CN100565133C - 按照电磁力平衡原理的称量系统 - Google Patents

Abstract

一种按照电磁力平衡原理的称量系统，包括两个导杆，它们作为平行导轨将一承载座连接于与壳体固定的基础区域；还包括一角形杠杆，其支承在基础区域上，并且由承载座传递的重力经由一连接元件作用在其短的杠杆臂上，而在其长的杠杆臂上固定一线圈，线圈伸进一永久磁铁系统的空气间隙中，其应该只需要不大的底面积。为此本发明建议，长的杠杆臂(5″)设计为垂直的杠杆臂并且至少部分地在平行导轨的导杆(2、3)的下方的区域内延伸，以及，永久磁铁系统(7)同样设置在平行导轨的导杆(2、3)的下方。

Description

按照电磁力平衡原理的称量系统

技术领域

本发明涉及一种按照电磁力平衡原理的称量系统，包括两个导杆。它们作为平行导轨将一承载座连接于与壳体固定的基础区域，还包括一角形杠杆，其支承在基础区域上，并且由承载座传递的重力经由一连接元件作用在其短的杠杆臂上，而在其长的杠杆臂上固定一线圈，线圈伸进一永久磁铁系统的空气间隙中。

背景技术

这种型式的称量系统例如由DE 31 27 939 C2是已知的。在DE195 40 782 C1中也描述了一种这样的称量系统，其还具有第二角形杠杆。但这两种称量系统都需要较大的底面积，从而其对于拟紧密并排设置多个称量系统的应用不是最好的。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种开头所述型式的称量系统，其只需要一不大的底面积。

按照本发明，这样达到该目的，即，长的杠杆臂设计为竖直的杠杆臂并且至少部分地在平行导轨的各导杆的下方的区域内延伸，而且永久磁铁系统同样设置在平行导轨的各导杆的下方。

因此，放弃了角形杠杆和永久磁铁系统在各导杆之间的区域内的至今通用的并排设置方式，代之的是，将永久磁铁系统和长的杠杆臂包括线圈设置在各导杆的下方的区域内。这样，与短的杠杆臂一起得出一具有不大的底面积的称量系统。虽然称量系统的水平尺寸不大，但实际上并不限制长的杠杆臂的长度，因为较长的长的杠杆臂只导致结构高度加大。因此，利用一个杠杆便已可以实现大的传动比。

由诸从属权利要求得出有利的实施形式。

在一种特别有利的实施形式中，将称量系统的承载座构造得比基础区域更窄，由此可以将多个称量系统特别紧密并排地设置成一排：于是将每一第二称量系统绕一垂直的轴线转过180°设置，从而这一称量系统的承载座总是位于邻接的称量系统的基础区域的旁边。由此，邻接的称量系统的最小侧向间距不再是由基础区域的宽度给出，而是由基础区域宽度与承载座宽度的总和的一半(较小)决定，尽管如此，仍保留较宽的基础区域，用以面对侧向力将各导杆支承到秤盘上。

两个邻接的相互相对转过180°安装的称量系统还可以组成一对。因此，每一称量系统的永久磁铁系统可以如两称量系统那样宽，并且一对的两永久磁铁系统还可以组成一个共同的包括两个空气间隙的永久磁铁系统。

附图说明

以下借助于附图描述本发明。其中：

图1示意示出称量系统的第一实施形式的侧视图；

图2示意示出称量系统的第二实施形式的侧视图；

图3示意示出称量系统的第三实施形式的侧视图；

图4按图1的实施形式的一种实际的实施形式；

图5两个按图4的称量系统的设置的透视图；

图6两个按图4的称量系统的设置的俯视图。

具体实施方式

图1中仅仅非常示意性地以侧视图示出的称量系统包括一基础区域1、两个导杆2和3、一个承载座4、一个角形杠杆5、一连接元件6用以向角形杠杆的短的杠杆臂5′传递重力、一永久磁铁系统7和一线圈8，线圈8固定在角形杠杆的长的杠杆臂5″上并且位于永久磁铁7的空气间隙中。角形杠杆5通过一材料薄细点9可回转地支承在基础区域1上。导杆2和3及连接元件6上的各铰接点由相应的材料薄细点表示。角形杠杆5与线圈8一起的重心通过上部配重5′″这样移动，即，使其至少近似地位于转动点(材料薄细点9)的高度。永久磁铁系统7通过各支柱1′与基础件1连接。此外图1中可看出一带有缝口的凸起部10，它是图中未示出的光学探测机构的构件，用以控制通过线圈8的平衡电流。此外，在承载座4上示出一水平的突出部4′作为一秤盘的说明。以上简要说明的称量系统在其功能方式上是公知的，从而可以省去详细的描述。按照本发明的几何设置，如图所示，其特点是，将整个的角形杠杆5设置在平行导轨的导杆2和3的下方，并使其长的杠杆臂5″垂直延伸，并且永久磁铁系统7也位于平行导轨的各导杆的下方。通过这样的几何设置，可以在图纸平面内保持很小的水平的扩展尺寸，并且称量系统在垂直于图纸平面内也需要不多的空间。尽管如此，角形杠杆的长的杠杆臂5″实际上可以设计为任何长度的，以便达到大的力传动比。

