CN1136441C - 运动邮件称重装置 - Google Patents

Abstract

用于对运动邮件进行称重的装置。其目的是改善功能特性并扩大应用范围。根据本发明的任务应该能对一边直立、通常以高输送速度运动的信件进行精确称重。按本发明提供一种用于信件(A)的、轻型结构形式的抗弯抗扭秤盘(6)，它被连接到一秤重单元(7)上的由秤盘(6)和一配置在秤盘(6)中央的具有最大许可重量及最大许可尺寸的信件(A)所形成的总重心(S)处；秤盘(6)具有一导引信件(A)的后壁(61)和一具有输送带(41)的输送装置(4)，该输送装置(4)也组成了秤盘(6)的底面。

Description

运动邮件称重装置

本发明有关一种对运动邮件、尤其是对配置成以其一边直立的信件进行称重的装置。

邮政处理系统通常由邮件分检装置、秤、盖邮戳机、和存放装置所组成，见专利文献DE 2717721A1和DE 3731525C2。其中秤也可以被组合进盖邮戳机中，见1997年5月24日发行的德国专利局外观设计文献第1a部分、产品分类18/02中的DE-M9609167.3。

被称负荷的重量范围在负荷厚度为0.5～20mm时通常为3～1000g。

在分检装置中，邮件-以下简称“信件”-被堆放、分检并根据需要被封装。

在盖邮戳机和/或地址打印机中，信件根据被称重量和预定地址被打印。

在一已知的盖邮戳机和/或地址打印机中，请见DE 196 05 014 C1和DE 196 05 015 C1，以一边直立的信件被连续地导过一打印装置。该打印装置在打印过程中位置固定。上述情形中未涉及称重问题。

已知有一种秤，见DE-M 296 01 418 U1，用它专门来对邮件称重。用该秤来对配置成以一边直立的信件进行称重。

秤盘有一凹槽和一垂直支撑面。信件的一边立于该凹槽中而其一侧面则靠在支撑面上。

秤被采用支承装置如下地将秤盘弹性支承，使秤盘以一定的量垂直向下运动，该量随着秤盘中负荷的重量而增加。秤还具有换能器，它根据秤盘的垂直向下运动产生一相应于负荷重量的电信号。

秤盘在其水平延伸方向尺寸设计得较短，使信件必须要大概位于中央位置，以不致从秤盘上落下。这样来使负荷的重心近似位于支承装置以上的垂直面上且由此不会对秤盘作用有显著的倾斜力。于是在这种情况下负荷重心的高度同样也不影响到测量的结果。

为称量高速输送速度之下的负荷重量，则要求有一种秤盘，其水平长度至少应等于被称负荷在输送方向所具有的最大伸长。

从上述介绍的装置可看到，这种配置方式仅适用于称量静止负荷且称重结果取决于操作人员的细微程度。

在前述的根据DE 37 31 525 C2的盖邮戳机中，信封平躺着由输送带所输送。秤被配置在信件分检装置和盖邮戳机之间且经一输送控制器与后续仪器相连接，使得信件输送为了称重过程而被中断。

称重时间这样来分配，使得能得到一稳定的称重状态。由此则从经验获得的值出发，当负荷单元或称重单元的三个相继计数信号在一预定的输送带范围内被采集，则达到一稳定的称重状态。

在一优选实施形式中，负荷单元为减小扭转载荷则这样地被固定到一基础上，使负荷单元的水平中线与输送带表面相对齐。三根平行配置的输送带组成一输送装置，该装置被支承在一伸长的u形的型材件上，该型材件的一侧壁被法兰连接到负荷单元上。在该型材件之下配置有挡块用作超重保护。

这一配置形式因其采用三根输送带和从属的驱动辊和导向辊因而具有较大的质量。另外还有型材件的质量，该质量因为要保证一最低刚度因此必须具有一相应的壁厚。一个大的总质量-从最大信件重量的几倍这样的经验估计出发-则具有相应较低的固有频率。固有频率的平方众所周知反比于刚体的质量而正比于其弹性刚度。当要近似地保持各称重结果具有相同的精度时，则固有频率越低，所需的称重时间以及由此所需的经过秤的输送时间便越长。

