PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102006002411A1 19.07.2007
Titel Wiegevorrichtung und Verfahren zum Wiegen eines Objektes
Anmelder Abatec-Electronic AG, Regau, AT
Erfinder Niederndorfer, Friedrich, Dipl.-Ing., Pilsbach, AT;
Rothbucher, Bernhard, Dr., Salzburg, AT
Vertreter Samson & Partner, Patentanwälte, 80538 München
DE-Anmeldedatum 18.01.2006
DE-Aktenzeichen 102006002411
Offenlegungstag 19.07.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.07.2007
IPC-Hauptklasse G01G 23/365(2006.01)A, F, I, 20060118, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G01G 23/46(2006.01)A, L, I, 20060118, B, H, DE   G01G 19/44(2006.01)A, L, I, 20060118, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Wiegevorrichtung zum Wiegen eines Objekts mit einer Wiegeeinheit (20) zum Messen des Gewichts des Objekts, einer Steuereinheit (24) zum Ermitteln von Gewichtswerten aus zeitlich nacheinander gemessenen Gewichten des Objekts, einer Zeitmesseinheit (24) zum Messen wenigstens eines ersten Zeitintervalls und einer Signalgebereinheit (18a, b) zum Ausgeben wenigstens eines ersten und eines zweiten Signals, die sich voneinander unterscheiden. Die Steuereinheit (24) steuert die Signalgebereinheit (18a, b) zur Ausgabe des ersten Signals und die Zeitmesseinheit (24) zum Messen des ersten Zeitintervalls, wenn ein erster Gewichtswert ermittelt wurde, und die Signalgebereinheit (18a, b) zur Ausgabe des zweiten Signals, wenn das erste Zeitintervall abgelaufen ist, ohne dass die Steuereinheit (24) innerhalb des ersten Zeitintervalls einen zweiten Gewichtswert ermittelt hat.

Beschreibung[de]

Vorliegende Erfindung betrifft eine Wiegevorrichtung zum Wiegen eines Gegenstands gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, sowie ein Verfahren zum Wiegen eines Gegenstands gemäß Patentanspruch 13.

Aus dem Stand der Technik sind elektronische Waagen bekannt, die mittels Farbanzeigen dem Benutzer neben der Gewichtsinformation weitere Informationen zur Verfügung stellen.

So wird beispielsweise in der DE 88 02 917 U1 eine elektrische Waage vorgestellt, die mittels verschiedener Farben ein Unter- oder Überschreiten bzw. ein Einhalten eines Toleranzbereichs um das festgestellte Gewicht anzeigt. Diese Waage lässt jedoch eine zeitliche Veränderung des Gewichts unberücksichtigt.

Die Patentanmeldung DE 36 42 970 A1 offenbart eine Waage, die mit Hilfe von Farbdioden das Verhältnis des aktuellen Gewichts zu einem früheren Gewicht anzeigt. Aber auch hier erfolgt keine zeitliche Überwachung einer Gewichtszu- bzw. -abnahme.

Eine Gewichtsabnahme pro Zeiteinheit wird in der Patentanmeldung DE 28 25 095 A1 beschrieben, bei der ein Trend in der Gewichtsentwicklung einer sich wiegenden Person während einer vorgegebenen Überwachungszeit ermittelt wird. Dabei wird der Trend unter Einführung von Zeitintervallen ermittelt, und zusätzlich eine Differenz aus zwei Istwerten. Über- oder unterschreitet diese Differenz einen gespeicherten Vergleichsgrenzwert, wird ein optisches oder akustisches Signal ausgegeben. Hiermit soll insbesondere eine Gewichtsabnahme pro Zeiteinheit überprüft werden, um Gesundheitsschäden durch eine zu schnelle Gewichtsabnahme zu vermeiden.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Waage bereitzustellen, die einem Benutzer an vorzunehmende Handlungen erinnert.

Diese Aufgabe wird durch eine Wiegevorrichtung gemäß Patentanspruch 1, sowie ein Verfahren zum Wiegen eines Gegenstands gemäß Patentanspruch 13 gelöst.

