專利名稱：帶有校準(zhǔn)秤砣的機(jī)械式連接區(qū)域的秤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種秤，在該秤中，將要被稱重的負(fù)載的重力通過一個負(fù)載接收器引入，該負(fù)載接收器被兩個彼此間隔開一定距離并且相互平行著伸展的導(dǎo)向件限制著沿該平行方向運(yùn)動，每個導(dǎo)向件分別在其一端連接著負(fù)載接收器，并在相反一端連接著秤的一個靜止部件。負(fù)載接收器被引導(dǎo)著在一個由所述導(dǎo)向件的四個端部確定的平行四邊形上相對于秤的靜止部件作平行位移運(yùn)動。秤中有一個力轉(zhuǎn)換器用以將重力轉(zhuǎn)換為電信號，以及一個杠桿機(jī)構(gòu)用以將重力從負(fù)載接收器傳輸?shù)搅D(zhuǎn)換器上，該杠桿機(jī)構(gòu)包含第一杠桿和第二杠桿，以及一個機(jī)械式連接區(qū)域用于以可釋放的方式連接一個校準(zhǔn)秤砣。第一杠桿上有一個輸入臂從一個連接部件處開始伸向第一支撐，該連接部件用于從負(fù)載接收器引入重力并且成形于負(fù)載接收器上的一個面對著靜止部件的部分上，該第一支撐用作杠桿支點(diǎn)并且成形于靜止部件上的一個面對著負(fù)載接收器的部分上；第一杠桿上還有一個輸出臂從該第一支撐開始沿著指向靜止部件的方向伸展。第二杠桿通過一個連接部件從第一杠桿的輸出臂上接收力，該第二杠桿被第二支撐保持著，該第二支撐用作杠桿支點(diǎn)并且成形于靜止部件上的一個面對著負(fù)載接收器的部分上；第二杠桿上還有一個部分沿著指向負(fù)載接收器的方向伸展并用于進(jìn)一步將重力傳輸?shù)搅D(zhuǎn)換器上。
在這種類型的一種現(xiàn)有秤(DE19605087A1)中，其杠桿機(jī)構(gòu)中一共包含三個杠桿，用于依次削減引入負(fù)載接收器中的重力，連接區(qū)域用于連接安置在第三杠桿上的校準(zhǔn)秤砣，第三杠桿則與第二杠桿連接在一起(在力削減鏈中，第三杠桿位于第二杠桿下游)。這樣，一個引入連接區(qū)域的小的校準(zhǔn)力等效于負(fù)載接收器中的一個放大了的重力，放大倍數(shù)取決于杠桿機(jī)構(gòu)的削減率。因此，通過采用這種連接區(qū)域的結(jié)構(gòu)，施加在負(fù)載接收器中的相對較大的重力可以用一個具有理想的小尺寸的校準(zhǔn)秤砣模擬出來。具體地講，通過采用一個重量僅為秤負(fù)載能力一小部分的校準(zhǔn)秤砣，就可以完成校準(zhǔn)工作，如同在秤上加載了滿負(fù)荷一樣。
然而，在這種滿負(fù)載能力的模擬中，在校準(zhǔn)過程中不能消除杠桿機(jī)構(gòu)中的位于與連接區(qū)域相連的杠桿之前的各杠桿中出現(xiàn)的杠桿比率誤差。在一個秤的整個使用壽命中，這種杠桿比率誤差很容易產(chǎn)生，這是因?yàn)榈谝桓軛U后面的各杠桿彼此之間以很精細(xì)的方式支撐和連接著，當(dāng)秤受到?jīng)_擊力時，薄撓性鉸鏈會受到變形的傷害。
因此，本發(fā)明的目的是研制一種開始描述過的類型的秤，通過一個重量僅為秤負(fù)載能力一小部分的校準(zhǔn)秤砣，即可以完成校準(zhǔn)工作，而又不會受到杠桿機(jī)構(gòu)比率誤差的影響，從而基本上避免出現(xiàn)外界引起的杠桿比率誤差的可能。
根據(jù)本發(fā)明，可以通過下面的方案解決這個問題，即在第一杠桿的輸入臂上附加一個延伸部分，該延伸部分伸展著超過連接部件并伸入與負(fù)載接收器上背對著靜止部件的一側(cè)相鄰近的空間內(nèi)，在此位置，該延伸部分帶有一個連接區(qū)域以連接校準(zhǔn)秤砣。
通過本發(fā)明的解決方案，校準(zhǔn)秤砣通過延伸部分直接作用在第一杠桿的輸入臂上。這樣，在校準(zhǔn)過程中可以消除杠桿機(jī)構(gòu)中各部件可能出現(xiàn)的比率誤差，例如，因沖擊引起的杠桿連接部件和支點(diǎn)變形所導(dǎo)致的比率誤差。延伸部分以一個適宜的長度超出連接著負(fù)載接收器與輸入杠桿臂的連接部件，通過使該長度與輸入杠桿臂上的位于連接部件與第一支撐之間的部分的長度具有一個適宜的比例，可以使得校準(zhǔn)秤砣相對于秤的滿負(fù)載能力有一個相同的削減比例，例如為秤的滿負(fù)載能力的1/10或1/40。這樣，可以通過一個相對較小的校準(zhǔn)秤砣實(shí)現(xiàn)滿負(fù)載校準(zhǔn)，從而使得秤的尺寸和重量具有結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，校準(zhǔn)秤砣的連接區(qū)域中包含一個導(dǎo)軌，用于將校準(zhǔn)秤砣在延伸部分上定位，該導(dǎo)軌可以引導(dǎo)校準(zhǔn)秤砣在重力的作用下位于其確定的工作位置上。這樣，在校準(zhǔn)秤砣被傳送到導(dǎo)軌上時，其位置不需要任何特別精確確定。當(dāng)校準(zhǔn)秤砣在重力的作用下通過導(dǎo)軌時，它可以自動到達(dá)其精確確定的工作位置上，這樣，在校準(zhǔn)過程中，校準(zhǔn)秤砣與第一杠桿的第一支撐之間的距離可以精確保持。
