CN101371113A - 称重传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种按照电磁式力补偿原理的称重传感器(1)，其中在承载部(6)上设有止挡(40、45)，该止挡(40，45)用于杠杆(9、10)或该杠杆(9、10)所承载的组件(M、S、P)。

Description

称重传感器

技术领域

本发明涉及一种最好是一体式的称重传感器，如尤其被用于旋转式装填机或多头秤的称重传感器。

背景技术

这种称重传感器优选按圆形布置，其中在最小的分度圆上力求布置数量最多的称重单元，以节省结构体积。

在饮料业中，例如根据DE 20304296U知道了旋转式装填机，其中大量装填站按圆形布置并由于连续填充而可以获得很高产量。该装填机的装填头带有流量控制机构，其分定出当时所需的装填料的量。

对于流动性散料，定量旋转式装填机是已知的。装填头按照待装填物质的密度进行调整并且定量物质被送入相应的装填容器。这种装填设备的缺陷在于输送产品的密度波动。洗涤材料例如可以从筒仓中或直接从散料设备中被送往装填设备，因此不同的散料高度造成不同的密度。此外，体积计量工作式装填头的构造限定了待装填物质的体积规模和重量规模，即这样的设备本身只能以有限的测量范围运转。体积计量工作式旋转式装填机大多具有布置在下游的校验秤，其检查填料的装填重量并相应地二次调整装填头参数。这种装填设备的缺点是校验称量与真正的装填工序相隔较远，由于布置在下游的控制秤的延时，所以随之而来就出现了错误称量的产品的次品率较高。

根据现有技术，公开了旋转式装填机，其基于借助变形测量仪(DMS)的称量技术。在这里，带有承载部的DMS称重单元表现出长振荡时间的缺点。整个装填头的旋转会进一步强化此性能。另外，DMS称重单元在负载递增时具有挠度，这例如在现有技术中必须借助附加的修正单元来消除(DE 372 78 66 C2)。

在把称量技术设备装到具有圆形基础结构的旋转运行的装填机的装填头中时，在测量单元的安装条件方面出现了问题。根据现有技术的常用称重单元具有长方体形壳体，在安装到分度圆中时会发现，尽量小的分度圆直径明显受到测量单元几何形状的限制。

根据现有技术在EP 1 409971中示出的、带有粗的地基固定螺栓和呈梯形延伸的平行四边形引导机构的称重单元不适用于被容纳在分度圆内。

EP 518202 B1公开一种称重传感器，其块式系统的各功能单元通过薄片加工而成。这种造型表现出一种结构狭长的称重传感器，但它又存在以下问题，即系统的最大宽度就是力补偿用磁体系统的宽度，如在现有技术中知道的那样，该磁体系统位于承载部侧的对面。就是说，分度圆直径在这里也在很大程度上由该磁体系统决定。

称重单元的长度尺寸带来另一个缺点。现有技术中存在具有以平行四边形方式引导的承载部的称重单元，其中在上、下平行四边形导杆之间有弹性传动机构，它减小所受力的大小。按照现有技术，此时有带有多达四级传动级的不同称重传感器，在这里，尤其在静止应用场合中出现了传动比高达1500:1的系统。

现有技术所公开的称重传感器配设有补偿杠杆，其一直延长至补偿系统。在电磁力补偿的情况下，这是一个由线圈和永磁体系构成的系统。例如如DE 19923207 C1所述，磁体布置在位于下方的传动装置之后。用于活动承载部的上、下平行四边形导杆被设置在固定部分上。

在切削加工制造的一体式的称重系统中，现有技术表现为在空间上顺序布置承载部、传动杠杆、固定不动的主体和磁体系统。现有技术还告诉一种由块材构成的磁体，用于获得系统的高测量精度。在这里，本领域技术人员可以认识到，这样的系统不适用于以获得尽量小的分度圆的直径为目的的圆形布置结构。

虽然例如DE3243350 C2中的、在两个平行四边形支架之间设有磁体的实施例可以以节省空间的方式布置，但此结构中的杠杆原理和有限的系统传动能力限制其只能用于很有限的重量规模。

对于按照电磁式力补偿原理的称重传感器适应于圆形方式的布置而言，称重单元的结构尽量狭长地构成是重要的。这种构造的缺点是Roberval传动机构就与沿块式系统横向传力相垂直的扭曲而言逐渐减弱。从现有技术中知道了，一体式的称重传感器在承载部和第一杠杆(和其它传动杠杆)之间有利地形成有连接件，它由一个中间杆和两个薄弱部位构成。另外，在现有技术中有利地存在以下设计，第一连接杆中的薄弱部位形成在承载部纵向，以避免施加于传动杠杆的扭矩。在这里，例如参照文献EP 291 258 A2，特别是图2。

