CN108534873A - 用于秤的负荷传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于秤的负荷传感器,具有整体配置的测量主体,具有力接收部、力引入部,以及布置在力接收部和力引入部之间的接合部,其中测量主体具有纵轴和在力接收侧的轴向末端以及在力引入侧的轴向末端;布置在接合部上在上侧的至少一个应变仪,用于检测测量主体的拉伸变形;和电路板,电连接到至少一个应变仪,电路板布置在力接收侧处并且具有布置在其上的电子器件,特别是包括模数转换器,用于处理至少一个应变仪的至少一个输出信号,其中力接收部具有在上侧的凹槽,凹槽在力接收侧朝向测量主体的末端开口,并且电路板水平插入到凹槽中。

Description

用于秤的负荷传感器
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于抨的负荷传感器。
背景技术
[0002]从现有技术中已知,使用这样的负荷传感器将电路板沿边侧向地附接到测量主体 的力接收部。在这方面,测量主体的高度必须至少对应于沿边附接的电路板的宽度,以避免 在测量主体上电路板向上和/或向下的突起。负荷传感器的最小构造高度因此受到电路板 通常不是非实质高度的限制。
发明内容
[0003] 本发明的基本目的是提供一种能够实现较小的构造高度的最初提及种类的负荷 传感器。
[0004] 该目的由具有实施例的特征的负荷传感器来满足,并且尤其在于,力接收部具有 凹槽,特别是在三个侧界定的凹槽,在上侧处该凹槽尤其是在力接收侧处仅朝向测量主体 的末端开口,并且电路板水平地插入到该凹槽中。
[0005] 由于电路板布置在力接收部的上侧处或上,测量主体的高度以及因此负荷传感器 的构造高度可以独立于电路板的尺寸而选择,使得构造高度对于小于电路板的宽度的负荷 传感器是可能的。根据本发明的负荷传感器的构造高度仅受测量主体的物理性质的限制。 通过负荷传感器的小的构造高度,可以将秤的秤体的构造高度保持小,负荷传感器与布置 在其上方的负载板一起容纳在秤中。将电路板插入到凹槽中的情况还有助于使负荷传感器 的构造高度保持小。此外,电路板和至少一个应变仪可以简单地电连接到彼此,因为它们各 自布置在测量主体的上侧处,即布置在测量主体的相同侧上。例如,电路板和至少一个应变 仪之间的电连接可以特别地仅通过结合或通过结合线来进行。
[0006] 所述凹槽特别地通过两个纵向侧壁和通过面向力引入侧处的末端的前侧壁来界 定,所述两个纵向侧壁在测量主体的纵轴的方向上延伸并且相对于纵轴相对地设置。力接 收部尤其可以具有紧固孔,用于将负荷传感器紧固到相对于测量主体的纵轴布置在凹槽的 两侧处和/或电路板的两侧处的秤。然而,通常也可能的是,凹槽被配置成使得其不仅在力 接收侧处朝向测量主体的末端开口,而且在测量主体的两个纵向侧中的至少一个的方向 上。该凹槽优选是矩形的和/或相对于测量主体的纵轴在力接收部的上侧处在中心形成。
[0007] 电路板优选布置完全沉入凹槽中以保持负荷传感器的构造高度特别小。然后将电 路板插入到凹槽中,使得其向上指向的侧在测量主体的上侧的无凹槽区域上不突出。然后 电路板的向上指向的侧至多位于接合部的上侧的水平处或其下方。
[0008] 根据本发明的优选实施例,电路板在力接收侧处在测量主体的末端上向外突出。 电路板还可以在力接收侧处在其面向测量主体的末端的一侧处设置有至少一个硬件接口, 所述至少一个硬件接口电连接到电子器件并且可以从负荷传感器的外部自由接入。在这方 面,优选的是,如果相应的硬件接口在力接收侧处在测量主体的末端上向外突出和/或配置 为插入连接的一部分,特别是作为插头或插座,插入连接的插入方向水平延伸,特别是沿测 量主体的纵轴。电路板和/或相应的硬件接口可以在力接收侧处在测量主体的末端上通过 电路板的或相应的硬件接口的突起来简单地接触。当相应的插入连接是需要按压凸出部以 再次释放插入连接的闭锁插入连接时尤其如此。硬件接口,例如USB接口,可以被设置以将 电路板连接到配置成处理由电子器件提供的信号(特别是重量值信号)的秤的CPU板。此外, 可以提供另外的硬接口,例如,串行接口,用于例如生产中负荷传感器的平衡。