本發(fā)明的秤的一個實(shí)用結(jié)構(gòu)具有下面的特征，即第一杠桿輸入臂的延伸部分由兩個腿構(gòu)成，這兩個腿彼此間隔一定的距離并位于平行四邊形所在平面的兩側(cè)。所述腿上的鄰近靜止部件的端部牢固地固定在第一杠桿上，而校準(zhǔn)秤砣的連接區(qū)域則成形于腿上的相反端部上，負(fù)載接收器在兩個腿之間伸展并帶有側(cè)向間隙。這樣可使兩個腿的尺寸適合于所需滿負(fù)載能力和所需校準(zhǔn)秤砣的重量值，而又不會受由負(fù)載接收器、靜止部件以及兩個導(dǎo)向件所封閉的平行四邊形的內(nèi)部空間的限制。具體地講，兩個腿可以與第一杠桿分開成形并通過螺栓固定在第一杠桿。
在這方面的另一個有用的實(shí)施例中，兩個腿上的用于構(gòu)成連接區(qū)域的端部具有接收叉的形狀，接收叉指向校準(zhǔn)秤砣的重力方向的反向，而校準(zhǔn)秤砣即沿著重力方向下降。當(dāng)校準(zhǔn)秤砣被放置好以后，它將在接收叉中下降一個深度，并且不帶任何水平間隙地處在其相對于第一杠桿的精確確定的位置上，從而可以以高精度完成校準(zhǔn)過程。
出于結(jié)構(gòu)剛度方面的原因，在實(shí)際應(yīng)用中可以通過一個系桿將兩個腿連接起來，該系桿則垂直于平行四邊形所在的平面伸展并位于構(gòu)成連接區(qū)域的端部所在區(qū)域中。
根據(jù)本發(fā)明的另一個設(shè)想，力轉(zhuǎn)換器位于一個空間中，該空間一方面被負(fù)載接收器上背對著靜止部件的一側(cè)限定，另一方面被校準(zhǔn)秤砣的連接區(qū)域限定；而且，第二杠桿上的向著負(fù)載接收器伸展的部分上有一個延伸部分到達(dá)力轉(zhuǎn)換器處。在本例中，力轉(zhuǎn)換器所占用的空間同時還可以容納輸入杠桿臂上的沿著平行四邊形所在平面方向伸展并通過此空間的延伸部分，這樣，可以以節(jié)省空間的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)所需的用于傳遞校準(zhǔn)秤砣的大杠桿比率。
作為這方面的另一個優(yōu)點(diǎn)，力轉(zhuǎn)換器安裝在兩個支撐部件上，這兩個支撐部件彼此間隔開一定的距離并位于平行四邊形所在平面的兩側(cè)，二者帶有側(cè)向間隙沿著負(fù)載接收器伸展并固定在靜止部件上的一個面向負(fù)載接收器的部分上。
此外，還可以將第二杠桿的延伸部分由兩個延伸腿構(gòu)成，這兩個延伸腿彼此間隔一定的距離并位于平行四邊形所在平面的兩側(cè)，二者固定在第二杠桿上的一個向著負(fù)載接收器伸展的部分上，負(fù)載接收器位于兩個延伸腿之間并留有側(cè)向間隙。這樣，兩個沿側(cè)向安置的延伸腿的結(jié)構(gòu)相對于他們所要承受的力來說具有所需的剛度，而同時又使得他們所占用的側(cè)向空間最小化。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)便于在這樣的秤中實(shí)施，即力轉(zhuǎn)換器是一個電磁式力補(bǔ)償系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的負(fù)載補(bǔ)償線圈安置在兩個延伸腿上的指向力轉(zhuǎn)換器的端部。在這種類型的秤中，流經(jīng)負(fù)載補(bǔ)償線圈的電流則被伺服控制，從而使得作用在負(fù)載補(bǔ)償線圈上的磁力與將要被稱重的負(fù)載的重力平衡，這樣，負(fù)載接收器與杠桿機(jī)構(gòu)會在一個位移傳感器的控制下保持在零位。通過這種方式，流經(jīng)負(fù)載補(bǔ)償線圈的電流為將要被稱重的負(fù)載提供了一個測量值。
一個特別重要的實(shí)施例具有這樣的特征，即負(fù)載接收器、導(dǎo)向件、靜止部件以及各杠桿作為整體相連的材料部分而成形于一個材料塊的外面，并且彼此之間被無材料空間隔開。這種整體式結(jié)構(gòu)消除了為連接這些部件而進(jìn)行的組裝過程以及它們的特別要求，即杠桿支點(diǎn)以及所有連接點(diǎn)都需要超精度的位置調(diào)節(jié)。
