JP2009524026A - 計量センサ - Google Patents

Abstract

【課題】荷重センサと定置基部の間隔に関してできるだけ短く形成された計量センサを作り出すこと。
【解決手段】
本発明は、力の流れが少なくとも２つのレバーアームを介して定置基部の張り出した部分の周りを巡って案内され、かつ力補償システムのコンポーネントが荷重センサの付近に配置される、電磁力補償の原理に基づく電子秤のための計量センサに関する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、特に回転式充填機またはマルチヘッド秤に使用されるような、好ましくはモノリシック構造で形成された計量センサに関する。

このような計量センサは円形に配置することが有利であり、その際、構造スペースを節約するため、できるだけ小さなピッチ円上に最大限のロードセルを格納することが試みられる。

飲料産業では、例えばＤＥ ２０３０４２９６ Ｕ１に基づく回転式充填機が知られており、この場合、多数の充填ステーションが円形に配置されており、連続的な充填により非常に高い製品処理を達成することができる。この充填機は、充填物のそれぞれの所望の量を割り当てる貫流制御部を備えた充填ヘッドを有する。

さらさら流れ得るバラ物用に、ボリューム型回転式充填機が知られている。充填ヘッドは充填すべき物の密度に応じて調整され、一定のボリュームが相応の充填容器内に導かれる。この充填装置の欠点は、供給される製品の密度変動にある。洗剤は、例えばサイロから、または薄片化装置から直接的に、充填装置に導くことができ、こうして流し落とす高さが異なることにより、異なる密度を有する。さらにボリューム的に作動する充填ヘッドの構成により、ボリューム範囲が、したがって充填すべき充填物の重量範囲が限定されており、つまりこのような装置は、限定的な測定範囲でしか稼働できない。ボリューム的に作動する回転式充填機は、たいてい後ろに接続されたチェック秤を備えており、このチェック秤は、パッケージの充填重量をチェックし、充填ヘッド量を相応に再調整する。この充填装置の欠点は、実際の充填プロセスから相対的に遠く離されたチェック計量にあり、このチェック計量では、後ろに接続されたチェック秤の時間的な遅れにより必然的に、重量に誤りのある不良品の製品を比較的多く出すことになる。

現況技術により、ひずみゲージによる計量技術に基づく回転式充填機が知られている。これに関しては、荷重受け部を備えたひずみゲージ式ロードセルの整定時間が長いという欠点が明らかである。この特性は、充填ヘッド全体の回転によってさらに増強される。そのうえひずみゲージ式ロードセルは、荷重が増大する際にたわみを有し、このたわみは、例えば現況技術では、追加的な修正セルによって取り除かなければならない（ＤＥ ３７２ ７８ ６６ Ｃ２）。

円形の基礎構造を備えた回転式に作動する充填機のヘッド内に計量技術を組み込む場合、測定セルの組込み状況での問題点が明らかである。現況技術により通例のロードセルは直方形のハウジングを有しており、ピッチ円内への組込みの際、できるだけ小さいピッチ円直径を、測定セルの幾何学的形状により大きく制限することが認識される。

ＥＰ １ ４０９ ９７１ Ｂ１での現況技術により指摘された、幅広の定置基部ネジ留め部および台形に走る平行四辺形案内部を備えたロードセルも、ピッチ円内への収容に適していない。

ＥＰ ５１８２０２ Ｂ１は計量センサを開示しており、この場合、ブロックシステムの個々の機能ユニットは、薄い断面によって優れている。図は細長く構成された計量センサを示しているが、システムの最も大きな幅が、力を補償する磁石システムであるという問題が再び存在しており、この磁石システムは、現況技術において既知のように、荷重受
け部と向かい合う側にある。つまりピッチ円直径は、ここでも主に磁石配置によって決定される。

ロードセルの長さ寸法は更なる欠点を必然的に伴う。現況技術は、平行四辺形に案内された荷重センサを有するロードセルを挙げており、その際、上と下の平行四辺形ガイドの間に弾性的な伝動装置が実施され、この伝動装置が、加えられた力の大きさを低減させる。これに関し現況技術は、最大４つの変換段階を備えた様々な計量センサを挙げており、その際、とりわけ静的な適用において、最大１５００：１で非常に大幅に変換されるシステムを見つけることができる。

現況技術により既知の計量センサは、補償レバーを備えて実施されており、この補償レバーは補償システムまで延長されている。電磁力補償の場合、これはコイルおよび永久磁石システムから成るシステムである。磁石は、例えばＤＥ １９９２３２０７ Ｃ１に記載されているように、低減させる伝動装置の後ろに配置される。不動の部分には、とりわけ可動の荷重受け部のための上および下の平行四辺形ガイドが実施される。

つまり現況技術は、切削加工で作製されたモノリシック構造の計量システムの場合、荷重受け部、変換レバー、不動の基体、および磁石システムが立体的に次々と並んだ配置を示す。さらに現況技術は、システムの高い測定精度を達成するため、ブロック材料によって囲まれた磁石を示す。ここで当業者には、このようなシステムが、できるだけ小さなピッチ円直径を目標とした円形の配置に適していないことが認識できる。

両方の平行四辺形ビームの間に配置された磁石を備えた実施（例えばＤＥ ３２４３３５０ Ｃ２において）は、確かにスペースを節約して配置できるが、しかしこの配置の場合、てこの原理およびシステムの限定的な変換が、非常に限定された重量範囲へと使用を制限する。