在块式系统横向上偏心传力的情况下，狭长的Roberval传动机构(用于承载部的被迫平行引导)和上述构成的薄弱部位的结合导致一种抗扭性差的称重传感器。因此，EP 1550849 A2表明，平行四边形导杆被制作成相应地比块式系统宽，同原先主要是两维构成的称重传感器相比，这是显著的额外成本。

DE 200 07 781 U1公开一种具有多个传动杠杆的称重传感器，其中调节对重可选择地在杠杆部下降或被杠杆部抬起。当不再使用调节对重时，该调节对重可通过单独的升降机构被推向呈基座形式的主体上，该主体随后被用作止挡。

发明内容

本发明的任务是，鉴于上述缺陷而提供一种称重传感器，该称重传感器就承载部和基座之间的间距而言尽量短地构成。同时，结构应尽量狭长紧凑并且提供可靠的尽量无干扰力的充分传动能力。此外，当在尽量小的分度圆上做圆形布置时，可以设置最多的称重单元。

该任务通过按照权利要求1的称重传感器来完成。

本发明此时基于以下认识，即，如果承载部具有用于传动机构的杠杆的止挡，则称重传感器的结构非常节约空间并且短小。作为替换或补充方案，止挡也可设置用于力补偿系统的组件或者也用于一个平衡对重，以便至少部分平衡施加于承载部上的或者该系统固有的初载。尤其是对称重传感器中形成有杠杆结构来说，其中在力线方向上是最后杠杆，其本身延伸向承载部，根据本发明的止挡大有帮助。

为了获得紧凑的、可通过上述杠杆引导机构获得的称重传感器结构，作为过载保护而设置最好用于最后杠杆的止挡。尽管现有技术中这种止挡被相对于基座地实施，但在此提出的称重传感器创新地利用了承载部来形成止挡，而不是用基座来形成止挡。这样，有利地省掉了用于这样的止挡的基座部的额外制备，这总体上简化了结构。相反，最后杠杆或安置在其上的其它构件可以在过载时碰撞到承载部或安置在承载部上的挡件，因而避免了铰接部的过度伸长或者说不希望有的杠杆的较大偏移。

因此，本发明旨在实现一种优选是一体式的称重传感器。按设想，它被用于按照电磁式力补偿原理的电子秤，其中称重传感器在三个不同方向X、Y和Z上具有延展部。另外，设有电磁式力补偿系统，其包括线圈、磁体和/或位置检测系统的一部分。

此外，称重传感器具有固定不动的主体的一部分，平行引导元件铰接于其上，所述平行引导元件本身基本上沿第一方向X延伸并且相对主体引导可在测量方向(Y方向)上运动的承载部。此时，作为根据作用方式顺序连接的构件的串列而设有至少一个杠杆和至少一个连接件，其中，这些构件被设计用于传递和/或转换作用于承载部的负载并且用于继续传给力补偿系统。

此外，在串联构件的、在力线方向位于最后的杠杆的杆臂上安装有力补偿系统的至少一个组件。

本发明称重传感器与现有技术所述称重传感器的不同之处在于，承载部在Y方向和/或Z方向上具有用于最后杠杆或用于安装在最后杠杆上的组件的止挡，就像例如具有平衡对重。

在称重传感器未加载或承受过载的状态，如果没有作为行程限制机构地设置相应止挡的话，那么在力线方向上位于最后的杠杆可以偏移很远。代替按照现有技术设置在基座上的止挡，现在可以在承载部上以节约空间且直接作用的方式形成止挡，按照本发明，相应的杆臂与此止挡配合作用。或者，当称重传感器的承载或卸载触发相应运动时，也可以使安置在杠杆上的平衡对重或其它构件撞到承载部上。

此时还带来以下优点，最好延伸向承载部的最后杠杆不需要用于与突出于基座外的作为止挡的部分配合而附加的构件或成型部。取而代之的是，杠杆例如可以直线方式在力线方向继续延伸至承载部，以便在那里通过简单的止挡机构被固定。为此既不需要突出的基座，也不需要专门为了止动功能而在杠杆上设置末端或特殊的杠杆形状。这简化了杠杆设计，进而有利地简化了称重传感器。

本发明的另一个有利实施形式规定，止挡由直接或间接安置在承载部上的挡件构成。挡件此时最好是要固定在承载部上的构件，它例如伸入称重传感器内腔，以便在那里限制最后杠杆的Y方向运动。作为补充方式或者替换方式，根据本发明，此挡件或另一个挡件也可以限制Z方向运动，如果所述挡件或另一个挡件为此适于安置或固定在承载部上。按照本发明，挡件应该是可调整的或可校准的，以便规定杠杆或由其承载的构件的最大偏转行程。