型材件与输送装置连接的类型和方式由此决定了一弯矩，该弯矩则相应地限制了对负荷单元的选择。

同样在前面所介绍的根据DE 27 17 721 A1的解决方案中，信件类似于前述配置形式那样平躺着经一由多个平行运行带组成的输送装置被引导经过一电子秤。称重在输送过程中进行，亦即：此处涉及的是一种所谓的“动态秤”。输送速度和输送路程的长度在这里被这样地来设计：使得秤所需的称重时间一直保持到被称信件重新离开称重范围为止。

在这里输送装置同样也具有低的固有频率。这样便决定了一个相应较长的秤盘和一个低的输送速度以及/或对称重上限的降低。

上述两种秤均是专为对平放信件输送而设计的。将迄今已有的输送装置用于垂直信件输送则会带来较大的测量不精确度的缺点，因为在这里信件质量重心远离负荷单元且由此造成力臂较大的缘故。

本发明的目的是采用最小的费用来改善秤的功能特性并扩大其应用范围。

本发明的任务是：特别提供一种对配置成以一边直立的、通常为运动着的信件进行称重的装置，且用该装置进一步还可在高输送速度和在一宽的信件重量范围之内实现高的测量精度。

根据本发明，上述任务是按照发明的主权利要求来解决的。其它的具有优越性的特征可以从从属权利要求中加以了解。

将秤盘连接到位于秤盘以及配置在其大约中央的、具有最大可能尺寸的最大许可负荷所形成的总重心范围内的测量单元运动部件之上，这种连接方式其作用可将力臂的负面作用降至最小。

将秤盘做成抗弯和抗扭式轻型结构形式在保证高刚度的情况下减小了质量，这样对整个测量系统可获得高的固有频率且由此得到短的过渡过程时间。在较高的频率范围内，可容易地将谐振频率滤除掉。这样又能允许采取一相应较高的信件输送速度。

在秤盘后壁为骨架形结构的实施形式中利用了这样一种情形：秤盘的最大升程仅在微米范围内，由此该与邮件接触的后壁部件可相应地伸出在秤的后导壁中的窄槽形通孔中。这样可进一步减小秤盘质量，同时却保证了高刚度。由于秤盘后壁大部分为秤的后导壁所遮盖，由此便阻止了外部影响如气流对后壁的干扰作用。

将秤的输入区域结构这样地来设计：使得信件被切向地接近秤盘的下、后和前支撑面，这样在该部分中可进一步避免干扰脉冲对称重单元的作用，这些干扰脉冲会歪曲测量结果。开口的信件不会固其信封口盖而在输入处被卡住。

秤的输出区域结构也相应地被设计成：信件仅在称重过程结束之后才接触秤盘之后的部分。在秤盘范围中输送面和后支撑面相对于后续的输送面和支撑面凸出的配置形式可以缩短秤盘尺寸而不会限制测量时间。较短的秤盘此外还有助于节省质量方面的努力且由此也有助于提高固有频率。