Dafür weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Signalgebereinheit zum Ausgeben eines ersten und eines zweiten Signals, die sich voneinander unterscheiden, und eine Zeitmessvorrichtung zum Messen mindestens eines ersten Zeitintervalls auf. Darüber hinaus sind eine Wiegeeinheit zum Messen des Gewichts eines Objekts und eine Steuereinheit zum Ermitteln von Gewichtswerten aus zeitlich nacheinander gemessen Gewichten des Objekts vorgesehen. Um eine Nichtbenutzung oder zu späte Benutzung der Waage signalisieren zu können, steuert die Steuereinheit die Signalgebereinheit zur Ausgabe des ersten Signals und die Zeitmesseinheit zum Messen des ersten Zeitintervalls, wenn ein erster Gewichtswert ermittelt wurde, und steuert die Signalgebereinheit zur Ausgabe des zweiten Signals, wenn das erste Zeitintervall abgelaufen ist, ohne dass die Steuereinheit innerhalb des ersten Zeitintervalls einen zweiten Gewichtswert ermittelt hat.

Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen definiert.

Im Folgenden wird die Erfindung mittels der Zeichnung verdeutlicht. Dabei zeigt die Zeichnung lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wiegevorrichtung und soll nicht dazu verwendet werden, die Erfindung auf dieses aufgeführte Ausführungsbeispiel einzuschränken.

Es stellen dar:

1 eine Draufsicht auf das Gehäuse eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Wiegevorrichtung;

2 eine Draufsicht auf die Unterschale des Gehäuses aus 1 bei abgenommener Oberschale;

3a eine Aufsicht auf eine innerhalb des Gehäuses aus 1 aufgenommen Platine mit ihren elektronischen Komponenten; und

3b einen Schaltplan für die in 3a gezeigte Platine.

1 und 2 zeigen ein Gehäuse 1 der Wiegevorrichtung, das sich aus einer Oberschale 2 und einer Unterschale 3 zusammensetzt, die über eine Schnappverbindung 5 ineinander gesteckt werden. Das Gehäuse 2 nimmt im zusammengesteckten Zustand die verschiedenen nachfolgend beschriebenen Einheiten der Wiegevorrichtung auf. In dem hier dargestellten Beispiel hat das Gehäuse 1 die Form eines Apfels. Es sind jedoch auch konventionelle Gehäuseformen möglich. Die Oberschale 2 weist auf ihrer Außenseite eine muldenförmige Vertiefung 4 in Form eines lachenden Gesichtes auf, auf die das zu wiegende Objekt, hier ein Apfel, für die Gewichtsmessung aufgelegt wird. Das Gehäuse 1 selbst kann aus einem getönten, teilweise transparentem Kunststoff gefertigt sein, damit es lichtdurchlässig ist.

Die Ober- 3 und Unterschale 2 sind im zusammengesteckten Zustand nicht fest miteinander verbunden, sondern über eine vorbestimmte Hubdistanz gegeneinander beweglich. Im Inneren des Gehäuses 1 angeordnete elastische Elemente, z.B Gummipuffer oder Spiralfedern (in den Figuren nicht dargestellt) drücken die beiden Gehäuseschalen 3 und 2 auseinander. Ein auf die Vertiefung 4 aufgelegter Apfel drückt damit mit seinem Gewicht die Oberschale 3 gegen die Federkraft dieser elastischen Elemente in die Unterschale 2 hinein.

Am Boden der Unterschale 3 ist eine Platine 10 mittels Rastverbindungen 12 befestigt, die mit den nachfolgend beschriebenen elektronischen Bauteilen bestückt ist und Halteelemente 14 zum Aufnehmen von Batterien 16 und zugehörige Batterieklemmen 22 aufweist.

3a zeigt eine schematische Aufsicht auf die Platine 10 ohne die Batterien 16. Auf der Platine 10 sind eine rote und eine grüne LED 18a und 18b, die in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als Signalgebereinheiten dienen, ein kraftabhängiger Widerstand 20 als Drucksensor für eine Wiegeeinheit, sowie ein Mikroprozessor 24 vorgesehen, der die Steuereinheit und Zeitmesseinheit bildet. Zudem sind auf der Platine zwei Betätigungsschalter 26a und 26b aufgelötet, die von zwei an der Unterseite der Oberschale 3 fest angebrachten Betätigungsstangen (nicht dargestellt) betätigt werden, wenn die Oberschale 3 in die Unterschale 2 hineingedrückt wird. Außerdem ist ein als Bewegungssensor ausgebildetes Betätigungsmittel 30f vorgesehen, durch dessen Betätigung die Wiegevorrichtung von einem Energiesparmodus in einen Aktivmodus umgeschaltet wird. Des Weiteren sind eine Reihe von Kondensatoren 28 und Widerstände 30a–g vorgesehen, die für den Betrieb des Mikroprozessors und der LEDs 18a und 18b nötig sind. Auf den Drucksensor 20 lastet das Gewicht der Oberschale 3 und des auf der Oberschale 3 aufgelegten Objektes. 3b zeigt im Detail, wie die einzelnen elektrischen Komponenten der Platine 10 miteinander verschaltet sind.

