichnet durch

    1. - einen Rahmen (12),
    2. - eine am Rahmen (12) federnd gelagerte Grundplatte (14),
    3. - eine sich allgemein horizontal erstreckende Plattform (27) zur Aufnahme von Gegenständen mit Öffnungen (39) in der Plattform,
    4. - mehrere flexible Teile (26), die eine Verbindung zwischen der Grundplatte (14) und der Plattform (27) zur Aufnahme der Gegenstände schaffen,
    5. - einen mit einem der flexiblen Teile (26) verbundenen Wandler (92),
    6. - eine Einrichtung (115, 116) zur Erfassung des Vorhandenseins eines auf der Plattform (27) angeordneten Gegenstandes,
    7. - eine Einrichtung (86, 90) zur Aufbringung einer Schwingung auf die Plattform (27) zur Aufnahme eines Gegenstandes,
    8. - mehrere im Rahmen (12) bewegbar gelagerte erste Walzen (56, 68), die sich in Öffnungen (39) der Plattform (27) hinein und aus ihnen heraus bewegen können,
    9. - eine Einrichtung (48, 50), um die ersten Walzen (56, 68) in die Öffnungen (39) der Plattform (27) hinein und aus ihnen heraus zu bewegen, und
    10. - eine Einrichtung (72) zum Drehen der ersten Walzen (56, 68).


  29. 29. Vorrichtung nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Messen der Frequenz der im Wandler (92) auf der Grundlage der Schwingung der Plattform (27) erzeugten Spannung.
  30. 30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bewirkung der Schwingung einen am Rahmen (12) befestigten Elektromagneten (86) und einen an der Plattform (27) in der Nähe des Elektromagneten (86) befestigten Anker (90) umfaßt.
  31. 31. Vorrichtung nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch mehrere zweite an der Plattform (27) gelagerte Walzen (106), wobei jede der zweiten Walzen (106) mit einer der ersten Walzen (56, 68) ausgerichtet ist und die Plattform (27) im wesentlichen zwischen den ersten und zweiten Walzen angeordnet ist.
  32. 32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Walzen (106) eine größere Breite als die der Öffnungen (39) in der Plattform (27) und Einrichtungen aufweisen, um die zweiten Walzen (106) mit der Plattform (27) in Berührung zu bringen.
  33. 33. Vorrichtung nach Anspruch 32, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Steuerung der Drehung der ersten Walzen (56, 68) in Abhängigkeit von einer Erfassungseinrichtung (115, 116) und zur Steuerung der Bewegungseinrichtung für die Walzen in Abhängigkeit von der Frequenzmeßeinrichtung.
  34. 34. Waage, gekennzeichnet durch folgende Kombination

    1. - einen Rahmen (12),
    2. - eine federnd am Rahmen (12) gelagerte Grundplatte (14),
    3. - eine sich im wesentlichen horizontal erstreckende Plattform (27) zur Aufnahme von Gegenständen,
    4. - mindestens ein federndes Teil (26) zur Schaffung einer Verbindung zwischen der Grundplatte (14) und der Plattform (27) zur Aufnahme der Gegenstände,
    5. - eine erste Sperre zum Sperren der Plattform (27) mit der Grundplatte (14), und
    6. - eine zweite Sperrvorrichtung zum Sperren des Rahmens (12) mit der Grundplatte (14).


  35. 35. Waage nach Anspruch 34, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Entriegeln der ersten und zweiten Sperre und eine Einrichtung zum Einleiten einer Schwingung der Plattform (27).
  36. 36. Waage nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Sperre von der Grundplatte (14) getragene Gummiknöpfe (35) umfaßt, die mit der Plattform (27) in Eingriff bringbar sind, und daß die zweite Sperre mindestens eine von der Grundplatte (14) getragene Druckauflage (24) und mindestens einen von dem Rahmen (12) getragenen Solenoid (22) umfaßt, der mit der Druckplatte (24) in Eingriff bringbar ist.
  37. 37. Verfahren zur Bestimmung der Masse eines Gegenstandes, gekennzeichnet durch folgende Schritte

    1. - Lagern einer Plattform (27) mit flexiblen Teilen (26),
    2. - Anordnen eines Wandlers (92) an einem der flexiblen Teile (26),
    3. - Aufbringen einer Schwingung auf die Plattform (27),
    4. - Messen des Ausgangs des Wandlers (92),
    5. - Anordnen eines Gegenstandes auf der Plattform (27),
    6. - Aufbringen einer Schwingung auf die Plattform (27),
    7. - Messen des Ausgangs des Wandlers (92) mit dem Gegenstand auf der Plattform (27),
    8. - Vergleichen des Ausgangs des Wandlers (92) ohne Gegenstand auf der Plattform (27) mit dem Ausgang des Wandlers (92) mit Gegenstand auf der Plattform (27), und
    9. - Bestimmen der Masse des Gegenstandes auf der Grundlage des Vergleichs.


  38. 38. Verfahren nach Anspruch 37, gekennzeichnet durch

    1. - Anordnen eines piezoelektrischen Wandlers (92) an einem der flexiblen Teile (26),
    2. - Leiten des Spannungsausgangs vom Wandler (92) während der Schwingungen der Plattform (27) durch einen Null-Durchgangsdetektor (136),
    3. - Messen der Frequenz der Null-Durchgänge,
    4. - Vergleichen der Frequenz der Null-Durchgänge ohne Gegenstand auf der Plattform (27) mit der Frequenz der Null- Durchgänge mit einem Gegenstand auf der Plattform (27), und
    5. - Bestimmen der Masse des Gegenstandes auf der Grundlage des Vergleichs der Frequenz mit und ohne Gegenstand auf der Plattform (27).


