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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Waage
zum Messen eines Gewichts eines Gegenstandes mit einem Roberval's-Mechanismus, um
die Waagschale horizontal zu halten, und einem Hebelmechanismus
als ein Hebelarm zum Übertragen
einer Verschiebung einer Höhe
einer Waagschale an einen Lastsensor, die durch Aushöhlen eines
Grundmaterials der elektronischen Waage in einem Körper integriert
sind.
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JP-B-6-29761
offenbarte ein Beispiel einer elektronischen Waage des verwandten
Fachgebietes. Bei einem Stand der Technik wurde ein Aluminiumlegierungs-Körper, der ähnlich wie
ein Parellelepiped ist, von seiner Seite ausgehöhlt, so dass der Aluminiumlegierungs-Körper in
eine vorbestimmte Form ausgestaltet wird. Auf diese Weise hat ein
Körper
des Mechanismus der elektronischen Waage inklusive eines Detektionsteils
eine integrale Struktur, in der der ausgehöhlte Aluminiumlegierungs-Körper und
elastische Teile integral in einem Körper ausgebildet sind. Die
Struktur ist in den 5 und 6 dargestellt. Ein
Mechanismuskörper 1 ist
an einem Basisrahmen 2 durch Schrauben 3 angebracht.
Blattförmige
Roberval's-Teile 4, 5 sind
jeweils an einem oberen und einem unteren Endteil des Mechanismuskörpers 1 ausgebildet.
Ein durch ein zusammengezogenes Teil 6a elastisch gehaltener
Hebelarm 6, der zu einem Hebelpunkt wird, ist unterhalb
des Roberval's's-Teil 4 ausgebildet.
Eine Kraftspule 7 ist an einem Endteil des Hebelarms 6 angebracht.
Das andere Endteil des Hebelarms 6 ist durch ein Verbindungsteil 9 mit einem
beweglichen Teil 10 verbunden. Die zusammengezogenen Teile
sind an beiden Enden des Verbindungsteils 9 ausgebildet.
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Eine
Aufnahmestange 11 ist an einem oberen Endteil des beweglichen
Teils 10 fest gemacht. Eine Waagschale 12 zum
Messen ist an der Aufnahmestange 11 angebracht. Eine Peripherie
der Kraftspule 7 ist ausgehöhlt. Ein Magnet 8 ist
an dem ausgehöhlten
Teil der Kraftspule 7 angebracht. Obwohl es in der Zeichnung
nicht dargestellt ist, ist ein Nullstellungssensor zum Detektieren
der Verschiebung unter Verwendung eines Fotosensors an dem mit der Kraftspule 7 korrespondierenden
Endteil des Hebelarms 6 zur Verfügung gestellt. In einer elektronischen Waage
dieses Typs ist abgesehen von den zuvor genannten Komponenten eine
Kontrollschaltung zur Verfügung
gestellt. (nicht dargestellt)
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Beim
Messen eines Gewichts wird ein zu messendes Objekt auf die Waagschale 12 gelegt.
Bei gegebenem Gewicht des Objekts wird das bewegliche Teil 10 nach
unten verschoben während
die Waagschale 12 in einer horizontalen Position bleibt, da
die obere und die untere Fläche
des beweglichen Teils 12 (10) durch die Roberval's-Teile 4, 5 gestützt sind.
Diese nach unten gerichtete Verschiebung des beweglichen Teils 10 wird
durch das Verbindungsteil 9 an ein Endteil des Hebelarms 6 übertragen
und dann wird das Endteil des Hebelarms 6 auf der Seite der
Kraftspule 7 wegen eines Hebelpunkts des zusammengezogenen
Teils 6a nach oben verschoben.
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Diese
Verschiebung des Endteil des Hebelarms 6 wird durch den
Nullstellungssensor detektiert. Ein elektrischer Strom fließt mittels
der Kontrollschaltung in der Kraftspule 7, so dass die
obige Verschiebung durch eine anziehende Kraft, die durch die Kraftspule 7 und
den Magnet 8 generiert wird, null werden kann. Dementsprechend
fließt
in der Kraftspule 7 der elektrische Strom, der proportional
zu der Kraft des auf die Waagschale 12 gesetzten Objekts ist.
