专利名称：用于紧凑的重量测量仪器的可调平行引导机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特别地用于重量测量仪器的平行引导机构。
背景技术：
已知的现有技术中包括重量测量仪器的许多不同设计。许多已知的设 计，也称作天平，基本上包括力测量单元、可操作地与所述力测量单元连 接的载荷接收器、将所述载荷接收器限制在竖直引导的直线运动上的平行 引导机构、处理称重信号的电子部件以及指示器单元。
现有技术中包括许多力测量单元或测量传感器的功能性原理，例如带
有应变仪的称重单元、带有振荡弦的称重单元或者基于电磁力补偿(EMFC) 的称重单元。
在EMFC称重单元中，载荷的重量被直接或通过一个或多个力传递杠 杆传递到电磁测量传感器，所述电磁测量传感器传输对应于所述称重载荷 的信号。所述信号进一步由称重仪器的电子部件处理，并且结果呈现在显 示器上。
带有应变传感器的称重单元包括可变形的本体，所述本体设有应变仪。 将载荷放置在所述称重单元上造成了所述可变形本体的弹性变形。在许多 情况下，所述可变形本体构造成平行四边形的测量元件(带有应变仪的平 行引导机构)，由此在布置所述应变仪的位置限定变形区或弯曲区。由于置 于可动平行腿部上的载荷，应变仪承受张力或压缩力，与没有应力的状态 相比所述张力或压縮力造成了应变仪的电阻的改变，并且所述电阻的改变 表示对所施加载荷的测量。
在基于弦振荡器的力测量单元中，除了使用振荡弦传感器代替电磁测 量传感器或应变仪传感器之外，机械设计结构与基于电磁力补偿或应变仪 的力测量单元在很大程度上相似。由于载荷的作用，因此振荡弦中的张力 增大，频率改变又表示对所施加载荷的测量。正如上面所提及的，这些类型的力测量单元使用在多种重量测量仪器 中，所述重量测量仪器例如为天平、重量法水分含量测定仪器、称重模块 等等。
称重模块基本上是指示器单元在其中布置在与天平分离的位置的类型 的天平，所述指示器单元例如布置在带有用于多个称重模块的中央显示单 元的装置中。称重模块优选使用在自动化生产系统和测试系统中，其中多 个这样的称重模块组合成具有紧凑的尺寸的复合系统。
这种类型的称重模块基本上具有例如EP 1 726 926A1的图1中所示的 设计结构。所述模块具有近似于立方体形状的静止平行腿部，所述静止平 行腿部同时形成静止框架，所述可动平行腿部在所述静止平行腿部的中心 通过分别在所述静止平行腿部的顶部和底部附近布置的膜片弹簧——在这 种情况下是在顶部承载有称重盘的竖直可动杆——被限制在竖直引导的运 动上。
然而，所述突出的简单设想仍然具有缺点，那就是其缺少调节引导竖 直运动的膜片弹簧的平行度的能力。正如在称重领域中公知的，天平中的 平行引导机构的引导元件之间的平行度的偏差造成了所谓的隅载荷误差， 即在称重载荷没有放置在载荷接收器的中心上时产生的称重误差。
所述隅载荷误差，或者以正面术语阐述的隅载荷精度，是带有平行引 导载荷接收器的天平的基本特性。尽管可以通过制造过程中的更高的精度 尝试获得所需的隅载荷精度，然而这一方面增加了天平和称重模块的制造 成本，另一方面甚至是具有最高可实现精度的加工工具也无法获得大约是 称重能力的1/50'000到l/1'OOO'OOO级别的隅载荷精度。
由于所述原因，对高精度天平使用在根本上不同的方法，所述方法在 于， 一方面相关元件的加工精度中的相对宽的公差从开始被接受，另一方 面在平行引导机构的关键点上提供调节的可能性，由此可以将引导构件的 平行度调节到满足所需的隅载荷精度的水平。隅载荷精度的这种调节在目 前可操作的重量测量仪器中紧接着组装阶段进行，其使用自动或手动的检 査和调节程序，所述程序可以包括另外的设置，例如直线度调节和量程校 准。
在平行四边形测量元件中，即在借助于两个基本水平平行的引导件将称重盘承载件限制在平行运动上的平行引导机构中，隅载荷误差基本上由 于所述平行引导件稍微偏离理想的、绝对平行的对齐状态而造成。隅载荷 误差的相对大小、即所指示的重量的误差与所用的测试重物的重量之间的 比例大约对应于造成所述误差的相对几何偏离。根据在天平的隅载荷测试 中所述测试重物在所述称重盘上移动的方向，将所述平行弓I导机构的纵向 上的隅载荷误差与横向上的隅载荷误差区分开。当所述平行引导件在它们 的连接到静止平行腿部上的端部处的竖直距离与它们的连接到可动平行腿 部上的相对端部处的竖直距离不完全相同时，产生纵向上的隅载荷误差。 另一方面，当两个平行引导件相对于彼此扭转时，即在平行引导件之间的 距离在平行引导件的宽度上不同的情况下，产生横向上的隅载荷误差。
例如在US 4,606,421 Al中公开了这种隅载荷调节装置。在所述参考文 献中公开的平行引导机构的静止平行腿部具有分别位于不同平面中的弹性 可变形弯曲区，所述平面一个在另一个上方。第一弯曲区的倾斜轴线沿平 行引导机构的纵向取向，而第二弯曲区以相对于平行引导机构的纵向成直 角地布置。借助于四个调节螺钉，静止平行腿部的上端部可以关于静止平 行腿部的下端部被倾斜调节，由此纵向以及横向上的隅载荷可以得到校正。
