DE3823618C2 - - Google Patents

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    • G01G3/12Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Masse von Gegenständen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. Anspruch 6.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der WO 81/01742 bekannt. Dabei wird eine Grundplatte bekannter Masse sowie die Aufnahmeplattform, die den Gegenstand aufnimmt, dessen Masse zu bestimmen ist, mittels eines Elektromagneten zu Schwingungen angeregt. Nach Abschalten der Anregung durch die Spule führt die Aufnahmeplattform, die über Federn mit der Grundplatte verbunden ist, freie Schwingungen aus. Die sich ergebende Schwingungsfrequenz wird aus den in der Spule induzierten Signalen bestimmt. Da die Masse der Grundplatte bekannt ist, kann aus der sich ergebenden Schwingungsfrequenz die Masse des auf der Aufnahmeplattform aufgenommenen Gegenstandes bestimmt werden. Die WO 81/01 742 beschreibt Vorrichtungen, bei denen die Aufnahmeplattform vertikal oder horizontal schwingen kann. Wenn eine Gewichtsbestimmung für eine Vielzahl von Gegenständen durchgeführt werden soll, muß dabei jeder einzelne Gegenstand zunächst auf der Aufnahmeplattform plaziert werden, die Massebestimmung auf Grund der Frequenzänderung durchgeführt werden und dann der Gegenstand von der Aufnahmeplattform entfernt werden, bevor ein weiterer Gegenstand darauf plaziert werden kann. Diese Vorgehensweise benötigt viel Zeit und hat somit einen geringen Durchsatz für mehrere aufeinanderfolgende Gegenstände zur Folge. Außerdem wird der Gegenstand auf der Aufnahmeplattform nicht festgehalten, welches Meßungenauigkeiten bei der Bestimmung der Masse zur Folge haben kann.
Die US 43 70 888 offenbart eine Vorrichtung zur Bestimmung des Gewichts eines Behälters, der eine Flüssigkeit enthält. Der Behälter wird mit einer konstanten Frequenz angeregt und zur Wägung werden die auf den Behälter ausgeübten Kräfte sowie die Bewegung des Behälters erfaßt. Die offenbarte Vorrichtung umfaßt außerdem eine Halteeinrichtung zum Halten des Behälters auf einer Aufnahmeplattform. Wenn mehrere Behälter gewogen werden sollen, müssen diese nacheinander auf der Aufnahmeplattform plaziert werden. Somit steigt die Zeit zum Wägen von mehreren Behältern beträchtlich an. Außerdem erlaubt die Vorrichtung auf Grund der Flüssigkeit und der Bewegung der Flüssigkeit innerhalb des Behälters keine schnelle Beschleunigung.
Die US 41 85 709 offenbart eine Vorrichtung zur Gewichtsmessung von Dokumenten unterschiedlicher Dicke. Dabei werden vertikal orientierte Dokumente auf einer Aufnahmeplattform einer Waage plaziert und von einer Halteeinrichtung zur Verhinderung von Bewegungen der Dokumente während einer Wägung vorgesehen. Die Vorrichtung umfaßt außerdem mehrere Walzen zur Zuführung der Dokumente an die Aufnahmeplatte. Diese Walzen sind jedoch getrennt von der Aufnahmeplatte vorgesehen.
Aus der Zeitschrift "MESSEN PRÜFEN AUTOMATISIEREN", Juni 1987, S. 354-359 ist im Artikel "Ein Beitrag zur schnellen Massenbestimmung durch Frequenzvariation" eine dynamische Wiegevorrichtung beschrieben, welche als Kernstück einen konkav gekrümmten, federnden Balken umfaßt, welcher von einer geeigneten Vorrichtung zu Schwingungen in seiner Resonanzfrequenz angeregt wird. Mit Hilfe dieser Vorrichtung wird das Gewicht von Münzen bestimmt, welche in einer Rille über den Balkon rollen und dabei auf Grund der mechanischen Kopplung ihrer Masse an die Masse des Balkens die Resonanzfrequenz der Schwingungen des Balkens verändern. Um das Zusammenwirken der Münze mit dem Balken zu verbessern, ist der Balken gekrümmt, so daß Zentrifugalkräfte beim Durchlauf der Münze von dieser auf den Balken wirken. Zum anderen wird ein magnetischer Kraftfluß in den Balken eingeleitet, welcher zusätzlich die Münze auf dem Balken festhält. Der zu messende Gegenstand kann aber trotzdem während der Oszillation periodisch den Kontakt zur Auflage verlieren und somit kann das Meßergebnis erheblich verfälscht werden.
