Rahmen mit 4 Wägezellen (pro Ecke eine)

Habe einen Prototypen für ein Wägegestell mit vier 50kg-Wägezellen gebaut.

Mehr Kontext und Bilder vom Gestellbau gibts im mois-Blog.

Die nächsten Schritte sind Aufbau der Schaltung und Arduino-Programmierung. Dazu gibts hier im Forum einen eigenen Thread.

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Ich plane ja auch eine 4-Zellen Waage zu bauen. Ich habe mich eben gefragt ob man da nicht mit temperaturbedingten Materialspannungen rechnen muss wenn man grob dargestellt die 4 Zellen mit einer Bodenplatte und einer Waagentisch Platte aus Aluminium verschraubt. Also in jeder Ecke der Platten eine Zelle und alles wird fest verschraubt.

Was passiert wenn die Sonne von einer Seite auf die Waage fällt und sich eine Seite stark erwärmt? Gibt es dann durch die wärmebedingte Ausdehnung Materialspannungen in den Wägezellen? Bei Aluplatten hielte sich das vielleicht noch in Grenzen, aber wie sähe das bei zwei übereinander liegenden Rechteck-Rahmen aus L-Stahl Profilen aus?

Wäre es nicht besser den Waagentisch also den oberen Rahmen gar nicht mit den Wägezellen zu verschrauben?

Ahh - Thema wurde hier schon behandelt:

@Juergen: Wollte dir noch auf die Frage wegen fester Verbindung von 4 Zellen antworten. @weef hatte vor längerem auch über die dev-Liste was geschrieben. Ja, ich sehe es ähnlich wie du: Wenn die fest verbunden sind kann ich mir auch vorstellen, dass hier Kräfte alleine von der Unterschiedlichen Materialausdehnung wirken, die nichts mit dem Gewicht zu tun haben. Auch der Aufbau Oben ist imo nicht ideal, weil mit der Gewichtsbelastung sich die äusseren Balken auseinander bewegen müssten. Theoretisch könnte es besser sein, die Wägezellen in die bleiche Richtung auszurichten, was halt nicht so schön ist. Keine Ahung wie das professionelle Waagen machen, verwenden die überhaupt 4x “single point” load cells oder sind das andere Sensoren. Auch hier - wie bei der Diskussion um einen Eingang mit parallelem Anschluss vs. 4-Kanal-IC - ist es nur Theorie, obs bei unserer “Genauigkeit” einen Einfluss hat - keine Ahnung! ;-)

Habe den anderen Thread gefunden wo es um die Temperaturkompensation geht, da wird das Konstruktionsproblem ja auch aufgegriffen. Ich bin mir ziemlich sicher dass thermische Ausdehnung das Messergebnis beeinflusst. Gerade jetzt wenn bei 30 Grad die Sonne auf eine Seite scheint, dann hat man bei einem Stahl-Rahmen sicher genug Ausdehnung. Muss mal bisschen recherchieren wie man das etwas entkoppeln kann, ohne zu viel Aufwand zu treiben.

Wenn die Wägezelle einseitig erwärmt wird, passt nichts mehr, da hilft nur verschatten.

Naben der Wärme ist aber auch die mechanische Konstruktion zu beachten, nur als Beispiel:

       ||         ||
       ||         ||
       \/         \/
   <==              ==->
  =======++=========++=======
         ||         ||
  +------++-+     +-++------+
  |   O=O   |     |   O=O   |
  +-++------+     +------++-+
    ||                   ||
----++-------------------++----

Wenn das alles super verschraubt ist verschieben sich die Kräfte, die eigentlich von oben wirken sollen auf die Seite, daher fände ich eine “lockerere” Lagerung besser oder eben, dass die Wägezellen in die gleiche Richtung “schauen”.

       ||         ||
       ||         ||
       \/         \/
              
  =======++==============++===
         ||              || 
  +------++-+     +------++-+        ||
  |   O=O   |     |   O=O   |        ||
  +-++------+     +-++------+        \/
    ||              ||
----++--------------++---------