以下通过两个实施例来进一步说明本发明。

附图中：

图1为从前右上方所看到的具有根据本发明的装置的秤的透视图；

图2为秤的信件输送器结构设计原理图，

a)输入区域不带其它辅助装置，

b)输入区域带有导向弹簧；

图3为从前右上方所看到的如图1所示的根据本发明的装置的透视图；

图4为如图3所示的根据本发明的装置的后视图；

图5为从右边看到的如图3所示的根据本发明的装置的侧视图；

图6为从前右上方所看到的秤的透视图，其中秤盘后壁被配置成主要位于秤的导壁之后；

图7为从前右上方所看到的如图6所示的带秤盘的秤的后部导壁的透视图；

图8为从后右上方所看到的如图6所示的带秤盘的秤的后部导壁的透视图；

图9为从前右上方所看到的如图8所示的秤盘后壁的透视图；

图10为从右方所看到的如图6所示的秤的局部侧视图；

图11为信件在秤盘上的各特征测量位置，

a)信件在入口范围中的前视图，

b)信件在中间部位时的侧视图和前视图，

c)信件在出口范围中的前视图；

图12为在最大许可测量范围内秤的过渡过程时间图。

为简化和便于理解起见，示图被部分作成示意性的。

如图1所示，信件A被配置成以其一边直立于一输送装置4的输送带41上且靠在秤盘6的后壁61上。后壁61被装入秤的后部导壁1的相适配的挖空部11中，使得后壁61自由浮动地(freigaengig)平行于导壁1且相对于其前端面稍稍突出。后壁61的前棱边在入口部分做成斜面直至位于导壁1前端面水平位置之下。

输送装置4组成u形结构的秤盘6的底部，其前壁62要低于承载的平行后壁61，见图3和图5。

前壁62在入口部分稍朝前弯曲且其高度做成使得开口信件A的信封口盖不会与前壁相抵触且仅仅只靠在该前壁上。此外，信件A的下棱边由此也被可靠地引导且不能从输送带41滑出。

在秤中在秤盘6的前壁62之前提供有一前盖板2-优选地由普勒克西玻璃制成-平行于该前壁62且与之有一微小距离，该前盖板2与后导壁1一起被安置在一下导壁3上。

盖板2一方面在输送和称重过程中阻止对信件A的抓取，另一方面减小空气运动对信件A的影响，该空气运动会导致对测量结果产生不良影响。

输送带41设计成这样的宽度：使得具有比如20mm这样的最大许可厚度的信件A具有足够多的地方，从而使得该信件在贴靠秤盘6后壁61时不接触秤的前盖板2。这样便可避免因接触摩擦而造成的虚假测量结果。

后导壁1稍向后倾斜，优选地超出垂线18°。

该角度对应于一已为自动信件送入装置和盖邮戳机所测得的最佳角度，请见DE 196 05 014 C1和DE 196 05 015 C1。

下导壁3被配置成与后盖板垂直因而也与前盖板2垂直。由此可取得一确定的信件位置并能与前置的和后续的仪器相适配。

所有上述组件和零件均经相应的连接件被连接到一底盘5上。

如图2所示，在秤的输入区域下导壁3的前端部31被设计成这样的结构：使得信件A近似切向地着落到输送带41上。秤输出区域中下导壁3的后端部32被设计成这样的结构：使得信件A在离开输送带41时首先处于悬空。为实现这一目的，下导壁3的后端部32的上端面被配置成低于输送带41的上端面的水平位置。

在根据图2a的第一实施例中，下导壁3的前端部31的上端面被配置成与输送带41的上端面相平。

在根据图2b的第二实施例中，在前端部31上连接有一薄软板簧33，其连接方式使该板簧33在信件载荷作用之下位于与前端部31和输送带41的第一部分的上端面相同的水平面上。

如图2a此外还示出的那样，输送装置4除输送带41之外还具有一前导向轮42、一后导向轮43以及用于输送带41的位于张紧轮45旁的一驱动轮44。张紧轮45的轴反着信件输送的方向被调节且然后被锁定，直至输送带41被充分地张紧为止。

为配合两导向轮42、43且能将输送带张力调节好并保证有一连续、和谐的信件输送运动，在承载信件负荷的上输送带范围之下还提供有一支撑板46。输送带41在较大负荷时沿支撑板46滑动，支撑板46的上表面也相应地做成光滑表面。