正如已经提到的，例如EP 1 726 926 Al中描述和示出的那样，上面指 定的这种类型的称重模块缺少调节引导所述载荷接收器的膜片弹簧的平行 度的能力，因此甚至使用精确的且因此也是高成本的制造方法，也仅能获 得有限的隅载荷精度水平。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种平行引导机构，优选地用于紧凑的称重 模块，其中平行引导件的平行度的调节能力通过简单的、功能上可靠的、 节省成本的装置实现，由此可以通过调节设置设定特定的隅载荷精度，以 使得根据本发明不需要在平行引导机构的制造过程中强加窄的且难以满足 的公差。
所述任务通过根据权利要求1的平行引导机构解决。根据本发明的平 行引导机构可以用于重量测量仪器，所述平行引导机构具有静止平行腿部， 所述静止平行腿部在平行引导机构的操作状态中竖直取向且具有上下端部。所述静止平行腿部围绕可动平行腿部，所述可动平行腿部的中心纵向 轴线在处于操作状态中时竖直取向。所述平行引导机构还包括固定到上端 部的第一平行引导元件和固定到下端部的第二平行引导元件。所述可动平 行腿部借助于所述平行引导元件与静止平行腿部连接且在竖直运动上被引 导。所述可动平行腿部可以与载荷接收器和力测量单元连接，以便于传递 称重载荷。
所述上端部和下端部通过至少一对弯曲区和/或至少一个球形接头和/ 或至少一个环形收缩部彼此连接，以使得所述端部为了隅载荷误差的校正
可以关于至少一个倾斜轴线相对于彼此倾斜。
在使用弯曲区对的情况下，所述至少一个倾斜轴线穿过一对弯曲区的 两个弯曲区，所述可动平行腿部的中心纵向轴线布置在位于一对弯曲区的 所述两个弯曲区之间的竖直平面中。所述弯曲区因此形成连接区，所述上 端部和下端部通过所述连接区连接。
在使用球形接头的情况下，所述至少一个倾斜轴线布置在包含所述球 形接头的接触圆的平面中，其中可动平行腿部的中心纵向轴线布置在球形 接头的接触圆内部。术语"接触圆"指的是圆形线或环形圆区域，构成球 形接头的两部分沿着所述圆形线或环形圆区域彼此接触。球形接头也可以 减小到所述接触圆仅沿各个截面保持就位的程度。取决于球形接头的部分 在接触圆区域中的圆球度，会存在至少两个接触点。接触圆的所述接触点 因此同样是连接区，上端部和下端部通过所述连接区连接。与前述具有弯 曲区对的设置不同的是，球形接头中的倾斜轴线的取向并未限定。接触圆 的平面中的倾斜轴线的取向在调节过程中确定。
在使用环形收縮部的情况下，所述至少一个倾斜轴线位于包含所述环 形收縮部的中性轴的平面中，可动平行腿部的中心纵向轴线位于环形收縮 部的钻孔内。在弹性理论中，术语"中性轴"涉及承受弯曲的本体并且指 的是作为所述弯曲的结果既不縮短也不伸长的物理线。环形收縮部也包含 无限个接触点或连接点，上端部和下端部通过所述接触点或连接点连接在 一起。环形收縮部因此提供了允许静止平行腿部的端部相对于彼此在任何 方向上倾斜的连接。短的环形收縮部可以配置成使其可以在任何所需的方 向上弯曲，由此膜片引导弹簧的不平行度以及因此平行引导机构在任何方向上的隅载荷误差可以得到校正。与球形接头的情况一样，收縮部的平面 中的倾斜轴线的取向仅在调节过程中确定。
用于将根据本发明的平行引导机构的上端部和下端部彼此连接的这三 种设计可行性具有的共同的特点是可动平行腿部的中心纵向轴线始终位于 至少两个连接点之间。
这具有重要的优点。因为具有布置在彼此隔开位置上的至少两个连接 点，产生了非常精确地限定的连接，其中保持了倾斜轴线的位置，并且仅 由作用在载荷接收器上的力产生的应力几乎彼此抵消。这种精度水平利用
US4，606，421 Al中公开的隅载荷调节装置无法达到。由于US 4,606,421 Al
中的连接区不得不维持由来自调节螺钉的力引起的应力的永久状态，所述 连接区需要具有一定尺寸的横截面轮廓，所述尺寸足够大以防止它们在操 作期间下陷，即防止发生塑性屈服，这会使所述平行引导机构不可用。基 于平行引导机构的给定宽度，所述隅载荷调节装置还具有横截面轮廓长宽 比例过于不利以致无法精确地限定倾斜轴线的连接区。由于隅载荷误差的 调节仅需要上端部相对于下端部的倾斜角度的非常小的改变，因此这类连 接区中的倾斜轴线的实际位置受到由于非均质材料特性和加工公差带来的 变化的非常强烈的影响。在具有宽轮廓的连接区中，连接区的位置和取向 在倾斜运动期间可能连续地改变。这对独立于横向上的隅载荷误差而调节 纵向上的隅载荷误差的调节能力具有负面的影响，因此使调节过程更困难。 此外，如果根据本发明的用于隅载荷调节的装置仅在静止平行腿部上 具有一个连接区，这会造成所述连接区在作用于载荷接收器上的载荷的作 用下、特别地由于作用在载荷接收器上的横向力可能发生弹性弯曲或屈服 的危险，由此平行引导机构的几何结构将会改变，力测量元件的称重信号 会受到很大程度的负面影响。由于可动平行腿部的中心纵向轴线布置在至 少两个连接区之间，因此所述作用在载荷接收部件以及由此作用在所述端 部上的力被可靠地吸收在静止平行腿部中。与现有技术的解决方案相比， 这样的结果就是为了防止不利载荷条件下的弯曲，根据本发明的平行引导 机构不需要可能造成受力变形和额外应力的调节螺钉。根据本发明的平行 引导机构中的连接区因此可以设计成具有极小的尺寸。正如下文中更详细 描述的那样，使用固定元件甚至都是多余的。所述静止平行腿部包括两个端部以及布置在所述两个端部之间的用于 将平行弓I导件与平行引导机构的静止侧连接的所有部件。静止平行弓I导腿 部的中心纵向轴线对应于整个平行腿部的重心轴线或中性轴。将静止平行 腿部与坚实地面连接的底座结构因此不是所述静止平行腿部的一部分。