Mit fortschreitender Technik laufen auch bestimmte Prozesse und Verfahren immer schneller ab. Die meisten Verfahren er­ fordern eine Koordination der Anzahl der Bauteile, wobei die Geschwindigkeit des Verfahrens durch das langsamste Bau­ teil 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 Fähig­ keit, einen Gegenstand mit einem Gewicht zwischen 1,814,4 g (64 onz) und 0,886 g (1/32 onz) zu wiegen. "Schnell" bedeu­ tet in diesem Zusammenhang, fortlaufend geförderte Gegen­ stände in einer Zeit von weniger als einer Sekunde pro Gegen­ stand zu wiegen. Ein derartiges Verfahren zum Wiegen ist bei der Verarbeitung von Poststücken erforderlich. Es wurden zwar Hochgeschwindigkeitssysteme entwickelt, mit denen eine geeig­ nete Anzahl von Einlagen, die sich von Umschlag zu Umschlag ändern können, in einem Umschlag angeordnet werden. Der Um­ schlag wird verschlossen und die Postgebühr auf den Umschlag gedruckt. Bevor die Postgebühr jedoch auf den Umschlag ge­ druckt werden kann, ist es erforderlich, daß das Gewicht des Poststückes bestimmt wird. Für derartige Postverarbeitungs­ systeme bestimmt wird. Für derartige Postverarbeitungs­ systeme wurden bisher Wiegevorrichtungen entwickelt, die je­ doch 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 aufzu­ nehmen, müssen jedoch mehrere Waagen vorgesehen sein, wobei die Poststücke abwechselnd auf diese Waagen verteilt werden.
Obwohl diese bekannte Wiegevorrichtung mit bekannten Post­ stückverarbeitungssystemen relativ gut arbeitet, wobei die Kuvertiereinrichtungen mit hoher Geschwindigkeit arbeiten, besteht das Problem für eine schnelle Verarbeitung von Post­ stücken im Wiegevorgang der Poststücke, bevor die Postgebühr angebracht wird. Um dieses Problem zu lösen, wurden mehrere Waagen stromabwärts eines Hochgeschwindigkeitskuvertierge­ rätes angeordnet und die Poststücke abwechselnd diesen Waagen zugeleitet. Es ist verständlich, daß mehrere Waagen kosten­ intensiv sind und weiter zusätzliche Förderfunktionen erfor­ dern, wodurch sich eine höhere Anzahl von Betriebsstörungen ergibt.
Bestimmte bekannte Hochgeschwindigkeitswiegevorrichtungen zum Wiegen von Gegenständen, die fortlaufend in einer Reihe zuge­ führt 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.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des jeweiligen Gewichtes von Gegenständen der eingangs genannten Art zu schaffen, so daß die Gewichtsbestimmungen der jeweiligen Gegenstände aufeinanderfolgend mit sehr hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Zum einen ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsmäßige Vorrichtung, Gewichte von Gegenständen durchlaufend und mit sehr hoher Abfolgegeschwindigkeit zu bestimmen. Trotz der hohen Abfolgegeschwindigkeit läßt sich dennoch eine ausgezeichnete Meßgenauigkeit erzielen, denn die erfindungsgemäße Maßnahme, die zu messenden Gegenstände in eine horizontale Schwingung zu versetzen, sowie eine Halte- und Fördereinrichtung vorzusehen, erlaubt es, daß der zu messende Gegenstand Beschleunigungen von sehr großem Betrag ausgesetzt werden kann, ohne daß ein Abheben von der Auflageplattform befürchtet werden muß. Die Schwingungen der Aufnahmeplattform werden direkt von einem mit der flexiblen Einrichtung verbundenen Wandler erfaßt. Dies verbessert die erzielbare Meßgenauigkeit erheblich.
