CN102128671A - 具有可连接和脱开的校准重量体的力传递装置 - Google Patents

Abstract

重量测量仪器的力传递装置具有静止部件和载荷接收部件，其中，所述载荷接收部件直接地或借助于至少一个连接元件和至少一个杠杆力传递地连接到测量变换器，所述测量变换器设置在静止部件上。力传递装置还包括校准杠杆，所述校准杠杆的支点基于静止部件，所述校准杠杆的第一校准杠杆臂固定地连接到校准重量体，所述校准杠杆的第二校准杠杆臂借助于单向连接元件连接到载荷接收部件或至少一个连接元件或至少一个杠杆的杠杆臂。单向连接元件被分成第一连接元件部分和第二连接元件部分，使得：由于所述分开设计而使得可从通过单向连接元件传递的力仅是张力或仅是压力。

Description

具有可连接和脱开的校准重量体的力传递装置

技术领域

本发明涉及一种用于重量测量仪器的力传递装置，其中，力传递装置具有载荷接收部件和静止部件。连接到载荷接收部件的称重盘接收待称重的载荷。载荷施加在称重盘上的力直接地或借助于减力杠杆机构传递到测量变换器。与用于引导称重盘和载荷接收部件使它们做垂直运动的平行四边形型引导结构一起，力传递装置和测量变换器基本上构成重量测量仪器的称重单元。

背景技术

现有技术公开了基于各种不同的工作原理的称重单元，例如具有应变仪的称重单元、具有弦振子的称重单元或电磁力补偿(EMFC)称重单元。具有弦振子称重单元或电磁力补偿称重单元的重量测量仪器以非常高的分辨率给出测量结果。

在EMFC称重单元中，载荷的重量直接地或通过一个或多个力传递杠杆传递到测量变换器，所述测量变换器产生与称重载荷对应的电信号。借助于专用于称重的电子模块，电子信号被进一步处理并在指示器上显示。

具有弦振子的称重单元的机械设计结构在很大程度上与EMFC称重单元类似，差别在于，使用振荡的弦变换器代替电磁测量变换器。载荷转换为振荡弦的拉力大小。弦的振荡的最终频率变化又表示放置在称重盘上的载荷的量度。在测量值被捕获时，EMFC称重单元的机械系统处于与具有配重的机械粱平衡类似的平衡状态下。相比，弦振子称重单元的载荷接收部件相对于静止部件产生小的垂直位移，这是因为弦被载荷设置在张拉下，从而，其长度被稍微增加。因此，弦振子称重单元也称作小位移力测量单元。

这两种类型的称重单元例如用于处于毫克范围内的精密秤或分析秤或用于处于微克范围内的微秤，且需要定期地重新校准，以确保由它们给出的测量值处于根据制造商的规格和法定要求的指定的公差范围内。这些定期校准用于补偿影响称重单元的因素、例如环境温度或大气压力的变化。

校准通过定期地在载荷接收部件上设置已知重量的载荷进行。基于在交付称重单元之前的最后测试中确定的重量值与当前测量的值之差，可计算出校正值，借助于所述校正值，可修正称重单元的随后的测量结果。为了获得最可能精确的校准值，校准重量体应与称重单元的最大容量负载相等。这可意味着，将需要非常大的校准重量。

在现有技术中，公知多种不同的包括内置的校准重量体的重量测量仪器。

在EP 0 955 530 B1中公开了这种重量测量仪器，所述重量测量仪器基于电磁力补偿原理，且具有内置的杆形校准重量体。杆形校准重量体设置在校准重量体承载臂上，所述校准重量体承载臂与载荷接收部件连接且用作比例杠杆。由于该杠杆优点，校准重量体的质量、从而其尺寸可保持为小。由于校准重量体臂始终连接到载荷接收部件，因此，它仅在校准过程中用于接收校准重量体和对校准重量体产生杠杆作用，而不是校准重量体本身的一部分。因此，校准重量体承载臂是力传递装置的一部分，更具体地讲是用于传递力和在力达到测量变换器之前降低力的杠杆机构的一部分，并且还在秤以正常的称重模式操作时永久性地保持连接到载荷接收部件。

如CH 661 121 A5中所公开，力传递装置还可包括多级杠杆机构，其中，各个杠杆合适地借助于连接元件彼此连接，使得在载荷接收部件与测量变换器之间实现力的降低。合适设计的接收元件形成在连接元件中的一个上，校准重量体设置在所述接收元件上。

在JP 3761792 B2中公开了一种配备有应变仪的称重单元，所述称重单元具有带有比例杠杆的校准重量体。连接元件设置在比例杠杆与载荷接收部件之间。通过升起校准重量体和连接元件，形成在连接元件上的支承块与设置在载荷接收部件上的锋利边缘式枢转件分离，借此，比例杠杆与载荷接收部件脱开。

