Waage für TBH / Bienenbox / andere Trogbeute


#1

Beutenform: Top Bar Hive

Die top bar hive (TBH) ist eine Trogbeute, d.h. es gibt nur eine “Wabenebene”. Dies erleichtert das Imkern, weil keine Magazine weggehoben werden müssen, um an unterer Schichten zu kommen, wie bei klassischen Magazinbeuten. Das bedeutet aber auch, dass das Volk, und damit die Beute nicht in die Höhe, sondern in die Länge wächst.

Die TBH-Beute fürs prototyping bei der Ankunft in Berlin. Zufällig haben uns an diesem Tag Ron, Daria und Lukas von easyhive.org besucht.

Auswahl des Waage-Typs

Mit einer einer Länge von ca. 120 cm ist nun doch nicht so groß, 70 cm Korpus und mit Dach 85 cm der TBH ist ein single point-Setup nur schwer realisierbar. Grunde sind:

  • ein Metall-Plattform, z.B. in Form des klassischen H-Designs, ist zu teuer und aufwändig
  • auch sind single point-Wägezellen für diese Plattformgröße nur teuer erhältlich

Das bedeutet, dass nur ein Design mit zwei oder vier Wägezellen in Frage kommt.

2er oder 4er-Design?

Wir haben unter Comparison of Different Load Cells for a 4-Point Scale gesehen, dass sich der Temperatur-Effekt, d.h. die temperaturbedingte Änderung des Gewichts bei “eigentlich” gleichem Gewicht, das auf der Waage liegt, addiert. Wenn ich eine Wägezelle mit z.B. 30 g temperaturbedingter Schwankung habe und statt der einen Wägezelle vier parallel verwende, vervierfacht sich dieser Effekt, die Waage wird also ungenauer je mehr Wägezellen ich verwende. Auch die Kosten steigen bei 4 vs. 2 Wägezellen und Anschlüsse und Befestigung wird ebenfalls aufwändiger.

Auf der anderen Seite haben wir bei einer einseitigen “halben” Messung mit einer single point Wägezelle auf einer Seite und einer festen Auflage des Gewichts auf der anderen Seite bisher komische Effekte beobachtet, die mit hoher Wahrscheinlichkeit auch technische Probleme zurückzuführen sind, z.B. Erwärmung / Bewegung des Kabels, mangelndes grounding des shields der Wägezelle … Das gilt es hier zu vermeiden und so weit wie möglich zu reduzieren.

Zwei parallel geschaltet “Scale Bars”

Wir werden für die TBH-Waage zwei “Scale Bars” verwenden, die parallel an einen ADC angeschlossen werden. Dezidierte matched pairs scheinen nicht unbedingt nötig zu sein.

Änderungen im Vergleich zu den bisherigen Scale Bars

Da die Fußleisten der TBH momentan 440 mm lang sind werden die Wägebalken ebenfalls 440 mm Länge haben.

Bohrung und Kabeltülle

Das Kabel der Wägezelle wurde bisher rechts oder lInks der beiden L-Profile herausgeführt und drohte bei falscher Kabelführung im 5 mm Spalt zwischen den beiden L-Profilen einzuklemmen. Daher wird in der neuen Version eine Bohrung auf der Seitenfläche des oberen L-Profils hinzugefügt Durchmesser: 10 mm (bei der unten angegebenen Kabeltülle) und dort das Kabel herausgeführt. Damit das Alu das Kabel nicht beschädigt

Diese Kabeltülle könnte passen:
https://gummi-metall-puffer-shop.de/Kabeltuelle_13

  • Artikel-Nr.: 0701
  • A / B / C / D / E - in mm: 7,0 / 13,5 / 10,0 / 5,9 / 9,7

kabeltuelle_13

Quelle des Fotos: https://gummi-metall-puffer-shop.de/…

Tipp von Holger: Statt der Kabeltülle könnte man auch eine Kabeldurchführung verwenden, wie wir sie z.B. für die wasserdichten Elektronik-Gehäuse schon einsetzen (Wiska ESKV-SET 12). Damit hätten wir neben dem Kantenschutz auch eine Zugentlastung.

Gummi-Puffer

Da das Alu relativ leicht wegrutscht möchte ich je Wägebalken zwei Gummi-Puffer unten anschrauben. Das könnte auch Schwingungen des Untergrunds dämpfen, die ggf. die Vibrationsmessungen beeinflussen können. Durchmesser der Bohrungen: 8,6 mm im unteren L-Profil.