作為一個特別的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明提供的無材料空間至少部分地只由沿著平行四邊形所在平面橫穿材料塊的薄長條切口形成。這些薄長條切口可以通過，例如，火花電蝕加工出。由于在這種情況下無材料空間所占據(jù)的空間被最小化了，從而使得，一方面，能獲得緊湊的結(jié)構(gòu)，另一方面，使得構(gòu)成平行導(dǎo)軌以及杠桿機(jī)構(gòu)的各個部件的材料部分的可用空間最大化，這樣，這些部件可以設(shè)計得具有非常高的強(qiáng)度。
本發(fā)明的范圍還包括一個提升機(jī)構(gòu)，該提升機(jī)構(gòu)與校準(zhǔn)秤砣的連接區(qū)域協(xié)同工作，從而使得校準(zhǔn)秤砣可以在一個校準(zhǔn)位置和一個休息位置之間輸送，在校準(zhǔn)位置，校準(zhǔn)秤砣被支撐在連接區(qū)域，在休息位置，校準(zhǔn)秤砣被提升而離開連接區(qū)域。由于這個提升機(jī)構(gòu)，校準(zhǔn)秤砣不需要手工操作。相反，校準(zhǔn)過程可以通過秤上的控制鍵盤操縱提升機(jī)構(gòu)來完成。
在這種結(jié)構(gòu)中，可以使校準(zhǔn)秤砣具有大致細(xì)長圓筒形的形狀，圓筒的長度方向的軸線與重力方向呈直角，而提升結(jié)構(gòu)可以防止圓筒繞著其長度方向的軸線旋轉(zhuǎn)。除非能接受校準(zhǔn)秤砣的高制造費(fèi)用，否則的話，圓筒形校準(zhǔn)秤砣的重心線可能會有小的偏差并從圓筒長度方向的軸線上偏開。由于限制了圓筒的旋轉(zhuǎn)，從而避免了因旋轉(zhuǎn)對稱性偏差所引起的連續(xù)校準(zhǔn)過程中的測量偏差。因此，雖然有旋轉(zhuǎn)對稱性偏差，也可以避免校準(zhǔn)誤差。
在一個可行的實(shí)施例中，校準(zhǔn)秤砣的圓筒表面上包含一個平面部分，該平面部分以限制旋轉(zhuǎn)的方式將校準(zhǔn)秤砣放置在提升機(jī)構(gòu)的一個提升元件上的三個支撐點(diǎn)上，該提升機(jī)構(gòu)則用于將校準(zhǔn)秤砣在其休息位置與校準(zhǔn)位置之間輸送。由于三點(diǎn)支撐的作用，校準(zhǔn)秤砣可以在一個不變的轉(zhuǎn)角位置上被高精度地保持著，以確保高精度校準(zhǔn)。
本發(fā)明的其它特征、細(xì)節(jié)以及優(yōu)點(diǎn)將在下面的解釋及附圖中呈現(xiàn)出來，作為參考的附圖中包含了本發(fā)明的所有的基本細(xì)節(jié)，而這些細(xì)節(jié)并未在前文中清楚地說明。


圖1是秤的基本部件的透視圖，其中罩蓋、秤盤以及校準(zhǔn)秤砣被拆走，該視圖是從側(cè)面轉(zhuǎn)過一個角度并稍稍高于秤處所作的。
圖2是與圖1相同的視圖，但校準(zhǔn)秤砣就位。
圖3是從秤側(cè)面看的局部剖開的視圖。
圖4(a)和(b)是校準(zhǔn)秤砣的提升機(jī)構(gòu)相反端部的局部剖開的視圖。
如圖1至3所示，秤包含一個整體式材料塊1，該材料塊1的兩個最大側(cè)表面2、2’平行于圖3中的制圖平面伸展，其中，材料塊的兩個最大側(cè)表面中的一個2在圖3中面對著觀察者。在垂直于材料塊的一對最大側(cè)表面2、2’的兩對窄側(cè)中，兩個長窄側(cè)中的一個3面向上方，而另一個長窄側(cè)3’則平行于表面3而面向下方且觀察者不能看到。此外，在圖1和2中，兩個短窄側(cè)中的一個4面向后方，而另一個平行于短窄側(cè)4的短窄側(cè)4’則基本上被擋住而不能看到。
作為材料塊1中的部分，有一個負(fù)載接收器5、一個靜止部件6以及兩個相互平行的導(dǎo)向件7、7’，導(dǎo)向件7、7’上的彼此背對著的外表面被長窄側(cè)3、3’限定，而它們的彼此面對著的內(nèi)表面則被薄長條切口8、8’限定，薄長條切口8、8’形成了無材料空間。導(dǎo)向件7、7’在其一側(cè)端部接合在負(fù)載接收器5上，而在另一側(cè)，即靜止部件6處的一側(cè)則形成薄彈性部分9、10、11、12，這些薄彈性部分9、10、11、12由薄長條切口8、8’上的彎曲段形成，這些彎曲段向著限定導(dǎo)向件7、7’外表面的相應(yīng)窄側(cè)3、3’偏移。而在另一側(cè)，也在窄側(cè)3、3’上以鏡象的方式成形出彎曲凹槽。這些薄彈性部分9至12確定了一個平行四邊形的各個頂點(diǎn)，而該平行四邊形則平行于圖3中的制圖平面。