Auch bei deinem 2. Beispiel hat man bei fester Verschraubung leichte Winkeländerungen durch steigendes Gewicht. Ich würde auch da gewisse Spannungen im Material erwarten, nicht so groß wie bei gegenüber liegenden Wägezellen aber dennoch.
Zur Entkopplung könnte man vielleicht auch Gerätefüße aus Hartgummi auf die Wägezelle aufschrauben und darauf dann den Wagentisch oder direkt die Beute. Der Gummi sollte einen Teil der Horizontalen Kräfte und Winkeländerungen abmildern. Etwas in dieser Art:

http://www.flohreus.de/index.php?page=D5

Leider haben meine Zellen 2 Bohrungen und ich möchte solche Puffer nicht exzentrisch montieren. Bisher habe ich nichts gefunden, das passen würde mit der Doppelbohrung.

Eben das hier gefunden:
Wägemodule T8 für Single Point Wägezellen AZLI - AZL - AZS - AM, max. 300 kg
Interessanter Aufbau, anscheinend mit einem umgedrehten Nivellierfuß oder etwas ähnlichem.

Ich würde die oben auch nicht verschrauben, wenn das mechanisch geht.
Wolff Waagen macht das ganz geschickt, indem oben eine Art Stülp-Deckel
auf die zwei Wägebalken gelegt wird: https://www.wolf-waagen.de

Noch minimalistischer ist Arnia, die auf einer Seite ebenfalls nicht
verschrauben. Die schönen flachen und kleinen Wägezellen habe ich bisher
bei ebay / aliexpress nicht gefunden:

Och menno :) Ist ziemlich genau was ich vor hatte :)
Leider sind meine Zellen nicht geignet die Gummifüße so einfach zu montieren.
Ich wüsste gerne welche Load cells die verwenden.

Webseite von arnia: http://www.arnia.co.uk/

Die Load Cell könnte diese hier sein: LCT LAB-H-B/ Single-point / parallel beam/ Aluminum/ for price computing scale
Loadcell datasheet (629.8 KB)

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Sehr cool @Juergen, dass du die mögliche Quelle rausgefunden hast! Habe da mal angefragt, und die Antwort kam prompt:

Good morning.

Thank you very much for your inquiry from DI.This is Rose from LCT.

1.Tell me the application of load cell LAB-H-B 60kg please.Have you ever ordered load cell?
2.The unit price of 100pcs LAB-H-B 60kg is 5USD/PCS,EXW Xiamen.We will pack 100pcs in a carton,and the gross is about 20kg.The volume is 363525.5cm
3.Do you have any special requirements?

Best regards,
Sales Engineer

Xiamen Loadcell Technology Co.,Ltd.
Add:No.20,Huli Park,Tongan industry Central Zone,Xiamen,China 361100

Der Vesand kommt halt noch dazu und praktischer wäre ein Reseller in Europa.

Habe mir das Video gestern auch nochmal angeschaut, die Bau"höhe" ist schon nett! Und wir hätten ein recht günstiges Design, das skalierbar mit z.B. einem Laser hergestellt werden kann.

Können wir rausfinden, was die in dem schwarzen Kästchen haben? Vermute die werden auch nur parallel geschlossen und nicht mit enem 4x Wägezellen-IC ausgelesen.

Habe gestern auch angefragt und die selbe Antwort erhalten :)

Dear Jürgen Hörmann,

Thank you so much for your inquiry.This is Rose(a sales engineer) from LCT.

1.Could you please tell me the application of this load cell?Have you ever used load cell?

2.Our standard load cell capacity is 60kg,so if 60kg is OK?It is easier for us to make standard load cell and short the lead time.

3.Usually our minimum order amount for a delivery is 100PCS.How many you need?And 100pcs packed in one carton.The unit price is 5USD/PCS,EXW Xiamen.We could prepay the freight and ship by DHL.The gross weight is about 20kg/carton.

4.There are not any retailers who sell this load cell at the moment now,so please order this load cell from us directly.