[0009] 电路板优选在一个侧处组装,其中电路板通过其面向下的组装侧和/或其面向上 的焊接侧插入到凹槽中。对于其中组装侧面向下的电路板,电子器件的电子组装件特别地 以简单的方式被良好地保护免受损坏。通过面向上的焊接侧,电路板和至少一个应变仪可 以采用特别简单的方式例如借助于结合或结合线电连接到彼此。电子组装件或者它们中的 至少一些尤其可以是接线组装件,所述接线组装件通过孔安装从组装侧来定位并且焊接在 相对设置的焊接侧上。然而,通常也可以使用表面安装的组装件,特别是至少部分和/或通 过双侧组装。
[0010] 为了将电路板固定地连接到测量主体,电路板可以通过至少一个紧固螺钉来紧 固,所述至少一个紧固螺钉延伸通过相应的孔中电路板中设置的相应的通道孔,特别是盲 孔,所述相应的孔形成在凹槽中和具有内螺纹。优选地设置两个紧固螺钉。
[0011] 电路板优选在其向下指向的侧处具有至少一个间隔件。因此,电路板可以与凹槽 的底部以限定的间隔来保持。当电路板组装在其面向下的一侧处时,这尤其是有利的。然 后,相应的间隔件的长度尤其大于安装在电路板的面向下的一侧上的电子组装件的高度。
[0012] 相应的间隔件可以配置为间隔件套筒,即可以形成为套筒,并且前述相应的紧固 螺钉可以延伸通过相应的间隔件套筒或者通过相应的套筒状的间隔件。相应的间隔件套筒 随后分别满足双重功能。一方面,电路板可以保持与凹槽的底部间隔开;另一方面,它代表 用于相应的紧固螺钉的引导件,以可靠地找到在螺接入时形成在凹槽中的孔。
[0013] 根据本发明的优选实施例,保护盖被设置用于所述电路板,特别是用于所述电路 板的组装侧,特别是前述的组装侧,所述保护盖可以形成为盖板或可以包括盖板,其中所述 电路板与所述保护盖组合以形成插入到所述凹槽中的模块,特别是其中所述电路板的和/ 或所述保护盖的组装侧面向下。布置在电路板上的电子器件,特别是模数转换器,可以被保 护盖良好地保护免受损坏。保护盖优选具有用于电路板和/或用于前述相应的间隔件套筒 的前述相应的紧固螺钉的相应切口。
[0014] 电路板和保护盖优选经由夹箍连接件彼此机械连接。由此可以提供简单且特别是 可释放的连接。优选地,保护盖具有多个弯曲卡扣钩,所述多个弯曲卡扣钩在电路板的方向 上突出并且在组装状态中以形状匹配的方式接合在电路板后面以形成夹箍连接件。保护盖 可以由塑料制成。
[0015] 进一步优选的是,保护盖具有在电路板的方向上突出的腹板,该腹板至少在相对 于纵轴的相对设置的侧处形成并且电路板位于该腹板上。形成在相应的侧上的腹板区域可 以是连续的或中断的,特别是通过弯曲卡扣钩。特别地,保护盖在力接收侧处在其面向测量 主体的力接收末端的前侧处至少部分地刚硬。上述至少一个硬件接口可以布置在无腹板前 侧处或前侧的无腹板区域处。
[0016] 根据本发明的优选实施例,设置移除盖,特别是校准盖和/或采用盖板的形式,该 移除盖通过由校准标记固定的紧固元件特别地直接紧固到测量主体的力接收部,尤其是以 粘结件或校准密封件的形式,并且从上方覆盖凹槽,特别地使得电子器件或者它们中的至 少一些和/或电路板的至少一个紧固元件在移除校准密封件之后只能从外部接入。关于校 准的秤,可以保护电子器件的校准相关组件免受未经授权的操作。当未经授权的人移除紧 固元件以移除校准盖时,校准标记必然被破坏,由此秤失去其校准,即被去校准。