Dabei wird eine Intensität
des in der Kraftspule 7 fließenden elektrischen Stroms
in ein Gewicht konvertiert und auf einem Anzeigenteil, das in der
Zeichnung nicht dargestellt ist, angezeigt.
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Die
elektronische Waage ist wie oben beschrieben ausgebildet. Deswegen
ist es notwendig, mechanisches Bearbeiten wie zum Beispiel Gewindeschneiden
zum Verbinden des Basisrahmens 2 mit dem Mechanismuskörper 1 auszuführen. Es
ist auch notwendig, die Aufnahmestange 11 an dem Mechanismuskörper 1 zu
befestigen. Wenn die Schrauben, wie in 6 dargestellt,
festgezogen werden, werden Spannungs-Dehnungsteile 3a, 11a in
der Umgebung eines gewindegeschnittenen Teils 14 des Mechanismuskörpers 1 generiert.
Durch einen Einfluss dieser Spannungsdehnung, die durch die Spannungsdehnungsteile 3a, 11a gegeben
ist, wird ein Fehler verursacht, wenn das zu messende Objekt unbalanciert
auf die Waagschale 12 gelegt wird.
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Um
das Problem des obigen Fehlers, der verursacht wird, wenn das zu
messende Objekt unbalanciert auf die Waagschale gesetzt wird, zu
lösen, mag
ein Abstand von den Roberval's-Teilen 4, 5 zu den
Gewindeschneid-Teilen 14 ausreichend lang sein, so dass
die Messung durch die Gewindeschneid-Teile 14 nicht durch
die Gewindeschneid-Teile 14 beeinflusst werden kann.
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Um
den Einfluss des durch die Spannungs-Dehnung verursachten Messfehlers
zu vermeiden, ist eine andere Methode zur Verfügung gestellt, bei der ein
Schlitz zwischen den Roberval's-Teilen 4, 5 und
dem Gewindeschneid-Teil 14 ist.
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Wenn
dieses Verfahren angewendet wird, ist der Mechanismuskörper 1 jedoch
in einer longitudinale Richtung erweitert. (Im folgenden ist die
longitudinale Richtungen als eine Richtung von der Aufnahmestange 11 zu
einem Verbindungsteil definiert, an dem der Mechanismuskörper mit
dem Basisrahmen 2 verbunden ist.) Weiter ist es notwendig
eine Form des Schlitzes und eine Position, an dem der Schlitz ausgebildet
ist, zu optimieren. Dazu ist es notwendig eine komplizierte Technik
anzuwenden.
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Dementsprechend
ist bei allen obigen Verfahren der Mechanismuskörper 1 in der longitudinalen
Richtung erweitert. Im allgemeinen ist im Fall einer elektronischen
Waage die für
die Messung verwendete Waagschale in der Mitte der Waage eingerichtet.
Deshalb wird es schwierig die elektronische Waage zu verkleinern,
wenn eine Ausdehnung nur in einer Richtung erweitert ist. Die vorliegende
Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Probleme geschaffen.
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Weiter
offenbart
US 3,927,560 eine
Parallelogramm-Biegestabwägezelle
beinhaltend: ein Paar beabstandeter und im wesentlichen paralleler
Biegestäbe,
wobei jeder dieser Stäbe
eine longitudinale Achse hat, und die korrespondierenden Enden des Paares
von Biegestäben
in gemeinsamen Ebenen enden; erste Mittel, die ein erstes Paar von
korrespondierenden Biegestab-Enden
starr verbinden und ausgelegt sind, eine mechanische Befestigung
zum Halten einer Last aufzunehmen; und zweite Mittel, die das gegenüberliegende
Paar von korrespondierenden "Biegestab-Enden
verbinden und ausgelegt sind, mit einer festen Stützstruktur
verbunden zu sein, jedes der Paare von beabstandeten Stäben beinhaltet
eine Montagefläche
für eine
Vielzahl elektrischer Dehnmessstreifen, so dass zumindest zwei der Dehnmessstreifen
auf dehnungsempfindlichen Teilen der Biegestäbe montiert werden können, wobei
in jedem der Biegestäbe
in zumindest einer seiner Flächen
einen Ausschnittteil definiert ist, wobei der Ausschnittteil eine
ausgewählte
Position benachbarte zu einem und nicht dem anderen der Dehnmessstreifen an
jedem der Paare der Biegestäbe
hat, und wobei die Position festsetzbar ist und das Ausschnittteil
von jedem Biegestab entfernt wird, nachdem die Dehnmessstreifen
wirkend auf dem Paar von Biegestäben positioniert
ist, so dass die Wägezelle
im Betrieb im wesentlichen nur auf Dehnungen reagiert, die senkrecht
zu der longitudinalen Achse der Biegestäbe ist. Die oben genannten
Probleme bezüglich
der eventuell eingeführten
Fehler kann durch die Lehre von
US 3,927,560 nicht
gelöst
werden.