円形の配置での、電磁力補償の原理に基づく計量センサの適性に関しては、ロードセルのできるだけ細長い構造形の形成が重要である。このような実施の欠点は、ブロックシステムを横方向に走り抜け、力の導入に対し垂直なねじれに対するロバーバル型伝動装置の弱体化にある。現況技術から、モノリシック構造で形成された計量センサは、荷重受け部と第１のレバー（および更なる変換レバー）の間に、１つの中間桁および２つの薄い部位から成る連結要素を備えて形成されるのが有利であることが知られている。さらに現況技術では、変換レバーへのねじれモーメントを回避するため、荷重センサの縦方向の第１の連結棒内に薄い部位を実施することが有利に実施される。ここでは例として、公報ＥＰ ２９１ ２５８ Ａ２、特に図２を指摘しておく。

（荷重受け部の強制平行案内のための）細長いロバーバル型伝動装置と、前述の薄い部位との組合せでは、ブロックの横方向への偏心的な力が導入された際の、計量センサの耐ねじれ性は少ししかない。このため、平行四辺形ガイドを相応にブロックシステムより幅広に実施することが、ＥＰ １５５０８４９Ａ２に挙げられており、これは、元々最初に平面的に実施された計量センサに対し、かなりの超過費用を示す。

前述の欠点を鑑みて本発明の課題は、（荷重センサと定置基部の間隔に関して）できるだけ短く形成された計量センサを作り出すことである。同時に、構造方式はできるだけ細長く、またはコンパクトになるべきであり、十分な、ただし確実で、妨害力からほぼ解放された、十分な変換を提供するべきである。その際、できるだけ小さなピッチ円上に、最大限のロードセルを企図するべきである。

この課題は、請求項１に記載の計量センサによって解決される。

その際、本発明は、現況技術によるロードセルの幅が基本的に力補償のためのコンポーネントによって決定されており、特に１つまたは複数のコイルおよびそれと協働する磁石によって決定されるという認識を基礎とする。本発明による計量センサの場合、これらのコンポーネントを径方向にできるだけ遠く外側に、または中心から離して移動させる。別の計量センサと一緒に円形に配置すべき計量センサが、その動かない基体（定置基部）を円の中心に向けている場合には、力補償システムのコンポーネントを、径方向にできるだけ遠く外側に、および定置基部から離し、つまり計量センサの外周に配置された荷重センサの方向に離す。

これにより本発明によれば、上から見て例えば基本的に長方形の形状を有するような計量センサの形も可能になる。その際、力補償システムは、長方形の細長い面に沿って移動される。そのうえ力補償システムは長方形の長手面を超えて外に突き出るので、計量センサは全体的にほぼ台形の輪郭を有する。その際この輪郭は、想定された円の中心に向かって次第に細くなる。そのうえ径方向において外側に向いている荷重センサが、中心に向いている基体（または定置基部）より大きな幅を有することもでき、これにより既に構造上、台形が生じる。その場合、本発明によれば、力補償システムのコンポーネント、特にコイルおよび磁石が荷重センサの領域内に移動され、この荷重センサは、その比較的大きな幅により、相対的に大きなコンポーネントの収容も可能である。

少なくとも２つのレバーの列が企図されるので、これは、十分に高い変換での計量センサの特にコンパクトな構造形を可能にし、その際、レバーは、場合によっては連結要素によって互いに接続される。力補償システムが、しばしば基体の向こう側に（円の中心に向かって）または少なくとも基体の付近に配置される既知の現況技術とは違い、この実施形態は、径方向において特に短くスペースが節約された形状を可能にする。

本発明により特に企図されるのは、レバーおよび連結要素の列を、基体のうち平行案内要素の間に張り出した部分の周りに作用に従って巡らせ、これによりモノリシック構造のブロックの内部の構造スペースをうまく活用することである。その際、Ｚ方向に見ると（図１〜図６も参照）、レバーまたは連結要素が、張り出した部分の周りをＸ方向およびＹ方向に沿って巡っている。これは、全体としてはできるだけ短い構造形でありながら、できるだけ長いレバーまたはレバーアームを形成することを可能にする。

その際、少なくとも１つのレバーまたは連結要素を、（Ｚ方向に見て）例えば基体の張り出した部分の片方または両方の側面に案内して通すことができる。その際、レバーまたは連結要素を、張り出した部分の片方の側面だけに非対称に案内することも、明らかに考えられる。いずれにしても本発明により、構造スペースをできるだけうまく活用し、その際、全体としてはできるだけコンパクトに形づくるという目標が達成される。これに関し、張り出した部分の側面に１つまたは複数のレバーを配置すること、もしくは張り出した部分で支持することも考えられる。本発明による利点のために重要なことは、レバーまたは連結要素の配置を、その力の流れが、Ｘ方向に張り出した部分の周りを巡り、それによって再び荷重センサの領域内に戻るようにすることである。

本発明の最も簡単な実施形態は、電磁力補償の原理に基づく電子秤のために形成され、好ましくはモノリシック構造に形成された計量センサを企図する。この計量センサは、３つの互いに対しそれぞれ垂直なＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向に延びている。

特に図に基づき明らかになるように、荷重センサおよび不動の基体（定置基部）は、基本的にＸ方向に互いに対し間隔をあけており、その際、Ｘ方向は径方向にも相当しており、計量センサが、更なる計量センサと共に円形に配置される場合、計量センサはＸ方向に沿って中心から離れて延びている。Ｘ方向に対し垂直な方向Ｙは、荷重導入方向を決定しており、この荷重導入方向は、典型的には上から下へ垂直に、または鉛直に形成されており、かつ重力に従って地面に向かっている。Ｙ方向に対して垂直に（および円形の配置の場合は円周方向に）第３の方向Ｚが走っている。

