专利名称：可侧向相互紧密并排设置的窄的称量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照电磁力平衡原理的称量系统，包括两个导杆，它们作为平行导轨将一承载座连接于与壳体固定的基础区域；还包括至少一个传动杠杆，该传动杠杆支承在基础区域上，并且由承载座传递的重力经由一连接元件作用在其短的杠杆臂上，而在其长的杠杆臂上固定一线圈，线圈伸进一永久磁铁系统的空气间隙中。
这种型式的称量系统是公知的，例如描述于DE 32 43 350 C2中。在那里描述的称量系统中具有传动杠杆、永久磁铁系统和在平行导轨内部的区域中亦即在基础区域、承载座与两导杆之间的线圈。该系统虽然可以构造成窄的结构，但因此大大限制了传动杠杆的长度和用于永久磁铁系统的空间。
由EP 0 291 258 A2已知一种相应的系统，在那里也描述了由两个分区域构成的结构，两个分区域经由间隔件相互固定连接。
为了避免传动杠杆长度受限制的缺点，由DE 100 15 311 A1已知，在一侧沿基础区域旁边引导传动杠杆，并且将永久磁铁系统和线圈设置在平行导轨之外。由此，虽然传动杠杆可以实现较大的长度，但称量系统的宽度因为侧面的传动杠杆而明显大得多。
现在如果要尽可能紧密成一排地侧向并排设置多个称量系统，则在宽度上也大大限制了用于永久磁铁的空间。如果要例如在15mm的侧向间距内并排设置多个称量系统，则永久磁铁系统最多可以有15mm的宽度，亦即对于圆柱形的永久磁铁系统，其直径最多为15mm。因此这样窄的称量系统可达到的承载力是很小的。
因此本发明的目的是，提供一种开头所述型式的称量系统，可以以窄小的间距侧向并排地设置其多个，同时不大限制永久磁铁系统的尺寸并因此适用于较大的最高负载。
按照本发明，该目的通过下述方式实现，即，使永久磁铁系统的宽度大于由基础区域、导杆、承载座和传动杠杆构成的系统体的宽度，并且每一称量系统具有一个自由空间，在其中可伸进一个相邻的称量系统的永久磁铁系统或在其中可伸进多个相邻的称量系统的各永久磁铁系统。
因此，可以将永久磁铁系统构造成实际上为系统体的两倍宽。永久磁铁系统可以或者对称地向两侧凸出并伸进两个相邻的称量系统中或者不对称地设置并在一侧不凸出而仅仅在另一侧伸进相邻的称量系统中的全宽。因此在该第二变型方案中实际上形成了称量系统对。有利地，其中一个称量系统的永久磁铁系统位于该称量系统的水平的中平面以上而各相邻的称量系统的永久磁铁系统位于该水平的中平面以下。这可以按一种简单和有利的设计例如这样达到，即，将每第二称量系统绕一水平的纵轴线转动后-因而上下调换地-安装，。
按照本发明的另一种有利的设计，称量系统的永久磁铁系统不在平行导轨内部，而在外面设置在基础区域的另一侧上。借此传动杠杆可以构造得较长并且可以实现较大的传动比。通过该措施，可以进一步提高称量系统的最高负载。传动杠杆穿过基础区域的结构型式可以有利地这样达到，即，将基础区域分成两个分离的分区域，传动杠杆在这两个分区域之间穿过，并且将两个相邻的称量系统的基础区域相互连接，使得其中一个称量系统的基础区域的两个分区域将另一称量系统的基础区域的两个分区域彼此固定在其位置。因此，不仅对于基础区域而且对于传动杠杆都可以利用提供的全宽，并且通过这种成对结构达到基础区域的稳定性。
以下借助示意的附图描述本发明。其中
图1多个并排设置的称量系统的俯视图；图2称量系统的侧视图；图3相邻的称量系统的侧视图；图4对于图1的一种变型方案；图5称量系统的第二变型方案的侧视图；图6沿图5中线VI-VI截取的剖面图7称量系统的第三变型方案的侧视图；图8两个相邻的称量系统的透视图，作为第四变型方案；以及图9图8中两个称量系统在组装之前的情况。