Nachfolgend wird das von der Wiegevorrichtung ausgeführte Verfahren näher beschrieben. Zur Initialisierung der Wiegevorrichtung wird durch Herausziehen eines durch einen Schlitz aus dem Gehäuse 1 herausragenden Papierstreifens, der eine ein Entladen der Batterien verhindernde Transportsicherung darstellt, die Stromversorgung 16 für die Schaltung der 3b dauerhaft einschaltet. Papierstreifen und Schlitz sind in den Figuren nicht näher dargestellt. Nach der Initialisierung schaltet der Prozessor 24 die rote Leuchtdiode 18a für eine vorgegebene Zeitdauer (z.B. 10 Sekunden) ein, wodurch das transparente Gehäuse 2 rot leuchtet. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer erlischt die rote Leuchtdiode 18a und der Prozessor schaltet in einen Energiesparmodus. Legt der Benutzer nun einen Apfel auf die Vertiefung 4, wird der Bewegungssensor 30f betätigt und der Prozessor schaltet in den Aktivmodus, in dem er die entsprechende Leuchtdiode 18a und/oder 18b zum Leuchten bringt, in diesem Fall die rote Leuchtdiode 18a. Drückt der Benutzer nun den Apfel auf die Vertiefung wird zumindest einer der Betätigungsschalter 26a und 26b betätigt. Lässt der Benutzer den Apfel anschließend los, öffnet der Schalter 26a und/oder 26b und der Messvorgang wird eingeleitet, indem der Prozessor den Widerstandswert des Drucksensors 20 einliest. Ist dieser Widerstandswert eine vordefinierte Zeitdauer (z.B. eine Sekunde) lang stabil, also annähernd konstant, speichert er diesen Widerstandswert und quittiert dies mit einem Blinken der roten Leuchtdiode 18a. Der Benutzer kann nunmehr den Apfel entnehmen, ein Stück abbeißen, und den Apfel erneut auf die Vertiefung 4 drücken. Hierdurch werden wieder die Betätigungsschalter 26a und 26b betätigt und veranlassen den Prozessor 24, erneut einen stabilen Widerstandswert des Drucksensors 20 einzulesen. Der jeweilig nächste Schritt wird durch Leuchten der Leuchtdioden 18a bzw. 18b angezeigt. Danach berechnet der Prozessor 24 aus den beiden gespeicherten Widerstandswerten eine daraus abgeleitete Gewichtsdifferenz und vergleicht diese mit einem fest eingespeicherten Referenzwert. Der Referenzwert entspricht also dem Gewichtswert eines durchschnittlichen Apfelstückes, das von einem Benutzer vom Apfel abgebissen wird. Selbstverständlich ist ein Toleranzbereich für den Referenzwert vorgesehen, innerhalb dem die berechnete Gewichtsdifferenz liegen kann.

Wenn dieser Vergleich erfolgreich ist, werden die Zeitintervalle zurückgesetzt und der Prozessor 24 startet seinen internen Zeitgeber zum Messen eines ersten Zeitintervalls, das beispielsweise 24 Stunden lang ist, und schaltet die grüne Leuchtdiode 18b für eine vorgegebene Zeitdauer, z.B. 10 Sekunden lang, ein und die rote Leuchtdiode 18a aus. Wird die Wiegevorrichtung angetippt, verschoben, der Apfel angestoßen, oder eine ähnliche Bewegung, die für den Bewegungssensor 30f erkennbar ist, innerhalb des ersten Zeitintervalls ausgeführt, so schaltet der Prozessor 24 die grüne Leuchtdiode 18b wiederum für die vorgegebene Zeitdauer ein. Nach Ablauf des ersten Zeitintervalls schaltet der Prozessor 24 die grüne und rote Leuchtdiode 18a und 18b für eine vorgegebene Zeitdauer, z.B. 10 Sekunden, lang ein, so dass das Gehäuse 1 gelb leuchtet, und lässt seinen internen Zeitgeber ein zweites Zeitintervall, z.B. 24 Stunden, messen. Wenn innerhalb des zweiten Zeitintervalls der Bewegungssensor 30f betätigt wird, so lässt der Prozessor 24 wiederum die rote und grüne Leuchtdiode 18a und 18b für die vorgegebene Zeitdauer lang leuchten. Nach Ablauf des zweiten Zeitintervalls schaltet der Prozessor nur die rote Leuchtdiode 18a für die vorgegebene Zeitdauer ein, und wiederholt dieses Einschalten immer bei Betätigung des Bewegungssensors 30f.