前述所有的现有技术的解决方案均配备有校准重量体加载装置，所述校准重量体加载装置对于称重设备领域中的技术人员来说是熟悉的。

校正值的精确确定不仅取决于测量变换器的分辨率性能，而且在大的程度上取决于几何关系保持的精确水平。即使校准重量体的坐落位置相对于EP 0 955 530 B1中描述的校准重量体承载臂上的、或CH 661 121 A5中描述的连接元件上的其特定位置产生了最小的偏差，或支承块相对于JP 3761792 B2中的锋利边缘式枢转件的位置产生了最小的偏移，也会使得有效杠杆臂的伸长或缩短，从而会使校正值产生误差。因此，校准重量体与校准重量体承载臂之间或锋利边缘式枢转件与支承块之间的接触点以最高的精度完成，从而使得相应地具有高的成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于重量测量仪器的力传递装置，所述重量测量仪器具有测量变换器，其中，校准重量体可以这种方式被使得与力传递装置操作接触：使作用在测量变换器上的校准重力受几何偏移影响的程度最小。

上述任务通过根据本发明的具有校准重量体杠杆的力传递装置和一种包括根据本发明的力传递装置的重量测量仪器解决。

重量测量仪器的力传递装置具有静止部件和载荷接收部件。所述载荷接收部件直接地或借助于至少一个连接元件和至少一个杠杆力传递地连接到测量变换器，所述测量变换器设置在静止部件上。根据本发明的力传递装置还包括校准杠杆，所述校准杠杆的支点基于静止部件。所述校准杠杆包括第一和第二校准杠杆臂，其中，第一校准杠杆臂固定地连接到校准重量体，第二校准杠杆臂借助于单向连接元件连接到载荷接收部件、或至少一个连接元件、或至少一个杠杆的杠杆臂。单向连接元件分成两部分，即分成第一连接元件部分和第二连接元件部分。第一连接元件部分通过第一挠曲枢转件连接到载荷接收部件上的、或连接元件上的、或杠杆臂上的固定位置处，第二连接元件部分通过第二挠曲枢转件连接到第二校准臂上的固定位置处。两个连接元件部分的挠曲枢转件被设计成具有最大可能的挠性，以减小由枢转运动产生的弯矩，但仍能够执行沿它们的中心纵向轴线的方向传递张力或压力的普通功能。而且，挠曲枢转件的不稳定的弯曲趋势必须不允许这么强：即不允许连接元件部分可在力传递装置的操作过程中被重力或惯性力和加速度力偏斜。

连接元件部分彼此对齐，使得：由于单向连接元件被分成两个部分而使得可从第二挠曲枢转件传递到第一挠曲枢转件的力仅是张力或仅是压力。这种思想使得固定地连接有校准重量体的校准杠杆可力传递地连接到载荷接合部件、连接元件或力传递装置的杠杆臂，或者完全脱开校准重力。连接或脱开的步骤可借助于前面描述的校准重量体加载装置升起或降低校准重量体执行。因此，在本发明的意义上，“单向连接元件”的特征意味着，由于其特殊的设计而使得所述连接仅可沿着其中心纵向轴线的确定方向传递压力或张力。在相反方向的载荷下，连接元件部分自己彼此分开，使得在它们之间没有力传递发生。根据连接元件部分的实际的结构，该分离也可仅为第一连接元件部分相对于第二连接元件部分的特定的位移范围，在这种情况下，该特定的位移范围应理解为本发明意义上的分离。

与现有技术的解决方案不同，力的传递不是通过校准重量体的坐落接触、而是通过单向连接元件、或更具体地讲通过其挠曲枢转件被指引。因此，几何关系始终保持不变，这是因为第一和第二连接元件部分之间的位置的微小偏移在导入力的实际位置处被平均化或没有发生，这由挠曲枢转件的不可改变的位置限定。由于利用电磁力补偿的称重单元中的测量结果的收集发生在该系统的平衡状态下，因此力传递装置的枢转件中的弯矩近似等于零。校准杠杆、更具体地讲是其支点枢转件优选被相应地设计，使得杠杆支点在校准过程中不受弯矩。非常相仿，前面的评述也适用于弦振子称重单元，这是因为放置在载荷接收部件上的载荷仅使弦产生微小的拉伸量，因此，在力传递装置的挠曲枢转件中产生的弯矩非常小。

第一和第二挠曲枢转件的相应的中心纵向轴线优选彼此一致，使得在单向连接元件内没有不稳定的力矩产生。然而，如果第一连接元件部分和第二连接元件部分之间的至少一个接触区域的设计提供了防止两个连接元件部分向侧旁偏斜的固有稳定性，则两个中心纵向轴线的小的平行偏移也是允许的。该稳定性在传递张力时固有地具有，而在压力的情况下，仅某些设计结构会使得单向连接元件具有固有稳定性。