图1中示出五个并排设置的称量系统1…5的俯视图。图1中最上面的称量系统1以侧视图示于图2中。该称量系统1包括一基础区域11、两导杆12和13和一承载座14。两导杆12和13利用各铰接点15构成一平行导轨并且将垂直可动的承载座14连接于基础区域11。在承载座上固定一秤盘16，它仅仅示意性地表示于图2中并且在图1中只由圆16″表示。此外，称量系统还具有一传动杠杆17，它可转动地支承在基础区域11上。由承载座传递的重力作用在传动杠杆的较短的杠杆臂上，在较长的杠杆臂上固定电磁力平衡的线圈18。该线圈伸进一永久磁铁系统19的空气间隙中。这种型式的称量系统是公知的，因此在这里只是很简要地说明。
在本发明的称量系统中，永久磁铁系统19的直径大致为由基础区域11、导杆12和13以及承载座14构成的系统体的宽度的两倍。称量系统1还具有一个自由空间10，在其中可伸进相邻的称量系统2的永久磁铁系统。该相邻的称量系统按图3构造传动杠杆27在这里终止于系统体的下面的区域内，并且永久磁铁系统29在用点划线表示的水平的中平面100以下延伸。因此称量系统2的永久磁铁系统29可在称量系统1的自由空间10中延伸，并且反过来，属于称量系统1的永久磁铁系统19位于水平的中平面100以上，它在称量系统2的自由空间20中延伸。通过在各个称量系统1、2等中的自由空间10、20等，可以以一侧向间距紧密并排地设置各个称量系统，该间距只由各称量系统的系统体的宽度限定。永久磁铁系统19、29、39等可以达到系统体的两倍宽。相应地构造图1中所示的其他的称量系统，称量系统3和5因此与称量系统1是相同的而称量系统4与称量系统2是相同的，按这种方式可以紧密并排地设置任意多个称量系统。至此未提到的称量系统2的部分21-26和28基本上与称量系统的相应的部分11至16和18是相同的。
如在对比图2和3看出的那样，各相邻的称量系统有利地相同构造，称量系统2-并且同样地称量系统4-只是绕水平的中轴线转过180°地安装。为此，承载座14、24等必须不仅在下面而且在上面都具有秤盘的固定可能性，其中分别只利用一个固定可能性。
可以以任意的方式实现各个称量系统的相互连接。在图1至3中基础区域11、21等例如具有多个孔99；可将多个螺柱穿过这些孔，其中垫圈98考虑的是各称量系统的微小的相互间距(各称量系统的可动的部分没有任何接触)，并且通过在各端上的螺母97组合成秤单元组。图1中为清晰起见只表示出一个这样的螺柱连接。
图4中示出对于图1的一种变型方案。与图1中相同的各相应部分用相同的标记表示，只通过附加的撇号加以区别。图4中称量系统1′的永久磁铁系统19′在侧面移动到使永久磁铁系统19′与相邻的称量系统2′的永久磁铁系统29′精确地上下相叠；因此永久磁铁系统29′在图4中是看不见的。刚好仍可看见的是传动杠杆27′的一小部分，它如同在基础区域11′或21′的侧面上的传动杠杆17′在图4中向右伸出并且在其折弯端支承着线圈18′或28′(看不见的)。
在图4所述的设置中，永久磁铁系统总是只伸进一个相邻的称量系统的自由空间中并且将其在相当大程度上填满。与此不同，在图1中磁铁29不仅伸进在永久磁铁系统19以下的自由空间中而且伸进在永久磁铁系统39以下的自由空间中。但自由空间分别只大约被用到一半，而未利用的一半则供另一相邻的称量系统的永久磁铁系统使用。在按图4的设置中，可以说是构成了称量系统对；亦即在图4的实例中由称量系统1′和2′以及由称量系统3′和4′分别构成一对。该成对结构也可以用来将两上下相叠对齐的永久磁铁系统合并成一个单独的双磁铁系统。