Wenn zu irgendeinem Zeitpunkt innerhalb des ersten und zweiten Zeitintervalls und auch danach der Prozessor 24 über seinen Drucksensor 20 eine zulässige Gewichtsdifferenz nach Betätigung der Betätigungsschalter 26a und 26b gemäß dem obigen Verfahren misst, dann setzt er seinen internen Zeitgeber zurück und beginnt von vorne mit der Messung des ersten Zeitintervalls und der Ausgabe des grünen Lichtes.

Erkennt der Prozessor jedoch keine zulässige Gewichtsdifferenz, bleiben die Zeitintervalle unverändert und der aktuelle Status, angezeigt durch das Leuchten der roten und/oder grünen LED, wird angezeigt.

Wird nach dem Messen eines ersten Gewichtswertes während der Gewichtsdifferenzmessung innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer, z. B. 60 Sekunden, nicht der zweite Gewichtswert gemessen, so schaltet der Prozessor 24 in den Energiesparmodus, und schaltet nur nach Betätigung der Betätigungsschalter 26a und 26b oder des Bewegungssensors 30f abhängig von der vom Zeitgeber gemessenen Zeit seit der letzten erfolgreichen Gewichtsdifferenzberechnung die rote und/oder grüne Leuchtdiode 18a und 18b ein. Ein solcher "Bedienungsfehler" durch Zeitablauf kann dem Benutzer vor Übergang in den Energiesparmodus durch entsprechende Ansteuerung der LEDs 18a und 18b signalisiert werden.

Alternativ zur Messung einer Gewichtsdifferenz kann auch einfach das Absolutgewicht des aufgelegten Objektes gemessen und mit einem Referenzwert samt Toleranzbereich verglichen werden, um den Zeitgeber zu starten. Ebenso können auch andere Signalisierungen erfolgen, beispielsweise akustisch, durch Vibration und/oder durch bestimmte Leuchtsequenzen eines ein- oder auch mehrfarbigen Leuchtmittels. Selbstverständlich sind auch die obigen Zeitdauern und Zeitintervalle rein beispielhaft angegeben und können je nach Anwendungsfall variieren, so können auch mehr als zwei Zeitintervalle gemessen und entsprechend signalisiert werden. Zudem kann die abgelaufene Zeit zusätzlich auch unmittelbar angezeigt werden. Auch kann ein anderes zu wiegendes Objekt als der Apfel verwendet werden, so auch eine Person, die somit mit diesem Verfahren nach Ablauf der jeweiligen Zeitintervalle aufgefordert wird, ihr Gewicht zu messen. Dabei kann selbstverständlich auch das gemessene Gewicht angezeigt werden.


Anspruch[de]
Wiegevorrichtung zum Wiegen eines Objekts mit

einer Wiegeeinheit (20) zum Messen des Gewichts des Objekts;

einer Steuereinheit (24) zum Ermitteln von Gewichtswerten aus zeitlich nacheinander gemessenen Gewichten des Objektes;

einer Zeitmesseinheit (24) zum Messen wenigstens eines ersten Zeitintervalls; und

einer Signalgebereinheit (18a, b) zum Ausgeben wenigstens eines ersten und eines zweiten Signals, die sich voneinander unterscheiden;

