CN107110702A - 具有载荷更换装置的秤和用于其运行的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有载荷更换装置的秤，其中，载荷更换装置(14)具有以能水平运动的方式受支承的、具有多个成组布置的竖直缺口(26)的存放台，并且秤(12)包括称重单元(34)和带有与存放台的每个缺口组相对应的载体部件(44)的载荷容纳件(42)，并且其中，存放台和秤(12)能相对彼此进行高度调节，从而在称重位置中，存放台的定位在载荷容纳件(42)之上的缺口组被载荷容纳件(42)的载体部件(44)穿过，并且在更换位置中，载荷容纳件(42)的载体部件(44)比存放台的竖直缺口(26)更低地定位。本发明的特征在于，存放台相对于基座(16)高度设定地受支承，而秤(12)能相对于基座(16)进行高度调节，其中，秤(12)的升程向上通过相对于基座(16)高度设定的止挡(32)来限定。

Description

具有载荷更换装置的秤和用于其运行的方法

技术领域

本发明涉及一种具有载荷更换装置的秤，其中，载荷更换装置具有以能水平运动的方式受支承的、具有多个成组布置的竖直缺口的存放台，并且秤包括称重单元和带有与存放台的每个缺口组相对应的载体部件的载荷容纳件，并且其中，存放台和秤能相对彼此进行高度调节，从而在称重位置中，存放台的定位在载荷容纳件之上的缺口组被载荷容纳件的载体部件穿过，并且在更换位置中，载荷容纳件的载体部件比存放台的竖直缺口更低地定位。

本发明还涉及一种用于运行这种设备的方法。

背景技术

这种具有载荷更换装置的秤在DE 296 07 731U1中在现有技术的这种讨论的范围内公开。该文献公开了比较秤，其主要任务是依次针对多个检测砝码获知重量值并且将这些重量值与参考砝码的相应地获知的重量值进行比较。因此，并不确定检测砝码的绝对质量，而是仅得出与参考砝码的绝对质量的差。本发明首先也涉及这种比较秤，但也可以毫无问题地用于一般的称重装置，其中，绝对质量确定处于优先地位。

由DE 40 23 483 A1公知一种用于干物质确定的设备，这种设备可以利用用作载荷更换设备的转台容纳多个试样器皿，并且能够在与升降设备共同协作的情况下被放在秤的秤盘里。

这种公知的设备的秤包括称重单元，其由机械称重系统；相应的调节电子器件(通常整合在壳体中)；以及与称重系统的载荷导入元件联接的上部带罩的载荷容纳件组成。在秤之上布置有转盘，该转盘主要用作检测砝码存放件。在转盘上以沿其周边分布的方式将检测砝码放在预定位置上，从而检测砝码能够通过转盘的旋转准确地移入秤的载荷容纳件之上的某个位置中。除了可旋转运动性，转盘还能够相对于与秤共用的基座进行调节高度。通过下降转盘，可以让定位在载荷容纳件之上的检测砝码下降到载荷容纳件上，其中，载荷容纳件的指形的载体部件被转盘中相应的竖直缺口穿过，并且在转盘进一步下降时抵抗重力地支撑住检测砝码。检测砝码的载荷于是加载到载荷容纳件上，并且可以经由载荷导入元件联入到称重系统中，从而秤能够获知检测砝码的重量值。载荷容纳件的载体部件和转盘的竖直缺口的具体构造方式在文献中未公开。然而对于本领域技术人员来说有若干构造方案是公知的，这些构造方案全部也都可以在本发明的框架内使用。于是，载体容纳件和竖直缺口例如可以构造成水平朝向的、具有相间隔的尖齿的叉子的形式。同样地，载体部件也可以具有竖直朝向的承载指状件，承载指状件穿过转盘中被包围住的孔。