上下文中的术语"围绕"应该被解释为可动平行腿部布置在静止平行 腿部的投影轮廓区域内。例如，只要可动平行腿部布置在所述C形平行腿 部包含的区域内，即使所述C形平行腿部在一侧开口，具有C形轮廓的静 止平行腿部也可以说成围绕可动平行腿部。
在平行引导机构的一个优选的实施方式中，至少一个倾斜轴线与可动 平行腿部的中心纵向轴线具有共同的交点。正如可以在实验中确定的那样， 利用根据本发明的带有两个连接区以及在倾斜轴线与中心纵向轴线之间具 有共同交点的装置，几乎不存在由隅载荷调节造成的零点的变化，因为静 止部分的端部之间的平均距离在很大程度上保持不变。这具有另一个优点，
而所述优点在例如US 4,606，421Al中公开的仅带有一个连接区的平行引导 机构中是绝对无法获得的。在根据所述参考文献的平行引导机构中，上下 挠曲枢转部之间的距离在调节过程中是变化的。纵向上的隅载荷调节也影 响横向上的隅载荷调节，反之亦然，以使得调节不得不在多个步骤中反复 进行，直到己经建立纵向和横向上的所需的隅载荷精度。
在平行引导机构的另一个实施方式中，所述至少一个倾斜轴线另外与 静止平行腿部的中心纵向轴线成直角地设置。这在隅载荷精度的设定中提 供了特殊的优点。如果将测试重物置于载荷接收器的中间，并将指示器重 置为零，那么根据本发明的平行引导机构的隅载荷精度可以以最直接的方 式调节。由于倾斜轴线的对称设置并且假设将重物从中心纵向轴线沿两个 方向移动相等的距离，当测试重物随后在载荷接收器上的直径上相对的两 个点之间移动时测量信号的变化大小相等。它们彼此的不同仅在于具有相 反的符号。
因此设定平行引导机构或者装备有所述机构的重量测量仪器的隅载荷 精度的调节方法极其简单。
在第一步骤中，将测试重物置于所述载荷接收器的中间，并且将指示 器"配衡"(重置到零)；在第二步骤中，优选地在垂直于第一倾斜轴线的方向上，将所述测试 重物移动，如果适用的话，将所述测试重物置于载荷接收器的边缘处；
在第三步骤中，将所述上端部相对于所述下端部关于第一倾斜轴线倾 斜调节直到指示器显示为零值；
在第四步骤中，将测试重物在第一倾斜轴线的方向上移动并置于载荷 接收器的边缘处；
在第五步骤中，将所述上端部相对于所述下端部关于与所述第一倾斜 轴线呈直角取向的第二倾斜轴线倾斜调节，直到指示器显示为零值。
为了验证，在各个调节之后可以将测试重物置于直径上相对的点处。 实验已经表明在这种验证测试中指示器仅示出了微小的偏差。
用于带有球形接头或带有环形收缩部的平行引导机构的调节方法甚至 比刚才描述的方法更简单。在调节过程中指示器已经被重置为零之后，可 以通过将测试重物围绕载荷接收器的边缘移动来确定最大偏差的方向。接 下来，通过关于与最大偏差的方向呈直角取向的倾斜轴线作出倾斜调节， 所述端部之间的倾斜角被调节直到指示器显示为零值。
为了固定调节后的倾斜角，可以设有至少一个固定元件以使可相对于 彼此倾斜调节的端部固定不动。所述固定元件也可以设计成用作用于调节 所述可倾斜调节的端部的装置。所述固定装置仅用于固定已经完成的设定。 与现有技术的装置中的调节螺钉不同的是，所述固定装置不需要吸收作用 在载荷接收器上的任何力。
调节螺钉通常由不同于静止平行腿部的其他材料制成。因此，它们的 热膨胀系数和弹性模量与静止平行腿部的热膨胀系数和弹性模量不同。由 于调节螺钉还吸收一部分作用在载荷接收器上的力，所以现有技术中的平 行引导机构中的平行度由于温度的影响可能会暂时改变，并且因此重量测 量仪器的隅载荷误差极大地依赖于温度。因为根据本发明的平行引导机构 没有这样的调节螺钉，所以其还具有显著地改进重量测量仪器的温度特性 的优点。
优选地，具有竖直中心轴线的的静止平行腿部设计成旋转对称，平行 弓I导元件配置成软的弹性膜片引导弹簧。
正如上面解释的那样，将平行引导机构设计成具有最好的可能的对称性为设定隅载荷精度提供了非常简单的过程。理想地，可动平行腿部因此 以关于静止平行腿部的方式布置成使得静止平行腿部的中心纵向轴线与可 动平行腿部的中心纵向轴线彼此重合。