图2中以侧视图示意示出的称量系统的第二实施形式与以上描述的第一实施形式的区别在于，角形杠杆15的短的杠杆臂15′和连接元件16位于下导杆13的上方。其优点是，可以选择较大的导杆12和13的垂直间距。由此，在秤盘受偏心载荷的情况下作用在各导杆中的力是较小的。该优点是通过下述缺点换来的，即角形杠杆15在31处与下导杆13交叉，因此在那里必须减小这两部分的(垂直于图纸平面的)宽度。至此未提及的标记为11、12、14和17-20的部分相当于图1中的标记为1、2、4和7-10的部分。

图3中以侧视图示意示出的称量系统的第三实施形式与第一实施形式的区别在于，存在一附加的传动杠杆32。该传动杠杆借助于一材料薄细点34可回转地支承在基础区域21上。在短的杠杆臂32′上经由一连接元件33传入承载座24的重力，在长的杠杆臂32″的末端经由一连接元件26将降低的力传向角形杠杆25。因此通过该附加的传动杠杆32与角形杠杆25的相互配合，实现一种明显的更大的力传动比是可能的。至此未提及的标记为22、23、27-30的部分相当于图1中标记为2、3、7-10的部分。

在至此的图1至3中只很示意地示出的称量系统。图4现在示出一种实际的实施形式，其相对于按图1示意的设置。与图1中功能相同的各部分标有相同的标记，尽管它们在几何上构造不同。可再次看出基础区域1、导杆2和3、承载座4、连接元件6、角形杠杆5、和线圈8。角形杠杆的长的杠杆臂5″比其余的称量系统部分设计得更窄并且部分地在一图4中看不见的基础区域1中的铣槽内延伸。基础区域1、导杆2和3、承载座4、角形杠杆5、连接元件6和凸起部10一体地由一金属块制造出来，例如通过铣削或电火花腐蚀。为了在加工过程中和在组装其余的元件-线圈、秤盘等时保护该元件，设置各个固定薄细点41，只在组装以后才将它们分开；图4中示出这些固定薄细点已被分开。图4中为清楚起见未示出永久磁铁系统。

图5和6中现在示出两个按图4的称量系统的一种节省空间的设置，其组成一个称量系统对。图5是透视图，图6是俯视图。后面的称量系统51示于该视图中，如其同样示出于图4中那样；可看出承载座4、上导杆2、基础区域1、连接元件6、凸起部10和有点隐蔽的下导杆3。前面的称量系统同后面的称量系统完全一样地构造，其只是绕一垂直的轴线转过180°组装。图5中由前面的称量系统可看出基础区域61、导杆62和63、承载座64、角形杠杆65及其长的杠杆臂65″和其上部配重65′″、连接元件66、用于角形杠杆65支承的材料薄细点69和凸起部70。看不见用于电磁力平衡的线圈，只能看出其在长的杠杆臂65″上的各固定孔55。此外还可看出永久磁铁系统47，它在其在图5中左边的一侧具有一空气间隙，用于前面的称量系统52的线圈，并且在其在图5中右边的另一侧具有一空气间隙，用于后面的称量系统51的线圈。永久磁铁系统47的外面的软铁接地构造成矩形的并同时用于两基础区域的固定。为此，前面的称量系统52的基础区域61具有一固定支脚53，后面的称量系统51的基础区域1具有一固定支脚57。

图5中还可看出，角形杠杆65的长的杠杆臂65″窄于前面的称量系统52的其余部分并且在构件61中的一铣槽58内延伸。在有关图4的描述中已提及该铣槽。后面的称量系统51的长的杠杆臂5″在图5中只可看到在铣槽59内的一个短的段。

图5中以及更好地在图6的俯视图中可看出，承载座4或64比相应的称量系统51或52的基础区域1或61更窄。因此，在称量系统对51/52的宽度预先确定的情况下，较大的基础区域宽度是可能实现的，并从而各导杆的较宽支承是可能实现的，这在作用到承载座上侧向力的时候产生有利的影响。在图5和6所示的实施形式中，各导杆的宽度以一阶梯的形式变化。当然从基础区域到承载座的一种逐渐的宽度过渡也是可以的。此外，在按图5和6的实施形式中，各导杆中的宽度阶梯只在一侧设置。其优点是，称量系统对51/52的外形是精确的矩形，如果要将多个称量系统对51/52在导杆的横向方向紧密并排设置，与同样为矩形的永久磁铁系统47一起，将实现非常好的空间利用。当然，也可以是这样的导杆形状，即，导杆的宽度对称地在两侧变化，亦即在俯视图中成一梯形或“T”字的形状。