薄長條切口8、8’除了其彎曲段以外，基本上平行于長窄側(cè)3、3’，并分別帶有段13、13’，段13、13’在負(fù)載接收器一側(cè)延伸超過薄彈性部分10、11并平行于一條假想的連接著負(fù)載接收器附近的薄彈性部分10和11的直線，而且伸入對面相應(yīng)的導(dǎo)向件7、7’中，在此，段13、13’上帶有以鏡象的方式彼此面對著的彎曲段并因此形成薄彈性連接部分14、15，薄彈性連接部分14、15通過一個連接部件16連接起來，而連接部件16則由段13、13’上的相互平行的部分限定。連接部件16通過導(dǎo)向件7’附近的薄彈性連接部分15連接著負(fù)載接收器5。
在薄彈性連接部分14上的與薄彈性連接部分15相反的端部處，連接部件16連接著第一杠桿18上的輸出杠桿臂17’，第一杠桿18在鄰近長窄側(cè)3的一側(cè)處被限定著導(dǎo)向件7的薄長條切口8限定。靜止部件6上有一個部分19在導(dǎo)向件7、7’之間向著負(fù)載接收器5伸展，在部分19中有一個長條切口段20從薄長條切口段13’上向著長窄側(cè)3伸出，從而形成了一個凸向短窄側(cè)4的曲線。在一條假想的連接著負(fù)載接收器附近的薄彈性部分10和11的直線的另一側(cè)，以鏡象的方式成形，薄長條切口段20有一個相對應(yīng)的長條切口段21，該長條切口段21從鄰近導(dǎo)向件7’的端部開始并伸入另一個薄長條切口22中，而薄長條切口22則首先向著限定靜止部件6的短窄側(cè)4伸展，接著，又到達(dá)一條假想的連接著靜止部件附近的薄彈性部分9、12的直線處，之后，又沿著該直線的一部分向著距第一杠桿18較遠(yuǎn)的長窄側(cè)3’延伸。在沿著上述假想的直線延伸之后，薄長條切口22的延伸部分24帶有彎曲的端部，所述端部的凸形側(cè)面對著該假想的直線。在該假想的直線的另一側(cè)，一個長條切口段25以類似于延伸部分24的鏡象的方式伸展，并終止于一個鉆出孔26處，該鉆出孔還是限定著第一杠桿18的薄長條切口8的終點(diǎn)。如果各薄長條切口是通過火花電蝕加工出的，則該鉆出孔26可以用于穿入一根火花電蝕線。如果薄彈性部分9、12不是以上述方式安置在垂直于長窄側(cè)3、3’的假想直線處，那么他們也可以彼此稍稍偏置。同樣，薄彈性部分10、11也不是必須處于上下豎直的位置上。
與構(gòu)成連接部件16的薄長條切口段13、13’類似，有一個第二連接部件27被限定在延伸部分24和長條切口段25之間，第二連接部件27在其端部有一個薄彈性部分28連接著第一杠桿18。
同樣，在與薄彈性部分28相反的端部上，連接部件27上帶有一個薄彈性部分29，連接部件27在薄彈性部分29處連接著第二杠桿30，第二杠桿30在其面對著第一杠桿18的一側(cè)被薄長條切口22限定。在背向第一杠桿18的一側(cè)，有一個薄長條切口31將第二杠桿30與靜止部件6的部分19隔開，該薄長條切口31大致上沿著長窄側(cè)3、3’的長度方向伸展。在鄰近負(fù)載接收器5的端部處，薄長條切口31穿過兩個鉆出孔32、33并連接到限定著第一杠桿18的薄長條切口22上。在鄰近靜止部件6的端部處，薄長條切口31以凸形曲線的形式到達(dá)一條假想的連接著靜止部件6附近的薄彈性部分9、12的直線處。在該假想直線的另一側(cè)，一個長條切口段34上的凸形曲線段以類似于薄長條切口31的凸形曲線的鏡象的方式伸展，并終止于鉆出孔26處。二凸形曲線段之間所確定的材料部分形成一個薄彈性部分35，該薄彈性部分35構(gòu)成第二支撐點(diǎn)，以用作第二杠桿30的支點(diǎn)。
這樣，為了傳遞力，第二杠桿30連接到第一杠桿18的輸出臂17’上(輸出臂17’在第二連接部件27的薄彈性部分28與第一支撐23之間伸展)，而在第一支撐23與薄彈性連接部分14之間伸展的第一杠桿18的輸入臂17則連接到負(fù)載接收器5上。一個用于盛放被稱重負(fù)載的秤盤(未畫出)位于被長窄側(cè)3限定著的導(dǎo)向件7的上方，并通過一個懸臂支撐37而固定到負(fù)載接收器5上的一個支撐表面38(非常清楚地見于圖1和2中)上，懸臂支撐37只以簡圖并局部切開的方式顯示于圖3中。在圖中未顯示的有，一個固定在懸臂支撐37上并承載著秤盤的支撐柱從一個罩蓋頂36上的開孔中伸出，秤盤即防止在該罩蓋頂36上方。罩蓋頂36上的外圍邊緣39則向下伸展并與一個平衡基板41上的一個豎直邊緣40會合，靜止部件6以某種未詳細(xì)示出的方式安裝在平衡基板41上。當(dāng)負(fù)載放置在秤盤中后，負(fù)載接收器5會有平行于薄彈性部分10和11間的假想直線向下移動的趨勢，從而使得圖3中顯示的第一杠桿18會有繞著第一支撐23順時針旋轉(zhuǎn)的趨勢，而第二杠桿30(與第一杠桿18連接在一起)會有繞著第二支撐35逆時針旋轉(zhuǎn)的趨勢。包含著第一和第二杠桿18、30的杠桿機(jī)構(gòu)出現(xiàn)這種運(yùn)動趨勢是因?yàn)?，第一杠桿18是一個雙臂杠桿，即它的輸入臂17和輸出臂17’從第一支撐23開始向著相反的方向伸展，而第二杠桿30是一個單臂杠桿，即從第二支撐35構(gòu)成的支點(diǎn)開始的杠桿部分伸向薄彈性部分29，其伸展方向與杠桿部分42從薄彈性部分29向著負(fù)載接收器5伸展的方向相同。