至少一对弯曲区通过静止平行腿部的上端部与下端部之间的至少两个 侧向切口形成。每个弯曲区为基本上窄的材料桥，所述材料桥可以通过施 加力或力矩弹性和/或塑性变形，以使得通过所述两个材料桥的受力变形， 可倾斜调节的端部以及因此与所述端部连接的平行引导元件的连接区可以 关于至少一个倾斜轴线倾斜调节，由于所述倾斜调节，平行引导机构的隅 载荷误差可以得到校正。可变形的材料桥可以是一体设计的平行腿部的一 部分，或者其也可以是与其他元件一起构成静止平行腿部的单独元件。当 然，整个平行引导机构也可以整体上具有一体设计。
根据本发明的平行引导机构可以在第一水平面(在平行引导机构的操 作状态中)中具有两个第一切口，所述第一切口从静止平行腿部的在直径 上的相对侧开始并且在靠近静止平行腿部的第一直径处终止，以使得在所 述两个第一切口之间形成两个窄的材料桥。此外，在平行引导机构操作状 态中在位于第一水平面下方延伸的第二水平面中，形成两个第二水平切口 ， 所述第二水平切口从前述两个第一材料桥下方的在直径上相对的点处开始 并且在靠近静止平行腿部的第二直径处终止，以使得同样在两个第二切口 之间在适当位置仅留有两个窄的第二材料桥。因此，在第一和第二切口之 间形成中间环形部，以使得上端部通过第一材料桥、中间环形部和第二材 料桥与下端部连接。第一和第二材料桥配置成可变形的弯曲区对。所述中 间环形部与所述可变形的弯曲区一起在所述端部之间形成万向架式
(gimbaled)连接。
当然，所述万向架式连接可以布置在单个平面中，与船舶罗盘的设置 类似，在该情况下，上端部、中间环形部和下端部需要在与所述中心纵向 轴线正交的平面中具有不同的尺寸。
在上下文中，例如"上方"、"下方"、"水平"、"竖直"等之类的表述 始终参考的是平行引导机构在使用所述平行引导机构的重量测量仪器的常 规操作状态中的取向，换句话说，参考的是重力方向。
所述的窄的材料桥现在十分容易挠曲以起到限定的弯曲区(下文中指与材料桥类似的第一和第二弯曲区)的作用，以使得穿过第一弯曲区的第 一直径构成第一倾斜轴线，穿过第二弯曲区的第二直径构成第二倾斜轴线。 从前面的描述中可以总结出的是，第一和第二倾斜轴线彼此正交，以使得 在可与上面提到的万向架式悬架相比的布置中，第一和第二弯曲区与由上 面描述的切口产生的中间环形部一起构成带有上膜片引导弹簧的环形端部 的可倾斜调节的支撑部。
为了更进一步改进平行引导机构的静止平行腿部的可调节性，可以具 有在两个第一切口之后通过添加另外的切口产生的另外的可变形的材料 桥。利用在关于平行引导机构的操作状态的第一水平面下方的另外的水平 面中从直径上相对的点开始并且在靠近静止平行腿部的直径处终止的另外 的切口对，其他的直径上相对的材料桥对可以以类似的方法形成。所述对 优选地以相等的角度间隔彼此偏置。所述材料桥与由所述切口形成的中间 环形部一起形成允许所述端部和安装在所述端部内的膜片弹簧在所有方向 上倾斜的支撑部。
虽然两个倾斜轴线正交是有利的，然而这不是绝对必需的。所述两个
第二弯曲区可以彼此偏置任何与零度相差较大的角度，而不是偏置90。，例 如在一个位于另一个上方的三个水平面中的切口对的情况下。因此，第一、 第二和第三对弯曲区可以彼此分别偏置60。而形成。
在静止平行腿部具有多个可为了校正隅载荷误差而相对于彼此倾斜调 节的段时，如果适用的话，所述静止平行腿部可以在上端部或者下端部或 者其中间环形部处安装在坚实地面上。
有利的是，所述至少一个窄的材料桥可以通过施加力或力矩塑性变形， 以使得通过使所述材料桥塑性变形可以实现所述端部相对于彼此关于至少 一个倾斜轴线的永久角度位置调节，由此可以获得隅载荷误差的永久校正。 为了完成所述目的，起到弯曲区作用的材料桥不得不仍然足够刚硬，以使 得一方面，待倾斜调节的所述端部足够牢固地固定在其正常的水平位置， 另一方面，如果没有实现所述水平位置，更具体地说，与下膜片引导弹簧 的平行度仍然可以通过施加足够量的力或力矩而被细微地调节，例如通过 在所述环形上端部处接合杠杆工具，由此实现所述弯曲区的永久塑性变形。 这消除了使用例如为调节螺钉、楔块之类的调节设定元件来永久保持所述倾斜调节的需要。当然，所述调节元件仍然可以用来紧固所述倾斜调节， 特别是用于承受大的不利作用力的平行引导机构。
为了精确地设定倾斜调节，有利的是，静止平行腿部的各个调节端部 具有用于接合适当工具的夹紧位置，所述工具产生力矩并且可以在调节完 成之后被再次移除。这种夹紧位置可以最容易地借助于静止平行腿部中的 钻孔产生。如果所述切口是窄的间隙，那么由所述切口形成的所述间隙的 侧翼可以用作用于被设定在所述间隙中的撬棍形杠杆的夹紧位置。
取决于所述平行引导机构的设计，静止平行腿部的可调节的端部还可 以包括合适的调节设定装置以施加力或力矩，所述调节设定装置例如为调 节螺钉、偏心螺钉、差动螺钉、可调节楔块、杠杆或者锥形销。
理想地，在平行引导机构的操作位置中，静止腿部为基本上直的竖直 圆柱。因此切口可以布置在圆周面的任何位置上。
然而，静止平行腿部也可以具有正方形的、六边形的或者八边形的管 状轮廓。优选地所述静止平行腿部被配置成一体的管状截面，其中的材料 部分已经通过铣、磨、钻、电火花腐蚀等被去除。为了保持平行引导机构 的总体高度小，有利的是，将被去除的材料部分配置成窄的切口。