这种公知的设备的缺点在于为了支承转盘必须花去高的耗费。为了实现对检测砝码的定位的精确的可重复性，需要最小化转盘的每一个缝隙，尤其是倾斜缝隙。然而与此同时，转盘必须能够摩擦小地不仅旋转运动而且还在竖直方向上直线运动。在此，必须在同时是低摩擦的可运动性的情况下在两个方向上实现最大程度的无缝隙性，这在支承技术上提出了极高的要求，这导致设备的高成本。

检测砝码的精确且可重复的定位出于各种原因是必须的。从计量学的角度看精确定位是必要的，以便在质量确定时确保所需的不确定性(Unsicherheit)。称量系统的偏心的载重导致所谓的四角误差(Ecklastfehler)。这虽然可以通过专门用于砝码的自动定心的附加组块得以减少，但是即使在这种情况下，通过载荷更换器的可重复定位也是针对具有小的测量不确定性的质量比较的必要前提。

然而即使是出于重量操作的原因，检测砝码的准确定位也是必要的。如果检测砝码由于糟糕的校准或载荷更换器的引导部中有缝隙而例如没有平行地传递到秤盘上，那么就可能导致检测砝码的磨损现象和侧向移出。

发明内容

本发明的任务是，对这种设备进行改进，使得在对转盘支承部降低要求的同时实现检测砝码定位的改进的精确度。

该任务结合权利要求1的前序部分的特征通过以下方式解决，即，存放台相对于基座高度设定地受支承，而秤能相对于基座进行高度调节，其中，秤的升程向上通过相对于基座高度设定的止挡来限定。

本发明的优选实施方式是从属权利要求的主题。用于运行根据本发明的设备的优选方法是独立的方法权利要求的主题。

原则上说，存放台可以按不同的方式构造。在本发明的第一变型方案中设置的是，存放台构造成以能水平直线移动的方式受支承的移动台，缺口组在移动台的面上分布地布置。然而优选地，存放台构造成以能水平旋转的方式受支承的转盘，缺口组在转盘的周边上分布地布置。这种变型方案是接下来阐述的对象，其中，本领域技术人员可以将其在细节上做必要的修改并直接转用到移动台变型方案上。

首先，本发明部分地逆转了现有技术的运动学方案。尤其是秤和转盘的相对运动在竖直方向上从转盘(现有技术)转移到秤(本发明)上。相反地，秤和转盘的旋转相对运动保持仅配属于转盘。从共同的基座出发来看，为了将检测砝码从转盘递交到载荷容纳件上，不再将转盘下降到秤上，而是相反地将秤朝向转盘提升。由此已经起到了对支承技术的第一步简化，因为对于两个相对于基座可运动的元件的每一个都只需要简单的支承件、也就是说只利用一个运动组件就允许进行运动的支承件。相比复杂的、也就是要利用多个运动组件才允许进行运动的支承件，这种简单的支承件可以在耗费明显更低的情况下更加精确得多地制成。因此，代替作为具有两个自由度的支承件地，本发明需要两个分别具有一个自由度的支承件。

然而，本发明还没有完全体现在前述方案中。通过高度可调节的秤相对于止挡进行移行，使得系统精确度得以进一步提升，从而，由于在相对于基座高度设定的止挡与相对于秤高度设定的配对止挡之间的力锁合(Kraftschluss)，实现了秤(高度)调节的缝隙被完全克服。根据本发明的设备的唯一未被克服的缝隙位于转盘的回转式支承件中，其中，对于本领域技术人员来说，基本上无缝隙的转盘或一般的存放台支承件的一些解决方案是公知的。例如在此可以使用精密滚珠轴承、精密滚针轴承或圆锥轴承、精密滑动轴承或者类似轴承。使用弹簧预紧的精密轴承的情况下在上下文中可以实现完全的无缝隙，并且在许多情况下甚至特别优选。在此特别有利的是，不使用超静定的轴承系统，而使用静定的三点轴承。