Best regards,

Sollen wir zusammen die 100 Stück ordern? Ich wäre dabei. Ich würde den Rest bei eBay verticken.

Meinst du jetzt das Alu Design oder das mit den beiden Edelstahlstreifen? Für das Alu design müsste man die Wägezellen mit 3 Löchern auf der einen Seite fertigen lassen, da dort die Schrauben für die Positionierung der oberen Platte eingeschraubt werden.

Das wär mir gerade egal. ich würde auf jeden Fall gerne mit dem ADS1234 arbeiten. Das Argument, dass man über die Lastverteilung die Position der Wintertraube / Futter bestimmen kann finde ich interessant.
Auch würde ich deren Design nicht 100% übernehmen. Ich würde vermutlich erst mal mit Alu-L Profilen arbeiten, da ich keinen Zugang zu Lasertechnik habe und das im Auftrag fertigen zu lassen wird mir zu teuer.

Habe letztes und vorletztes Jahr testweise (von Hand, Kofferwaage) vorne und hinten gemessen. Glaube nicht, dass es einen signifikanten Erkenntnisgewinn bringt, Vielleicht bei einer sehr flachen, langgestreckten Beute, wie der Bienenbox, Bienenkiste oder einer anderen Lagerbeute, aber bei einem 2-Magaziner wid auch im Winter der Zehrweg nach oben gehen. Aber das ist ein anderes Thema. ;-)

Hallo Leute, wenn ihr was bestellt, ich würde auch einige abnehmen (8 oder 12). Grüsse, Markus

@mhies Ich bin mir noch nicht ganz sicher ob wir die 49kg oder die 60kg Ausführung nehmen sollen. @clemens favorisiert die 60kg, da er befürchtet dass die 40kg zu anfällig für Beschädigung ist (versehntliches auf die Waage treten, Unsanftes absetzen der Beute auf eine Ecke der Waage.
Ich denke dass man mit den 60kg Zellen halt einiges an Auflösung verschenkt.
@mhies was wäre dir denn lieber?

Ich bin für 60er, klar leidet die Genauigkeit, aber man braucht sich keine Gedanken über Gewichtsgrenzen zu machen.

Danke für die Rückmeldung, dann nehmen wir also die 60kg.

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Befestigung der Wägezellen

Wie habt ihr geplant die vier Wägezellen zu befestigen? Mein Plan:

  • Wägezelle
  • Distanzplatte, ca. 3 mm
  • schraubbarer Fuß
  • umgekehrtes Alu-U-Profil …
  • als Befestigung am Magazin-Boden
  • als Wetter-, besonders Sonnenschutz

Die Sicht von hinten könnte so aussehen: (umgekehrtes) U-Profil oben, danach eine 3 mm Distanzplatte, dann die Wägezelle und der Fuß:

+--------+
| ====== |
| +----+ |
| |    | |
| +----+ |
|   ||   |
    /\
    --

Wie gesagt ist mein Ziel eine möglichst günstige und universelle Lösung für eine Waage. Ein Rahmen ist unflexibel, müsste auf verschiedene Beutengrößen angepasst werden, weiter erhöhte es das Niveau der Volks wieder um die Rahmenhöhe. Meine Idee ist die Wägezelle quasi als “Füße” an bestehende Bögen anzuschrauben. Damit wäre man sehr flexibel was das Beutensystem angeht und mit fest verschraubten Füßen ist das Gesamtsystem auch recht stabil.

Die Waage oben von Arnia schaut zwar nett aus, wirkt für mich aber unstabil. Einfach draufstellen klappt wohl nur mit flachen Böden, alles was Füße hat - z.B. mein Herold-Boden - würde damit nicht funktionieren.

Nachteil wäre, dass man die Füße erst an einen vorhandenen Boden anschrauben müsste. Was meint ihr ist besser, eine “fertige” Waage auf die man das Volk einfach draufstellt, das da aber auch rumrutschen und wegrutschen kann oder Wägezellen zum festschrauben?