この計量センサは不動の基体の部分を有しており、その部分には、平行案内要素が連接されている。この平行案内要素は、基本的に方向Ｘに沿って延びており、かつ測定方向Ｙに可動の荷重センサを、基体に対して相対的に案内する。

さらに本発明により、平行案内要素の間に張り出した基体部分が企図されており、この部分は、レバーを支持するため、または補償システムのコンポーネントを収容するためにも使用することができる。特にこの張り出した部分に補償システムのコンポーネントを配置することは、現況技術に比べてかなりコンパクトな構造形を可能にする。

そのうえ、作用に従って次々と並んで接続された少なくとも２つのレバーの列が企図されており、このレバーは、荷重センサ内に作用する荷重の伝達および／または変換のために使用される。レバーは荷重を力補償システムに向けて導き、その際、基体の張り出した部分の周りを巡る。本発明によれば、前述の列の最後のレバーのレバーアームに、力補償システムの少なくとも１つのコンポーネントが配置され、つまり磁石、コイル、または位置検出システムの部品が配置される。

本発明の中核は、前述のコンポーネント（磁石、コイル、または位置検出システム）の少なくとも１つが、Ｘ方向において、荷重センサのそば近くに、少なくとも基体部分より荷重センサの近くに配置されることである。これにより力補償システムの位置がＸ方向において、基体のうち定置基部を形づくる部分から荷重センサの方向に、十分な、またはできるだけよい間隔をとるように規定される。

その際、張り出した部分の周りを巡ることにより、構造スペースを大きな長さのレバーに最適に利用する。そのうえこの実施は、基本形の例えば長方形の計量センサだけでなく、代替的に、荷重センサの方に向かうにつれ次第に幅が広がるセンサも可能にすることが有利である。この場合、時としてスペースをとる力補償システムが、基本的に計量センサの輪郭によって内包される、またはその中に収容される。いずれにしても、導入された荷重をさらに転送または変換するため、少なくとも２つの伝達レバーまたは変換レバーが企図されるので、十分に大きな変換での特にコンパクトな構造方式が保証される。その際、力補償システムをできるだけ定置基部の付近に、または定置基部の荷重センサに面していない側に配置するという現況技術から既知の目標は、意識的に放棄される。その代わりに、できるだけ短い構造方式の意味において、力補償システムは定置基部と荷重センサの間に配置され、つまり力補償システムは、実際の定置基部を形づくる基体に対して、Ｘ方向にできるだけ大きな間隔をとる。

レバーアームが例えば同じ長さで形成された１つまたは複数のレバーは、重量を単に転送する（力の変換なしで）ためにも使用できることを述べておく。つまり特に、基本的にＸ方向に走るレバーを変換作用なしで企図することが考えられるし、その一方で反対方向に走るレバーが、力変換を引き起こすために異なる長さのレバーアームを有してもよい。これにより確かに変換性能は、その可能性より低く留まるが、しかしこれによっても、本発明による荷重センサの付近での力補償コンポーネントの配置は可能になる。

本発明の更なる実施形態によれば、第２のレバーまたは力の流れの方向において後ろに配置された更なるレバーが、第１の端から第２の端へと延びており、その際、第１の端は基体部分に面しており、この基体部分は、平行案内要素も担持している（基体の張り出した部分ではない）。本発明によればこのレバーは、基本的にＸ方向において、荷重センサに面する第２の端へと延びている。このレバーは本発明によれば、力の流れの方向において最後の、基本的にＸ方向に延びるレバーであるべきである。つまり特に、例えば再び反対のＸ方向に、つまり基体の定置基部の方向に延びる更なる後に続くレバーは企図されるべきでない。（これに対し、基本的にＹ方向に走る後に続くレバー、さらに例えばアングルレバーは、力補償システムのＸ位置をほとんど決定しないので、全く可能である。）

このレバーは、計量センサの第２の、および同時に最後のレバーであることが好ましい。その際、第１のレバーは、荷重センサから（基体の張り出した部分の上に支持され）実際の基体の方向に案内されており、一方で第２のレバー（例えば第１のレバーに平行）は、再び荷重センサの方向に戻される。この両方のレバーによって既に、非常に高い変換率が達成可能であり、これはレバーを１つだけ備えた実施形態では不可能である。できるだけ高い変換率を達成するために、第２のレバーは、その端に磁石またはコイルを配置するためにできるだけ長く実施される。相応にこの磁石またはコイルは、レバーが上述の基体部分から離れて荷重センサの方向に延びているので、可能な限り荷重センサの近くにあるようになる。これは、高い変換での、既に述べた短い、またはコンパクトな構造形を可能にする。

本発明の更なる有利な実施形態は、力変換レバーまたは伝達レバーの列からの少なくとも１つのレバーがアングルレバーであることを企図する。このようなレバーは、伝達すべき力をＸ方向からＹ方向、またその逆に偏向させる。これは、狭いスペースでの、複数のレバーの次々と並んだ接続を可能にする。

特に、力の流れの方向における最後のレバーもアングルレバーであり得る。このアングルレバーが基体の張り出した部分で支持されることが有利である。このようなアングルレバーの使用により、レバーによって担持された力補償システムのコンポーネントに関し、異なる向きが可能である。こうしてコイルまたは磁石は、基本的に水平（コイルまたは磁石の軸がＹ方向に走る）であってもよく、または垂直（軸がＸ方向に走る）であってもよい。これは、荷重センサの付近にコンポーネントを格納する際の追加の自由を保証する。