在第一实施例中，第二连接元件部分具有作为用于传递压力的结构的表面，所述表面面向第一连接元件部分，两个凸出部从所述表面突出，且相对于第二挠曲枢转件的中心纵向轴线镜像对称地设置。而且，第一连接元件部分具有至少一个面向第二连接元件部分的接收表面，两个凸出部可座落在所述接收表面上。在这种结构下，设置在与两个挠曲枢转件的中心纵向轴线垂直延伸的平面上的两个接触点使得单向连接元件具有固有稳定性，从而能够使单向连接元件传递压力。

作为用于使第一连接元件部分和第二连接元件部分在校准过程中相对彼此对中、以及用于防止它们在与挠曲枢转件的中心纵向轴线垂直的方向上改变它们的相对位置的措施，可具有两个用于凸出部的相对彼此以浅角倾斜的接收表面。然而，接收表面的坡度由于单向连接元件的固有稳定性的要求而受某些限制。

对接收表面的坡度的限制取决于单向连接元件的几何比例，其中，接收表面与挠曲枢转件的中心纵向轴线之间的角度α必须满足以下条件：

90°≥α≥arccos(b/s)

其中，b表示接触点与挠曲枢转件的中心纵向轴线的垂直距离，s表示接触点与挠曲枢转件的弯曲轴线的距离。根据角度α的前面的定义，如果在接触点处传递的力的作用线不在连接元件部分的界限内相交，则获得固有稳定性。

在适合于传递张力的结构中，第一连接元件部分可具有带有凸出部的第一牵引元件，所述第二连接元件部分可具有带有V形支承结构的第二牵引元件，其中，第一连接元件部分和第二连接元件部分彼此相钩，凸出部与V形支承结构对齐，当传递张力时，凸出部与V形支承结构力传递接触。

作为另一种可能性，第一连接元件部分和第二连接元件部分可借助于挠性铰链彼此连接。尽管在该实施例中，两个连接元件部分彼此物理上连接，但连接元件被分成两个部分，这与本发明相一致。挠性铰链的打开方向根据第一和第二挠曲枢转件的中心纵向轴线设置。为了传递张力或压力，凸出部形成在第一连接元件部分上，被定向成与凸出部配合的接触表面形成在第二连接元件部分上。

力传递装置也可包括平行引导结构，使得在装置的操作模式中，载荷接收部件借助于至少一个上平行引导件和至少一个下平行引导件通过连接到静止部件而被引导做垂直运动。

力传递装置可由不同的各个构件构成，所述构件借助于连接元件接合在一起以形成一个单元。这些元件中的两个或更多个也可通过材料上为整体的连接方式被接合。优选这样的设计结构：至少载荷接收部件、静止部件、校准杠杆和单向连接元件整体地连接到彼此。

如上所述，根据本发明的力传递装置可与测量变换器和校准重量体组合使用，以作为重量测量仪器中的称重单元。重量测量仪器通常以这种方式校准，使得由校准重量体产生的重力借助于载荷传递装置以与作用在载荷接收部件上的力相同的方向传递到测量变换器。因此，由校准力产生的载荷与正常的载荷在装置的正常操作模式下导入的方式相同的方式导入测量变换器中。在弦振子称重单元中，测量力可在大部分的情况下仅可沿载荷的方向施加。因此，前面的实施例适合于弦振子型以及EMPC型的称重单元。

作为另一种可能性，校准重量体的重力也可通过力传递装置与作用在载荷接收部件上的力以相反的方向施加到测量变换器。该思想特别适合于EMFC称重单元，所述EMFC称重单元具有测量变换器，所述测量变换器具有如US 20080218303 A1中详细描述的推/拉动作。由于测量变换器的上述设计，校准重量体可用作补偿重量体，以扩展称重单元的载荷范围。在校准重量体的脱开状态下，这种类型的称重单元例如可称0-100克范围内的载荷，通过接合校准重量体，可切换到扩展的载荷范围，称100-200克的载荷，这是因为校准重量体的重力反作用于载荷接收部件上的载荷的力。

校准重量体通常由均匀密度为ρ＝8.0kg/dm³的耐腐蚀材料制成。然而，校准重量体部分地也可与力传递装置由相同的材料制成，且与较高密度的附属质量体组合。为了提高校准值的精度，可设有用于测量重量测量仪器的周围大气压力的压力传感器。由压力传感器产生的测量值可用于计算校准重量体的浮力修正量，这是因为由校准重量体取代的空气的浮力抵消校准重量体的重力。

附图说明

下面，借助于附图更详细地描述体现根据本发明的力传递装置的不同的设计变型以及它们在重量测量仪器中的应用，其中，在所有附图中，相同的元件以相同的附图标记表示，附图包括：

图1示出了具有第一实施方式的力传递装置的称重单元的示意性侧视图，其中，杠杆机构设置在载荷接收部件和测量变换器之间，用于降低作用在载荷接收部件上的力，能够仅传递压力的单向连接元件设置在杠杆机构与校准杠杆之间；