杠桿機(jī)構(gòu)的初始運(yùn)動傳輸?shù)揭粋€力轉(zhuǎn)換器43上，該力轉(zhuǎn)換器43鄰近于被材料塊1的短窄側(cè)4’限定著的負(fù)載接收器5外側(cè)。如圖1和2所示，力轉(zhuǎn)換器43通過兩個懸臂44、44’安裝到靜止部件6上，懸臂44、44’則通過約束在錐形孔45、45’(圖3)中的螺栓46、46’固定在材料塊的側(cè)表面2、2’(平行于上述平行四邊形所在平面)上，錐形孔45、45’位于向著負(fù)載接收器5伸展的靜止部件上的部分19中。在材料塊的側(cè)表面2、2’以及相應(yīng)的懸臂44、44’之間裝有墊圈，以保證負(fù)載接收器5以及后面將要解釋的秤其它部件在懸臂44、44’之間具有間隙。兩個懸臂在他們從負(fù)載接收器5被材料塊1的短窄側(cè)4’限定著的地方伸出的部分上通過一個平臺47連接起來，平臺47位于負(fù)載接收器5位移的橫向，力轉(zhuǎn)換器43即安裝在平臺47上。在圖示的實(shí)施例中，力轉(zhuǎn)換器中包含一個力補(bǔ)償系統(tǒng)，這種力補(bǔ)償系統(tǒng)對于本專業(yè)的技術(shù)人員來說是熟知的，其包含一個負(fù)載補(bǔ)償線圈，用于通過杠桿機(jī)構(gòu)接收被稱負(fù)載的杠桿傳遞的重力，該負(fù)載補(bǔ)償線圈被包圍在一個安裝在平臺47上的永磁系統(tǒng)中，而流經(jīng)負(fù)載補(bǔ)償線圈的補(bǔ)償電流則通過秤中的一個電子伺服控制系統(tǒng)100控制，從而使得永磁系統(tǒng)與負(fù)載補(bǔ)償線圈之間的作用力合力抵消重力的作用，這樣，杠桿系統(tǒng)會保持在其零位，該零位會被一個與伺服控制系統(tǒng)100輸入端相連的位置探測器探測到。
為了傳遞被杠桿機(jī)構(gòu)削減了的重力，第二杠桿30上的向著負(fù)載接收器5伸展的部分42上帶有兩個延伸腿48、48’。通過墊圈49、49’提供的間隙，延伸腿48、48’分別在其一端通過約束在第二杠桿的部分42的錐形孔50、50’(圖3)中的螺栓51、51’而固定在材料塊1上的限定著第二杠桿30的側(cè)表面2、2’上。墊圈49、49’具有適宜的尺寸，從而使得，在由相應(yīng)懸臂44、44’與最大側(cè)表面2、2’包圍著的空間內(nèi)，延伸腿48、48’分別具有自由間隙。在延伸腿48、48’的另一端部52、52’上，即遠(yuǎn)離錐形孔50、50’的端部上，則固定著包圍在永磁系統(tǒng)中的負(fù)載補(bǔ)償線圈。
在平行四邊形所在平面的兩側(cè)，分別有兩個腿56、56’彼此相對著設(shè)置，二者通過約束在第一杠桿(圖3)的錐形孔53、53’中的螺栓54、54’(圖2)而固定在兩個最大側(cè)表面2、2’限定著的第一杠桿18的兩側(cè)上，第一杠桿則通過墊圈55、55’提供間隙。墊圈55、55’具有適宜的尺寸，從而使得，在由相應(yīng)最大側(cè)表面2、2’與延伸腿48、48’包圍著的空間內(nèi)，腿56、56’分別具有自由間隙，而一對延伸腿48、48’則保持著負(fù)載補(bǔ)償線圈。
在腿56、56’上的通過螺栓54、54’固定著第一杠桿18的端部上，腿56、56’沿著負(fù)載接收器5從第一杠桿18的薄彈性連接部分14處伸出，并伸入力轉(zhuǎn)換器43所占據(jù)的空間，再超出力轉(zhuǎn)換器43，以此形成輸入臂17的一個延伸段，該延伸段超過了材料塊1的短窄側(cè)4’，而短窄側(cè)4’則在背向靜止部件6的一側(cè)限定著負(fù)載接收器5。在他們的遠(yuǎn)離螺栓54、54’的一端上，腿56、56’通過一個系桿57連接在一起，該系桿57則垂直于平行四邊形所在平面伸展。此外，在腿56、56’所在的位置上，成形出一個連接區(qū)域58，以連接一個校準(zhǔn)秤砣59?？梢韵胂?，但不是很方便，腿56、56’伸過材料塊1的短窄側(cè)4’只到力轉(zhuǎn)換器43所占據(jù)的空間為止，并在此處沿著向上的方向延伸足夠遠(yuǎn)，從而使連接區(qū)域位于力轉(zhuǎn)換器43頂部上的自由空間內(nèi)。為了避免因傾斜而造成的誤差，優(yōu)選使得校準(zhǔn)秤砣59的重心、第一杠桿18的第一支撐23以及用于連接第一杠桿18與連接部件16的薄彈性連接部分14位于同一條直線上。