本発明によるアイディアをさらに推し進めるため、および力補償コンポーネントと定置基部の間隔をさらに広げるため、力の流れの方向において最後のレバーは、さらに荷重センサの空隙内に、またはそれどころか空隙を通り抜けて、突き出ることができる。これによりＸ方向におけるレバーの広がりが荷重センサによって妨害されず、むしろこれにより、レバーアームの追加の長さが獲得され、その長さは、力補償コンポーネントの配置のために使用することができる。相応に、このコンポーネントの１つまたは複数も同様に、荷重センサの空隙内に、または空隙を通り抜けて、突き出ることができる。

つまり、まず本来的に荷重センサ内にもたらされた重量が、（例えば２回の変換および基体の張り出した部分の周りを巡る案内により）再び荷重センサの領域内に戻され、そこで力補償システムによって補償される。さらに荷重センサ内に空隙を備えた特に好都合な構造形が、計量センサ全体のＸ方向における必要な広がりを減少させる。それどころか、レバーまたはレバーによって担持されたコンポーネントを、荷重センサの定置基部に面していない側に配置することも考えられる。つまり、レバーアームの追加の長さを利用するために、レバーが完全に荷重センサを通り抜けて突き出ることができる（円形に配置された計量センサの場合、これは荷重センサの径方向において外側に向いた側である）。

このアイディアをさらに進めて、本発明の更なる実施形態に基づき、基体の張り出した部分も、荷重センサの空隙内まで、または空隙を通り抜けて、案内することができる。この場合、基体の張り出した部分も、荷重センサの方向にできるだけ遠く延び、これにより支持すべきレバーのために、または力補償システムのコンポーネントのためにも、そこで軸受け部を形づくる。これでもう荷重センサおよび張り出した部分が部分的に互いの中にあり得るので、構造全体のできるだけ小さい長さでの最大限のレバーアームについての、さらに最適化された歩み寄りが生じる。

電磁力補償の原理に基づく計量センサは、位置検出システムを備えることが有用であり、この位置検出システムは、力の流れの方向において最後のレバーの変位を捕捉するべきであり、それによって変位が既知の方法において適切なコイル電流で補償される。

本発明の更なる実施形態によれば、このような位置検出システムは、荷重センサの空隙内で、基体の張り出した部分に、もしくは磁石またはコイルに配置されている。その際、特に荷重センサの空隙内での配置は、構造スペースを節約し、かつ有利に、計量センサのよりコンパクトな構造形に至る。それだけでなく、空隙が荷重センサを完全に貫通している場合、位置検出システムに外から楽にアクセスできる。

さらに有利には、力の流れの方向において最後のレバーが、少なくとも１つの好ましくは回転対称のバランシングウェイトを収容するために形成されることを企図する。このようなバランシングウェイトによって、計量センサの特定の負荷状態が釣り合わされる。その際、ウェイトが配置された付属のレバーアームが長くなればなるほど、ウェイトをそれだけ小さくできることが有利である。

レバーアームのための回転対称のカウンタウェイトは、計量センサの前述の特殊な実施形態に関係なく利点を有しており、このカウンタウェイトは、簡単に製造することができ、かつその軸を固定することで一義的に（なぜなら回転対称だから）位置合わせされる。また重心も常にその軸上に留まる。その軸に沿ってウェイト体の高さを変化させることにより、重心が軸からずれることなく、ウェイトそのものを変化させることができる。ウェイトが、以下で分かるように、ストッパと協働する場合、このストッパも同様に回転対称の空隙として企図することができ、この空隙の内部にウェイトがあるようになる。この場合、２つの互いに対し垂直な方向におけるストッパとして使用することができ、その際、カウンタウェイトとストッパの間隔は円環状の空間である。

前述の特殊な実施形態に関係して、しかしこれに関係しなくても、計量センサの（好ましくは最後の）レバーの端に、前述のようなウェイトを配置することが提案される。さらにこのレバーは、構造スペースを節約するため、好ましくは荷重センサの空隙内まで突き出ることができる。原則的に複数のバランシングウェイトを配置することも考えられ、このバランシングウェイトの少なくとも１つは、前述のような空隙の領域内に配置することができる。ここでも、空隙が荷重センサを完全に貫通している場合には、バランシングウェイトを外から楽に取り付けることができ、または位置合わせすることができ、かつそれどころか完全に荷重センサの基体に面していない側にあることもできる。この一般的にも非常に様々な秤に対して新式のアイディアは、前述の実施形態の１つとも組み合わせることができ、かつ実施形態が得ようと努めた簡単でコンパクトな構造方式を容易にすることが有利である。

本発明の更なる実施形態に基づき、Ｙ方向および／またはＺ方向において、全てのバランシングウェイトの共通の重心を狙い通りに位置決めするための精密調整が企図される。Ｙ方向に関して図６に基づき分かるように、それは例えば簡単なネジ装置であることができる。