取决于重量测量仪器的设计，可以在平行引导机构的平行腿部之间设 置力测量单元。为了允许不受阻碍地接近所述力测量单元、并且如果适用 的话接近信号处理单元的元件，所述静止平行腿部可以具有侧向进入开口。
然而，在某些情况下如果在重量测量仪器中需要防止未经批准的操作， 那么这种入口可能是不理想的。重量测量仪器的除指示器单元之外的所有 部件、即在先前限定的意义上的整个称重模块可以布置在平行引导机构的 内部。为了能够接近力测量单元及其电子元件，首先不得不将平行引导机 构拆开，这将不可避免地使平行引导机构失去调节。被非正当地打开的称 重模块可以通过检查隅载荷误差精度而识别出并且停止使用。
基于对本发明主题的了解，下面的变化形式同样可以被设想到，并且 它们被认为是所公开的本发明的一部分。
为了清楚描述本发明的主题，围绕另一个平行腿部的平行腿部在上文 中一致地被称作围绕可动平行腿部的静止平行腿部。显然，围绕的平行腿 部如果功能性地与力测量单元和载荷接收器连接，那么也可以是可动平行腿部，而被其围绕的平行腿部可以安装在坚实地面上作为静止平行腿部。
另外为了清楚起见，上面一致地描述的是，所述端部的可调节的倾斜
通过静止平行腿部的适当配置而达到。当然，这样的适当配置也可以在可
动平行腿部中实现。
例如允许调节的其他元件布置在所述端部之间以及所述端部相对于彼
此的位置例如通过紧固装置被调节的所述可设想到的变化形式同样被认为
是本发明的一部分。作为一个示例，所述平行引导机构可以包括可变形的
金属波纹管或者橡胶环，在所述端部之间可以具有至少一个固定装置以设
定并固定所述调节。
所述重量测量仪器的细节，特别是根据本发明的平行引导机构的细节 以及用于调节所述机构的方法将基于下面的附图进行更详细的解释，其中 图1表示根据本发明的平行引导机构的透视图2以在第一倾斜轴线的方向上观察的平面视图示出了图1的平行引
旦+n 二 " , 7 ra工rfe & FTC>^ fT田扭恕S禁rVt 、、M。3P"舌物的聽5fi.
图3以平面图基本示出了图1的带有倾斜调节的第一端部和变形的弯 曲区的平行引导机构，还示出了固定装置；
图4以平面图基本示出了图3的带有倾斜调节的第一端部的平行引导 机构，其中布置在壳体的主要部分与第一端部之间的球形接头代替了弯曲 区；
图5示出了前述视图中的平行引导机构的变化形式，其中上环形端部 可以关于与图纸平面正交的y轴倾斜调节，下环形端部可以关于位于图纸
平面中的X轴倾斜调节；
图6示出了带有三个倾斜轴线的平行引导机构的实施方式，所述三个 倾斜轴线由彼此偏置60。的弯曲区对构成；以及
图7示出了平行引导机构的一个实施方式，其中借助于形成在所述静 止平行腿部上的环形的、薄壁的且同样可塑性变形的收缩部，所述上环形 部被制成为可以在所有方向上被倾斜调节。
具体实施例方式
图1以三维视图示出了根据本发明的平行引导机构1。由附图标记2
表示的静止平行腿部在其上端部具有将所述静止平行腿部2切到将近一半 的第一水平切口 3，所述第一水平切口 3终止于直径4附近，以便于在适当 位置仅留出两个窄的材料桥5 (图1中仅其中之一可见)。第二水平切口 6 和位于直径7的相反端处的材料桥8(图1中仅其中之一可见)被布置在第 一水平切口 3下方并且与第一水平切口 3偏置90、静止平行腿部2中的开 口 9允许进入静止平行腿部2内部的空间，例如接近可以布置在该处的力 测量单元(图1中未示出)。作为进一步的可能性，还可以将整个信号处理 单元或所述信号处理单元的元件布置在所述内部空间中，所述信号处理单 元的元件例如为带有调节数据的存储器模块(EAROM)、模拟/数字转换器 电路和位置传感器。所述调节数据基本上是由与力测量单元连接的信号处 理单元使用的校正值。它们专用于单个力测量单元并且刚好在出厂交货之 前已经被确定。如果所述内部空间足够大，其中甚至可以容纳一个显示器 单元。
材料桥5和8以及位于它们之间的环形部10形成了一种静止平行腿部 2的环形端部11的万向架式支撑件(也称作万向悬架)。所述环形端部11 形成了上膜片引导弹簧12的边界托架。在静止平行腿部2的下端部13的 内部，以类似的方式安装有下膜片引导弹簧14。布置在静止平行腿部2的 中心中的竖直可动平行腿部15与所述两个膜片引导弹簧12和14连接并且 被所述弹簧限制以便于在被限定的范围内可以竖直移动。此外，所述竖直 可动平行腿部15形成了位于载荷接收器16与布置在静止平行腿部2内部 的力测量单元之间的力传递构件。