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 so­ wie der Federkonstanten der Plattform ab. Zuerst wird eine Eichung durchgeführt. Die Plattform mit ihren zugeordneten Bauteilen wird in eine Schwingung durch Aufbringen eines Er­ regerimpulses 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 Schwingungsperio­ de wird mit den Eichversuchen verglichen, woraufhin man die Masse des Gegenstandes unter Verwendung abgeleiteter Glei­ chungen bestimmen kann.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
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 Dar­ stellung ausgewählter Teile der Wiegeeinrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 5 ein Diagramm eines in der in den Fig. 1 bis 4 dar­ gestellten Wiegeeinrichtung verwendeten Meßschalt­ kreises;
Fig. 6 ein Blockdiagramm der Bauteile der in Fig. 5 dar­ gestellten elektronischen Steuerung;
Fig. 7a-7c Diagramme zur Darstellung eines einzigen auf die Wiegeeinrichtung aufgebrachten Impulses, eine Dar­ stellung 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 Feh­ lers 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. Umschlä­ gen mit Einsätzen, Postkarten und ähnlichem, beschrieben werden, wobei eine Postgebühr auf diese Gegenstände aufge­ bracht 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 be­ zeichnet 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 Unter­ lage 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 allgemei­ nen 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 beispiels­ weise 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 Übertra­ gung 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 Sole­ noide 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 be­ festigt, an denen eine Aufnahmeplattform 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 vonein­ ander 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 Dreh­ zapfen 42 befestigt, an dem ein Glied 44 mittels eines Stif­ tes 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 dre­ hen 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 Öff­ nungen 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 Antriebsriemen­ scheibe 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 Motoraus­ gangswelle 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 Riemen­ scheibe 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 Aufnahmeplattform 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 Aufnahmeplattform 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 be­ festigt, 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 Leerlauf­ walzen eine größere Breite als die Breite der Öffnungen 39 in der Aufnahmeplattform 27 aufweisen. An jedem Stift 102 ist zwi­ schen der Platte 98 und jedem Schwenkarm 104 eine Expansions­ feder 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 Aufnahmeplattform 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 Aufnahmeplattform 27 ist eine Lichtquelle 115 und unter­ halb der Aufnahmeplattform 27 in Ausrichtung mit der Lichtquelle ein Photosensor 116 angeordnet, wobei in der Plattform eine Öff­ nung 118 ausgebildet ist, damit Licht hindurchtreten kann. Der Photosensor 116 ist mit dem elektrischen System 94 mit­ tels einer Leitung 120 verbunden. Auf der Aufnahmeplattform 27 (siehe Fig. 4) ist ein Poststück 122 mit seiner vorderen Kante un­ mittelbar 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 Käfigklemm­ solenoiden 22 und dem piezoelektrischen Wandler 92 in Verbin­ dung. Die elektronische Steuerung 130 steht mit einem Computer 132 in elektrischer Verbindung, der ebenfalls mit der Motor­ steuerung 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 dar­ gestellt 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 Kanten­ detektor 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 mit­ zuteilen.
Im Betrieb, wenn sich die Waage 10 in der Ruhestellung befin­ det, befindet sich der Kern 50 des Solenoids 48 in seiner äußersten Stellung, so daß sich der Käfig 41 in seiner höch­ sten Stellung befindet. In dieser Stellung werden die Walzen 56, 58, 68 innerhalb der Öffnungen 39 der Aufnahmeplattform 27 aufge­ nommen und stehen mit den Walzen 106 in Eingriff. In dieser Ruhestellung stehen die Knöpfe 35 mit der Aufnahmeplattform 27 in Berührung, um die Plattform sicher zu halten, wobei die Kerne 23 innerhalb der Vertiefungen der Druckunterlagen 24 aufge­ nommen 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 be­ tätigt 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 ande­ ren 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 einge­ bracht, wie z.B. dem Fördermechanismus einer Kuvertiermaschi­ ne. Das Poststück 122 wird dann über die Aufnahmeplattform 27 geför­ dert, 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 elektro­ nischen 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 Öff­ nungen 39 der Aufnahmeplattform 27 herausgezogen werden. Die Federn 114 drücken dabei die Walzen 106 gegen die Aufnahmeplattform 27, um das Poststück 122 sicher darauf zu halten, so daß die Kombi­ nation der Plattform und des Poststückes sich als einheitli­ cher 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 Zu­ stand befinden sich sowohl die Aufnahmeplattform 27 als auch die Grundplatte 14 in einem freibeweglichen Zustand, d. h. die Aufnahmeplattform 27 aufgrund der flexiblen Stützen 26 und die Grund­ platte 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 Aufnahme­ plattform 27 aufgrund der Flexibilität der flexiblen Stützen 26 ein. Wenn die Aufnahmeplattform 27 schwingt, wird ein ungefähr sinus­ förmiges Signal von dem Wandler 92 in der in Fig. 7b gezeig­ ten 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 Aufnahmeplattform 27 verwendet.