[0017] 紧固元件优选为紧固螺钉,其螺接到具有内螺纹的凹槽中的孔中,特别是盲孔,其 中紧固螺钉延伸通过设置在校准盖中的通道孔并通过电路板中设置的对应的通道孔,并且 可选地通过设置在保护盖中的对应的通道孔。
[0018] 力接收部优选地具有用于相应的紧固部件的至少一个紧固孔,尤其是相应的螺 钉,用于将负荷传感器紧固到秤,其中校准盖还同时覆盖相应的紧固孔和/或相应的紧固部 件,因为相应的紧固孔和/或相应的紧固部件通常在校准的秤中是校准相关的。
[0019] 测量主体可以具有凹槽,特别是单部分或双部分凹槽,所述凹槽在所述力引入部 与所述接合部之间的上侧处相对于所述测量主体的纵向方向横向延伸,特别是垂直延伸, 以用于力引入部的机械去耦合。
[0020] 测量主体例如可以具有至多40mm,优选至多30mm的高度,和/或至少40mm,优选至 少50mm的宽度,和/或宽度对高度比率至少为1.5,优选至少为2。
[0021] 本发明还涉及具有如上所述的负荷传感器的秤。
附图说明
[0022] 在权利要求,附图描述和附图中描述了本发明的另外的有利实施例。
[0023] 以下将参照附图通过示例来描述本发明。
[0024] 图1是没有插入的电路板的根据本发明的负荷传感器的立体图;
[0025] 图2是具有插入的电路板的图1的负荷传感器;
[0026] 图3是从下面的视图中图2的电路板;
[0027] 图4是电路板的保护盖的立体图;和
[0028] 图5是具有校准盖的根据图1和2的负荷传感器的平面图。
[0029] 参考数字列表
[0030] 11负荷传感器
[0031] 13测量主体
[0032] 15力接收部
[0033] 17力引入部
[0034] 19紧固孔
[0035] 21紧固孔
[0036] 23接合部
[0037] 25 通道
[0038] 27应变计
[0039] 29 末端
[0040] 31 末端
[0041] 33 凹槽
[0042] 35纵向侧壁
[0043] 37前侧墙
[0044] 39电路板
[0045] 41 凹槽
[0046] 43电子器件
[0047] 45硬件接口
[0048] 47硬件接口
[0049] 49保护盖
[0050] 51夹箍连接
[0051] 53弯曲卡扣钩
[0052] 55 腹板
[0053] 57通道孔
[0054] 59紧固螺钉
[0055] 61 盲孔
[0056] 63间隔件套筒
[0057] 65 切口
[0058] 67校准盖
[0059] 69紧固螺钉
[0060] 71校准标记
[0061] 73通道孔
[0062] 75通道孔
[0063] 77通道孔
[0064] 79 盲孔
[0065] 81 光栅
[0066] 83传送器
[0067] 85接收器
[0068] 87存储器
[0069] 89模数转换器
[0070] L 纵轴
具体实施方式
[0071]负荷传感器11在图1中示出用于校准的秤,其包括测量主体13,该测量主体13整体 地形成为块并且具有力接收部15和力引入部17。力接收部15可经由四个紧固孔19紧固到秤 的固定部分和承载负载板的负载横档可经由两个紧固孔21紧固(未示出)到力引入部。在两 个部15、17之间设置接合部23,使得测量主体13充当弯曲杆或弯曲梁。为此,在接合部23中 形成中心通道25;它特别是横截面为狗骨形并且完全通过测量主体13。测量主体13总体上 具有纵轴L、在力接收侧的末端29和在力引入侧的末端31。在力引入部17与接合部23之间在 测量主体13的上侧处设有与纵轴L垂直延伸的凹槽41,以实现力引入部12的机械去耦合。 [0072] 多个仅示意性示出的应变仪27布置在测量主体13的外侧处的通道25的上方,并以 本身己知的方式检测在接合部的区域中测量主体13的变形。因此负荷传感器11是应变仪负 荷传感器。力引入部17上的负载产生与所述负载成比例的测量主体13的变形或弯曲,使得 能够从测量主体13的变形或拉伸来确定负载的重量。