本発明によれば、計量センサは回転させることもできる。その際、回転はＹ方向に走る軸の周りで行うことが好ましく、この軸は、複数のこのような計量センサの円形配置の中心を形づくる。相応に、計量センサのコンポーネントに、および特に１つまたは複数のバランシングウェイトにも、それらが上述のように企図される場合、遠心力が作用する。バランシングウェイトの遠心力から生じる曲げモーメントを回避するため、本発明により、Ｙ方向において、全てのバランシングウェイトの共通の重心を、最後のレバー（それにウェイトが配置されている）が定置基部に対して支持されている高さに配置することが企図される。この方法では、計量センサの回転の際、支持部位での遠心力は専ら径方向に作用し、その際、支持部位の周りを回るモーメントは発生しない。秤のための更なる新式の改良ステップは、一般的に、前述の実施形態の１つと組み合わせることが有利であるが、しかし原則的にそれに関係なく、別の計量センサにも使用可能である。その際、荷重センサが、最後のレバーのために、または最後のレバーに配置された少なくとも１つのバランシングウェイトのために、Ｙ方向および／またはＺ方向におけるストッパを有していることが企図される。このようなストッパが企図されない場合、計量センサの無負荷または過剰荷重の状態では、力の流れの方向において最後のレバーが遠くに変位されすぎる。現況技術に基づきストッパを定置基部に企図する代わりに、ストッパは、スペースを節約し、かつ機能的に、荷重センサに直接的に形成され、この場合、本発明によれば、荷重センサと相応のレバーアームが協働する。その際、レバーアームは、荷重センサの空隙または空隙内の適切なストッパに直接ぶつかることができる。代替的に、レバーに配置されたバランシングウェイトも荷重センサに打ち当たることができ、それは計量センサの負荷または負荷解放の際に引き起こされる。当該の場合、または本発明による計量センサに関しては、課題に従って構造スペースが節約され、さらに、いずれにせよ存在する荷重センサが、ストッパ機能のために追加的に洗練されて使用される。

特にコンパクトな構造方式は、本発明の更なる有利な実施形態に基づき、少なくとも１つのレバーまたはレバーの一部および／または少なくとも１つの連結要素または連結要素の一部が、Ｙ方向において、基体の張り出した部分内の少なくとも１つの空隙内に配置される、または空隙を通り抜けて案内されることによって生じる。この場合、相応のレバーまたは連結要素は、基体の張り出した部分の片方または両方の側面を走るために分割される必要がなく、または非対称的に配置される必要がない。その代わりに、図４および図５に示されているように、相応のレバーまたは連結要素（またはそれらの一部のみも）が、好ましくは中心で、基体の張り出した部分の空隙を通り抜けて案内されることにより、張り出した部分の周りを作用に従って巡ることもできる。

その際、レバーの一部だけを空隙内に配置することも可能である。他方ではそれどころか、複数のレバーを空隙内に格納することができ、このレバーは、必要に応じて力伝達のために連結要素によって互いに接続され得る。

その際、空隙を、基体によってＸ方向およびＺ方向を取り囲まれた突破口として形成できることが有利であり、これにより張り出した部分は、（Ｚ方向に見て）空隙の前および後ろで、基体と接続されたままである。これはレバーまたは連結要素の特に簡単な形状、ならびに基体の張り出した部分のできるだけ幅広で耐ねじれ性の形成を可能にする。

本願による連結要素として、力を荷重センサからレバー内に、またはレバーから隣接するレバーに伝達する要素、つまり力の流れの方向に、力補償システムまで力を伝達するための要素を企図することができる。さらに連結要素は、レバーを不動の基体で支持する要素でもある。両方の場合に連結要素は、例えば２つの直接的に互いに隣り合うレバーの間に配置された薄い部位へと簡略化することもできる。

原則的に計量センサの稼働中には、計量すべき荷重を荷重センサのできるだけ中心に入れるようにするのではあるが、荷重センサ内への測定すべき重量の、隅への荷重または非対称な導入を常には回避できない。これは傾斜モーメントまたは曲げモーメントを、連結要素またはレバー内に導入させ、かつ不正確な測定を生じさせる。既にＥＰ ０ ２９１
２５８ Ａ２が記しているように、前述のような薄い部位を介して、曲げモーメントを解消することができる。

このため、この考えをさらに発展させ、力の流れの方向においてレバーの前または後ろに接続された少なくとも１つの連結要素が、曲げモーメントの転送を回避するため、回避すべきモーメントの方向に延びる薄い部位を有することが企図される。新式の本発明によるアイディアに基づき、それは特に、力の流れの方向において第１のレバーの後ろに配置された連結要素であり得る。つまり力の流れの方向において第１の、荷重センサに連接された連結要素が、そのような薄い部位なしで形成される場合には、この連結要素は力をＹ方向において第１のレバー内に導入でき、第１のレバーはその力を、レバー自体で、レバーの支持部位を介してほぼまたは完全に基体内に放出する。この支持部位は、第１の連結要素と同様に、Ｚ方向において相対的に幅広に形成することができ、特にこの方向への引張力／圧力を、自身を損傷させることなくうまく伝達する。その後、後ろに続く連結要素内に企図された上述の種類の薄い部位が、万が一にも残っているＸ方向のモーメントの転送を確実に排除する。

上述の特徴は、本願の計量センサに関係なく、原則的に少なくとも２つの連結要素を備えた全ての計量センサのために企図することができる。本願の上述の計量センサに関しては、特に確実な、妨害力から解放された力伝達が生じる。

これまで述べた実施形態は、力補償システムが平行案内要素の間に配置されていたことを特色とする。しかしながら本発明の更なる有利な実施形態によれば、力補償システムは、両方の平行案内要素の上または下にも配置することができる。その際、力補償システムの方向への力伝達のため、レバーまたは連結要素は、平行案内要素内の空隙、または基体のうち両方の平行案内要素を担持する部分内の空隙を通って延びている。これにより、計量センサのコンパクトな内部スペースから、少なくとも力補償システムのコンポーネントを外に出すことができ、かつ特に平行案内要素の上または下に配置することができる。これは、平行案内要素の間のＹ方向の構造スペースを節約する。このように配置された力補償システムは、実施形態に応じて楽にアクセスすることができる。平行案内要素によって定義された中間スペースの外側でも、力補償システムを異なる方向において配置することができる。そしてここでも、コイルまたは磁石の軸は、特にＹ方向またはＸ方向に走ることができる。特に、力の流れの方向において最後のレバーは、ここでもまた基本的にＸ方向に走るレバーであることができ、このレバーは、その自由端にコイルまたは磁石を担持する。その場合、このレバーは例えば、平行案内要素を担持する基体部分のうち上または下に引き伸ばされた延長部で支持されている。