Wenn auf der Aufnahmeplattform 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 Millisekun­ den langen Impulserregung des Elektromagneten. Die flexiblen Teile 26 und die Aufnahmeplattform 27, die an ihnen befestigt ist, wird so zu einer Schwingung angeregt. Die Aufnahmeplattform 27 schwingt in der gleichen horizontalen Richtung wie die Post­ stücke 122 gefördert werden, d.h. in der Ebene der Plattform nach links und rechts, gesehen in Fig. 1. Dies ist von Vor­ teil, 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 Wand­ ler eine abwechselnde Spannung aus, die eine Frequenz in Ab­ hängigkeit der Masse der Aufnahmeplattform 27 und irgendeinem darauf befestigten Gegenstand hat. Es soll darauf hingewiesen werden, daß an der Aufnahmeplattform 27 die Leerlaufwalzen 106 und der Lager­ mechanismus für die Leerlaufwalzen angebracht ist und einen Teil der Masse darstellt, die die Frequenz beeinflußt. Wenn die Aufnahmeplattform 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 min­ destens 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 er­ forderlich, bevor eine Messung durchgeführt werden kann, wo­ bei 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 Aufnahmeplattform 27 an­ geordnet. 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 Aufnahmeplattform 27 durch irgendeine Standardpoststück­ förderanordnung angeordnet, bis es im Spalt zwischen der Antriebswalze 68 und ihrer zugeordneten Leerlaufwalze 106 aufgenommen ist. Das Poststück 122 wird dann längs der Aufnahmeplattform 27 mittels der Walzen 56, 58, 68, 106 gefördert und mit­ tels des Photosensors 116 erfaßt. Nachdem das Poststück 122 erfaßt ist, wird der Motor 72 abgeschaltet und der Käfig­ solenoid 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 Aufnahmeplattform 27 nach unten gezogen ist, werden die Walzen 56, 58, 68 vom Poststück 122, das auf der Aufnahmeplattform 27 liegt, gelöst. In diesem Zustand hat die Aufnahmeplattform 27 eine neue Masse, die die Masse des Poststückes 122 einschließt. Es wird bevorzugt, daß das Poststück 122 auf der Aufnahmeplattform 27 aufgrund der Wal­ zen 106 fest gehalten wird, die weiterhin aufgrund der Vor­ spannwirkung der Federn 114 damit in Eingriff stehen, so daß sich das Poststück und die Aufnahmeplattform als Einheit bewegen. Es soll in Erinnerung gerufen werden, daß die Leerlaufwalzen 106 breiter als die Öffnungen 39 sind, so daß sie mit der Aufnahmeplattform 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 Aufnahmeplattform 27 in der gleichen horizonta­ len 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 Post­ stückes 122 auf der Aufnahmeplattform 27 entsprechend folgender For­ mel zu bestimmen:
ME = C₁ (T² - T₀²) + C₂ (T² - T₀²)², (1)
wobei ME die Masse des Poststückes 122, T0 die Schwingungs­ periode, wenn kein Poststück auf der Aufnahmeplattform vorhanden ist, und T die Schwingungsperiode bedeuten, wenn ein Poststück auf der Aufnahmeplattform 27 vorhanden ist. T0, C1 und C2 sind Konstanten, die von der Masse der Grundplatte M und der Masse der Aufnahmeplattform 27 als auch von den Federkonstanten der Isolationsfe­ dern 16 und der flexiblen Stützen 26 abhängen. Diese Konstan­ ten 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 Aufnahmeplattform 27 plus die Masse des Poststückes ist, wird die Konstante C1 durch die Formel:
C₁ = K/ /4π²), (2)
bestimmt, wobei K die Federkonstante der flexiblen Stützen 26 bedeutet. Im gleichen Grenzfall wird T₀ durch die Formel:
T₀² = (4π²) Mp/K, (3)
bestimmt, wobei Mp die Masse der Aufnahmeplattform 27 ist.
