專利名稱：按照電磁力平衡原理的稱量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照電磁力平衡原理的稱量系統(tǒng)，包括兩個導(dǎo)桿。它們作為平行導(dǎo)軌將一承載座連接于與殼體固定的基礎(chǔ)區(qū)域，還包括一角形杠桿，其支承在基礎(chǔ)區(qū)域上，并且由承載座傳遞的重力經(jīng)由一連接元件作用在其短的杠桿臂上，而在其長的杠桿臂上固定一線圈，線圈伸進一永久磁鐵系統(tǒng)的空氣間隙中。
這種型式的稱量系統(tǒng)例如由DE 31 27 939 C2是已知的。在DE195 40 782 C1中也描述了一種這樣的稱量系統(tǒng)，其還具有第二角形杠桿。但這兩種稱量系統(tǒng)都需要較大的底面積，從而其對于擬緊密并排設(shè)置多個稱量系統(tǒng)的應(yīng)用不是最好的。
因此，本發(fā)明的目的是，提供一種開頭所述型式的稱量系統(tǒng)，其只需要一不大的底面積。
按照本發(fā)明，這樣達到該目的，即，長的杠桿臂設(shè)計為垂直的杠桿臂并且至少部分地在平行導(dǎo)軌的各導(dǎo)桿的下方的區(qū)域內(nèi)延伸，而且永久磁鐵系統(tǒng)同樣設(shè)置在平行導(dǎo)軌的各導(dǎo)桿的下方。
因此，放棄了角形杠桿和永久磁鐵系統(tǒng)在各導(dǎo)桿之間的區(qū)域內(nèi)的至今通用的并排設(shè)置方式，代之的是，將永久磁鐵系統(tǒng)和長的杠桿臂包括線圈設(shè)置在各導(dǎo)桿的下方的區(qū)域內(nèi)。這樣，與短的杠桿臂一起得出一具有不大的底面積的稱量系統(tǒng)。雖然稱量系統(tǒng)的水平尺寸不大，但實際上并不限制長的杠桿臂的長度，因為較長的長的杠桿臂只導(dǎo)致結(jié)構(gòu)高度加大。因此，利用一個杠桿便已可以實現(xiàn)大的傳動比。
由諸從屬權(quán)利要求得出有利的實施形式。
在一種特別有利的實施形式中，將稱量系統(tǒng)的承載座構(gòu)造得比基礎(chǔ)區(qū)域更窄，由此可以將多個稱量系統(tǒng)特別緊密并排地設(shè)置成一排于是將每一第二稱量系統(tǒng)繞一垂直的軸線轉(zhuǎn)過180°設(shè)置，從而這一稱量系統(tǒng)的承載座總是位于鄰接的稱量系統(tǒng)的基礎(chǔ)區(qū)域的旁邊。由此，鄰接的稱量系統(tǒng)的最小側(cè)向間距不再是由基礎(chǔ)區(qū)域的寬度給出，而是由基礎(chǔ)區(qū)域?qū)挾扰c承載座寬度的總和的一半(較小)決定，盡管如此，仍保留較寬的基礎(chǔ)區(qū)域，用以面對側(cè)向力將各導(dǎo)桿支承到秤盤上。
兩個鄰接的相互相對轉(zhuǎn)過180°安裝的稱量系統(tǒng)還可以組成一對。因此，每一稱量系統(tǒng)的永久磁鐵系統(tǒng)可以如兩稱量系統(tǒng)那樣寬，并且一對的兩永久磁鐵系統(tǒng)還可以組成一個共同的包括兩個空氣間隙的永久磁鐵系統(tǒng)。
以下借助于附圖描述本發(fā)明。其中

圖1示意示出稱量系統(tǒng)的第一實施形式的側(cè)視圖；圖2示意示出稱量系統(tǒng)的第二實施形式的側(cè)視圖；圖3示意示出稱量系統(tǒng)的第三實施形式的側(cè)視圖；圖4按圖1的實施形式的一種實際的實施形式；圖5兩個按圖4的稱量系統(tǒng)的設(shè)置的透視圖；圖6兩個按圖4的稱量系統(tǒng)的設(shè)置的俯視圖。