その際、平行案内要素の外側の領域内に力を転送するため、レバーまたは連結要素は、平行案内要素の１つを突き抜けることができる。しかし代替的に、レバーまたは連結要素が、平行案内要素を支持する基体内の空隙を通って上または下に案内されてもよい。

本発明の更なる有利な実施形態に基づき、少なくとも１つの加速度センサを収容するため、荷重センサ内および／または基体内に（および場合によっては平行案内要素内に）空隙が企図される。この加速度センサは、１つまたは複数の方向において加速力を捕捉するべきであり、本発明による配置により、スペースを節約して格納することができる。ここでも荷重センサのボリュームが部分的に、追加のコンポーネントを格納するために使用され、それによって構造スペースが節約される。この新式のアイディアは、本願の主題に関
係なくても、荷重センサ、基体、または平行ガイド構造を備えた計量センサのために適用することができ、かつこの空隙がなければ別に企図されるべきだった追加の構造スペースを節約することが有利である。

更なる有利な実施形態は、従属請求項から明らかである。

以下に本発明を、図例に基づきさらに詳しく説明する。

図１には、本発明による計量センサが透視図において示されている。この計量センサは、３つの互いに対し垂直な空間方向Ｘ、Ｙ、およびＺに延びている。不動の基体３は、計量センサをＸ方向の側で閉鎖しており、一方で向かい側には荷重センサ６が配置され、この荷重センサは、基本的に反対のＸ方向への、計量センサ１の境界を形づくっている。

２つの平行案内要素４および５は、基体部分２を荷重センサ６と接続しており、これにより荷重センサは、荷重導入方向Ｙに可動に、基体３に連接される。さらに基体３は基体部分２から、両方の平行案内要素４、５の間の領域内に、張り出した部分７の形で延びている。基体３のこの張り出した部分７は、後で分かるように、レバーまたは力補償システムのコンポーネントのための支持受けまたは支持部位として役立つ。

Ｙ方向に可動の荷重センサ６は、連結要素１６を介して第１のレバー８に作用し、レバー８は、基体３の張り出した部分７上で支持される。レバー８の基体３に面する端では、レバー８が更なる連結要素１７を介して更なるレバー９と接続されており、レバー９は、基体の部分２で支持されている。レバー９は、部分２からＸ方向にさらに進んで、荷重センサ６の方向に延びている。荷重センサ６内では、力補償システムのコンポーネントのための収容が企図されている（磁石Ｍ、コイルＳ、または位置検出システムＰ）。レバー８および９のレバーアームの長さを適切に選択することにより、荷重センサ６内に導入された荷重Ｌの十分に高い変換が生じ、これにより既知の方法において、荷重がコイルＳ内の相応の補償電流によって釣り合わされる。

さらに図１では、レバー８および９もしくは連結要素１６および１７が、基体３の張り出した部分７の周りを作用に従って巡っていること、およびそうして構造スペースをできるだけうまく利用しながら高い力変換を可能にしていることが認識できる。

図２には、本発明による計量センサが純粋な側面図において示されている。図２の右部分では、ここでも基体の部分２および基体の平行案内要素４および５の間に張り出した部分７を認識できる。上のレバー８は、ここでも連結要素１７を介して下のレバー９と接続されている。その際、連結要素１７は、図２に基づく見方において、基体の部分２と部分７との接合部の「前」を走っている。連結要素１７は分割されてもよく、かつ部分２と部分７の間の接続領域の両側で下方に、レバー９の方向に走ってもよい。図４に基づき、連結要素１７をほぼ中心で案内することも可能である。

連結要素１７は、力の流れの方向において最後のレバー９に作用しており、レバー９の第１の端１１は、支持部位１５を介して基体の部分２で支持されており、一方で第２の端１２は、自由なレバーアーム１０として荷重センサ６の方向に延びて、荷重センサ６の空隙内まで突き出ている。

レバーアーム１０上に、力補償システム５０が概略的に示されており、この力補償システムは、１つまたは複数の磁石ＭまたはコイルＳを内包することができる。位置検出システムＰも、レバーアーム１０に配置することができる。基体の張り出した部分７は、力補
償システムの付属のコンポーネントの収容に役立ち、これにより例えば磁石Ｍがレバーアーム１０によって、およびコイルＳが部分７によって担持される（またはその逆）。

ここでも、連結要素１６および１７もしくはレバー８および９が、基体の張り出した部分７の周りを作用に従って巡っていること、および力補償システム５０のコンポーネントＭ、Ｓ、およびＰが、Ｘ方向において相対的に荷重センサ６に近く、かつ基体の部分２からできるだけ遠く間隔をあけて配置されていることが認識できる。