連接區(qū)域58由腿56、56’上的兩個端部形成，這兩個端部制成接收叉60、60’的形式。具體地講，每個接收叉60、60’上分別帶有兩個叉子，這兩個叉子從他們的基部開始分開并指向重力方向的反向，兩個叉子上分別具有內(nèi)邊61，內(nèi)邊61用作導(dǎo)軌，以使校準(zhǔn)秤砣59在沿著重力方向下降時能夠被引導(dǎo)著移向叉子的基部，并在此通過直接接觸而使校準(zhǔn)秤砣59位于其精確確定的工作位置上。為此，校準(zhǔn)秤砣59的筒體上帶有適宜尺寸的保持槽62、62’，校準(zhǔn)秤砣59在保持槽62、62’處咬合接收叉60、60’。
在秤的基板41上鄰近于力轉(zhuǎn)換器43的前側(cè)63(背向材料塊1)安裝著一個電動提升機(jī)構(gòu)64(圖3和4)，該提升機(jī)構(gòu)64用于在校準(zhǔn)模式下將校準(zhǔn)秤砣59降低到連接區(qū)域58中，并在秤的正常工作模式下將校準(zhǔn)秤砣59提升到一個休息位置，在此校準(zhǔn)秤砣59被推回到一個頂靠著保持架65、65’的鎖住位置，保持架65、65’則與校準(zhǔn)秤砣59上的外圍保持架槽66、66’咬合。
這種結(jié)構(gòu)的一個結(jié)果是，通過校準(zhǔn)秤砣59施加的校準(zhǔn)力被以一個比率放大，該比率一方面取決于第一支撐23與連接區(qū)域58之間的距離，另一方面取決于輸入臂17的長度，即第一支撐23與薄彈性連接部分14之間的距離。這樣，秤在其滿負(fù)載狀態(tài)可以通過一個相對較小的校準(zhǔn)秤砣校準(zhǔn)。
在圖4(a)和(b)中顯示了提升機(jī)構(gòu)64的兩側(cè)，視圖方向垂直于平行四邊形所在平面，以說明校準(zhǔn)秤砣59的特征，大致為圓筒的校準(zhǔn)秤砣59在其圓筒表面110上具有兩個平行于圓筒表面110的切面的銑削平面區(qū)域111、111’，每個銑削平面區(qū)域111、111’分別從相應(yīng)保持槽62、62’(圖2)開始并伸入校準(zhǔn)秤砣59在兩個保持槽62、62’中所處區(qū)域內(nèi)。這兩個銑削平面區(qū)域111、111’一起構(gòu)成一個平面表面，校準(zhǔn)秤砣被兩個安置在銑削平面區(qū)域111、111’下方的提升架112、112’以一個固定的旋轉(zhuǎn)角度支撐在該平面表面上，提升架112、112’屬于提升機(jī)構(gòu)64中的部件并可以沿著重力方向在休息位置與校準(zhǔn)位置之間移動。在提升架112的端面上成形有兩個局部的支撐觸點(diǎn)114、115，兩個支撐觸點(diǎn)面對著兩個銑削平面區(qū)域中的一個111并通過凹槽部分113而與另一個相隔，校準(zhǔn)秤砣59以其銑削平面區(qū)域111支撐在兩個撐觸點(diǎn)上。與之相反，在另一個提升架112’的端面上只成形有一個局部的支撐觸點(diǎn)116，該支撐觸點(diǎn)116面對著另一個銑削平面區(qū)域111’并從該端面的整體水平高度上向上伸出。因此，只有三個支撐觸點(diǎn)114、115、116通過銑削平面區(qū)域111、111’支撐著整個校準(zhǔn)秤砣59。通過這種方式，校準(zhǔn)秤砣59在休息位置上的角度位置被精確地確定。這樣，當(dāng)校準(zhǔn)秤砣被降低到校準(zhǔn)位置時，它在著陸時總是保持著其在連接區(qū)域58中的接收叉60、60’上的相同的角度位置。
參考標(biāo)號清單1材料塊2,2’ 材料塊的最大側(cè)表面3,3’ 材料塊的長窄側(cè)4,4’ 材料塊的短窄側(cè)5負(fù)載接收器
6靜止部件7,7’ 導(dǎo)向件8,8’ 薄長條切口9,10,11,12 導(dǎo)向件端部的薄彈性部分13,13’ 薄長條切口段14,15薄彈性連接部分16 連接部件17 輸入杠桿臂17’輸出杠桿臂18 第一杠桿19 靜止部件上的部分20 長條切口段21 長條切口段22 薄長條切口23 第一支撐24 薄長條切口的延伸部分25 長條切口段26 鉆出孔27 第二連接部件28 薄彈性部分29 薄彈性部分30 第二杠桿31 薄長條切口32,33鉆出孔34 長條切口段
35構(gòu)成第二支撐的薄彈性部分36罩蓋頂37懸臂支撐38支撐表面39罩蓋頂36的外圍邊緣40平衡基板41的豎直邊緣41平衡基板42第二杠桿30的部分43力轉(zhuǎn)換器44,44’懸臂45,45’錐形孔46,46’螺栓47平臺48,48’延伸腿49,49’墊圈50,50’錐形孔51,51’螺栓52,52’延伸腿48、48’的端部53,53’錐形孔54,54’螺栓55,55’墊圈56,56’附著在第一杠桿18上的腿57系桿58連接區(qū)域59校準(zhǔn)秤砣