Dieser Gummi-Puffer sollte passen:
Typ D, Ø 40 mm Höhe 20 mm, AG M8x20

  • Artikel-Nr.: 40-20-D
  • Form: Zylindrisch
  • Durchmesser: 40 mm
  • Höhe: 20 mm
  • Gewinde: M8x20 / AG

Alternative Quellen:

Bohrungen für die Befestigung an der TBH

Da die TBH als Füße momentan Hartholzleisten hat mit 440 mm Länge und “nur” 45 mm Breite, können wir die Beute nicht einfach draufstellen, sondern müssen die Wägebalken anschrauben.

Im oberen L-Profil benötigen wir seitlich je 2 Löcher für Hozschrauben mit denen wir die L-Profile anschrauben können. Der Loch-Durchmesser ist 4,5 mm für Schrauben 4 x 30.

Beim lasern können die Löcher nur minimal kleiner als der Materialdurchmesser sein, d.h. wir müssen – wenn wir lasern lassen – mindestens 4,5 mm verwenden (Anfrage zum Minimaldurchmesser bei 5 mm Material an laserteile4you habe ich per Mail gestellt).

Eine Alternative könnte sein, die vorhandenen Fußleisten abzumontieren und die Waagebalken direkt an die Beute zu schrauben.

Die jetzt verwendete Schraube braucht im Alu ein Lochdurchmesser von (5,0 bis) 5,5 mm und ist 60 mm lang

Links die Variante mit den angeschraubten Wägebalken an den bisherigen Fußleisten. Rechte Ansicht mit abmontierten Leisten und statt dessen direkt angeschrauben Wägebalken.

Falls wir den Wägebalken an die Fußleiste schrauben: Die Fußleiste ist aus Hartholz (Eiche) und man sollte vorbohren.


Top Bar Hive
#2

Prototyp I

Die Alu-L-Profile für den ersten Prototypen sind gebohrt:

Oben sieht man die Teile für zwei Wägebalken.

  • Jedes Alu-L-Profil hat die typischen 4 gesenkten Löcher für die Innen-Sechskant-Schrauben mit denen die Wägezelle befestigt wird.
  • Bei den oberen Profilen folgen rechts und links je ein 5,5 mm Loch mit dem der Wägebalken direkt an die Beute (ohne die Fußleiste) geschraubt werden kann. Wie in der 3D-Zeichnung im vorangehenden posting auf der rechten Seite.
  • Danach Richtung außen folgen zwei diagonal versetzte Löcher mit 4,5 mm (je rechts und links am Ende) mit denen der Balken mit 4 Holzschrauben alternativ auch direkt an die Fußleiste angeschraubt werden kann.
  • Auf beiden Seiten des Balkens gibt es Bohrungen mit 12 mm Durchmesser für die Kabeldurchführung. Damit kann das Kabel rechts oder links ausgeführt werden. Alternativ können es auch 10 mm sein, dann mit Kabeltülle statt schraubbarer Kabeldurchführung.
  • Im unteren L-Profil gibt es noch 8,5er (gelasert dann 8,6er) Bohrungen für die M8 Schrauben der Gummipuffer.

Probleme mit 30er Schrauben und der Bosche H30

Ich hatte hier noch zwei Bosche H30 mit 200 kg max. liegen – in der Produktiv-Version werden wir dann je Bienenstock 2x 100 kg verwenden – diese wollte ich mit Maschinenschrauben M6 x 30 verwenden, wie ich es auch schon in diversen anderen Wiegebalken mache.

Leider gingen die 30 mm Schruaben nicht gut in die Wägezelle. Bosche gibt bei der Beschreibung der Wägezelle die Löcher mit M6 / 20. D.h. mit einer Dicke des L-Profils von 5 mm und einer Distanzplatte mit ebenfalls 5 mm sollten genau 20 mm der Schraube übrig sein um in das Gewinde der Zelle zu passen. Wenn Bosche aber nun die Distanzplatte und ggf. auch die obere Auflageschicht abzieht wird das weniger. Ich denke 15 mm in der Wägezelle sollte noch reichen. Und um bei den späteren DIY-Leuten, die die Waage zusammen bauen Frust zu vermeiden sollten wir statt der 30er Schrauben 25er verwenden oder die Gewinde ggf. nochmla nachschneiden (Scheaaaz!).