図３は、力変換のために、これで既に３つのレバー８、１３、および９が使用された本発明の更なる実施形態を示している。ここでも荷重センサ６内に導入された荷重Ｌは、連結要素１６を介してレバー８内に伝達される。レバー８は、第２の連結要素１７を介して第２のレバー１３に作用する。レバー８およびレバー１３は、それぞれ支持受けを介して、基体の張り出した部分７で支持されている。レバー１３自体は、連結要素２０を介してレバー９に作用し、レバー９は、既知の方法で基体の部分２で支持されている。レバーの比較的大きな数（３つ）は、ここでは変換係数の上昇を可能にする。力の流れの方向において最後のレバー９は、ここでも不動の基体の部分２からＸ方向に荷重センサ６に向かって延びており、これによりここでも、力補償システム５０の１つまたは複数のコンポーネントがレバー９の自由端で収容されることが認識できる。

図４には、第２の連結要素１７の特別な案内が示されている。不動の基体の部分２からは、それに続いて、張り出した部分７が平行案内要素４および５の間の領域内に、基本的に幅全体で、または台形に延びている。張り出した部分７のアタッチメント領域での空隙を通って、連結要素１７が部分７の上から、部分７を通って下に案内され、それによりそこで、上述の方法で次のレバーに作用する。この場合、張り出した部分７を特に堅固に形成することができる一方で、力を転送するため、および同時に、張り出した部分の周りを作用に従って巡るために、連結要素１７は１つだけで十分である。

図５には、連結要素およびレバーの実施形態が、切り離された透視図において示されている。連結要素１６が認識でき、この連結要素１６は、切り取られた下端で図示されていない荷重センサ６に作用する。連結要素１６はレバー８に衝撃を与え、レバー８自体は連結要素１７と接続している。その際、レバー８はＸ方向に次第に細くなって、図示されていない部分２に向かって走っている。そこでレバー８は、薄い部位２１を介して連結要素１７に作用する。薄い部位２１は、Ｘ方向に向いた曲げモーメントの転送を阻止する。連結要素１７は、図４に示された空隙をＹ方向に下へ走り抜け、そこで再び拡張され、かつ最後のレバー９の第１の端１１に作用する。レバー９はここでも、支持部位１５を介して図示されていない基体の部分２で支持されている。

図６には、更なる本発明による特徴を備えた計量センサが示されている。荷重センサ６の上部に空隙１９があることが認識でき、この空隙は上の平行案内要素４をもＸ方向に貫いている。この空隙１９は、少なくとも１つの加速度センサを収容するために役立ち、これにより加速度センサを、スペースを節約して格納することができる。

さらに荷重センサ６は、下にある更なる空隙を示しており、この空隙内には、レバー９がその第２の端１２で、部分２から来て突き出ている。この開口部により、力の流れの方向において最後のレバーのレバーアームをできるだけうまく延長させることができ、それによって変換性能が向上する。力補償システム５０のコンポーネント（磁石Ｍ、コイルＳ、位置検出システムＰ）を荷重センサ６と部分２の間の領域に配置する代わりに、これらのコンポーネントを、荷重センサ６の示された空隙の領域内に引き出すことさえでき、それによって構造スペースが最適に利用される。この場合、特に位置検出システムＰも楽に格納および調整することができる。

補充的または代替的に、荷重センサ６内のこの空隙内に、または更なる空隙内にも、レバー９に取り付けられた少なくとも１つのバランシングウェイト１４を配置することもできる。この位置では、バランシングウェイト１４を楽に据え付けることができる。それだけでなく計量センサを、過剰荷重の際または休止状態において負荷解放するため、荷重センサ６がバランシングウェイト１４のためのストッパを有し得ることが有利である。さらに荷重センサの空隙の領域内に精密調整部１８を企図することもでき、この精密調整部によって、バランシングウェイト（複数のそのようなウェイトも考えられる）の重心が、全体的に、つまり特にレバー９の支持部位１５に対して、調整可能である。

荷重センサ６内の基本的な丸い空隙は、同様にほぼ円形のバランシングウェイトの使用を可能にし、その際、空隙は、Ｙ方向およびＺ方向において作用するストッパとして用いることができる。

本発明による計量センサの概略的な透視法による側面図である。 そのような計量センサの透視法による側面図である。 さらに発展して３つの変換レバーを備えた計量センサを示す図である。 計量センサの背面図である。 本発明による計量センサのためのレバー配置を切り離した図である。 荷重センサ内に空隙を備えた計量センサの正面図である。

符号の説明

１ 計量センサ
２ 基体部分
３ 基体
４ 平行案内要素
６ 荷重センサ
１０ レバーアーム
１４ バランシングウェイト
１５ 支持部位
１６ 連結要素
１７ 連結要素
１８ 精密調整部
１９ 空隙
２０ 連結要素
５０ 力補償システム
Ｌ 荷重
Ｍ 磁石
Ｐ 位置検出システム
Ｓ コイル

Claims (18)