60,60’ 接收叉61 導(dǎo)軌(內(nèi)邊，導(dǎo)向邊)62,62’ 保持槽63 力轉(zhuǎn)換器43的前側(cè)64 提升機(jī)構(gòu)65,65’ 保持架66,66’ 保持架槽100伺服控制系統(tǒng)110圓筒表面111,111’銑削平面區(qū)域(平面部分)112,112’提升架113凹槽部分114,115支撐觸點(diǎn)116支撐觸點(diǎn)
權(quán)利要求
1．一種秤，其具有A)一個負(fù)載接收器(5)，其用于引入一個將要被稱重的負(fù)載的重力，并通過兩個導(dǎo)向件(7、7’)而被相對于秤的一個靜止部件(6)約束著，二導(dǎo)向件(7、7’)彼此間隔開一定距離并且平行著伸展，每個導(dǎo)向件分別在其一端通過薄彈性部分(10、11)連接著負(fù)載接收器(5)，并在相反一端通過薄彈性部分(9、12)連接著秤的靜止部件(6)，從而使得負(fù)載接收器(6)被引導(dǎo)著在一個由二導(dǎo)向件(7、7’)的四個端部確定的平行四邊形上作平行可偏移地運(yùn)動；B)一個力轉(zhuǎn)換器(43)，其用于將重力轉(zhuǎn)換為一個電測量信號，以及C)一個杠桿機(jī)構(gòu)，其包含一個第一杠桿(18)和一個第二杠桿(30)，還有一個機(jī)械式連接區(qū)域(58)用于以可釋放的方式連接一個校準(zhǔn)秤砣(59)，該杠桿機(jī)構(gòu)用于將重力從負(fù)載接收器(5)傳輸?shù)搅D(zhuǎn)換器(43)上，其中，-第一杠桿(18)具有一個輸入臂(17)，該輸入臂(17)從一個連接部件(16)上的一個薄彈性連接部分(14)開始伸向一個第一支撐(23)，該連接部件(16)連接著負(fù)載接收器(5)用以傳遞力并成形于負(fù)載接收器(5)上的一個面對著靜止部件(6)的區(qū)域上，該第一支撐(23)用作杠桿支點(diǎn)并成形于靜止部件(6)上的一個面對著負(fù)載接收器(5)的部分(19)上；以及-第一杠桿(18)還具有一個輸出臂(17’)，該輸出臂(17’)從第一支撐(23)開始沿著指向靜止部件(6)的方向伸展；以及-第二杠桿(30)被一個第二支撐(35)保持著，該第二支撐(35)用作杠桿支點(diǎn)并且成形于靜止部件(6)上的一個面對著負(fù)載接收器(5)的部分(19)上，其中，第二杠桿還與第一杠桿(18)的輸出臂(17’)連接著以傳遞力，此外，第二杠桿上還有一個沿著指向負(fù)載接收器(5)的方向伸展的部分(42)，用以進(jìn)一步將重力傳輸?shù)搅D(zhuǎn)換器(43)上；其特征在于第一杠桿(18)的輸入臂(17)具有一個延伸部分，該延伸部分伸展著超過薄彈性連接部分(14)并一直伸入與負(fù)載接收器(5)上背對著靜止部件(6)的一側(cè)(4’)相鄰的空間內(nèi)，在上述空間內(nèi)，該延伸部分帶有連接區(qū)域(58)以連接校準(zhǔn)秤砣(59)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的秤，其特征在于，校準(zhǔn)秤砣(59)的連接區(qū)域(58)包含一個導(dǎo)軌(61)，該導(dǎo)軌用于將校準(zhǔn)秤砣(59)在延伸部分上定位，校準(zhǔn)秤砣(59)可以在重力的作用下沿著該導(dǎo)軌被引導(dǎo)至其工作位置上。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的秤，其特征在于，第一杠桿(18)的輸入臂(17)的延伸部分由兩個腿(56,56’)構(gòu)成，這兩個腿彼此間隔開一定的距離并位于平行四邊形所在平面的兩側(cè)，所述腿包含鄰近于靜止部件(6)的第一端部以及面向相反方向的第二端部，所述第一端部牢固地固定在第一杠桿(18)上，而校準(zhǔn)秤砣(59)的連接區(qū)域(58)則成形于所述第二端部上，負(fù)載接收器在兩個腿(56,56’)之間伸展并帶有側(cè)向間隙。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的秤，其特征在于，所述腿(56,56’)的第二端部成形為接收叉(60,60’)的形狀，所述接收叉指向校準(zhǔn)秤砣(59)的重力方向的反向，而校準(zhǔn)秤砣可以沿著重力方向下降。