挡件也可以被间接固定在承载部上，做法是其通过另一个组件与承载部相连，而所述另一个组件也可以主要用于其它目的。

本发明的另一个实施方式规定，止挡直接或间接由承载部的至少一个缺口构成。此时，最后杠杆和/或布置在其上的平衡对重和/或力补偿系统的组件至少也为了止挡目的而伸入或穿过该缺口。缺口可以是承载部中的凹面或者也可以是完全穿透承载部的开口。

尽管以上描述了安置在承载部上的用于承担止动作用的挡件，但最后描述的实施形式也可以不需要这样的独立构成的挡件，因为此时的缺口边缘担负起挡件功能。

由于称重传感器各组件穿过承载部缺口可能因不同理由是有利的(杠杆效果更强，更容易接近)，所以同时将承载部中的缺口用作止挡以巧妙的方式简化了称重传感器结构。

按照本发明，缺口可以是一个或多个，所述缺口最好完全穿透承载部。因而，一个大致居中布置的缺口是可行的，最后杠杆的也居中延伸的杠杆部穿过所述缺口。此缺口尤其可以相对沿X-Y方向延伸的平面对称构成，在这里，其本身从该平面向该平面两侧继续延伸的缺口也应属于上述对称缺口。此平面最好对称分开承载部，但对称并不是必须的。

或者，也可以想到两个或更多个缺口，它们相对上述中心平面对称间隔开地穿过承载部，在这里，要限制其自由移动性的最后杠杆或由其承载的组件最好对称分开，以便伸入上述缺口。

不过，缺口不一定相对上述平面对称布置，相反，也可以想到相对所述平面非对称布置承载部中的缺口，此时相应布置待固定的组件。如果通过非对称结构能获得非常紧凑的结构，那么非对称的杠杆引导和由此产生的承载部缺口的非对称结构从节约空间的角度看尤其是有意义的。

最后，一个或多个缺口可以到达承载部的边缘区，所述一个或多个缺口从而没有被承载部材料完全封闭。在此情况下，穿过缺口的组件可从侧面接近，由此例如获得了安装优势。这种缺口的制作也可以通过简单方式完成。

本发明的另一个有利实施形式规定，可以与承载部一起起到止挡作用的平衡对重可以从承载部的背对主体部的一侧安装。为此，平衡对重本身容易安装或调节，这总体简化了称重传感器操作。平衡对重的立体延伸尺寸此时可能对最后杠杆可偏转的自由行程有影响。例如在Y方向上延伸较长的平衡对重要比在此方向上较短的平衡对重更早地撞到承载部的缺口内侧。因此，通过选择平衡对重的尺寸，可以尽量与缺口形状无关地确定最后杠杆或其组件的最大允许偏移值，这还将因为易接近性而再次得以简化。

平衡对重本身可以由多个单平衡对重构成，这些单平衡对重的总数确定总平衡对重。至少其中一个平衡对重可以具有旋转对称结构，在这里，多个或许结构不同的平衡对重中的至少一个伸入承载部的缺口中。在承载部中缺口也是旋转对称构成的情况下，通过平衡对重的造型可以将Y方向和/或Z方向的允许偏移确定下来，这借助了在平衡对重和缺口之间的相应的环形间隙。

平衡对重尤其可用于平衡初载或者也减小振动(地面振动)的影响。

本发明的另一个有利实施形式规定，为了有目的地定位由至少一个平衡对重和/或最后杠杆构成的重心而设有调节装置。尤其在称重传感器运动时出现了惯性力，其可能首先对杠杆支撑点加载。只要称重传感器例如绕平行于Y方向的轴线转动，在最后杠杆和至少一个平衡对重上就出现离心力。此离心力必须由最后杠杆的支座承受。为了同时避免杠杆内的弯曲力矩，按照本发明，调节由平衡对重和/或最后杠杆构成的组件的共同重心是可行的。这种调节可以按照简单方式通过调节螺钉来实现，调节螺钉本身的重心可相对上述构件做调整，从而称重传感器运动时的共同惯性力(包括调节螺钉和上述组件)就最后杠杆的支撑点而言被总体平衡或补偿。按照本发明，尤其是Y方向和/或Z方向的重心调节是可行的。

本发明规定，平衡对重也可以作为初载对重形式来设置。

由从属权利要求得到其它有利的实施形式。

附图说明

以下，结合示例附图来详细说明本发明的实施形式。唯一的图1为此以示意透视图表示称重传感器1。

具体实施方式

主体的一部分2将被称为基座(地基)，它此时承载两个平行引导元件4和5，平行引导元件本身沿X方向朝前延伸至承载部6。在此未示出的杠杆机构大致布置在承载部6和主体部2之间，此杠杆机构导致沿Y方向传入承载部6的惯性力的传递。