Wenn eine Feder an den zwei isolierten Massen m und M angebracht ist, beträgt die Schwingungsperiode
T² = 4π² 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 Be­ tracht gezogen werden. Dies wird durch die Kombination der Gleichungen (4) und (5) erreicht.
Es gibt andere Berichtigungen der Periode infolge der Tat­ sache, daß das System ein wenig gedämpft ist, und infolge der Tatsache, daß die Grundplatte 14 am Rahmen 12 durch die Iso­ lationsfedern 16 angebracht ist. Das System wird weiter durch die Tatsache kompliziert, daß der Versuch zur Bestimmung der Periode während der Messungen der ersten wenigen Schwingungs­ perioden 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 Nicht­ linearität quadrierten Periode ist. Es wurde empirisch be­ obachtet, daß die Nichtlinearität durch eine durch die Glei­ chung (1) dargestellte Parabel angenähert werden kann.
Die Masse wird durch den in Fig. 5 und 6 dargestellten Schalt­ kreis bestimmt. Der Computer 132, der irgendein Computer sein kann (z.B. ein Compaq Modell 286 PC), steht mit der elektro­ nischen 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 137 gibt einen Impuls aus, jedes Mal, wenn eine Kante der Quer­ wellen erfaßt wird, die natürlicherweise einen Null-Durch­ gang darstellt. Diese Ausgänge werden dem Zähler 142 zuge­ führt, 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 obi­ gen 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 Aufnahmeplattform 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 Post­ stück 122 von der Aufnahmeplattform 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 be­ schrieben wurde, d. h. das Anordnen der Aufnahmeplattform 27 in einer vorbestimmten Stellung. Die zweite Funktion dient dazu, Aus­ schläge früherer Wiegevorgänge auszuschließen. Durch das Festhalten der Grundplatte 14 und der Aufnahmeplattform 27 vor dem Wiegen werden derartige Einflüsse früherer Aktivitäten aus­ geschaltet.
Wenn man das oben beschriebene Verfahren verwendet, ist man in der Lage, sehr genau die Masse eines auf der Aufnahmeplattform 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 Platt­ form 27 transportiert, angehalten, gewogen und ausgegeben werden kann. Ein überlappender Eintritt des nächsten Post­ stückes 122 gleichzeitig mit der Ausgabe des vorhergehenden schafft eine Wiegegeschwindigkeit von 184 Poststücken pro Minute. Dies stellt eine entscheidende Verbesserung beim Wie­ gen von Gegenständen hinsichtlich Kosten, Leistung und Ein­ fachheit der Elektronik gegenüber bekannten Wiegevorrichtun­ gen dar.