相对于基座高度设定的止挡具体位于哪里，对于本发明来说基本上无关紧要。可以考虑的是布置在承载着转盘的支架上，支架固定在基座上，该基座也为秤的高度调节用作基座。作为替选当然也可以在提到的基座上设置专门的止挡支架。无论如何，该止挡以有利的方式构造为三点止挡，从而总是确保无倾斜的贴靠。特别优选地是呈所谓的小帽/薄片/小板形式的止挡的构造方式，其中，第一止挡元件对构造为锥体/内锥体对，第二对构造为刃口/细槽对，并且第三对构造为板/销对或板/珠对。具体的构造方案和配对止挡的布置方式对于本发明基本上无关紧要。因此例如可以考虑的是，将止挡元件直接布置在称重单元的壳体上。然而作为替选也可能的是，将称重单元布置在一种类型的升降台上，并且将配对止挡固定在这个升降台上。本领域技术人员会理解，止挡和配对止挡在其形状和位置方面必须要相互配合。

可以设置的是，为止挡或者配对止挡设有力测量装置，优选地在其中一个止挡元件对上，特别优选地在板/销对或板珠对上。借此可以获知配对止挡用来向止挡挤压的力。这对秤的精确且可重复的高度调节特别有利。无论如何，秤的升降器构必须能够施加大于加载在秤的高度调节上的重力(包括检测砝码)之和的力。只有这样才能够在称重状态下将高度调节的每个缝隙都视为可靠地受到克服。另一方面，出于系统设计经济方面的原因，有利的是，将要产生的力尽可能地保持得小。由此才有可能在称重状态下，也就是在秤处于升高的状态下并且上面放置了重量的情况下，在止挡与配对止挡之间存在小的挤压力。特别优选地，挤压力不依赖于所放上的重量的大小。对此在下文还要进一步展述。

不言而喻，可以实现手动地完成对秤的高度调节。然而，就系统的尽可能的自动化而言优选的是，秤布置在第一电机式升降装置上，或者设有这样的装置。在此，之前已经描述的升降台设施属于第一个选项，第二个选项是与称重单元本身整合的升降装置。

第一电机式升降装置优选地设有力控制的切断件。切断件这个概念在此要广义地理解，并且应该描述的是向如下状态的过渡，在这种状态下，升降装置不再继续提供机械推送，然而此时在配对止挡与止挡之间实现的挤压力基本上保持恒定。利用这种力控制的切断件能够以可重复的方式自动地调设上面阐述过的最佳挤压力(使其足够大，足以可靠地限制任何缝隙，同时足够小，足以保护轴承等等，并且不会耗费不必要的能量)。如果与所放置的重量的大小无关地总是在同样的挤压力下断开，那么也提升了测量结果的可靠性，这是因为整个机械体系总是出现同样的、由力造成的卷绕、镦粗等。

就根据本发明的系统的尽可能大程度的自动化而言，转盘也优选地设有电机式驱动件。

在此，一个优选实施方式可以是电机式中央驱动件，为了其无缝隙性而尤其可以是皮带驱动件。作为替选，转盘也可以设有电机式周边驱动件，其优选不构造为齿嵌合驱动件，而是为了其无缝隙性而构造为摩擦轮驱动件。周边驱动件的特别的优点在于，位于转盘之下的中央区域可以保持留空，从而为秤和升降装置提供了更大的构造空间。然而，如果最小化根据本发明的设备的外部尺寸有着特别的意义，那么中央驱动件可以是有利的。