圖1中僅僅非常示意性地以側(cè)視圖示出的稱量系統(tǒng)包括一基礎(chǔ)區(qū)域1、兩個導(dǎo)桿2和3、一個承載座4、一個角形杠桿5、一連接元件6用以向角形杠桿的短的杠桿臂5′傳遞重力、一永久磁鐵系統(tǒng)7和一線圈8，線圈8固定在角形杠桿的長的杠桿臂5″上并且位于永久磁鐵7的空氣間隙中。角形杠桿5通過一材料薄細點9可回轉(zhuǎn)地支承在基礎(chǔ)區(qū)域1上。導(dǎo)桿2和3及連接元件6上的各鉸接點由相應(yīng)的材料薄細點表示。角形杠桿5與線圈8一起的重心通過上部配重5這樣移動，即，使其至少近似地位于轉(zhuǎn)動點(材料薄細點9)的高度。永久磁鐵系統(tǒng)7通過各支柱1′與基礎(chǔ)件1連接。此外圖1中可看出一帶有縫口的凸起部10，它是圖中未示出的光學(xué)探測機構(gòu)的構(gòu)件，用以控制通過線圈8的平衡電流。此外，在承載座4上示出一水平的突出部4′作為一秤盤的說明。以上簡要說明的稱量系統(tǒng)在其功能方式上是公知的，從而可以省去詳細的描述。按照本發(fā)明的幾何設(shè)置，如圖所示，其特點是，將整個的角形杠桿5設(shè)置在平行導(dǎo)軌的導(dǎo)桿2和3的下方，并使其長的杠桿臂5″垂直延伸，并且永久磁鐵系統(tǒng)7也位于平行導(dǎo)軌的各導(dǎo)桿的下方。通過這樣的幾何設(shè)置，可以在圖紙平面內(nèi)保持很小的水平的擴展尺寸，并且稱量系統(tǒng)在垂直于圖紙平面內(nèi)也需要不多的空間。盡管如此，角形杠桿的長的杠桿臂5″實際上可以設(shè)計為任何長度的，以便達到大的力傳動比。
圖2中以側(cè)視圖示意示出的稱量系統(tǒng)的第二實施形式與以上描述的第一實施形式的區(qū)別在于，角形杠桿15的短的杠桿臂15′和連接元件16位于下導(dǎo)桿13的上方。其優(yōu)點是，可以選擇較大的導(dǎo)桿12和13的垂直間距。由此，在秤盤受偏心載荷的情況下作用在各導(dǎo)桿中的力是較小的。該優(yōu)點是通過下述缺點換來的，即角形杠桿15在31處與下導(dǎo)桿13交叉，因此在那里必須減小這兩部分的(垂直于圖紙平面的)寬度。至此未提及的標(biāo)記為11、12、14和17-20的部分相當(dāng)于圖1中的標(biāo)記為1、2、4和7-10的部分。
圖3中以側(cè)視圖示意示出的稱量系統(tǒng)的第三實施形式與第一實施形式的區(qū)別在于，存在一附加的傳動杠桿32。該傳動杠桿借助于一材料薄細點34可回轉(zhuǎn)地支承在基礎(chǔ)區(qū)域21上。在短的杠桿臂32′上經(jīng)由一連接元件33傳入承載座24的重力，在長的杠桿臂32″的末端經(jīng)由一連接元件26將降低的力傳向角形杠桿25。因此通過該附加的傳動杠桿32與角形杠桿25的相互配合，實現(xiàn)一種明顯的更大的力傳動比是可能的。至此未提及的標(biāo)記為22、23、27-30的部分相當(dāng)于圖1中標(biāo)記為2、3、7-10的部分。