Kabel der Wägzelle kürzen

Laut telefonischer Auskunft von Bosche ist es kein Problem die Kabel der Wägezelle zu kürzen. Im Auslieferzustand haben die Wägezellen 1,8 m Kabellänge. Aus signaltechnischen Gründen sollten wir die Kabel so kurz wie möglich machen um negative Effekte wie den Einfluß durch Erwärmung, Bewegung, “Einfangen” anderer Srörquellen zu vermeiden. Die Waage misst im unteren mV-Bereich und da brauchen wie so wenig “Fremdeintrag” wie möglich.

Die genaue Länge hängt von der Position der Elektronik ab. Ich denke 60-70 cm sollten reichen (todo cg, mit richtigem Kabel genaue Länge testen!).


#5

Exkurs: Gewinde der Bosche H30 nachschneiden

Hab das zu Grundschulzeiten mal gemacht! Und mir aus nostalgischen Gründen und weil @Willi auch nachgeschnitten hat mir einen M6 Innengewindeschneider gegönnt.

Männer und Baumarkt ist wie Frauen und Schuhladen.

Der gekaufte Gewindeschneider ist zu kurz! Er kan auch nur – wie schon in der Bosche-Zelle geschnitten – rund 15 mm Tiefe!

Ok, dann werden es nun doch die 25er Schrauben, sollte ja auch reichen:


#6

Typisch! Es liegt immer am Kabel ;].


#7

Hier nun die zwei möglichen Anbauvarianten in Bildern:

Variante 1: Direkt angeschraubte Wägebalken (bei demontierten Fußleisten)

Die TBH steht auf dem Kopf und eine Fußleiste ist bereits abmontiert. Statt der Fußleiste wird ein L-Profil direkt auf den Korpus der TBH geschraubt.

Nun werden die Gummipuffer am zweiten L-Profil montiert.

Das Kabel wird durch das Bohrloch gefädelt …

… und die Kabeldurchführung verschraubt

Jetzt kann das Gegenstück, das zweite L-Profil, mit zwischengelegter Abstandplatte festgeschraubt werden.

Die TBH wieder richtig stehend mit den neuen “Füßen”.

Detailansicht, Wägebalken mit Gummipuffer und Kabeldurchführung.

Blick in den Wägebalken.

Variante 2 Wägebalken an Fußleisten angeschraubt

Die ursprüngliche Fußleiste ist wieder angeschraubt und an den Stellen wo später Schrauben die Verbindung zwischen Holz und Alu sichern vorgebohrt. 4 x 30er Holzschrauben sind hier eingedreht.

Nun können die beiden anderen L-Profile mit der Abstandsplatte zwischen Wägezelle und L-Profil angeschraubt werden.

TBH wieder um 180° gedreht.

Ansicht mit beiden Wägezellen.


#8

Vor dem ersten Zusammenbau tendierte ich dazu die Holzleiste abzubauen und statt dessen die Waage direkt anzuschrauben. Am Boden ist aber in direkter Nähe der Schrauben auch die Nut für den Varroaschieber. Ich hatte bei meinen Aluteilen die Löcher etwas zu weit innen und dann mit der Schraube die Nut und den Varroaschieber etwas erwischt.

Da kann man sicher nachbessern und die Löcher im Alu weiter nach aussen setzen. Falls die bisherigen Löcher aber nicht alle exakt den gleichen Abstand haben oder sich die Nutzer nicht nach den bisher verwendeten Löchern orientieren, könnte das im Feld dann auch passieren und Probleme bereiten – Varroaschublade geht nicht auf. Auch mit der Nut muss man vorsichtig sein und wenn man da zu weit innen schraubt könnte die ausbrechen.

Daher eher die Variante mit Waagebalken an Fußleiste schrauben! Schaut auch hübscher aus! ;-)

Die Anordnung der Schrauben würde ich noch ändern. Es sind momentan 4 Schrauben, was mit 4 x 30 vermutlich overkill ist. Auch die versetzte Anordnung führt dazu, dass man beim Vorbohren die Richtung beachten muss. Die ist wichtig, weil die Kabel der Wägezellen an der Seite herauskommen müssen, wo nicht das Fenster ist! Ich würde auf zwei Schrauben pro Balken reduzieren, die dann mittig sind. Das sollte doch reichen, oder?