在承载部6中设有缺口30，透过它能看到称重传感器的几个组件。最后杠杆9的杆臂10从部分2出来沿X方向一直伸入缺口30。最后杠杆9上装有用于补偿杠杆9偏移的力补偿系统的示意所示的组件M、S和P，用于由此导出测量值。组件M、S和P也能以可移入称重传感器1的方式设置。一个平衡对重14可代替上述组件或作为上述组件的补充而安置在杆臂10上。

在平衡对重14上装有呈螺钉形式的调节装置18，其重心通过拧动而相对杠杆9移动，以补偿基于称重传感器运动的惯性力。

根据本发明，承载部6具有用于最后杠杆9或由最后杠杆9承载的组件的止挡。举例示出一个上挡件40，它限制杠杆9的Y方向摆动。调节装置18在这里可以与上挡件40配合作用，不过，在这里，止挡可以按照任何其它方式构成，尤其是与调节装置18无关联地构成。

作为替换或补充，可设置另一个挡件45，它限制杠杆9或由杠杆9承载的组件的Z方向运动。缺口30的壁本身也可以起到直接止动面的作用。在组件14、M、S和P的一侧和挡件45的一侧之间，实际上有一段距离，但在图1中未示出。

图1表示挡件40和45布置在缺口30内的结构。不过，挡件也可以安置在承载部6的内侧或外侧上。

Claims (9)

1.一种用于根据电磁式力补偿原理的电子秤的称重传感器(1)，该称重传感器(1)优选为一体式的，所述称重传感器(1)包括：沿第一方向(X)的延展部；沿优选垂直于所述第一方向(X)的第二方向(Y)的延展部；和沿垂直于所述方向(X)和所述方向(Y)的第三方向(Z)的延展部；以及至少一个电磁式的力补偿系统，该电磁式力补偿系统包括线圈(S)和/或磁体(M)和/或位置检测系统(P)的一部分，所述称重传感器(1)还包括：

a)固定不动的主体的一部分(2)，在该主体的一部分(2)上铰接有平行引导元件(4、5)，所述平行引导元件(4、5)基本上沿所述方向(X)延伸并且相对于所述主体引导可在所述测量方向(Y)上运动的承载部(6)，

b)其中，至少一个杠杆(9)和至少一个连接件被布置为按作用方式依次连接的构件的串列，并且所述构件被设计用于传递和/或转换作用于所述承载部(6)的负载并将所述负载继续传给所述力补偿系统，

c)其中，在所述串列的最后杠杆(9)的杠杆臂(10)上安置有所述至少一个力补偿系统的组件(M，S，P)，其特征在于：

d)所述承载部(6)在Y方向和/或Z方向上具有用于所述最后杠杆(9)或用于安置在所述最后杠杆(9)上的所述至少一个组件(14，M，S或P)的止挡。

2.根据权利要求1所述的称重传感器(1)，其特征在于，该止挡由一个直接或间接安置在所述承载部(6)上的挡件(40、45)构成。

3.根据权利要求1或2所述的称重传感器(1)，其特征在于，所述止挡间接或直接由所述承载部(6)的至少一个缺口(30)构成，其中，所述最后杠杆(9)和/或安置在所述最后杠杆(9)上的平衡对重(14)和/或所述组件(M，S，P)之一至少也为了止动而伸入所述缺口或穿过所述缺口。

4.根据权利要求3所述的称重传感器(1)，其特征在于，所述至少一个缺口(30)以相对沿X-Y方向分开所述承载部(6)的假想平面对称或非对称的方式构成。

5.根据权利要求3或4所述的称重传感器(1)，其特征在于，所述至少一个缺口(30)是不封闭的。

6.根据权利要求1至5之一所述的称重传感器(1)，其特征在于，所述平衡对重(14)可作为止挡构件从该承载部(6)的背对所述主体部(2)的那侧被安装在所述最后杠杆(9)上。

7.根据权利要求1至6之一所述的称重传感器(1)，其特征在于，在给定情况下为多个的所述平衡对重(14)中的至少一个是以旋转对称方式构成的，所述至少一个平衡对重(14)作为止挡构件伸入所述承载部(6)的缺口(30)。

8.根据权利要求1至7之一所述的称重传感器(1)，其特征在于，为了有针对性地定位所述最后杠杆和由其承载的所述组件(14，M，S，P)的整个重心而设有调节装置(18)。

9.根据权利要求1至8之一所述的称重传感器(1)，其特征在于，所述至少一个平衡对重(14)是作为初载平衡对重而设置的。

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