在至此的圖1至3中只很示意地示出的稱量系統(tǒng)。圖4現(xiàn)在示出一種實際的實施形式，其相對于按圖1示意的設(shè)置。與圖1中功能相同的各部分標(biāo)有相同的標(biāo)記，盡管它們在幾何上構(gòu)造不同?？稍俅慰闯龌A(chǔ)區(qū)域1、導(dǎo)桿2和3、承載座4、連接元件6、角形杠桿5、和線圈8。角形杠桿的長的杠桿臂5″比其余的稱量系統(tǒng)部分設(shè)計得更窄并且部分地在一圖4中看不見的基礎(chǔ)區(qū)域1中的銑槽內(nèi)延伸?；A(chǔ)區(qū)域1、導(dǎo)桿2和3、承載座4、角形杠桿5、連接元件6和凸起部10一體地由一金屬塊制造出來，例如通過銑削或電火花腐蝕。為了在加工過程中和在組裝其余的元件-線圈、秤盤等時保護該元件，設(shè)置各個固定薄細點41，只在組裝以后才將它們分開；圖4中示出這些固定薄細點已被分開。圖4中為清楚起見未示出永久磁鐵系統(tǒng)。
圖5和6中現(xiàn)在示出兩個按圖4的稱量系統(tǒng)的一種節(jié)省空間的設(shè)置，其組成一個稱量系統(tǒng)對。圖5是透視圖，圖6是俯視圖。后面的稱量系統(tǒng)51示于該視圖中，如其同樣示出于圖4中那樣；可看出承載座4、上導(dǎo)桿2、基礎(chǔ)區(qū)域1、連接元件6、凸起部10和有點隱蔽的下導(dǎo)桿3。前面的稱量系統(tǒng)同后面的稱量系統(tǒng)完全一樣地構(gòu)造，其只是繞一垂直的軸線轉(zhuǎn)過180°組裝。圖5中由前面的稱量系統(tǒng)可看出基礎(chǔ)區(qū)域61、導(dǎo)桿62和63、承載座64、角形杠桿65及其長的杠桿臂65″和其上部配重65、連接元件66、用于角形杠桿65支承的材料薄細點69和凸起部70?？床灰娪糜陔姶帕ζ胶獾木€圈，只能看出其在長的杠桿臂65″上的各固定孔55。此外還可看出永久磁鐵系統(tǒng)47，它在其在圖5中左邊的一側(cè)具有一空氣間隙，用于前面的稱量系統(tǒng)52的線圈，并且在其在圖5中右邊的另一側(cè)具有一空氣間隙，用于后面的稱量系統(tǒng)51的線圈。永久磁鐵系統(tǒng)47的外面的軟鐵接地構(gòu)造成矩形的并同時用于兩基礎(chǔ)區(qū)域的固定。為此，前面的稱量系統(tǒng)52的基礎(chǔ)區(qū)域61具有一固定支腳53，后面的稱量系統(tǒng)51的基礎(chǔ)區(qū)域1具有一固定支腳57。
圖5中還可看出，角形杠桿65的長的杠桿臂65″窄于前面的稱量系統(tǒng)52的其余部分并且在構(gòu)件61中的一銑槽58內(nèi)延伸。在有關(guān)圖4的描述中已提及該銑槽。后面的稱量系統(tǒng)51的長的杠桿臂5″在圖5中只可看到在銑槽59內(nèi)的一個短的段。
圖5中以及更好地在圖6的俯視圖中可看出，承載座4或64比相應(yīng)的稱量系統(tǒng)51或52的基礎(chǔ)區(qū)域1或61更窄。因此，在稱量系統(tǒng)對51/52的寬度預(yù)先確定的情況下，較大的基礎(chǔ)區(qū)域?qū)挾仁强赡軐崿F(xiàn)的，并從而各導(dǎo)桿的較寬支承是可能實現(xiàn)的，這在作用到承載座上側(cè)向力的時候產(chǎn)生有利的影響。在圖5和6所示的實施形式中，各導(dǎo)桿的寬度以一階梯的形式變化。當(dāng)然從基礎(chǔ)區(qū)域到承載座的一種逐漸的寬度過渡也是可以的。此外，在按圖5和6的實施形式中，各導(dǎo)桿中的寬度階梯只在一側(cè)設(shè)置。其優(yōu)點是，稱量系統(tǒng)對51/52的外形是精確的矩形，如果要將多個稱量系統(tǒng)對51/52在導(dǎo)桿的橫向方向緊密并排設(shè)置，與同樣為矩形的永久磁鐵系統(tǒng)47一起，將實現(xiàn)非常好的空間利用。當(dāng)然，也可以是這樣的導(dǎo)桿形狀，即，導(dǎo)桿的寬度對稱地在兩側(cè)變化，亦即在俯視圖中成一梯形或“T”字的形狀。