dadurch gekennzeichnet, dass

die Steuereinheit (24) die Signalgebereinheit (18a, b) zur Ausgabe des ersten Signals und die Zeitmesseinheit (24) zum Messen des ersten Zeitintervalls steuert, wenn ein erster Gewichtswert ermittelt wurde, und die Signalgebereinheit (18a, b) zur Ausgabe des zweiten Signals steuert, wenn das erste Zeitintervall abgelaufen ist, ohne dass die Steuereinheit (24) innerhalb des ersten Zeitintervalls einen zweiten Gewichtswert ermittelt hat.
Wiegevorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuereinheit (24) die Zeitmesseinheit (24) zum Messen eines zweiten Zeitintervalls steuert, wenn das erste Zeitintervall abgelaufen ist, ohne dass die Steuereinheit (24) innerhalb des ersten Zeitintervalls einen zweiten Gewichtswert ermittelt hat, und die Signalgebereinheit (18a, b) zur Ausgabe eines dritten Signals steuert, wenn das zweite Zeitintervall abgelaufen ist, ohne dass die Steuereinheit (24) innerhalb des zweiten Zeitintervalls einen dritten Gewichtswert ermittelt hat. Wiegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuereinheit (24) die Differenz zweier von der Wiegeeinheit (20) innerhalb eines vorgegebenen dritten Zeitintervalls gemessener Gewichte des Objektes als ersten, zweiten und dritten Gewichtswert ermittelt, wobei das dritte Zeitintervall kürzer als das erste und zweite Zeitintervall ist, und der erste, zweite und dritte Gewichtswert innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegt. Wiegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuereinheit (24) die Signalgebereinheit (18a, b) zur Ausgabe des ersten, zweiten und dritten Signals nur für eine vorgegebene Zeitdauer lang steuert, insbesondere 5 bis 10 Sekunden. Wiegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Betätigungsmittel (26a, 26b, 30f), das bei Betätigung die Wiegevorrichtung von einem Energiesparmodus in einen Aktivmodus versetzt. Wiegevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei der die Steuereinheit (24) die Signalgebereinheit (18a, b) bei Betätigung des Betätigungsmittels (30f) zur Ausgabe des aktuellen Signals steuert. Wiegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Energieversorgung (16) und einem Aktivierungsschalter, der nach Aktivierung die Energieversorgung (16) der Wiegevorrichtung dauerhaft einschaltet. Wiegevorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der das Betätigungsmittel (26a, 26b) Druckschalter umfasst, die durch Auflegen eines zu wiegenden Objektes auf die Wiegeeinheit (20) betätigt werden. Wiegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Signalgebereinheit (18a, b) eine Farbanzeige ist, die wenigsten eine erste und eine zweite Farbe anzeigt, die sich voneinander unterscheiden. Wiegevorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Farbanzeige wenigstens ein erstes Leuchtmittel (18a) zum Anzeigen der ersten Farbe und ein zweites Leuchtmittel (18b) zum Anzeigen der zweiten Farbe umfaßt. Wiegevorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Farbanzeige als Leuchtmittel LEDs (18a, 18b) verschiedener Farben, insbesondere grün, gelb und/oder rot, aufweist. Wiegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Wiegeeinheit (20) einen kraftabhängigen Widerstandssensor umfasst. Verfahren zum Wiegen eines Objekts, bei dem

das Gewicht des Objektes zeitlich nacheinander gemessen wird,

Gewichtswerte aus den zeitlich nacheinander gemessenen Gewichten des Objektes ermittelt werden,

wenigstens ein erstes Zeitintervall gemessen wird, und

wenigstens ein erstes und ein zweites Signal ausgegeben werden, die sich voneinander unterscheiden;

dadurch gekennzeichnet, dass

das erste Signal ausgegeben und das Messen des ersten Zeitintervalls gestartet wird, wenn ein erster Gewichtswert ermittelt worden ist, und das zweite Signal ausgegeben wird, wenn das erste Zeitintervall abgelaufen ist, ohne dass innerhalb des ersten Zeitintervalls ein zweiter Gewichtswert ermittelt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem ein zweites Zeitintervall gemessen wird, wenn das erste Zeitintervall abgelaufen ist, ohne dass innerhalb des ersten Zeitintervalls ein zweiter Gewichtswert ermittelt worden ist, und ein drittes Signal ausgegeben wird, wenn das zweite Zeitintervall abgelaufen ist, ohne dass innerhalb des zweiten Zeitintervalls ein dritter Gewichtswert ermittelt worden ist. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem eine Differenz zweier innerhalb eines vorgegebenen dritten Zeitintervalls gemessener Gewichte als erster, zweiter und dritter Gewichtswert ermittelt werden, wobei das dritte Zeitintervall kürzer als das erste und zweite Zeitintervall ist, und der erste, zweite und dritte Gewichtswert innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegen. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem das erste, zweite und dritte Signal nur für eine vorgegebene Zeitdauer lang ausgegeben wird, insbesondere 5 bis 10 Sekunden lang. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, das bei Betätigung eines Betätigungsmittel (26a, 26b, 30f) von einem Energiesparmodus in einen Aktivmodus versetzt wird. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, bei dem bei Betätigung des Betätigungsmittel (30f) das aktuelle Signal ausgegeben wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, bei dem eine Energieversorgung nach Aktivierung eines Aktivierungsschalter dauerhaft eingeschaltet wird.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com