[0073] 矩形凹槽33形成在力接收部15中的上侧处并且通过两个纵向侧壁34和通过前侧 壁37来界定,两个纵向侧壁34在测量主体13的纵轴L的方向上延伸,以及前侧壁37面向在力 引入侧处的末端31。凹槽33在力接收侧朝向测量主体13的末端29开口。凹槽33就此而言在 朝向其一个纵向侧的两个紧固孔19与朝向其另一纵向侧的两个紧固孔19之间相对于纵轴L 在中心布置。
[0074] 如图2中示出的,电路板39水平地插入到凹槽33中。电路板39通过结合线(未示出) 电连接到应变仪27,并且组装有电子器件43的多个电子组装件,其特别地包括模数转换器 89。电子器件43设置用于特别是形成惠斯登电桥的应变仪27的至少一个输出信号的信号处 理,特别是用于计算重量值。
[0075]电路板39仅在一个侧上组装,使得电路板39具有图3中示出的组装侧和焊接侧。电 路板39通过其组装侧面向下以架空安装的方式插入到凹槽33中,使得其焊接侧面向上,使 得电路板39 (即其焊接侧)和应变仪27之间上述的结合连接可以特别简单地建立。电路板39 的上侧无疑完全沉入凹槽中但仅布置在接合部39的上侧之下的事实也有助于此。
[0076] 通过将电路板39布置在测量主体13的上侧处的凹槽33中,可以实现具有小构造高 度的负荷传感器11。
[0077] 电路板39在力传送侧在其面向测量主体13的末端29的一侧处具有两个硬件接口 45、47;它们电连接到电子器件43,形成为插入连接的相应的插座,并且可以从负荷传感器 11的外部自由接入,使得相应关联的插头可以沿测量主体13的纵轴L插入到插座45、47中或 可以从其释放。硬件接口 45是串行接口,在负荷传感器11的制造期间通过所述串行接口可 以实现负荷传感器11的平衡。在这方面,负荷传感器11的校准数据尤其存储在电子器件43 的校准使能的存储器87中,其中电子写保护随后被激活以防止稍后未经授权操纵校准数 据。硬件接口47是USB接口,电子器件43计算的重量值可以通过该USB接口由负荷传感器外 部的CHJ板(未示出)读取,或者可以输出给它。
[0078] 如在图2中可以初步识别的,电路板39和两个硬件接口 45、47在力接收侧在测量主 体13的末端29上向外突出,以进一步促进对硬件接口45、47的可接入性。
[0079] 提供图4中示出的保护盖49以保护电子器件43。保护盖49经由可释放的机械夹箍 连接51与电路板39组合以形成模块,其中电路板39与保护盖49一起插入到凹槽33中,并且 实际上其中电路板39的或保护盖49的组装侧在前部。夹箍连接51被形成,其中保护盖49具 有多个弯曲卡扣钩53,所述多个弯曲卡扣钩53在电路板39的方向上突出并且在电路板39的 上侧之后通过形状匹配结合。电路板39在这方面在电路板39的方向上突出的保护盖49的腹 板55上,所述腹板形成在两个纵向侧和在面向力引入侧处的末端31的保护盖49的前侧处。
[0080] 由于两个硬件接口 45、47布置在从外部可接入的那里,保护盖49在力接收侧处在 其面向测量主体13的末端29的前侧处相反是没有腹板,如上所解释的。
[0081] 电路板39具有两个通道孔57 (图3),经由所述两个通道孔57,电路板39通过两个紧 固螺钉59 (图2)紧固在形成在凹槽33中对应的盲孔61 (图1)中,每个盲孔具有内螺纹。紧固 螺钉59分别在这里延伸通过相应的间隔件套筒63的内部,所述间隔件套筒63从电路板39的 下侧相应地向下突出,所述间隔件套筒63结合通过保护盖49中对应的相应切口65,以及坐 落在凹槽33的底部。