對于秤盤的安置方案，在圖5和6的稱量系統(tǒng)對中僅僅通過一螺紋孔54或56表示。根據(jù)應(yīng)用情況，在那里秤盤可以直接安裝在螺紋孔上面，或?qū)⒊颖P在一懸臂上例如安裝成使得一排并列設(shè)置的稱量系統(tǒng)對的全部秤盤沿一對準線設(shè)置。
在全部附圖中為清楚起見未示出的光學(xué)位置傳感器的與殼體固定的部分固定于永久磁鐵系統(tǒng)47的下面。它包括例如一發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管照射凸起部10或70中的縫口，以及兩個光電二極管，這兩個光電二極管對穿過縫口的光線發(fā)生響應(yīng)，并且按已知的方式控制通過電磁力平衡線圈的電流。由于位置傳感器布置在永久磁鐵系統(tǒng)47下面，故用于縫口的杠桿臂特別大，從而使位置傳感器具有很高的靈敏度。
附圖標(biāo)記清單1 基礎(chǔ)區(qū)域1′ 支柱2 導(dǎo)桿3 導(dǎo)桿4 承載座4′ 表示一秤盤的水平的突出部5 角形杠桿5″ 角形杠桿的較短的杠桿臂5″ 角形杠桿的較長的杠桿臂5 角形杠桿的上部配重6 連接元件7 永久磁鐵系統(tǒng)8 線圈9 材料薄細點10 凸起部11 基礎(chǔ)區(qū)域12 導(dǎo)桿13 導(dǎo)桿14 承載座14′表示一秤盤的水平的突出部15 角形元件15′角形杠桿的較短的杠桿臂15″角形杠桿的較長的杠桿臂15角形杠桿的上部配重16 連接元件17 永久磁鐵系統(tǒng)18 線圈
19 材料薄細點20 凸起部21 基礎(chǔ)區(qū)域22 導(dǎo)桿23 導(dǎo)桿24 承載座24′表示一秤盤的水平的突出部25 角形杠桿25′角形杠桿的較短的杠桿臂25″角形杠桿的較長的杠桿臂25角形杠桿的上部配重26 連接元件27 永久磁鐵系統(tǒng)28 線圈29 材料薄細點30 凸起部31 (交叉點)32 附加的傳動杠桿32′傳動杠桿的較短的杠桿臂32″傳動杠桿的較長的杠桿臂33 連接元件34 材料薄細點41 固定薄細點47 永久磁鐵系統(tǒng)51 后面的稱量系統(tǒng)52 前面的稱量系統(tǒng)53 固定支腳54 螺紋孔55 固定孔
56 螺紋孔57 固定支腳58 銑槽59 銑槽61 基礎(chǔ)區(qū)域62 導(dǎo)桿63 導(dǎo)桿64 承載座65 角形杠桿65″角形杠桿的較長的杠桿臂65角形杠桿的上部配重66 連接元件69 材料薄細點70 凸起部
權(quán)利要求
1.按照電磁力平衡原理的稱量系統(tǒng)，包括兩個導(dǎo)桿，它們作為平行導(dǎo)軌將一承載座連接于與殼體固定的基礎(chǔ)區(qū)域；還包括一角形杠桿，該角形杠桿支承在基礎(chǔ)區(qū)域上，并且由承載座傳遞的重力經(jīng)由一連接元件作用在其短的杠桿臂上，而在其長的杠桿臂上固定一線圈，線圈伸進一永久磁鐵系統(tǒng)的空氣間隙中；其特征在于，所述長的杠桿臂(5″，15″，25″，65″)設(shè)計為垂直的杠桿臂并且至少部分地在平行導(dǎo)軌的導(dǎo)桿(2、3，12、23、22、23，62、63)的下方的區(qū)域內(nèi)延伸，以及，所述永久磁鐵系統(tǒng)(7，17，27，47)同樣設(shè)置在平行導(dǎo)軌的導(dǎo)桿(2、3，12、13，22、23，62、63)的下方。