正如阐述的那样，本发明的基本原理在于，秤以其载荷容纳件从下面朝向检测砝码移行，并且检测砝码在此期间从其位置被降到转盘上。在不利的情况下，这可能导致比较强烈地“碰撞”到称重单元的敏感的称重系统上。尤其是当要为多个检测砝码以尽可能的快的速度依次称重时，存在这种危险。也就是说，这导致了秤的升降运动比较快，并且因此在递交检测砝码时发生相应的强烈的“碰撞”。有利地，在本发明的一个有利改进方案中设置的是，载荷容纳件可以相对于称重单元借助第二电机式升降装置调节高度，其中，载荷容纳件在提升的状态中与称重单元的称重系统脱开联接，并且在下降的状态中与称重单元的称重系统联接。如果在载荷容纳件已经从称重系统上脱开联接的情况下完成了对检测砝码的递交，那么在此期间产生的"碰撞”就经由第二升降装置传导给称重单元的壳体。在此绕过了敏感的称重系统。随后才会下降第二升降装置，并且完成载荷容纳件与称重系统的载荷导入元件的联接。因此，能够以比较快的速度借助第一升降装置实施秤的大的升降，相反地，可以借助第二升降装置在时间损耗不多的情况下缓慢地进行载荷容纳件的小的升降，从而轻缓地实现载荷容纳件与称重系统的联接。总体上利用仅一个、也就是第一升降装置就得到了测量可靠性的显著提升。

用于运行根据本发明的设备的方法的优选的方面已经可以在先前的阐述中看出。不过尽管如此，仍然提出一种方法，其包括以下步骤：

-将存放台运动，尤其是将转盘旋转，直到选中的检测砝码定位到处于更换位置中的秤的载荷容纳件之上，

-将秤提升，直至载体部件穿过配属于该检测砝码的缺口组并且载体部件贴靠在检测砝码上，

-将秤连同放置在其载荷容纳件的载体部件上的检测砝码继续提升，直至止挡贴靠在相对于秤高度设定地固定的配对止挡上，

-获知针对检测砝码的重量值，并且

-将秤下降到更换位置中。

在根据本发明的设备的具有两个升降装置的设计方案中，最佳的运行方法优选包括以下步骤：

-将存放台运动，尤其是将转盘旋转，直到选中的检测砝码定位到处于更换位置中的秤的、处于其借助第二电机式升降装置提升的状态中的载荷容纳件之上，

-将秤提升，直至载体部件穿过配属于检测砝码的缺口组并且载体部件贴靠在检测砝码上，

-将秤连同放置在其载荷容纳件的载体部件上的检测砝码继续提升，直至止挡贴靠在相对于秤高度设定地固定的配对止挡上，

-借助第二电机式升降装置将载荷容纳件转移到其下降的状态中，

-获知针对检测砝码的重量值，并且

-将秤下降到更换位置中。

本领域技术人员理解，载荷容纳件必须在重新实施方法之前在合适的时间点再次与称重系统脱开联接，也就是说借助第二升降装置及时地再次转移到其提升的状态中。然而，合适的时间点的选择与本发明无关，并且可以由本领域技术人员视具体情况的需要来进行选择。

以有利的方式，根据本发明的设备作为比较器运行，也就是说，所描述的方法步骤以所示的顺序循环地实施，其中，检测砝码的每个所获知的重量值都与参考砝码的类似地获知的重量值进行比较。在为多个检测砝码称重时，可以分别交替地为检测砝码和参考砝码称重，同样也可以依次地为检测砝码称重，并且与参考砝码的、在对检测砝码进行称重之前和之后获知的重量值进行比较。不言而喻地，所有处于这两种极端方案之间的变型方案也都是可以考虑的。