图2示出了具有第二实施方式的力传递装置的称重单元的示意性侧视图，其中，杠杆机构设置在载荷接收部件和测量变换器之间，用于降低作用在载荷接收部件上的力，能够仅传递张力的单向连接元件设置在杠杆机构与校准杠杆之间；

图3示出了具有第三实施方式的力传递装置的称重单元的示意性侧视图，其中，杠杆机构设置在载荷接收部件和测量变换器之间，用于降低作用在载荷接收部件上的力，能够仅传递张力的单向连接元件设置在载荷接收部件与校准杠杆之间；

图4示出了具有第四实施方式的力传递装置的称重单元的示意性侧视图，其中，由两个杠杆构成的杠杆机构设置在载荷接收部件和测量变换器之间，用于降低作用在载荷接收部件上的力，能够仅传递压力的单向连接元件设置在两个杠杆的第二连接元件与校准杠杆之间；

图5示出了具有第五实施方式的力传递装置的称重单元的示意性侧视图，其中，由三个杠杆构成的杠杆机构设置在载荷接收部件和测量变换器之间，用于降低作用在载荷接收部件上的力，能够仅传递张力的单向连接元件设置在杠杆机构与校准杠杆之间；

图6以侧视图示出了整体设计的力传递装置，其中，杠杆机构、线圈杠杆、校准杠杆、连接杠杆的连接元件以及平行引导连杆借助于窄的线性切割部形成，以及其中，设置在杠杆机构与校准杠杆之间的单向连接元件具有两个连接元件部分，所述两个连接元件部分通过挠性铰链彼此连接；

图7示出了能够仅传递张力的单向连接元件的一种可能设计；以及

图8示出了能够仅传递压力的单向连接元件的一种可能设计。

具体实施方式

图1示出了具有第一实施方式的力传递装置110的称重单元100的示意性侧视图。力传递装置100具有静止部件111和载荷接收部件112。载荷接收部件112通过第一平行引导件114和第二平行引导件115连接到静止部件111而被以平行运动引导。力传递装置110的所有枢转连接部113在图中通过实心黑色圆形象地表示，且可以以现有技术中任何公知的设计实施。这些枢转连接部113通常被设计为图5-7中示出的这种挠曲枢转件。

成称重盘的形式的载荷接收件140连接到载荷接收部件112。而且，能够产生与力有关的称重信号的测量变换器130刚性地安装在静止部件111上。图中示出的测量变换器130具有线圈131、磁体132以及位置传感器133。磁体132牢固地连接到静止部件111。要测量的力作用于线圈131上，所述线圈131设置在磁体132内，使得线圈131在任何位置均不接触磁体132。作用在线圈131上的力使得线圈131相对于磁体132偏移其位置，且这种位置的改变由位置传感器133探测。由位置传感器133产生的信号被送到秤的电子系统(未示出)，所述电子系统连续地调节流过线圈131的电流，以克服力的作用来恢复线圈131相对于磁体132的原始位置。流过线圈131的电流被测量，且原始测量信号在电子系统中被处理为测量值，所述测量值又传送到显示单元(图中同样未示出)，在所述显示单元中，测量值以可视的形式呈现。当然，作为在此示出的变换器130的替代方式，也可使用其他类型的变换器，例如弦振子，感应式或电容式变换器、应变仪变换器等。

由于图中示出的测量变换器130仅可产生幅度有限的用于补偿作用在载荷接收部件140上的力的补偿力，因此具有一个或多个杠杆的杠杆机构通常用于减小要被测量的力。该杠杆机构作为力传递传导结构设置在载荷接收部件112和测量变换器130之间。图中示出的杠杆机构具有杠杆116，所述杠杆枢转地支撑在静止部件111上，且所述杠杆的短的杠杆臂117通过第一连接元件119连接到载荷接收部件112。杠杆116的长的杠杆臂118连接到线圈131。

力传递装置110还包括校准杠杆120，所述校准杠杆120同样枢转地支撑在静止部件111上，且校准杠杆的第一校准杠杆臂121刚性地连接到校准重量体123。传递校准重量体123的重力的功能通过单向连接元件124执行，所述单向连接元件的第一连接元件部分125借助于第一挠曲枢转件127连接到长杠杆臂118，所述单向连接元件的第二连接元件部分126借助于第二挠曲枢转件128连接到第二校准杠杆臂122。第一和第二挠曲枢转件127、128代表任何可能类型的枢转连接件，所述枢转连接件具有一定量的固有刚度，或其枢转角度是有限的。枢转连接件、具体地讲是挠曲枢转件127、128的这些性能至少对于直立枢转件、这种情况下的挠曲枢转件128来说是绝对必要的，使得两个连接元件部分125、126在它们的脱开状态时保持彼此对齐，且不会在重力的作用下向侧面偏斜。