驱动轮44经一合适的传动装置-可以是齿轮传动装置也可以是皮带传动装置-与一马达49相连接。

如图3和图4所示，输送装置4的所有轮子42、43、44、45均被支承于两伸长支承板47之间。支承板47确定了输送装置4的长度，见图2。

在支承板47上此外还固定有一用于张紧轮45的张紧装置48。

在前支承板47上还连接有秤盘6的前壁62。也可以将两件一起做成一件。

类似地在后支承板47上也连接有用于输送带的支撑板46。同样也可将上述两件做成一件。

输送装置4与后支承板47被这样连接到秤盘6的后壁61，即，使得马达49和驱动轮44差不多位于总重心S之下。

总重心S是秤盘6的重心SW以及当许可的最重和最大信件A配置在秤盘6中央时该信件A的重心SB所形成的重心。

基板51与底盘5经隔离件52相连接且被配置成与底盘5平行。出于减振的目的，隔离件52可做成减振块形式。

秤盘6的后壁61由一信件导板612和一与其后端面相连接的支承板611所组成。

后壁61也可以整件式地以三明治结构型式用相应的力导入元件来实现。

导板612被做成箱式结构。其前端面做得十分光滑且提供有用于信件A的水平走向的滑动筋条6121。后端面则具有一周边凸缘6122和相互交叉走向的腹条6123，用它们来达到高的形状稳定性。

导板612优选地由一种工程塑料所组成，如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)。

支承板611在具有较小机械负载的范围内具有凹部6112，以节省材料且由此也减轻重量。

在水平延伸方向，支承板611具有一通常向外突出的凸肩6111。

用该凸肩6111则将该支承板611且由此也将整个秤盘6经一扁平中间连接的T形件6113连接到一称重单元7的自由端71上，其连接的方式使得形成的总重心S稍稍高出称重单元7的敏感区域72之上。

总重心S1为秤盘6的重心SW以及当信件A在输入端到达秤盘6上的位置距离能使测量过程开始时信件A的重心SB所共同产生的重心。

总重心S2则为秤盘6的重心SW以及当信件A在输出端走过秤盘6上的位置距离能使测量过程停止时信件A的重心SB所共同产生的重心，也请参照图11。

称重单元的敏感区域72是最受负荷影响的区域。

称重单元7在其中间区域有一通孔73。通孔之外的薄壁件对称重单元7的自由端71起着一平行四边形导板的作用，这样该自由端71在交变负荷影响下对应于图示箭头方向产生一近似垂直的运动。其中自由端71的升程位于微米范围之内。

在上述对应于敏感区域72的薄壁件上，在最薄弱的位置上连接有换能器，比如应变片。在受载时薄壁件变形且由此使应变片张紧，其电阻值发生改变。电阻改变在一后接的电路中被计算成重量值。

称重单元7的固定端74经一适配器55被连接到一横梁54上，该横梁54被支承于两立柱53上，两立柱53又被连接到基板51上，也见图5。

图6中示出一个秤，其中秤盘6的后壁61主要被配置在秤的后导壁1的后面。后壁61以其水平走向的凸出的滑动筋条6121伸穿过后导壁1的该相适配的通孔11，见图7、9和10。通孔11在其高度伸展上被设计成稍大于秤盘6的最大升程。

秤盘6的后壁61被这样配置在秤后导壁1的后面且将其滑动筋条6121这样放入导壁1的通孔11中，即，使得后壁61作为整体自由浮动地(freigaengig)平行于导壁1且滑动筋条6121的前部分相对于导壁1的前端面突出，其突出的程度使得信件A的横侧面仅接触滑动筋条6121而不接触导壁1。

从图7可看到，如何将具有被导向在两支承板47之间的输送带41的输送装置4配置到导壁1上。

用于滑动筋条6121的在导壁1中的槽形通孔11水平走向且相互被配置成等间距的。

如从图8中所看到的那样，秤的后导壁1在这种情况下被做成箱形且具有一周边12。

如图9所示，秤盘6的后壁61出于功能的考虑由一用于信件A的导引装置612和一与其后侧面相连接的支承装置611所组成。导引装置612由滑动筋条6121组成。支承装置611则由两T形支架6114和一配置在该两支架之间的且与之相连接的、多重弯角的板6115以及一用于连接至称重单元7上的凸肩6111所组成，也请见图8和图10。