本发明的其他特征和优点从下面的具体说明和附图中得出。

附图说明

在附图中：

图1示出根据本发明的设备的示意性俯视图；

图2示出来自图2的设备在其称重位置上的侧视图；

图3示出来自图1的设备在其更换位置上的侧视图。

具体实施方式

附图中相同的附图标记表示相同的或类似的元件。

下面结合图1到图3以高度示意化的示图示出了根据本发明的设备10的一个实施方式，设备10包括秤12和载荷更换单元14。

在共同的基座16上固定安置支架，支架例如可以构造为支杆或壳体。在所示实施方式中，支架构造为筒式壳体18。筒式壳体18在其上边沿上承载三点转盘支承件22，在其上以能旋转的方式支承转盘22。转盘22的可旋转性在图1中用旋转箭头23表示。转盘22用作检测砝码24的存放件，这些检测砝码在所示实施方式中以在其周边均匀分布的方式定位在转盘22上的预定位置上。检测砝码24的这些预定的位置的特征尤其是穿过转盘22的、成组的竖直缺口26。这些缺口例如可以按缝隙形式或圆孔形式设计。在所示实施方式中，配属于检测砝码24的缺口组分别由多个竖直缺口组成。然而也可以考虑其他实施方式，其中，至少其中一个缺口组仅由一个足够大的竖直缺口26组成。下面还要更加详尽地说明竖直缺口26的用处。

在转盘22之下布置有升降装置28，升降装置28在所示实施方式中按照具有剪式升降器30的升降台的类型构造。正如通过图2中的移动箭头31指明的那样，升降装置28是可竖直移行的，其中，在图2中示出了在此被称为称重位置的、提升的状态，并且在图3中示出了在此被称为更换位置的、下降的状态。在筒式壳体18的内壁上布置止挡32，升降装置28在其称重位置中利用未详尽示出的配对止挡向该止挡抵靠。因此通过止挡32准确地限定了升降装置的称重位置。

在升降装置28上布置秤12。该秤包括称重单元34，称重单元34在所示实施方式中包括壳体26，在壳体内部布置机械的称重系统38和相对应的调节电子器件40。称重系统和调节电子器件优选地按照电磁补偿原理工作，然而也可以以电阻应变片原理或其他的称重原理为基础，称重系统和调节电子器件的细节在图中未示出，并且对于本发明也没有重要的相关性。称重系统38经由载荷导入元件41与载荷容纳件42联接，载荷容纳件用于容纳载荷，针对载荷应借助称重单元34获知重量值。载荷容纳件42具有载体部件44，载体部件在所示实施方式中构造成多个竖直指向的指形件，指形件的大小和位置与转盘22的每个缺口组的竖直缺口26相应。换句话说，在转盘22正确角定位的情况下，载体部件44的指形件穿过这些竖直缺口26。

在升降装置28处于图2中所示的称重位置中时就是这种情况。在此，载体部件44的指形件在无接触的情况下穿过转盘22的竖直缺口26，并且提升起定位其上的测量重量24。因此，提升的检测砝码24的载荷就落在载荷容纳件42上并且被导入称重单元34的称重系统38中，从而可以确定相应的重量值。相反地，在图3中所示的更换位置中时，载体部件44完全定位在竖直缺口26之下，因此转盘22能够自由转动，并且将载荷容纳件42之上的另一个检测砝码24带到位置中。为了驱动转盘22，在所示实施方式中设置有构造为摩擦轮驱动件的电机式周边驱动件。这种周边驱动件相比原则上也可以使用的中央驱动件具有以下优点，即，在筒式壳体18内部为称重单元34和升降装置28提供更大的构造空间。

当然，在具体的说明书中讨论的和在图中所示的实施方式仅是对本发明的阐述性的实施例。对于本领域技术人员来说，在这些公开内容的启发下得到了变型方案可行性的宽广范围。尤其是，根据本发明的设备(其特别优选地用作比较器)可以装配所有对于本领域技术人员公知的、以及未来将会研发出来的如下方面的装置：称重系统28、控制电子器件40、升降装置28、转盘支承件20、检测砝码24在转盘22上或在载体部件44上的定心件。

附图标记列表

10 设备

12 秤

14 载荷更换装置

16 基座

18 筒式壳体

20 转盘支承件

22 转盘

23 旋转箭头

24 检测砝码

26 22中的竖直缺口

28 升降装置

30 剪式升降器

31 竖直调节箭头

32 止挡

34 称重单元

36 壳体

38 称重系统

40 调节电子器件

41 载荷导入元件

42 载荷容纳件

44 载体部件

46 摩擦轮驱动件

Claims (10)