  39. 39. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte zur Bestimmung der Masse des Gegenstandes gemäß folgender Formel erfolgen:

    ME = C&sub1; (T ² - T&sub0;²) + C&sub2; (T ² - T&sub0;²)²,

    wobei ME die Masse des Umschlages, T0 die Schwingungsdauer ohne Umschlag, T die Schwingungsdauer mit Umschlag, C1 und C2 Konstanten in Abhängigkeit der Masse der Grundplatte (14), der Masse der Plattform (27), der Federkonstanten der Isolationsfeder (16) und der Federkonstanten der flexiblen Federn (26) sind.
  40. 40. Verfahren zur Bestimmung der Masse eines Gegenstandes, gekennzeichnet durch folgende Schritte

    1. - Anordnen eines Gegenstandes auf einer Plattform (27),
    2. - Einleiten einer freien Schwingung der Plattform (27),
    3. - Messen der Frequenz der Schwingung der Plattform (27), und
    4. - Bestimmen der Masse des Gegenstandes auf der Grundlage der Frequenz der Schwingung.


  41. 41. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte zur Bestimmung der Masse des Gegenstandes gemäß folgender Formel erfolgen:

    ME = C&sub1; (T ² - T&sub0;²) + C&sub2; (T ² - T&sub0;²)²,

    wobei ME die Masse des Umschlages, T0 die Schwingungsdauer ohne Umschlag, T die Schwingungsdauer mit Umschlag, C1 und C2 Konstanten sind, die empirisch durch eine Eichung abgeleitet werden.
  42. 42. Verfahren zur Bestimmung der Masse eines Gegenstandes, gekennzeichnet durch folgende Schritte

    1. - Anordnen eines Gegenstandes auf einer Plattform (27),
    2. - Einleitung einer freien Schwingung der Plattform (27),
    3. - Erzeugen eines Signals entsprechend der Schwingung der Plattform (27),
    4. - Filtern des erzeugten Signals, um Einflüsse äußerer Schwingungen auszuschalten,
    5. - Messen der Frequenz des gefilterten Signals, und
    6. - Bestimmen der Masse des Gegenstandes auf der Grundlage der Frequenz des gefilterten Signals.


  43. 43. Waage, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale

    1. - einen Rahmen (12),
    2. - eine federnd am Rahmen (12) gelagerte Grundplatte (14),
    3. - eine sich horizontal erstreckende Plattform (27),
    4. - mindestens ein Teil, das eine Verbindung zwischen der Grundplatte (14) und der Plattform (27) schafft,
    5. - einen vertikal bewegbaren, unterhalb der Plattform (27) angeordneten Käfig,
    6. - eine Einrichtung zur Bewegung des Käfigs in eine erste und zweite Stellung, wobei der Käfig in der ersten Stellung mit der Plattform (27) in Eingriff steht und in der zweiten Stellung von der Plattform gelöst ist.


  44. 44. Waage nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bewegung des Käfigs ein vom Rahmen (12) getragener Solenoid (48) ist, der mit dem Käfig in Eingriff steht.
  45. 45. Waage nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform (27) Öffnungen (39) aufweist, und daß der Käfig drehbar Rollen (56, 68) lagert, die in den Öffnungen (39) aufgenommen werden, wenn sich der Käfig in der zweiten Stellung befindet.
  46. 46. Waage nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig federnde Knöpfe (35) aufweist, die mit der Plattform (27) in Eingriff treten, wenn der Käfig sich in der ersten Stellung befindet.
  47. 47. Waage, gekennzeichnet durch

    1. - eine sich horizontal erstreckende Lagereinrichtung (27) zur Aufnahme von Gegenständen,
    2. - eine Einrichtung (86, 90) zur Einleitung einer Schwingung der Lagereinrichtung (27) für Gegenstände mit einer größeren Beschleunigung als die Beschleunigung infolge der Schwerkraft,
    3. - eine Einrichtung zur Messung der Frequenz der Schwingung der Lagereinrichtung (27) für Gegenstände, und
    4. - eine Einrichtung zur Zuordnung der Masse eines Gegenstandes auf der Lagereinrichtung (27) für Gegenstände zu der gemessenen Frequenz der Schwingung.


  48. 48. Waage nach Anspruch 47, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum sicheren Halten eines Gegenstandes auf der Lagereinrichtung (27) für Gegenstände zur Schaffung einer gleichförmigen Bewegung.
  49. 49. Waage nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bewirkung der Schwingung einen an dem Rahmen (12) befestigten Elektromagneten (86) und einen an der Lagereinrichtung (27) für Gegenstände befestigten Anker (90) aufweist, wobei sich der Anker (90) in der Nähe des Elektromagneten (86) befindet.
  50. 50. Waage nach Anspruch 49, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Förderung eines auf der Lagereinrichtung (27) befindlichen Gegenstandes.
  51. 51. Waage nach Anspruch 50, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (115, 116) zur Erfassung des Vorhandenseins eines Gegenstandes auf der Lagereinrichtung (27) für Gegenstände.
  52. 52. Waage nach Anspruch 51, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Steuerung der Aktivitäten der Fördereinrichtung in Abhängigkeit der Meßeinrichtung und der Fühleinrichtung.






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