如图1所示，校准重量体加载装置150安装在静止部件上。根据凸轮盘151的位置，校准重量体加载装置150或是将校准重量体123保持支撑在静止部件111上、或是使校准重量体123脱离静止部件的支撑。在校准重量体123的支撑状态下，两个连接元件部分125、126彼此分离，而在释放状态下，两个连接元件部分125、126彼此力传递地接触，从而，校准重量体123的重力传递到杠杆118、从而传递到测量变换器130的线圈131。由于示意图使得更为清楚，因此，在此示出的单向连接元件124仅使得可传递压力，这是因为在校准重量体123的释放状态，第二连接元件部分126被推到第一连接元件部分125上，抵抗由测量变换器130产生的反作用力。

图2示出了具有第二实施方式的力传递装置210的称重单元200的示意性侧视图。除了校准杠杆220和单向连接元件224以外，图2中示出的所有元件均与图1的类似，因此在下面不再进行描述。

图2示出的校准杠杆220同样具有第一校准杠杆臂221和第二校准杠杆臂222，其中，第一校准杠杆臂221从杠杆支点113延伸到校准重量体123，第二校准杠杆臂222在杠杆支点113和单向连接元件224的第二挠曲枢转件228之间延伸。

单向连接元件224具有第一连接元件部分225和第二连接元件部分226，所述第一连接元件部分225和第二连接元件部分226在它们的脱开条件下彼此松地环抱而没有物理接触。当校准重量体123不再受支撑时，从而张力需要从第二挠曲枢转件228传递到第一挠曲枢转件227、进而传递到杠杆116的长杠杆臂118时，第二连接元件部分226在两个部分沿着由挠曲枢转件227、228限定的移位路径产生相对较短的移位之后移动到与第一连接元件部分225形成力传递接合。

还应当指出，由校准重量体123产生的传递到长杠杆臂118的张力与要测量的力相反地作用，所述要测量的力由放置在载荷接收器140上的载荷产生。因此，校准重量体123也可用于扩大称重单元200的称重范围的目的。如果由于校准重量体123作用在测量变换器130上的有效力与变换器130能够测量的最大力对应，则称重范围可翻倍。称重范围此时被分成两个部分，尽管这对用户来说不可见，其中，没有力从校准重量体123作用在测量变换器130上的范围的第一部分、和校准重量体123连接到杠杆机构的范围的第二部分。校准重量体123的启用、具体地讲从而引起游隙的校准杠杆220的枢转件113的增加的作用可稍微地影响测量值。为了应对这种问题，可为载荷范围的较高部分选择较粗的分辨率或指定较低的精度等级。刚刚描述的所有操作可通过自动响应称重载荷的大小的秤的电子部件控制，使得用户不必考虑判断选择称重范围的哪一部分。

当然，多种布置形式是可能的，其中，校准重量体123更直接地作用在载荷接收部件112上，如图3所示，图3以侧视图示出了具有第三实施方式的力传递装置310的称重单元300。除了校准杠杆320和单向连接元件324以外，该图中示出的所有元件均与图1类似，因此下面不再进行描述。杠杆机构具有杠杆316，所述杠杆316设置在载荷接收部件112与测量变换器130之间。带有校准重量体123的校准杠杆320枢转地连接到静止部件311，且相对于称重单元300的操作位置设置在载荷接收部件112下方。通过单向连接元件324使力从校准杠杆320传递到载荷接收部件112，所述单向连接元件被设计用于传递张力。杠杆320的第二杠杆臂322相对于第一杠杆臂321选择得越短，通过单向连接元件324传递到载荷接收部件112的校准力就越大。

图4示出了具有第四实施方式的力传递装置410的称重单元400的示意性侧视图，所述力传递装置具有杠杆机构，所述杠杆机构具有两个杠杆416、417，所述杠杆416、417设置在载荷接收部件112与测量变换器130之间，用于减小作用在载荷接收部件112上的力。图4同样包含一些与前面的图中的一些构件相同的构件，因此，所述相同的构件以相同的附图标记表示或未再被描述。第一杠杆416通过连接元件418力传递地连接到第二杠杆417。具有仅传递压力的能力的单向连接元件424设置在连接元件418与校准杠杆420之间，所述校准杠杆420枢转地安装在静止部件411上。在示出的布置方式中，连接元件的、和被侧向连接的单向连接元件的力的相应的作用线彼此偏移，从而，产生扭矩，所述扭矩在杠杆416、417的支点枢转件460、461上产生载荷。因此，应优选地采用两个作用线一致的解决方案。

为了便于更换测量变换器130，静止部件411具有开口412，第二杠杆417通过所述开口伸到外部，使得测量变换器130可设置在静止部件411的背向平行引导件114、115的一侧。