1.具有载荷更换装置的秤，

其中，所述载荷更换装置(14)具有以能水平运动的方式受支承的、具有多个成组布置的竖直缺口(26)的存放台，并且

所述秤(12)包括称重单元(34)和带有与所述存放台的每个缺口组相对应的载体部件(44)的载荷容纳件(42)，

并且其中，所述存放台和所述秤(12)能相对彼此进行高度调节，从而在称重位置中，所述存放台的定位在所述载荷容纳件(42)之上的缺口组被所述载荷容纳件(42)的载体部件(44)穿过，并且在更换位置中，所述载荷容纳件(42)的载体部件(44)比所述存放台的竖直缺口(26)更低地定位，

其特征在于，

所述存放台相对于基座(16)高度设定地受支承，而所述秤(12)能相对于所述基座(6)进行高度调节，

其中，所述秤(12)的升程向上通过相对于所述基座(16)高度设定的止挡(32)来限定。

2.根据权利要求1所述的设备，

其特征在于，

所述存放台构造为以能水平旋转的方式受支承的转盘(22)，所述缺口组在所述转盘的周边上分布地布置。

3.根据权利要求1所述的设备，

其特征在于，

所述存放台构造为以能水平直线移动的方式受支承的移动台，所述缺口组在所述移动台的面上分布地布置。

4.根据以上权利要求中任一项所述的设备，

其特征在于，

所述止挡(32)或者相对于所述秤高度设定地固定的配对止挡设有力测量装置。

5.根据以上权利要求中任一项所述的设备，

其特征在于，

所述秤(12)布置在第一电机式升降装置(28)上或者设有第一电机式升降装置。

6.根据权利要求5所述的设备，

其特征在于，

所述第一电机式升降装置(28)设有力控制的切断件。

7.根据以上权利要求中任一项所述的设备，

其特征在于，

所述存放台设有电机式驱动件。

8.根据以上权利要求中任一项所述的设备，

其特征在于，

借助第二电机式升降装置，所述载荷容纳件能相对于所述称重单元进行高度调节，其中，在提升的状态中，所述载荷容纳件与所述称重单元的称重系统脱开联接，而在下降的状态中，所述载荷容纳件与所述称重单元的称重系统联接。

9.用于运行按照权利要求1至7中任一项所述的具有载荷更换装置(14)的秤(12)的方法，其中，多个检测砝码(24)以在存放台上分布的方式分别定位在配属的缺口组之上，

所述方法包括以下步骤：

-使所述存放台运动，直到选中的检测砝码(24)定位在处于更换位置中的秤(12)的载荷容纳件(42)之上，

-将所述秤(12)提升，直至载体部件(44)穿过配属于所述检测砝码(24)的缺口组并且所述载体部件(44)贴靠在所述检测砝码(24)上，

-将所述秤(12)连同放置在其载荷容纳件(42)的载体部件(44)上的检测砝码(24)继续提升，直至止挡(32)贴靠在相对于所述秤(12)高度设定地固定的配对止挡上，

-获知针对所述检测砝码(24)的重量值，并且

-将所述秤(12)下降到所述更换位置中。

10.用于运行根据权利要求8所述的具有载荷更换装置的秤的方法，其中，多个检测砝码以在存放台上分布的方式分别定位在配属的缺口组之上，

所述方法包括以下步骤：

-使所述存放台运动，直到选中的检测砝码定位在处于更换位置中的秤的载荷容纳件之上，所述载荷容纳件处于其借助第二电机式升降装置被提升的状态中，

-将所述秤提升，直至载体部件穿过配属于所述检测砝码的缺口组并且所述载体部件贴靠在所述检测砝码上，

-将所述秤连同放置在其载荷容纳件的载体部件上的检测砝码继续提升，直至止挡贴靠在相对于所述秤高度设定地固定的配对止挡上，-借助所述第二电机式升降装置将所述载荷容纳件转移到其下降的状态中，

-获知针对所述检测砝码的重量值，并且

-将所述秤下降到所述更换位置中。