[0082]此外,设置校准盖67(图5),其通过紧固螺钉69紧固到负荷传感器11并且从上方覆 盖凹槽33并且因此覆盖电路板39和两个紧固螺钉59以及因此从外部不可接入。
[0083]紧固螺钉69螺接到形成在凹槽33中并具有内螺纹的盲孔79中。为此,紧固螺钉69 延伸通过形成在校准盖67中的通道孔73,并且被图5中的紧固螺钉69覆盖,通过形成在电路 板39中的通道孔75,以及通过形成在保护盖49中的通道孔77,其中三个通道孔73、75、77在 垂直于测量主体13的表面的方向上彼此对齐地布置。
[0084]固定螺钉69的存在可以通过附接到电路板39的下侧的光栅81来识别,并由校准盖 67从外部不可接入地覆盖。为此,光栅81的传送器83和接收器85布置在形成在电路板中的 通道孔75的两个相互相对设置的侧上,使得光栅81被螺接入的紧固螺钉69中断。光栅81被 配置,使得在光栅81不再被紧固元件69中断时生成开关信号,即当不螺接入紧固螺钉69时。 [0085]光栅81的开关信号用于消除上述具有负荷传感器的校准数据的存储器83的电子 写保护,如为了负荷传感器11的被允许的重新校准所需要的。
[0086]由于校准盖67设置有采用粘结件形式的校准标记71,所述校准标记71示出为透明 的并且黏附地结合到用于校准盖67的紧固螺钉69,所以可以通过视觉检查来确定校准盖67 的紧固螺钉69是否己被移除,因为校准标记71必然被破坏。如果紧固螺钉69被授权的人移 除,则维持校准的有效性,其特别是通过给负荷传感器n提供维护代码而可见。
[0087] 从图5中可以进一步看出,不仅凹槽33被校准盖67覆盖,而且另外地还有紧固孔 19,经由所述紧固孔19,负荷传感器11可以通过螺钉紧固到秤的固定部分,以及所述螺钉被 覆盖,使得在已经接入该紧固时也可以识别。

Claims (15)

1. 一种用于秤的负荷传感器,包括: 整体配置的测量主体(13),具有力接收部(15)、力引入部(I7),以及布置在所述力接收 部(15)和所述力引入部(17)之间的接合部(23),其中所述测量主体(13)具有纵轴(L)、在力 接收侧的轴向末端(29),以及在力引入侧的轴向末端(31); 至少一个应变仪(27),布置在所述接合部(23)的上侧处,用于检测所述测量主体(13) 的拉伸变形;和 电路板(39),电连接到所述至少一个应变仪(37),所述电路板(39)布置在所述力接收 侧处并且具有布置在所述电路板(39)上的电子器件(43),特别是包括模数转换器,用于处 理所述至少一个应变仪(27)的至少一个输出信号, 其特征在于: 所述力接收部(15)具有在所述上侧的凹槽(33),所述凹槽(33)在所述力接收侧朝向所 述测量主体(13)的末端(29)开口,并且所述电路板(39)水平插入到所述凹槽(33)中。
2. 根据权利要求1所述的负荷传感器,其特征在于:所述电路板(39)完全沉入所述凹槽 (33)中。
3. 根据权利要求1或2所述的负荷传感器,其特征在于:所述电路板(39)在所述力接收 侧在所述测量主体(13)的末端(29)上向外突出。
4. 根据前述权利要求中至少一项所述的负荷传感器,其特征在于:所述电路板(39)在 所述力接收侧处在所述电路板(39)面向所述测量主体(13)的所述末端(29)的一侧处设置 有至少一个硬件接口(45、47),所述至少一个硬件接口(45、47)电连接到所述电子器件(43) 以及可从所述负荷传感器(11)的外部自由地接入,其中相应的硬件接口(45、47)优选地在 所述力接收侧处在所述测量主体(13)的末端(2®上向外突出和/或配置为插入连接的一部 分,所述插入连接的插入方向水平延伸,特别是沿所述测量主体(13)的所述纵轴(L)。