图5示出了具有第五实施方式的力传递装置510的称重单元500的示意性侧视图。力传递装置510具有杠杆机构，所述杠杆机构具有三个杠杆516、517、518，所述三个杠杆设置在载荷接收部件112与测量变换器130之间，以用于减小作用在载荷接收部件112上的力。已如图4所示和如上所述，第一杠杆516通过第二连接元件519力传递地连接到第二杠杆517，所述第二杠杆又通过第三连接元件529力传递地连接到第三杠杆518。仅能够传递张力的单向连接元件524设置在杠杆机构和校准杠杆520之间。在第二连接元件519处产生力的导入，所述第二连接元件519将第一杠杆516连接到第二杠杆517。与图4相比，单向连接元件524不是与第二连接元件519平行偏移地设置，而是与第二连接元件519共线地设置。该共线的布置方式避免了在校准过程中将转矩导入第二连接元件519中的可能性——一种在图4所示的第二连接元件419的情况下可能出现的问题。

在图6中，以侧视图示出了整体形成的力传递装置610。由其型廓限界的材料块699由窄的线性切割部横穿，所述线性切割部与图面成直角地通过材料块699，以形成第一杠杆616、第二杠杆617、校准杠杆620、第一平行引导件614、第二平行引导件615、静止部件611、载荷接收部件612以及第一连接元件和第二连接元件。借助于线性切割部形成的所有这些部件均通过同样经由线性切割部产生的挠曲枢转件合适地彼此连接，使得力传递装置610基本上具有与静止部件611连接以用于被引导的运动的载荷接收部件612、杠杆机构616、617以及校准杠杆620。第二杠杆借助于杠杆臂延续部(图中未示出)连接到测量变换器(同样未示出)。第二杠杆中的两个孔641用于加装杠杆臂延续部。校准杠杆也具有两个孔，校准重量体可固定到所述两个孔。单向连接元件624设置在第一杠杆616和校准杠杆620之间，且具有借助于挠性铰链648彼此连接的两个连接元件部分625、626。尽管两个连接元件部分625、626彼此物理连接，但单向连接元件624根据本发明也可被考虑分成两个部分。挠性铰链648的打开方向被定向成与第一和第二挠曲枢转件627、628的中心纵向轴线对应。为了传递压力，凸出部643形成在第一连接元件部分625上，且被定向成与凸出部配合的接触表面形成在第二连接元件部分626上。

图7示出了处于其工作位置时的单向连接元件724的可能设计，所述单向连接元件仅可传递张力。第一连接元件部分725借助于第一挠曲枢转件727连接到载荷接收部件或力传递装置的杠杆机构(以断裂线的方式示出)。由于第一连接元件部分725的悬挂位置，因此，第一挠曲枢转件727可具有非常纤细的形状。第一连接元件部分725还包括第一牵引元件741。

第二连接元件部分726通过第二挠曲枢转件728连接到校准杠杆720(以断裂线的方式示出)。保持在直立方位的第二挠曲枢转件728需要具有更刚性的弹簧常数。因此，它需要比第一挠曲枢转件727具有更坚固的设计。如果第二挠曲枢转件728的设计足够好地适配力传递装置的工作条件，则第二连接元件部分726不会由于重力或由于惯性和加速度引起的力而向侧旁偏斜。

第二连接元件部分726包括第二牵引元件742。一旦力需要从第二挠曲枢转件728传递到第一挠曲枢转件727，则在两个牵引元件相对彼此产生短的移位之后，第一牵引元件741移动到与第二牵引元件742形成力传递接合。为了更可靠地传递张力，第一牵引元件741可具有凸出部743，第二牵引元件742可具有V形支承结构744。当第一牵引元件741和第二牵引元件742彼此接合时，凸出部743和V形支承结构744由于它们的形状而相对彼此自对中地对齐，且凸出部743坐落在V形支承结构744中。

图8示出了处于工作位置时的单向连接元件824的一种可能设计，所述单向连接元件824仅可传递压力。第一连接元件部分825借助于第一挠曲枢转件827连接到载荷接收部件或力传递装置的杠杆机构(以断裂线的方式示出)。

第二连接元件部分826通过第二挠曲枢转件828连接到校准杠杆820(以断裂线的方式示出)。由于在校准过程中传递的力是压力且必须绝对防止两个连接元件部分825、826在载荷作用下歪扭和向侧旁脱离，单向连接元件824需要具有固有稳定性。第二连接元件部分826具有面向第一连接元件部分825的表面841，所述表面841具有从表面841突出的两个凸出部843，所述两个凸出部相对于第二挠曲枢转件828的中心纵向轴线X镜像对称地设置。而且，第一连接元件部分825具有两个面向连接元件部分826的接收表面842，使得两个凸出部843中的一个可坐落在接收表面842中的相应的一个上。在这种结构形式下，设置在与两个挠曲枢转件827、828的中心纵向轴线X垂直地延伸的平面上的两个接触点赋予单向连接元件825固有稳定性，从而使得单向连接元件824能够传递压力。