对于秤盘的安置方案，在图5和6的称量系统对中仅仅通过一螺纹孔54或56表示。根据应用情况，在那里秤盘可以直接安装在螺纹孔上面，或将秤盘在一悬臂上例如安装成使得一排并列设置的称量系统对的全部秤盘沿一对准线设置。

在全部附图中为清楚起见未示出的光学位置传感器的与壳体固定的部分固定于永久磁铁系统47的下面。它包括例如一发光二极管，该发光二极管照射凸起部10或70中的缝口，以及两个光电二极管，这两个光电二极管对穿过缝口的光线发生响应，并且按已知的方式控制通过电磁力平衡线圈的电流。由于位置传感器布置在永久磁铁系统47下面，故用于缝口的杠杆臂特别大，从而使位置传感器具有很高的灵敏度。

附图标记清单

1基础区域

1′支柱

2导杆

3导杆

4承载座

4′表示一秤盘的水平的突出部

5角形杠杆

5″角形杠杆的较短的杠杆臂

5″角形杠杆的较长的杠杆臂

5′″角形杠杆的上部配重

6连接元件

7永久磁铁系统

8线圈

9材料薄细点

10凸起部

11基础区域

12导杆

13导杆

14承载座

14′表示一秤盘的水平的突出部

15角形元件

15′角形杠杆的较短的杠杆臂

15″角形杠杆的较长的杠杆臂

15′″角形杠杆的上部配重

16连接元件

17永久磁铁系统

18线圈

19材料薄细点

20凸起部

21基础区域

22导杆

23导杆

24承载座

24′表示一秤盘的水平的突出部

25角形杠杆

25′角形杠杆的较短的杠杆臂

25″角形杠杆的较长的杠杆臂

25′″角形杠杆的上部配重

26连接元件

27永久磁铁系统

28线圈

29材料薄细点

30凸起部

31(交叉点)

32附加的传动杠杆

32′传动杠杆的较短的杠杆臂

32″传动杠杆的较长的杠杆臂

33连接元件

34材料薄细点

41固定薄细点

47永久磁铁系统

51后面的称量系统

52前面的称量系统

53固定支脚

54螺纹孔

55固定孔

56螺纹孔

57固定支脚

58铣槽

59铣槽

61基础区域

62导杆

63导杆

64承载座

65角形杠杆

65″角形杠杆的较长的杠杆臂

65′″角形杠杆的上部配重

66连接元件

69材料薄细点

70凸起部

Claims (10)

1.按照电磁力平衡原理的称量系统，包括两个导杆，它们作为平行导轨将一承载座连接于与壳体固定的基础区域；还包括一角形杠杆，该角形杠杆支承在基础区域上，并且由承载座传递的重力经由一连接元件作用在其短的杠杆臂上，而在其长的杠杆臂上固定一线圈，线圈伸进一永久磁铁系统的空气间隙中；其特征在于，所述长的杠杆臂(5″，15″，25″，65″)设计为竖直的杠杆臂并且至少部分地在平行导轨的导杆(2、3，12、13、22、23，62、63)的下方的区域内延伸，以及，所述永久磁铁系统(7，17，27，47)同样设置在平行导轨的导杆(2、3，12、13，22、23，62、63)的下方。

2.按照权利要求1所述的称量系统，其特征在于，所述角形杠杆(5，25，65)完全设置在平行导轨的导杆(2、3，22、23，62、63)的下方。

3.按照权利要求1所述的称量系统，其特征在于，为控制平衡电流所需要的位置传感器(10，20，30，70)设置在所述永久磁铁系统(7，17，27，47)的下面。

4.按照权利要求1所述的称量系统，其特征在于，所述角形杠杆(5，15，25，65)构造为使其重心至少近似地位于其转动点的高度。

5.按照权利要求1所述的称量系统，其特征在于，基础区域(1，11，21，61)、导杆(2、3，12、13，22、23，62、63)、承载座(4，14，24，64)、角形杠杆(5，15，25，65)和连接元件(6，16，26，66)一体地由一个金属块制造出来。

6.按照权利要求1所述的称量系统，其特征在于，所述称量系统具有一附加的传动杠杆(32)。

7.按照权利要求1所述的称量系统，其特征在于，所述承载座(4，64)比所述基础区域(1，61)构造得更窄。

8.至少两个按照权利要求1-7之一项所述的称量系统的装置，其特征在于，各称量系统侧向并排地布置，使得一个称量系统的承载座(4，64)位于另一称量系统的基础区域(61，1)的旁边。

9.按照权利要求8所述的至少两个称量系统的装置，其特征在于，每两个相邻的称量系统组成一个称量系统对。

10.按照权利要求9所述的至少两个称量系统的装置，其特征在于，一个称量系统对的两永久磁铁系统组成一个包括两个空气间隙的永久磁铁系统(47)。

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