5．根據(jù)權(quán)利要求3的秤，其特征在于，所述腿(56,56’)在一個鄰近所述第二端部的區(qū)域通過一個系桿(57)連接起來，該系桿(57)垂直于平行四邊形所在的平面伸展。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的秤，其特征在于，力轉(zhuǎn)換器(43)安置在一個空間中，該空間位于負(fù)載接收器(5)上背對著靜止部件(6)的一側(cè)(4’)與校準(zhǔn)秤砣的連接區(qū)域之間，而且，第二杠桿(30)上的向著負(fù)載接收器(5)伸展的部分(42)上有一個延伸部分一直伸到力轉(zhuǎn)換器(43)處。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的秤，其特征在于，力轉(zhuǎn)換器(43)安裝在兩個懸臂(44、44’)上，兩個懸臂彼此間隔一定的距離并位于平行四邊形所在平面的兩側(cè)，并且沿著負(fù)載接收器(5)帶側(cè)向間隙伸展并固定在靜止部件(6)上的面對著負(fù)載接收器(5)的部分(19)上。
8．根據(jù)權(quán)利要求6的秤，其特征在于，第二杠桿(30)上的延伸部分由兩個延伸腿(48、48’)構(gòu)成，兩個延伸腿彼此間隔一定的距離并位于平行四邊形所在平面的兩側(cè)，并且固定在第二杠桿(30)上的向著負(fù)載接收器(5)伸展的部分(42)上，負(fù)載接收器(5)兩個延伸腿之間帶側(cè)向間隙伸展。
9．根據(jù)權(quán)利要求6的秤，其特征在于，力轉(zhuǎn)換器(43)是一個電磁式力補(bǔ)償系統(tǒng)，該系統(tǒng)中包含一個負(fù)載補(bǔ)償線圈，此外，所述延伸腿(48、48’)上帶有指向力轉(zhuǎn)換器(43)的端部(52、52’)，而負(fù)載補(bǔ)償線圈則安置在端部(52、52’)上。
10．根據(jù)權(quán)利要求1的秤，其特征在于，負(fù)載接收器(5)、導(dǎo)向件(7、7’)、靜止部件(6)以及杠桿(18,30)成形為一個材料塊(1)上的整體相連的材料部分，并且彼此之間被無材料空間隔開。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的秤，其特征在于，所述無材料空間至少部分地只由跨過平行四邊形所在平面并橫穿材料塊(1)的薄長條切口(8,8’,13,13’,20,21,22,25,31,34)形成。
12．根據(jù)權(quán)利要求1至11中任意一款的秤，其特征在于，其中裝有一個提升機(jī)構(gòu)(64)，該提升機(jī)構(gòu)可以與校準(zhǔn)秤砣(59)的連接區(qū)域(58)協(xié)同工作，提升機(jī)構(gòu)(64)用于在一個校準(zhǔn)位置和一個休息位置之間輸送校準(zhǔn)秤砣(59)，在校準(zhǔn)位置，校準(zhǔn)秤砣被支撐在連接區(qū)域(58)，在休息位置，校準(zhǔn)秤砣被提升而離開連接區(qū)域(58)。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的秤，其特征在于，校準(zhǔn)秤砣(59)具有大致細(xì)長圓筒形狀，圓筒的長度方向的軸線與重力方向呈直角，而提升結(jié)構(gòu)(64)可以防止圓筒繞著其長度方向的軸線旋轉(zhuǎn)。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的秤，其特征在于，校準(zhǔn)秤砣(59)的圓筒表面(110)上包含一個平面部分(111,111’)，通過該平面部分可將校準(zhǔn)秤砣(59)以限制旋轉(zhuǎn)的方式放置在提升機(jī)構(gòu)(64)的一個提升元件(112,112’)上的三個支撐觸點(diǎn)(114,115,116)上。
全文摘要
一個秤,其帶有一個被平行可偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向的負(fù)載接收器和一個力削減機(jī)構(gòu),該力削減機(jī)構(gòu)中采用了兩個杠桿,在該秤中,第一杠桿上的輸入臂延伸進(jìn)入負(fù)載接收器外面的空間中并經(jīng)過安置在該空間中的力轉(zhuǎn)換器,將要被稱重的負(fù)載的重力施加在該輸入臂上,該延伸部分的端部帶有一個連接區(qū)域以連接一個校準(zhǔn)秤砣。這樣就使校準(zhǔn)力具有一個大的杠桿削減比率,并獲得了緊湊的結(jié)構(gòu),從而可以通過一個相對較小的校準(zhǔn)秤砣實(shí)現(xiàn)秤的滿負(fù)載校準(zhǔn)。
文檔編號G01G21/24GK1235271SQ9910721
公開日1999年11月17日 申請日期1999年5月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月8日
發(fā)明者恩斯特·洪格爾比勒 申請人:梅特勒-托萊多有限公司