如图8所示，该布置形式可使得第一连接元件部分825和第二连接元件部分826在校准过程中彼此对齐。这样，可防止与挠曲枢转件827、828的中心纵向轴线X垂直的移位。为了实施这种对齐功能，第一连接元件部分825上的两个接收表面842相对彼此以浅角倾斜。然而，接收表面842的坡度由于单向连接元件824对固有稳定性的要求而受某些限制。

这些限制依赖于单向连接元件824的几何比例，其中，要考虑的因素是接收表面842与挠曲枢转件827的中心纵向轴线X之间的角度α。在下面的公式中，b表示接触点、更具体地讲为凸出部843与挠曲枢转件的中心纵向轴线的垂直距离，s表示接触点、更具体地讲为接收表面842到第一挠曲枢转件827的弯曲轴线Y的距离。

χ＝arcsin(b/s)

α＝(90°-χ)＝arccos(b/s)

角度α必须满足以下条件：

90°≥α≥arccos(b/s)

根据角度α的上述定义，如果在接触点处传递的力的作用线W不在第一连接元件部分825内相交，则可获得固有稳定性。图8中示出了边界情况为：α＝arccos(b/s)。

尽管已通过特定的实施方式的示例描述了本发明，但显然，基于从本发明获得的知识、例如通过彼此组合各个实施例的特征和/或通过互换示例性实施例的各个功能单元可产生许多另外的变型解决方案。在各种可能性中，可考虑本发明的这样的实施例：多个校准重量体可彼此独立地在相同的位置或在不同的位置借助于本发明提出的单向连接元件连接到杠杆机构。这使得例如几乎可将秤的称重范围扩展到任何希望的程度。当然，可能的替代性方案还包括在垂直方向上分成两个或更多个区段的单向连接元件以及可彼此独立地操作的校准杠杆和校准重量体。可能性的范围还包括校准杠杆和校准重量体彼此结合成整体的设计方案。

根据本发明的装置的另外的益处源于以下事实：如果校准重量体可选择性地以不同的支点距离安装在校准杠杆臂上，可通过改变校准杠杆臂长度以相同的结构构件覆盖不同的载荷范围。也可在校准重量体与校准杠杆之间设置调节螺钉，用于精确地设定校准重量体与校准杠杆的支点之间的距离。这使得校准力可通过精确地偏移重量体的位置被调节，使得不管制造公差和材料的不均匀引起的变化如何，在各个校准装置中，具有相同的校准力。

附图标记列表

500，400，300，200，100    称重单元

610，510，410，310，210，  力传递装置

110

611，411，311，111         静止部件

612，112                   载荷接收部件

113                        枢转件、枢转连接部、支点

614，114                   第一平行引导件

615，115                   第二平行引导件

616，316，116              杠杆

117                        短杠杆臂

118                        长杠杆臂

119                        第一连接元件

820，720，620，520，420，  校准杠杆

320，220，120

321，221，121              第一校准杠杆臂

322，222，122              第二校准杠杆臂

123                        校准重量体

824，724，624，524，424，  单向连接元件

324，224，124

825，725，625，225，125    第一连接元件部分

826，726，626，226，126    第二连接元件部分

827，727，627，227，127    第一挠曲枢转件

828，728，628，228，128    第二挠曲枢转件

150                        校准重量体加载装置

151                        凸轮盘

412                        开口

516，416                   第一杠杆

617，517，417              第二杠杆

519，419                   第二连接元件

461，460                   支点

518                        第三杠杆

529                        第三连接元件

641                        孔

642                        孔

648                        挠性铰链

843，743，643              凸出部

699    材料块

741    第一牵引元件

742    第二牵引元件

744    V形支承结构

841    表面

842    接收表面

s      凸出部与Y之间的距离

b      凸出部与X之间的距离

W      作用线

X      中心纵向轴线

Y      弯曲轴线

α     接收表面与X之间的角度

χ     W与X之间的角度

Claims (12)

1.一种重量测量仪器的力传递装置(110，210，310，410，510，610)，具有静止部件(111，311，411，611)和载荷接收部件(112，612)，所述载荷接收部件(112，612)直接地或借助于至少一个连接元件(119，419，519，529)和至少一个杠杆(116，316，416，516，518，616)力传递地连接到测量变换器(130)，所述测量变换器(130)设置在静止部件(111，311，411，611)上，其特征在于，力传递装置(110，210，310，410，510，610)包括校准杠杆(120，220，320，420，520，620，720，820)，所述校准杠杆的支点(113)基于静止部件(111，311，411，611)，所述校准杠杆的第一校准杠杆臂(121，221，321)固定地连接到校准重量体(123)，所述校准杠杆的第二校准杠杆臂(122，222，322)借助于单向连接元件(124，224，324，424，524，624，724，824)连接到载荷接收部件(112，612)或至少一个连接元件(119，419，519，529)或至少一个杠杆(116，316，416，516，518，616)的杠杆臂(117，118)，其中，单向连接元件(124，224，324，424，524，624，724，824)分成第一连接元件部分(125，225，625，725，825)和第二连接元件部分(126，226，626，726，826)，第一连接元件部分(125，225，625，725，825)通过第一挠曲枢转件(127，227，627，727，827)连接到载荷接收部件(112，612)上的、或连接元件(119，419，519，529)上的、或杠杆臂上的固定位置处，第二连接元件部分(126，226，626，726，826)通过第二挠曲枢转件(128，228，628，728，828)连接到第二校准臂(122，222，322)上的固定位置处，所述连接元件部分(125，126，225，226，625，626，725，726，825，826)彼此对齐，使得：由于单向连接元件(124，224，324，424，524，624，724，824)被分成两个部分而使得可从第二挠曲枢转件(128，228，628，728，828)传递到第一挠曲枢转件(127，227，627，727，827)的力仅是张力或仅是压力。