滑动筋条6121被连接至T形支架6114的横腹板上，其中T形支架被配置成垂直于滑动筋条。为进一步提高导引装置612的刚度，还可用合适的横向件将滑动筋条6121的端部相互连接起来。

如图10所示，称重单元7类似于第一实施例那样地经一适配器55被连接到一横梁54上，该横梁又被连接到基板51上。基板51则直接与秤的底盘相连。

在图11中示出信件重心SB和秤盘重心SW之间的关系。

在图11a中信件A位于入口区域内，这样合成产生的重心S1同样位于秤盘6中央的左边。相应的力臂则等于总重心S1和秤盘重心SW之间的垂直距离。

在图11b中信件A正好位于秤盘6的中央，这样所有三个重心SB、SW和S位于秤盘6的中线上且力臂此时等于零。

在图11c中信件A位于出口区域内，这样合成产生的重心S2同样位于秤盘6中央的右边。相应的力臂则等于总重心S2和秤盘重心SW之间的垂直距离。

在图12中测量过程开始于时刻t1，此时重心S1起作用，测量过程终止于后面的时刻t2，此时重心S2起作用。在时刻tm则相应地为重心S在起作用。重量G的测量可具有一允许的偏差dG。

                     文中所用的附图标记1     秤的后导壁11    用于秤盘6或滑动筋条6121的在后导壁1中的挖空部12    导壁1的周边2     秤的前盖板3     秤的下导壁31    导壁3的前端部32    导壁3的后端部33    前端部31上的板簧4     输送装置41    输送装置4的输送带42    用于输送带41的前导向轮43    用于输送带41的后导向轮44    用于输送带41的驱动轮45    用于输送带41的张紧轮46    用于输送带42的支撑板47    输送装置的支承板48    用于张紧轮45的张紧装置49    输送装置4的马达5     秤1的底盘51    基板52    隔离件53    立柱54    用于称重单元7的横梁55    用于称重单元7的适配器6     秤盘61    秤盘6的后壁611   后壁61的支承板/支承装置6111  支承板/支承装置611上的凸肩6112  支承板611中的通孔6113  用于支承板611的T形件6114  支承装置611的T形支架6115  支承装置611的板612   后壁61的导板/导引装置6121  后壁61的前端面上的滑动筋条6122  后壁61的后端面上的凸缘6123  后壁61上的腹条62    秤盘6的前壁7     称重单元71    称重单元7的自由端72    称重单元7的敏感区域73    称重单元7中的通孔74    称重单元7的固定、夹紧端A     邮件、信件、包裹S     秤盘6和处于中央位置的最大、最重信件A的总重心S1    输入区域中的总重心S2    输出区域中的总重心SB    信件重心SW    秤盘重心

Claims (19)

1.用于对运动邮件、尤其是对配置成以其一边直立的信件进行称重的装置，其特征在于：

·提供一种用于邮件(A)的、做成为轻型结构形式的抗弯抗扭秤盘(6)，它被连接到一称重单元(7)上的由秤盘(6)和一配置在秤盘(6)中央的具有最大许可重量及最大许可尺寸的邮件(A)所形成的总重心(S)处，

·称盘(6)具有一导引邮件(A)的后壁(61)和一邮件(A)的输送装置(4)，该输送装置也组成了秤盘(6)的底面。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：到秤盘(6)的输入区域被设计成这样的结构，即，邮件(A)尽可能切向地到达输送装置(4)并且也到达后壁(61)，且离开秤盘(6)的输出区域被设计成侧向向下后移，使邮件(A)在离开秤盘(6)时在输出区域中首先悬空在空气中。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：输送装置(4)具有一输送带(41)，它组成秤盘(6)的底面。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：后壁(61)由邮件(A)的一导板(612)和一与之后侧面相连的支承板(611)所组成；