1. 好ましくはモノリシック構造で、電磁力補償の原理に基づく電子秤のための計量センサ（１）であって、第１の方向（Ｘ）、それに対し好ましくは垂直な方向（Ｙ）、および方向（Ｘ）および（Ｙ）に対し垂直な方向（Ｚ）への広がりを備えており、コイル（Ｓ）および／または磁石（Ｍ）および／または位置検出システム（Ｐ）の一部を内包する少なくとも１つの電磁力補償システム（５０）を備えており、
   ａ）基本的に方向（Ｘ）に沿って延び、測定方向（Ｙ）に可動の荷重センサ（６）を基体（３）に対して相対的に案内する平行案内要素（４、５）に連接された基体部分（２）を備えており、
   ｂ）その際、少なくとも２つのレバー（８、９）および少なくとも１つの連結要素（１６、１７）が、作用に従って次々と並んで接続された要素の列として企図されており、前記要素は、荷重センサ（６）に作用する荷重の伝達および／または変換のために、および荷重を力補償システム（５０）へと転送するために形成されており、
   ｃ）その際、列の最後のレバー（９）のレバーアーム（１０）に、少なくとも１つの力補償システム（５０）のコンポーネント（Ｍ、Ｓ、またはＰ）が配置される、
   計量センサ（１）であって、
   ｄ）少なくとも１つのコンポーネント（Ｍ、Ｓ、またはＰ）が、Ｘ方向において、基体部分（２）より荷重センサ（６）の近くに配置され、
   ｅ）レバー（８、９）および少なくとも１つの連結要素（１６、１７）から成る列が、基体（３）のうち平行案内要素（４、５）の間に張り出した部分（７）の周りを作用に従って巡る、
   ことを特徴とする計量センサ。
2. 第２の、または力の流れの方向において後ろに続いて配置されたレバー（９）が、その第１の、基体部分（２）に面した端（１１）から、基本的にＸ方向に、第２の、荷重センサ（６）に面した端（１２）に向かって延びており、その際、前記レバー（９）は、力の流れの方向において最後のレバーであり、基本的にＸ方向に延びることを特徴とする請求項１に記載の計量センサ（１）。
3. 力の流れの方向において少なくとも１つのアングルレバー（１３）が企図されることを特徴とする前記請求項１又は２に記載の計量センサ（１）。
4. 力の流れの方向において最後のレバー（９）が、基体（３）の張り出した部分（７）で支持されたアングルレバーであることを特徴とする前記請求項１から３のいずれか一項に記載の計量センサ（１）。
5. 最後のレバー（９）が、荷重センサ（６）の空隙内に突き出る、または空隙を通り抜けて突き出ることを特徴とする前記請求項１から４のいずれか一項に記載の計量センサ（１）。
6. 力補償システム（５０）の少なくとも１つのコンポーネント（Ｍ、Ｓ、Ｐ）が、荷重センサ（６）の空隙内に突き出る、または空隙を通り抜けて突き出ることを特徴とする前記請求項１から５のいずれか一項に記載の計量センサ（１）。
7. 基体（３）の張り出した部分（７）が、荷重センサ（６）の空隙内まで、または空隙を通って案内されることを特徴とする前記請求項１から６のいずれか一項に記載の計量センサ（１）。
8. 最後のレバー（９）の変位を算出するための位置検出システム（Ｐ）が、荷重センサ（
   ６）の空隙内で、基体（３）の張り出した部分（７）に、または磁石（Ｍ）またはコイル（Ｓ）に配置されることを特徴とする前記請求項１から７のいずれか一項に記載の計量センサ（１）。
9. 最後のレバー（９）が、少なくとも１つの好ましくは回転対称のバランシングウェイト（１４）を収容するために形成されており、その際、唯一の、または複数のバランシングウェイトのうちの少なくとも１つが、荷重センサ（６）の空隙内に突き出ることを特徴とする前記請求項１から８のいずれか一項に記載の計量センサ（１）。
10. 全てのバランシングウェイト（１４）の共通の重心が、Ｙ方向においては、支持部位（１５）と同じ高さで配置されており、前記支持部位を介して、最後のレバー（９）が基体（３）で支持されることを特徴とする前記請求項１から９のいずれか一項に記載の計量センサ（Ｗ）。
11. 精密調整部（１８）が、全てのバランシングウェイト（１４）の共通の重心をＹ方向において狙い通りに位置決めするために企図されることを特徴とする前記請求項９又は１０に記載の計量センサ（Ｗ）。
12. 荷重センサ（６）が、最後のレバーまたは最後のレバーに配置された少なくとも１つのバランシングウェイトのためのＹ方向および／またはＺ方向におけるストッパを有することを特徴とする前記請求項１から１１のいずれか一項に記載の計量センサ（１）。
13. 少なくとも１つのレバーまたはレバーの一部および／または少なくとも１つの連結要素または連結要素の一部が、Ｙ方向において、基体（３）の張り出した部分（７）内の少なくとも１つの空隙内に配置される、または前記空隙を通り抜けて案内されることを特徴とする前記請求項１から１２のいずれか一項に記載の計量センサ（Ｗ）。
14. 力の流れの方向においてレバー（８、９）の前または後ろに接続される少なくとも１つの連結要素（１６、１７）が、曲げモーメントの転送を回避するために、回避すべきモーメントの方向に延びる薄い部位を有することを特徴とする前記請求項１から１３のいずれか一項に記載の計量センサ（Ｗ）。
15. 力補償システム（５０）が少なくとも部分的に、平行案内要素（４、５）の間に配置されることを特徴とする前記請求項１から１４のいずれか一項に記載の計量センサ（Ｗ）。
16. 力補償システム（５０）が、両方の平行案内要素（４、５）の上または下に配置されており、その際、力補償システム（５０）の方向への力伝達のために、レバーまたは２つのレバーを接続する連結要素が、平行案内要素（４、５）内または基体（３）の部分（２）内の空隙を通って延びることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の計量センサ（Ｗ）。
17. 荷重センサ（６）および／または平行案内要素（４、５）の空隙（１９）内に、加速度センサが配置されることを特徴とする前記請求項１から１６のいずれか一項に記載の計量センサ（Ｗ）。
18. 計量センサが、複数のそのような計量センサを円形に配置するため、上から見て台形に形成されることを特徴とする前記請求項１から１７のいずれか一項に記載の計量センサ（Ｗ）。

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