图2和3表示带有切口和弯曲区的静止平行腿部2的上部的前侧的示 意性局部视图。示出了笛卡尔坐标系统作为参照，其中x方向位于图纸平 面中并且穿过所述两个弯曲区8， y方向与图纸平面的后面的方向成直角取 向并且穿过所述两个第一弯曲区5， z轴在图纸平面中的竖直方向上延伸并 且作为圆柱形静止平行腿部2的对称轴。除了由弯曲区限定的倾斜轴线位 于不同的水平面中之外，关于调节特性，无论是从几何观点还是力学观点 上看所述布置中的x方向与y方向之间没有什么不同。x方向上的隅载荷误差(即如图2中所标示的那样，当测试重物17在称重盘上沿x方向例如从 左边移动到右边时相应重量读数之间的差)通过关于y轴倾斜调节环形端 部ll而被校正。类似地，y方向上的隅载荷误差(即当测试重物在称重盘 上沿y方向从前边移动到后边时相应重量读数之间的差)通过关于x轴倾 斜调节环形端部11而被校正。所述倾斜调节使用调节设定装置27而作出， 或者其也可以直接使用如图3中所示的固定装置26而作出，其中所述固定 装置保持在平行引导机构上就位以用于固定倾斜角度的目的。在隅载荷误 差分量的代数量(大小和符号)与校正所需的倾斜调节、即角位移的大小 和方向之间，存在可再现的相互关系，所述相互关系专用于给定称重模块 设计并且通过在称重模块开发期间的经验实验和/或分析算法确定。
例如在图1、 2和3中示出的平行引导机构中，如果测试重物17在x 方向上从左边到右边的移动(见图2)产生的负的隅载荷误差(这意味着重 物在右边位置上的重量读数小于左边位置上的重量读数)，那么这可以通过 将环形端部11的倾斜角度调节一定的量而校正，所述一定的量取决于隅载 荷误差的大小并且指向关于y轴的负旋转方向(即逆时针方向，如图3中 所示)。
图4中示出的平行引导机构与前述示例的不同之处在于，其包括一球 形接头25，而不是材料桥，所述球形接头25带有位于上环形端部11与中 间环形部10之间的固定装置26。所述球形接头25由形成在所述中间环形 区IO上的环形球状区以及由抵靠于所述环形球状区上的环形端部11的内 边缘形成。所述内边缘呈现为接触圆19。为了在所述中间环形部10与所述 环形端部11实现固定连接，设有固定装置26，因为它们是可调节的，所以 所述固定装置26可以同时用于隅载荷误差的调节。任何专门的需求都没有 规定固定装置26的数量。然而理想地，在所述环形端部11的外周面上仅 分布三个固定装置26以便于避免由于超静定而导致的不均衡应力。当然， 所述固定装置还需要能够适应于由于隅载荷调节带来的角度未对准。这在 图4中用可倾斜适应的接触元件28象征性地表示。
作为根据前述附图的平行引导机构1的变化形式，x方向和y方向上的 隅载荷误差分量的相同的可调节性也可以使用根据图5的设置获得。保持 上膜片引导弹簧12的上环形端部11被设计成可以借助于弯曲区5关于在y方向上(即垂直于图纸平面)延伸的倾斜轴线而倾斜调节，而保持下膜片
引导弹簧14的下环形端部13被设计成可以关于在x方向上(即在图纸平 面中)延伸且通过弯曲区8形成的倾斜轴线而倾斜调节。在此x方向上的 隅载荷误差的校正通过上环形端部11的倾斜调节完成，而y方向上的隅载 荷误差的校正通过下环形端部13的倾斜调节完成。
图6示出了另一可行的方式，其中本发明的原理可以使用三对切口以 及因此三对弯曲区21、 22、 23实现，所述弯曲区21、 22、 23相对于彼此 偏置60°。其他元件使用与根据图1-3的实施方式对应的附图标记表示。类 似地设想到带有甚至更多数量的均匀偏置的弯曲区对的类似设置。
图7示出了一个实施方式，其中静止平行腿部在紧靠上膜片引导弹簧 12下方处具有深的收缩部，其中薄壁环形收缩部18形成可塑性变形和/或 可弹性变形的弯曲区，以使得静止平行腿部的环形上端部11可以关于任何 水平方位上的任何轴线相对于包围有下膜片引导弹簧14的下端部13被倾 斜调节。所述环形收縮部18必须具有孔，可动平行腿部15穿过所述孔， 以使得载荷接收器16可以与所述可动平行腿部15的上端部连接。
在图1-5的实施方式中，笛卡尔轴的方向由弯曲区对5和8或者固定 装置26确定。在图6的实施方式中，可以选择第一对弯曲区21的连线的 方向作为x方向。在图7的情况下，x方向可以自由选择，y方向通过x方 向逆时针转动90。获得，而z轴通过平行引导机构的竖直对称轴定义。在图 1-6中的实施方式中，存在由弯曲区对和/或由固定装置限定的特定方向， 明显地建议将它们本身作为x和y方向。由于所有实施方式的几何结构中 相对于静止平行腿部的z轴中心对称，所以隅载荷误差与上膜片引导弹簧 相对于下膜片引导弹簧的倾斜调节之间的相互关系相对于x/y坐标围绕z 轴的转动是各向同性的。因此，原则上可以说任何水平方向(关于平行引 导机构的操作位置)都可以作为x轴，并且与之正交的水平方向作为y方 向。然而实际上，可能优选的是，在隅载荷调节中指定确定的方向(例如 通过弯曲区对确定的)作为重物移动和力矩施加的方向，以便于使调节过 程完全可再现并可验证。
在示出的实施方式中，已经利用旋转对称的平行引导机构示出和描述 了优选的设计。正如上面所描述的那样，可动平行腿部的中心纵向轴线并非必须与静止平行腿部的中心纵向轴线重合，倾斜轴线也并非必须与静止 平行腿部的中心纵向轴线相交。
在实施方式的示例中示出的优选的平行引导元件是膜片引导弹簧。当 然，同样可以通过不构造成膜片引导弹簧的平行引导元件将可动平行腿部 与静止平行腿部连接。在可动平行腿部的中心纵向轴线和静止平行腿部的 中心纵向轴线被布置为平行但彼此间隔开的设计中将特别地为这种情况。附图标记列表