5. 根据前述权利要求中至少一项所述的负荷传感器,其特征在于:所述电路板(39)在 一侧被组装,其中所述电路板(39)通过其面朝下的组装侧和/或通过其面朝上的焊接侧插 入到所述凹槽(33)中。
6. 根据前述权利要求中至少一项所述的负荷传感器,其特征在于:通过至少一个紧固 螺钉(59)将所述电路板(39)紧固在相应的孔(61)中,所述孔形成在所述凹槽(33)中并且具 有内螺纹,特别是盲孔,所述至少一个紧固螺钉(59)延伸通过设置在所述电路板(39)上的 通道孔(57)。
7. 根据前述权利要求中至少一项所述的负荷传感器,其特征在于:所述电路板(39)在 其向下指向的侧处具有至少一个间隔件(63),其中相应的间隔件(63)优选配置为间隔件套 筒并且其中相应的紧固螺钉(59)延伸通过相应的间隔件套筒(63)。
8. 根据前述权利要求中至少一项所述的负荷传感器,其特征在于:保护盖(49)被设置 用于所述电路板(39),特别是用于所述电路板(39)的组装侧,其中所述电路板(39)与所述 保护盖(49)组合以形成插入到所述凹槽(33)中的模块,特别是其中所述电路板(39)的和/ 或所述保护盖(49)的组装侧面向下。
9. 根据权利要求8所述的负荷传感器,其特征在于:所述电路板(39)和所述保护盖(49) 通过特别是可释放的夹箍连接件(51)彼此机械连接,其中所述保护盖(49)优选地具有多个 弯曲卡扣钩(53),所述多个弯曲卡扣钩(53)在所述电路板(39)的方向上突出并且在组装状 态中通过形状匹配在所述电路板(39)后面接合以形成所述夹箍连接件(51)。
10. 根据权利要求8或9所述的负荷传感器,其特征在于:所述保护盖(49)具有在所述电 路板(39)的方向上突出的腹板(55),所述腹板(55)至少在相对于所述测量主体(13)的所述 纵轴(L)相对设置的侧处形成,并且所述电路板(39)位于所述腹板(55)上,其中所述保护盖 (49)优选在所述力接收侧处在其面向所述测量主体(13)的末端(29)的前侧处部分无腹板, 其中至少一个硬件接口(45、47)布置在无腹板前侧处或前侧的无腹板区域处。
11. 根据前述权利要求中至少一项所述的负荷传感器,其特征在于:还包括移除校准盖 (67),所述移除校准盖(67)通过由校准标记(71)固定的紧固元件(59)紧固到所述测量主体 (13)的所述力接收部(15)并且从上方覆盖所述凹槽(33),特别地使得所述电子器件(43)或 它们中的至少一些或所述电路板(39)的至少一个紧固元件(59)仅在移除所述校准盖(67) 之后可从外部接入。
12. 根据权利要求11所述的负荷传感器,其特征在于:所述紧固元件(69)是紧固螺钉, 所述紧固螺钉螺接到形成在所述凹槽(33)中并且具有内螺纹的孔(79)中,特别是盲孔中, 其中所述紧固螺钉(69)与延伸通过设置在校准盖(67)中的通道孔(73)并通过设置在所述 电路板(39)中对应的通道孔(75),并且可选地通过设置在保护盖(49)中对应的通道孔 (77)。
13. 根据权利要求11或12所述的负荷传感器,其特征在于:所述力接收部(15)具有用于 相应的紧固部件,尤其是相应的螺钉,的至少一个紧固孔(19),用于将所述负荷传感器(11) 紧固到秤,其中所述校准盖(67)还同时覆盖相应的紧固孔(19)和/或相应的紧固部件。
14. 根据前述权利要求中至少一项所述的负荷传感器,其特征在于:所述测量主体(13) 具有凹槽(41),所述凹槽(41)在所述力引入部(17)与所述接合部(23)之间的上侧处横向延 伸,特别是垂直于所述测量主体(13)的纵向方向(L)延伸。
15. —种秤,具有根据前述权利要求中任一项所述的负荷传感器(11)。
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