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Die
vorliegende Erfindung versucht zumindest einige der obigen Probleme
zu überwinden.
Die Aufgabe wird durch die elektronische Waage gemäß unabhängigem Anspruch
1 gelöst.
Weitere Vorteile, Merkmale, Aspekte und Details der Erfindung werden
durch die abhängigen
Ansprüche,
die Beschreibung und die beiliegenden Zeichnungen offenkundig.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf elektrische
Waagen. Insbesondere bezieht sie sich auf eine elektronische Waage
zum Messen eines Gewicht eines Gegenstandes mit einem Roberval's-Mechanismus, um
eine Waagschale horizontal zu halten, und einem Hebelmechanismus
als ein Hebelarm zum Übertragen
einer Verschiebung einer Höhe
einer Waagschale an einen Lastsensor, die durch Aushöhlen eines
Grundmaterials in der elektronischen Waage in einem Körper integriert
sind.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektronische Waage
zur Verfügung
zu stellen, die im Stande ist, einen durch Spannungsdehnungen in
einem Verbindungsteil der elektronischen Waage verursachten Messfehler
zu lösen, wenn
ein zu messendes Objekt unbalanciert aufgelegt wird, ohne die Größe der elektronischen
Waage in einer longitudinalen Richtung zu erweitern. (Im folgenden
wird die longitudinale Richtung als eine Richtung von einer Aufnahmestange
zu einem Verbindungsteil definiert, an dem ein Mechanismuskörper zu
einem Basisrahmen verbunden ist.)
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Um
das oben genannte Problem zu lösen, wird
eine elektronische Waage beinhaltend:
eine Waagschale zum Auflegen
eines Gegenstandes;
ein bewegliches Teil, das an der Waagschale
befestigt ist; und
ein Roberval's-Mechanismus zum parallelen Bewegen
des beweglichen Teils in der vertikalen Richtung,
wobei das
bewegliche Teile, der Roberval's
Mechanismus und jedes Verbindungsteil des beweglichen Teils und
des Roberval's-Mechanismus
in einer integralen Konstruktion ausgebildet sind,
ein Hebelmechanismus
zum Übertragen
einer Verschiebung des beweglichen Teils an einen Lastsensor;
ein
Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines Gewichts des Gegenstandes, das
durch den Lastsensor detektiert ist;
ein Basisrahmen zum Befestigen
der integralen Konstruktion; und
ein überstehendes bzw. herausragendes
Teil, das zumindest in einem Verbindungsteil, an dem die integrale
Konstruktion an den Basisrahmen angebracht ist, und in einem befestigten
Teil, an dem die Waagschale an der integralen Konstruktion befestigt
ist, ausgebildet ist, wobei eine Breite des überstehenden Teils größer ist
als die des Roberval's-Mechanismus,
wobei
zumindest die Waagschale oder der Basisrahmen an dem überstehenden
Teil verbunden ist.
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Durch
einen ersten Aspekt der Erfindung kann eine Entfernung von dem Verbindungsteil
zu dem Roberval's-Mechanismus
ausreichend groß gemacht
werden. Die elektronische Waage der Erfindung hat eine Struktur
in einer solchen Art und Weise, dass der Roberval's Mechanismus nicht
durch Spannungsdehnungen beeinflusst wird, die verursacht wird,
wenn die Schraube angezogen wird, ohne die Größe der elektronischen Waage
in der longitudinalen Richtung zu erweitern.