1平行引导机构
2静止平行腿部
3第一水平切口
4第一直径、第一倾斜轴线
5第一材料桥或弯曲区
6第二水平切口
7第二直径、第二倾斜轴线
8第二材料桥或弯曲区
9侧向进入开口
10中间环形部
112的上端部
12由ll包围的上膜片引导弹簧
131的下端部
14由12包围的下膜片引导弹簧
15可动平行腿部
16负载接受器、称重盘
17测试重物
18环形收缩部
19接触圆
23、 22、 21弯曲区对
25球形接头
26固定装置
27调节设定装置
28可倾斜适应的接触元件
权利要求
1.平行引导机构(1)，其包括静止平行腿部(2)，所述静止平行腿部(2)在平行引导机构的操作状态中竖直取向且具有上下端部(11、13)，其中所述静止平行腿部(2)围绕可动平行腿部(15)，所述可动平行腿部(15)的中心纵向轴线在处于操作状态中时竖直取向，还包括固定到上端部(11)的第一平行引导元件(12)和固定到下端部(13)的第二平行引导元件(14)，其中所述可动平行腿部(15)借助于所述平行引导元件(12、14)与静止平行腿部(2)连接且在竖直运动上被引导，其中所述可动平行腿部(15)被设计成形成从载荷接收器(16)到力测量单元的力传递连接，其特征在于，所述上端部(11)和下端部(13)通过至少一对弯曲区(5、8、21、22、23)和/或至少一个球形接头(25)和/或至少一个环形收缩部(18)彼此连接，以使得所述端部(11、13)为了隅载荷误差的校正可以关于至少一个倾斜轴线相对于彼此被倾斜调节，其中-所述至少一个倾斜轴线穿过一对弯曲区(5、8、21、22、23)的两个弯曲区，所述可动平行腿部(15)的中心纵向轴线布置在位于一对弯曲区(5、8、21、22、23)的所述两个弯曲区之间的竖直平面中，或者-所述至少一个倾斜轴线布置在包含所述球形接头(25)的接触圆(19)的平面中，所述可动平行腿部(15)的中心纵向轴线布置在所述球形接头(25)的所述接触圆(19)的内部，或者-所述至少一个倾斜轴线位于包含所述环形收缩部(18)的中性轴的平面中，所述可动平行腿部(15)的中心纵向轴线布置在所述环形收缩部的通孔内。
2. 根据权利要求l所述的平行引导机构(1)，其特征在于，所述至少 一个倾斜轴线和所述可动平行腿部(15)的中心纵向轴线具有共同的交点。
3. 根据权利要求1或2所述的平行引导机构(1)，其特征在于，所述 至少一个倾斜轴线布置成与所述可动平行腿部(15)的中心纵向轴线正交。
4. 根据权利要求1-3中的一项所述的平行引导机构(1)，其特征在于， 在可相对于彼此倾斜调节的所述端部(11、 13)之间布置有至少一个固定装置(26)，其中所述固定装置(26)用于固定所述可倾斜调节的端部(11、 13)并且用于将所述可倾斜调节的端部(11、 13)关于彼此调节。
5. 根据权利要求1-4中的一项所述的平行引导机构(1)，其特征在于， 所述静止平行腿部(2)具有旋转对称的结构，所述平行引导元件配置成软 的弹性膜片引导弹簧(12、 14)。
6. 根据权利要求1-5中的一项所述的平行引导机构(1)，其特征在于， 所述静止平行腿部(2)的中心纵向轴线与所述可动平行腿部(15)的中心 纵向轴线彼此重合。
7. 根据权利要求1-6中的一项所述的平行引导机构(1)，其特征在于， 通过位于所述静止平行腿部(2)的上端部(11)和下端部(13)之间的至 少两个侧向切口 (3、 6)形成至少一对弯曲区(5、 8、 21、 22、 23)。
8. 根据权利要求1-6中的一项所述的平行引导机构(1)，其特征在于， 在位于所述端部(11、 13)之间且在所述平行引导机构(1)的操作状态中 水平取向的第一平面中，存在两个第一切口 (3)，所述第一切口 (3)从所 述静止平行腿部(2 )的直径上相对的点开始并在靠近所述静止平行腿部(2 ) 的第一直径(4)处终止，以使得在所述两个第一切口 (3)之间形成两个 窄的第一材料桥(5)，此外，在所述平行引导机构(1)的操作状态中位于 第一水平面下方的第二水平面中，存在两个第二切口 (6)，所述第二切口(6)从位于所述第一材料桥(5)的竖直下方的直径上相对的点开始并在 靠近所述静止平行腿部(2)的第二直径(7)处终止，以使得在所述两个 第二切口 (6)之间只在适当位置同样留有窄的第二材料桥(8)，由此在所 述第一和第二切口 (3、 6)之间形成中间环形部(10)，所述上端部(11) 经过所述中间环形部(10)通过所述两个第一材料桥(5)和所述两个第二 材料桥(8)与下端部(13)连接，其中所述第一和第二材料桥(5、 8)与 中间环形部(10) —起在所述端部(11、 13)之间形成万向架式连接。