2.按照權(quán)利要求1所述的稱量系統(tǒng)，其特征在于，所述角形杠桿(5，25，65)完全設(shè)置在平行導(dǎo)軌的導(dǎo)桿(2、3，22、23，62、63)的下方。
3.按照權(quán)利要求1所述的稱量系統(tǒng)，其特征在于，為控制平衡電流所需要的位置傳感器(凸起部10，20，30，70)設(shè)置在所述永久磁鐵系統(tǒng)(7，17，27，47)的下面。
4.按照權(quán)利要求1所述的稱量系統(tǒng)，其特征在于，所述角形杠桿(5，15，25，65)構(gòu)造為使其重心至少近似地位于其轉(zhuǎn)動點的高度。
5.按照權(quán)利要求1所述的稱量系統(tǒng)，其特征在于，基礎(chǔ)區(qū)域(1，11，21，61)、導(dǎo)桿(2、3，12、13，22、23，62、63)、承載座(4，14，24，64)、角形杠桿(5，15，25，65)和連接元件(6，16，26，66)一體地由一個金屬塊制造出來。
6.按照權(quán)利要求1所述的稱量系統(tǒng)，其特征在于，所述稱量系統(tǒng)具有一附加的傳動杠桿(32)。
7.按照權(quán)利要求1所述的稱量系統(tǒng)，其特征在于，所述承載座(4，64)比所述基礎(chǔ)區(qū)域(1，61)構(gòu)造得更窄。
8.至少兩個按照權(quán)利要求1-7之一項所述的稱量系統(tǒng)的設(shè)置，其特征在于，各稱量系統(tǒng)側(cè)向并排地布置，使得一個稱量系統(tǒng)的承載座(4，64)位于另一稱量系統(tǒng)的基礎(chǔ)區(qū)域(61，1)的旁邊。
9.按照權(quán)利要求8所述的至少兩個稱量系統(tǒng)的設(shè)置，其特征在于，每兩個相鄰的稱量系統(tǒng)組成一個稱量系統(tǒng)對。
10.按照權(quán)利要求9所述的至少兩個稱量系統(tǒng)的設(shè)置，其特征在于，一個稱量系統(tǒng)對的兩永久磁鐵系統(tǒng)組成一個包括兩個空氣間隙的永久磁鐵系統(tǒng)(47)。
全文摘要
一種按照電磁力平衡原理的稱量系統(tǒng)，包括兩個導(dǎo)桿，它們作為平行導(dǎo)軌將一承載座連接于與殼體固定的基礎(chǔ)區(qū)域；還包括一角形杠桿，其支承在基礎(chǔ)區(qū)域上，并且由承載座傳遞的重力經(jīng)由一連接元件作用在其短的杠桿臂上，而在其長的杠桿臂上固定一線圈，線圈伸進一永久磁鐵系統(tǒng)的空氣間隙中，其應(yīng)該只需要不大的底面積。為此本發(fā)明建議，長的杠桿臂(5″)設(shè)計為垂直的杠桿臂并且至少部分地在平行導(dǎo)軌的導(dǎo)桿(2、3)的下方的區(qū)域內(nèi)延伸，以及，永久磁鐵系統(tǒng)(7)同樣設(shè)置在平行導(dǎo)軌的導(dǎo)桿(2、3)的下方。
文檔編號G01G7/02GK1950682SQ200580013984
公開日2007年4月18日 申請日期2005年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月27日
發(fā)明者法比安·瓦爾特, 奧托·庫爾曼, 彼得·弗萊舍爾, 維爾弗里德·朗納 申請人:扎托里烏斯股份公司