Das von dem Wandler übertragene Signal ist ein relativ saube­ res 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 mechani­ sches Rauschen. Da die Aufnahmeplattform 27 in horizontaler Richtung schwingt, ist die Beschleunigung oder "g′s" drei- bis viermal größer als die Schwerkraft "g". Da die Reinheit des Ausgangs­ signals eine Funktion der Verhältnisse der g′s zum mechani­ schen Rauschen ist, erhält man ein besseres Signal mit höhe­ ren g′s. Bei Lastzellenwaagen müssen die Signale von der Last­ zelle notwendigerweise integriert werden, und wenn ausrei­ chend Zeit vorhanden ist, kann das Wandlersignal bestimmt werden. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung mit sehr hohen g′s arbeitet, ist eine Integration nicht erforderlich. Weiter befindet sich das überwachte Signal bei der erfindungsgemäßen Waage in einem vorbestimmten Frequenzbereich, so daß mechani­ sches 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 Aufnahmeplattform 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 Funktions­ weise des Transportsystems der Waage 10 beschreibt. Die Post­ stücke 122 werden auf die Aufnahmeplattform 27 durch irgendeine be­ kannte Fördereinrichtung gefördert, und das Elektroniksystem wird bei Schritt 152 eingeschaltet. Die Anzeige 133 wird dann bei Schritt 154 eingeschaltet. Die Photozelle 116 wird über­ wacht, und es wird bei Schritt 160 ein Signal erzeugt, wenn ein Poststück 122 erfühlt wird. Eine Verzögerung 162 ist vor­ gesehen, 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 Ver­ zögerung 166 vorgesehen, damit der Motor 72 anhalten kann, wozu ein Unterbrechungssignal 168 für den Motorantrieb aus­ gegeben wird. Das Poststück 122 wird dann bei Schritt 170 ge­ wogen, 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 zugelei­ tet. 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 Verzö­ gerung 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 weite­ re 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 be­ triebsbereit ist. Wenn dem so ist, wird der Null-Durchgangs­ fertigbit 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.

Claims (23)

1. Verfahren zur Bestimmung der Masse von Gegenständen aus einer von der Masse bewirkten Frequenzänderung einer horizontal schwingenden Aufnahmeplattform, gekennzeichnet durch:
  • - Bestimmen einer ersten Schwingungsfrequenz;
  • - Befördern der Gegenstände auf die Aufnahmeplattform (27);
  • - Fixieren der Gegenstände auf der Aufnahmeplattform (27);
  • - Versetzen der Aufnahmeplattform (27) in Schwingungen in der Ebene der Aufnahmeplattform (27);
  • - Bestimmen einer zweiten Schwingungsfrequenz; und
  • - Bestimmen der Masse der Gegenstände auf der Grundlage des Vergleichs der ersten und der zweiten Schwingungsfrequenz.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Gegenstände auf der Aufnahmeplattform (27) wirkenden Beschleunigungen auf Grund der Schwingungen dem Betrage nach größer sind als der Betrag der Erdbeschleunigung.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - zum Bestimmen der Frequenz des Ausgangssignales das Ausgangssignal eines Wandlers (92) auf einen Nulldurchgangsdetektor (136) gegeben wird, und
  • - die Frequenz der Nulldurchgänge gemessen wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Bestimmung der Masse gemäß der Formel ME = C₁(T² - T₀²) + C₂(T² - T₀²)²erfolgt, wobei
    ME die zu bestimmende Masse,
    T₀ die Schwingungsperiodendauer der ersten Schwingungsfrequenz,
    T die Schwingungsperiodendauer der zweiten Schwingungsfrequenz,
    C₁, C₂ Konstanten in Abhängigkeit von Konstruktionsparametern der verwendeten Vorrichtung sind.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Ausgangssignal des Wandlers (92) in einem Bandpaßfilter (134) gefiltert wird, um Einflüsse äußerer Schwingungen auszuschalten, und
  • 2- die Frequenz des gefilterten Ausgangssignales bestimmt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit
  • - einer sich horizontal erstreckenden Aufnahmeplattform (27) für die Aufnahme von Gegenständen,
  • - einer flexiblen Vorrichtung (26) zum Verbinden der Aufnahmeplattform (27) mit einer Grundplatte (14),
  • - einer Einrichtung zum Erzeugen und horizontalen Einleiten von Schwingungen auf die Aufnahmeplattform (27) und
  • - einer Einrichtung zum Messen und Auswerten der Schwingungen der Aufnahmeplattform (27), um die Masse der Gegenstände auf der Grundlage der Frequenzänderung der schwingenden Aufnahmeplattform (27) zu bestimmen,
gekennzeichnet durch:
  • - einen mit der flexiblen Einrichtung (26) verbundenen Wandler(92),