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Als
Ergebnis wird es möglich
das Problem eines Fehlers zu lösen,
der verursacht ist, wenn ein zu messendes Objekt unbalanciert aufgelegt
wird. Es wird auch möglich
die Größe der elektronischen Waage
in der longitudinalen Richtung zu verringern. Daher kann eine kompakte
elektronische Waage realisiert werden.
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Die
Erfindung wird durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung von
Ausführungsformen der
Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser
verstanden werden, wobei
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1 eine
perspektivische Ansicht ist, die eine Gestalt eines primären Teils
einer elektronischen Waage der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ist
eine Aufsicht, die einen Mechanismusteil einen elektronischen Waage
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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3 ist
eine Aufsicht, die eine Variation eines Mechanismusteils einer elektronischen
Waage der vorliegenden Erfindung darstellt;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Variation eines Mechanismusteils
einen elektronischen Waage der vorliegenden Erfindung darstellt;
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5 ist
ein perspektivische Ansicht, die ein Mechanismuskörper-Teil
einer elektronischen Waage gemäß dem Stand
der Technik darstellt; und
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6 ist
eine Teilansicht zur Erklärung
einen elektronischen Waage des Standes der Technik.
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Die
vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsformen
wie folgt erläutert.
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Ein
Mechanismuskörper 1 einer
elektronischen Waage der vorliegenden Erfindung ist in den 1 und 2 dargestellt.
Wie in 2 dargestellt, sind herausragende (überstehende)
Teile 1a, 1b, die in der Breite weit sind, in
dem Mechanismuskörper 1 ausgebildet.
Der Mechanismuskörper 1 und
der Basisrahmen 2 sind aneinander befestigt. Ein bewegliches
Teil 10 und eine Aufnahmestange 11 sind auch über die überstehenden
Teile 1a, 1b aneinander befestigt. In den überstehenden
Teilen 1a, 1b ist ein Gewindeschneid-Teil 14,
dass zum Verbinden verschraubt wird, zur Verfügung gestellt. 1 ist
eine perspektivische Darstellung, die einen Zustand zeigt, bei dem
die Schrauben befestigt sind.
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Durch
die überstehenden
Teile 1a, 1b kann ein Abstand von dem Gewindeschneid-Teil 14 zu
den Roberval's-Teilen 4, 5 ausreichend
lang gemacht werden, ohne eine Größe der elektronischen Waage in
einer longitudinalen Richtung zu erweitern. (Im folgenden ist die
longitudinale Richtung als eine Richtung von der Aufnahmestange 11 zu
einem Verbindungsteil definiert, an dem der Mechanismuskörper 1 mit
dem Basisrahmen 2 verbunden ist.) Daher sind die Roberval's-Teile 4, 5 nicht
durch Spannungsdehnung beeinflusst, die in einem mechanisch bearbeiteten
Teil generiert ist. Da die mechanische Bearbeitung an den überstehenden
Teilen 1a, 1b durchgeführt wird, ist die Größe der elektronischen
Waage quer erhöht.
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Sogar
wenn die Größe in longitudinalen Richtung
im Vergleich zu der konventionellen Struktur reduziert ist, ist
die Messung dennoch nicht durch die in dem Gewindeschneid-Teil 14 verursachte Spannungsdehnung
beeinflusst. Daher wird es möglich,
eine kompakte elektronische Waage mit hoher Leistungscharakteristik
zum praktischen Einsatz zu bringen.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Gestalt eines primären Teils
einer elektronischen Waage darstellt.
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Bezugszeichen
werden für
dieselben Aufbauten in 1 wie auch in den 5 verwendet. Für die vorliegende
Erfindung werden metallische Hilfsverbindungsstücke 13 zwischen dem
beweglichen Teil 10 und der Aufnahmestange 11 angeordnet.