导板(612)被做成箱式，前端面光滑，具有用于邮件(A)的水平走向的滑动筋条(6121)，后端面具有一周边凸缘(6122)且具有相互交叉走向的腹条(6123)；

支承板(611)在其机械承载较小的区域具有通孔(6112)且在水平距离方向通常具有一向外突出的凸肩(6111)，该凸肩(6111)经一扁平中间连接T形件(6113)被这样连接到称重单元(7)的自由端，使得总重心(S)的位置稍稍高出称重单元(7)的敏感区域(72)，其中敏感区域(72)是称重单元(7)最受负荷影响的区域。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于：导板(612)由丙烯腈丁二烯苯乙烯或碳纤维增强塑料所组成。

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于：支承板(611)和T形件(6113)由特硬铝制成。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于：后壁(61)做成骨架式结构且配置在秤的一后导壁(1)的后面且配备有用于邮件(A)的滑动筋条(6121)，这些筋条伸过与之相配合的、窄槽形通孔(11)。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：后壁(61)从功能考虑由一邮件(A)的导引装置(612)和一与之后端面相连的支承装置(611)所组成，其中导引装置(612)由相互平行且等间距配置的滑动筋条(6121)所形成。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于：通孔(11)的高度大于滑动筋条(6121)厚度以及秤盘(6)最大升程之和。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于：支承装置(611)由两T形支架(6114)和一配置在两支架之间的、与之相连接的带一凸肩(6111)的板(6115)所组成，凸肩(6111)与一称重单元(7)连接成，使得总重心(S)的位置稍高出称重单元(7)的敏感区域，其中敏感区域是称重单元(7)的最受负荷所影响的区域。

11.如权利要求8所述的装置，其特征在于：滑动筋条(6121)被配置在T形支架(6114)的横腹条上且与之相垂直。

12.如权利要求1所述的装置，其特征在于：后壁(61)被做成单件、三明治结构型式具有至少一个中央力引入元件，后壁用该元件被这样连接到称重单元(7)的自由端(71)上，使得总重心(S)的位置稍高出称重单元(7)的敏感区域(72)。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于：后壁(61)由一种封闭式多孔性、加硬衬板的聚苯乙烯泡沫塑料以及一由特硬铝制成的力引入元件所组成。

14.如权利要求1所述的装置，其特征在于：

秤盘(6)的横截面为u形，其中输送装置(4)组成秤盘底面且其前壁(62)要低于平行支承的后壁(61)但具有这样的高度：使得开口邮件(A)的信封口盖仅仅靠在前壁(62)上；

前壁(62)在输入区域稍向前弯曲。

15.如权利要求1所述的装置，其特征在于：后壁(61)向后偏离垂线一角度。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于：后壁(61)向后偏离的角度为18°。

17.如权利要求3所述的装置，其特征在于：输送带(41)与后壁(61)相垂直。

18.如权利要求1或14所述的装置，其特征在于：

输送装置(4)除了输送带(41)外还具有一用于在支承邮件负荷的输送带区域中的那部分皮带的支撑板(46)、一前导向轮和一后导向轮(42，43)、一张紧轮(45)和一约位于中间的驱动轮(44)以及一与该驱动轮(44)动力连接的马达(49)；

张紧轮(45)经一张紧装置(48)可朝邮件输送方向相反方向调节且被制动；

输送装置(4)的所有轮(42，43，44，45)均被支承在两伸长的支承板(47)之间，其中秤盘(6)的前壁(62)被连接到前支承板(47)上而支撑板(46)则被连接到后支承板(47)上，

输送装置(4)与其后支承板(47)被这样地连接到秤盘(6)的后壁(61)上，使得马达(49)和驱动轮(44)被配置到稍低于总重心(S)之下。

19.如权利要求1所述的装置，其特征在于：提供有一前盖板(2)，它与秤盘(6)的前壁(62)相平行且有一微小距离，前盖板(2)伸开在秤的整个长度上且至少与秤盘(6)的后壁(61)具有相同高度。

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