2.如权利要求1所述的力传递装置(110，210，310，410，510，610)，其特征在于，第二连接元件部分(126，226，626，726，826)具有作为用于传递压力的结构的表面(841)，所述表面面向第一连接元件部分(125，225，625，725，825)，两个凸出部(843)从表面(841)突出，且相对于第二挠曲枢转件(128，228，628，728，828)的中心纵向轴线X镜像对称地设置，而且第一连接元件部分(125，225，625，725，825)具有面向第二连接元件部分(126，226，626，726，826)的两个接收表面(842)，所述两个接收表面相对于第一挠曲枢转件(127，227，627，727，827)的中心纵向轴线X镜像对称地设置。

3.如权利要求2所述的力传递装置(110，210，310，410，510，610)，其特征在于，每个接收表面(842)与中心纵向轴线X之间的角度α满足以下条件：90°≥α≥arccos(b/s)。

4.如权利要求1所述的力传递装置(110，210，310，410，510，610)，其特征在于，第一连接元件部分(125，225，625，725，825)具有带有凸出部(743)的第一牵引元件(741)，第二连接元件部分(126，226，626，726，826)具有带有V形支承结构(744)的第二牵引元件(742)，其中，第一连接元件部分(741)和第二连接元件部分(742)彼此相钩，凸出部(743)与V形支承结构(744)对齐，当传递张力时，凸出部(743)与V形支承结构(744)力传递接触。

5.如权利要求1所述的力传递装置(110，210，310，410，510，610)，其特征在于，第一连接元件部分(125，225，625，725，825)和第二连接元件部分(126，226，626，726，826)借助于挠性铰链(648)连接到彼此，其中，挠性铰链的打开方向根据第一和第二挠曲枢转件(127，128，227，228，627，628，727，728，827，828)的中心纵向轴线X设置，为了传递张力或压力，凸出部(643)形成在第一连接元件部分(125，225，625，725，825)上，被定向成与凸出部(643)配合的接触表面形成在第二连接元件部分(126，226，626，726，826)上。

6.如权利要求1-5中任一所述的力传递装置(110，210，310，410，510，610)，其特征在于，在力传递装置(110，210，310，410，510，610)被以工作位置配置时，载荷接收部件(112，612)通过至少一个上平行引导件(114，614)和至少一个下平行引导件(115，615)被以垂直运动引导，所述至少一个上平行引导件(114，614)和至少一个下平行引导件(115，615)将载荷接收部件(112，612)连接到静止部件(111，311，411，611)。

7.如权利要求1-6中任一所述的力传递装置(110，210，310，410，510，610)，其特征在于，至少一个载荷接收部件(112，612)、静止部件(111，311，411，611)、校准杠杆(120，220，320，420，520，620，720，820)和单向连接元件(124，224，324，424，524，624，724，824)被设计成一起形成整体单元。

8.一种重量测量仪器，所述重量测量仪器包括：测量变换器(130)、校准重量体(123)和如权利要求1-7中任一所述的力传递装置(110，210，310，410，510，610)。

9.如权利要求8所述的重量测量仪器，其特征在于，力传递装置(110，210，310，410，510，610)被设计成使校准重量体(123)的重力与作用在载荷接收部件(112，612)上的力以相同的方向传递到测量变换器(130)。

10.如权利要求8所述的重量测量仪器，其特征在于，力传递装置(110，210，310，410，510，610)被设计成使校准重量体(123)的重力与作用在载荷接收部件(112，612)上的力以相反的方向传递到测量变换器(130)。

11.如权利要求8-10中任一所述的重量测量仪器，其特征在于，校准重量体(123)由密度为ρ＝8.0kg/dm³的耐腐蚀材料制成。

12.如权利要求8-10中任一所述的重量测量仪器，其特征在于，校准重量体(123)与力传递装置(110，210，310，410，510，610)由相同的材料制成，且为了补偿密度的影响，附属的质量体连接到校准重量体(123)和/或压力传感器被设置用于测量重量测量仪器的环境压力。

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