Das heißt,
die Metallische Hilfsverbindungsstücke 13 ist an dem überstehenden
Teil 1b durch die Schrauben 3 befestigt. Das überstehende
Teil 1b ist so ausgebildet, dass die Breite der Seite des
beweglichen Teils 10 quer erweitert ist. Die Aufnahmestange 11 ist
an einem oberen Teil der Metallische Hilfsverbindungsstücke 13 befestigt.
Andererseits ist der überstehenden
Teil 1a des Mechanismuskörpers 1 an dem Basisrahmen 2 durch
die Schrauben 3 befestigt.
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Da
die elektronische Waage der vorliegenden Erfindung wie oben beschrieben
konstruiert ist, wird eine zu messende Last durch die Aufnahmestange 11 über die
Metallische Hilfsverbindungsstücke 13 an
das bewegliche Teil 10 übertragen.
Der Messablauf ist derselbe wie derjenige der elektronischen Waage
des Standes der Technik. Somit sind detaillierte Erklärungen hier
ausgelassen.
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Die
elektronische Waage, die durch die vorliegende Erfindung zu Verfügung gestellt
ist, ist durch die Form des Mechanismuskörpers, wie die Details oben
beschrieben sind, gekennzeichnet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung
nicht auf die oben spezifizierten Ausführungsformen, die in den Zeichnungen dargestellt
sind, beschränkt.
Es ist möglich,
eine Struktur zu wählen,
in der zumindest eine der überstehenden
Teile 1a, 1b angeordnet sind. Die vorliegende
Erfindung beinhaltet verschiedenartige Bauweisen.
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3 ist
eine Ansicht, die eine Ausführungsform
des Mechanismuskörpers
der vorliegenden Erfindung darstellt. In der Ausführungsform
ist die Struktur des überstehenden
Teils 1a geändert.
Wenn, wie in 3 dargestellt, beide Endteile
des überstehenden
Teils 1a in der longitudinalen Richtung erweitert sind,
kann die Festigkeit des Mechanismuskörpers 1 gesteigert
werden. Das Gewindeschneid-Teil 14 des Teils 1b mit
der weiten Breite, das den Befestigungsteil der Metallische Hilfsverbindungsstücke 13 betrifft,
kann in eine beliebige Richtung bearbeitet sein. 4 ist
eine Darstellung, die eine noch andere Ausführungsform darstellt. In dieser
Ausführungsform
wird kein Gewinde an dem überstehenden
Teil 1a geschnitten, sondern Durchgangsöffnungen sind in dem überstehenden
Teil 1a ausgebildet und dann sind Bolzen 15, die
Schrauben an beiden Endteilen haben, an dem Basisrahmen 2 mit
Muttern 16 gehalten.
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Das
Verbindungsverfahren ist nicht auf die Verbindung mit Schrauben
beschränkt.
Es ist auch möglich
durch Klebewirkung oder Schweißen
zu verbinden. In der Ausführungsform
ist der elektromagnetische Lastsensor verwendet; der Lastsensor
ist jedoch nicht auf den Lastsensor des elektromagnetischen Typs
beschränkt.
Es können
verschiedenartige Typen von Lastsensoren verwendet werden. In der
Ausführungsform
ist der Sensor innerhalb der integralen Konstruktion angeordnet;
die Position, an der der Sensor angeordnet ist, kann jedoch ein
Endteil der integralen Konstruktion und jede andere Position sein.
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Es
sollte beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung all diese
Ausführungsformen
enthält.
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Die
elektronische Waage, die durch die vorliegende Erfindung zur Verfügung gestellt
ist, ist oben beschrieben.
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Ein
Einfluss von Spannungsdehnung, der durch mechanische Bearbeitung
des Verbindungsteils des Mechanismusteils verursacht ist, kann verhindert
werden, wenn die Größe der elektronischen Waage
in einer Quer-Richtung senkrecht zu der longitudinalen Richtung
erweitert ist, ohne die Größe in der
longitudinalen Richtung zu erweitern. Daher ist es möglich auch
wenn eine unbalancierte Last gegeben ist, eine genaue Messung durchzuführen und
eine kompakte elektronische Waage hoher Leistungscharakteristik
zu realisieren.