9. 根据权利要求1-6中的一项所述的平行引导机构(1)，其特征在于， 在处于所述平行引导机构(1)的操作状态中水平取向的第一平面中，存在 两个第一切口，所述第一切口从所述静止平行腿部(2)的直径上相对的点 开始并在靠近所述静止平行腿部(2)的第一直径处终止，以使得在所述两 个第一切口之间只在适当位置留有两个窄的第一材料桥(21)，并且在所述平行引导机构(1)的操作状态中位于第一水平面下方的另外的水平面中， 存在另外的切口对，其中每对所述切口从直径上相对的点开始并在靠近所述静止平行腿部(2)的直径处终止，因此由于所述另外的切口对，同样形 成了直径上相对的材料桥对(22、 23)，其中所述对以相等的角度间隔相对 彼此偏置，其中所述材料桥(21、 22、 23)与由所述切口产生的中间环形 部一起形成了支撑部，在所述支撑部上，所述上端部(11、 13)连同被其 框住的膜片引导弹簧(12、 14)可以在所有方向上被倾斜调节。
10. 根据权利要求1-9中的一项所述的平行引导机构(1)，其特征在 于，所述静止平行腿部(2)在所述上端部(11)处或在所述下端部(13) 处或者如果可适用的话在中间部(10)处被支撑在坚固地面上。
11. 根据权利要求1-10中的一项所述的平行引导机构(1)，其特征在 于，所述至少一对弯曲区(5、 8、 18、 21、 22、 23)可以通过施加力或力 矩而塑性变形，以使得由于所述对弯曲区(5、 8、 18、 21、 22、 23)的塑 性变形，所述端部(11、 13)相对于彼此关于所述至少一个倾斜轴线(4、 7)的永久倾斜调节可以实现，由此可以获得隅载荷误差的永久校正。
12. 根据权利要求ll所述的平行引导机构(1)，其特征在于，无论所 述静止平行腿部(2)的哪一个端部(11、 13)可调节，其都设有用于接合 力矩产生工具的 夹紧位置，所述力矩产生工具可以在调节已经作出之后被 再次移除。
13. 根据权利要求1-12中的一项所述的平行引导机构(1)，其特征在 于，所述静止平行腿部(2)的可调节端部(11、 13)包括适当的调节设定 装置(27)以施加力或力矩，所述调节设定装置(27)例如为调节螺钉、 偏心螺钉、差动螺钉、可调节楔块、杠杆或者锥形销。
14. 根据权利要求1-13中的一项所述的平行引导机构(1)，其特征在 于，在所述平行引导机构(1)的操作位置中，所述静止平行腿部(2)是 基本上直的竖直圆形空心圆柱。
15. 根据权利要求1-14中的一项所述的平行引导机构(1)，其特征在 于，在所述平行引导机构(1)的操作位置中所述静止平行腿部(2)为基 本上直的竖直管状截面，所述截面具有多边形的——特别是正方形的、六 边形的或者八边形的——管状轮廓。
16. 根据权利要求1-15中的一项所述的平行引导机构(1),其特征在 于，所述静止平行腿部(2)具有侧向进入开口 (9)以允许接近布置在所 述平行引导件(12、 14)之间的力测量单元，并且如果适用的话，允许接 近信号处理单元的元件。
17. 重量测量仪器，特别是天平或称重模块，其带有根据权利要求1-16 中的一项所述的平行引导机构。
18. 用于设定根据权利要求1-17中的一项所述的平行引导机构(1) 的隅载荷精度的方法，所述平行引导机构(1)与力测量单元和载荷接收器 功能性连接，其中所述力测量单元与用于处理所述力测量单元的测量结果 信号的信号处理单元连接，其特征在于，所述方法包括如下步骤，其中-在第一步骤中，将测试重物(17)置于所述载荷接收器(6)的中间，并且将指示器"配衡"(重置到零)； -在第二步骤中，优选地在垂直于第一倾斜轴线(7)的方向上，将所述测试重物(17)移动，如果适用的话，将所述测试重物(17)置于载荷接收器(16)的边缘处； -在第三步骤中，将所述上端部(11)相对于所述下端部(13)关于第一倾斜轴线(7)倾斜调节直到指示器显示为零值； -在第四步骤中，将测试重物(17)在第一倾斜轴线(7)的方向上移动并置于载荷接收器(18)的边缘处； -在第五步骤中，将所述上端部(11)相对于所述下端部(13)关于与所述第一倾斜轴线(7)呈直角取向的第二倾斜轴线(4)倾斜调节，直到指示器显示为零值。
全文摘要
本发明涉及一种平行引导件，所述平行引导件可用于重量测量仪器并包括在平行引导件的操作状态中竖直布置且具有上端区域和下端区域的固定平行分支部。所述固定平行分支部围绕具有在操作期间竖直延伸的中心纵向轴线的活动平行分支部。平行引导件还包括固定到所述上端区域的第一平行引导元件和固定到所述下端区域的第二平行引导元件，所述引导元件使得活动平行分支部能够与固定平行分支部连接并以纵向活动方式被引导。活动引导分支部可以以传递载荷的方式与载荷接收器和载荷单元连接。所述上端区域和下端区域借助于至少一对弯曲点和/或至少一个球窝接头和/或至少一个环形收缩部互连，所述下端区域可关于至少一个枢轴互相枢转以便于校正隅载荷误差。
文档编号G01G21/24GK101680800SQ200880018058
公开日2010年3月24日 申请日期2008年3月14日 优先权日2007年6月1日
发明者A·梅茨格, D·热努, H-R·布克哈德, S·巴尔蒂斯伯格, T·克佩尔 申请人:梅特勒-托利多公开股份有限公司