  • - eine mit der Aufnahmeplattform (27) verbundene Einrichtung (106) zum sicheren Halten der Gegenstände auf der Aufnahmeplattform (27) während der Messung, und
  • - eine Fördereinrichtung (56, 58, 68) zum Befördern der Gegenstände auf die Aufnahmeplattform (27) sowie von derselben, wobei die Fördereinrichtung (56, 58, 68) im Bereich der Aufnahmeplattform (27) gegenüberliegend zur Halteeinrichtung (106) so angeordnet ist, daß sie während der Meßphase aus einer Eingriffsphase, in der die Halteeinrichtung (106) den Gegenstand gegen die Fördereinrichtung (56, 58, 68) drückt, in eine Außereingriffsphase überführbar ist, in der der Gegenstand durch die Halteeinrichtung (106) gegen die Aufnahmeplattform (27) gedrückt wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch federnde Einrichtungen (16), welche die Grundplatte (14) in einem Rahmen (12) halten und zur Schwingungsisolation zwischen Rahmen und Grundplatte dienen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Aufnahmeplattform (27) Öffnungen (39) aufweist,
  • - die Fördereinrichtung (56, 58, 68) erste Walzen aufweist, welche in die Öffnungen (39) einfahrbar sind, und
  • - vom Rahmen (12) getragene Einrichtungen (28, 30, 32, 44, 48, 50) zum Bewegen der ersten Walzen der Fördereinrichtung (56, 58, 68) in die Öffnungen (39) hinein und aus diesen heraus vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (28, 30, 32, 44, 48, 50) zum Bewegen der ersten Walzen der Fördereinrichtung (56, 58, 68) einen vertikal bewegbaren, unterhalb der Plattform (27) angeordneten Käfig (32, 36, 38) umfassen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Bewegen des Käfigs (32, 36, 38) in eine erste und zweite Stellung vorgesehen ist, wobei der Käfig (32, 36, 38) in der ersten Stellung mit der Aufnahmeplattform (27) in Eingriff steht, und in der zweiten Stellung von der Aufnahmeplattform gelöst ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bewegung des Käfigs (32, 36, 38) ein vom Rahmen (12) getragener Solenoid (48) ist, der mit dem Käfig (32, 36, 38) in Eingriff steht.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig federnde Knöpfe (35) aufweist, die mit der Aufnahmeplattform (27) in Eingriff treten, wenn der Käfig sich in der ersten Stellung befindet.
13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeplattform (27) Einrichtungen (96, 98, 104) zur Aufnahme und zum Drücken von zweiten Walzen der Halteeinrichtung (106) aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (72, 80) zum Antrieb mindestens einer der ersten Walzen (56, 58, 68) am Rahmen (12) vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Walzen (106) eine größere Breite als die Breite der Öffnungen (39) in der Plattform (27) aufweisen.
16. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (89, 90, 91) zum Erzeugen der Schwingungen der Aufnahmeplattform (27) einen an der Grundplatte (14) befestigten Elektromagneten (86) und einen an der Aufnahmeplattform (27) befestigten Anker (90) umfassen, der in der Nähe des Elektromagneten (86) angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (92) eine piezoelektrische Einrichtung ist.
18. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 6 bis 17, gekennzeichnet durch eine Sensor-Einrichtung (115, 116) zur Erfassung des Vorhandenseins eines Gegenstandes auf der Plattform.
19. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 6 bis 18, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Koordinierung der Eingriffs- und Außereingriffs-Phase durch die Sensoreinrichtung (115, 116).
20. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 6 bis 19, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (20, 22, 23, 24) zum Festhalten der Aufnahmeplattform (27) in Abhängigkeit der Erfassungseinrichtung (115, 116), wenn festgestellt wird, daß sich kein Gegenstand auf der Aufnahmeplattform (27) befindet.
21. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Bestandteil einer Waage zur Bestimmung der Masse von Versandgut ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (20, 22, 23, 24) zum Festhalten eine erste Sperrvorrichtung zum Sperren der Aufnahmeplattform (27) mit der Grundplatte (14) und eine zweite Sperrvorrichtung zum Sperren des Rahmens (12) mit der Grundplatte (14) aufweist.
DE3823618A 1987-07-13 1988-07-12 Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der masse eine gegenstands durch die messung der verschiebung der periode einer harmonischen bewegung Granted DE3823618A1 (de)

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