图5和6中示出本发明的称量系统的第二变型方案；图5是侧视图，图6是沿图5中虚线VI-VI截取的剖面图。称量系统6包括一基础区域61、两个导杆62和63、承载座64、秤盘66、传动杠杆67、线圈68和永久磁铁系统69。传动杠杆67从边缘67″起侧向伸出，从而它在区域67′内一部分在基础区域的凹槽61′中导向而另一部分沿基础区域旁边导向，如其在图6的剖面图中可看出的那样。通过这样的构形，既不显著减弱传动杠杆又不显著减弱基础区域。相邻的称量系统与所示的称量系统是相同的并且再次转过180°地安装。因此相邻的称量系统的永久磁铁系统在称量系统6的自由空间60中延伸并且相邻的称量系统的传动杠杆的凸出的区域同样伸进称量系统6的凹槽61′(在中平面100以下)中。相邻的称量系统同样具有在基础区域内的凹槽，从而两个称量系统的系统体再次可以直接并排设置，而不必考虑传动杠杆的突伸。
在按图5和6的变型方案中再次表明，永久磁铁系统69可以固定在基础区域的一个伸出的悬臂61″上。因此在永久磁铁系统的底面上的固定是可能的，而在按图1至3和图4的实施形式中，永久磁铁系统的固定是设在其外周表面上。
至此所述的各变型方案均具有下述优点，即，通过基础区域的相应的尺寸确定可将传动杠杆选成实际上任何长度的，并且永久磁铁系统可以为一单个的系统体的双倍宽。因此不仅可以实现大的传动此而且还可以采用相应大的永久磁铁系统。两者使得利用例如10mm至15mm宽的很窄的称量系统也能有较高的承载力。如果对于承载力的要求不很高，则常常按图7的称量系统也是足够的，其中，传动杠杆可以制成不完全如在上述各变型方案中那样长，但因此使传动杠杆和基础区域没有任何部位必须窄于余下的系统体。图7中的称量系统8(侧视图)再次包括一基础区域81、两个导杆82和83、承载座84与秤盘86、传动杠杆87、线圈88和永久磁铁系统89。永久磁铁系统89位于中平面100以上，从而再次保留一个自由空间80，在其中可以伸进相邻的称量系统的永久磁铁系统。因此该永久磁铁系统再次可以为该系统体的两倍宽。这在俯视图中看相当于例如其在图1中所示的设置。该变型方案的优点是，系统体只须两维地加工，从而，例如通过线切割或通过铣削同时加工多个叠在一起的系统体是可能的。
图7中还显示，传动杠杆87在边缘87′的右边可以侧向弯曲。从而由两个相同的称量系统构成一个称量系统对，其中第二个相对于第一个转过180°。两个永久磁铁系统于是轴向上下相叠或构成一共同的双间隙磁铁系统并且位于两个称量系统的分界面内。已结合图4描述了这种构造方式。图7中为这种构造方式需要的小的凹槽81示于基础区域内，在其中可伸进第二称量系统的传动杠杆的伸出的部分。
在图8和9中示出称量系统对的另一变型方案，其仍在相当大程度上充分利用由成对结构产生的可能性。图8是称量系统对的透视图，图9示出两单个称量系统在组装之前如同一翻开的书本的透视图。其中，为清晰起见未示出两个永久磁铁系统和各线圈，它们按如已描述的相同的方式构造。
图9中右边所示的称量系统119包括一分成两个分区域102和103的基础区域、两个导杆104、一个承载座105和一个传动杠杆106。用于未示出的秤盘在承载座上的固定点只由孔110表示。两导杆作为平行导轨将承载座连接于基础区域。传动杠杆利用薄细点108可转动地支承在基础区域上，通过一薄细点109实现重力从承载座向传动杠杆的较短的杠杆臂的传递并且在较长的杠杆臂的末端107上设置用于未示出的线圈的固定孔111。
图9中所示的系统体101的特点在于，基础区域的两个分区域102和103并不相互连接。亦即在传动杠杆106的后面没有在图中被遮盖的在两个分区域102与103之间的稳固连接！因此可以使传动杠杆在两个分区域102与103之间穿过并且是任何长度的；尽管如此，传动杠杆实际上可以具有系统体的全宽。因此，传动杠杆是很稳固的并且在操作中不易导致干扰性的固有振动。当然，由于分区域102和103不连接，具有该系统体101的一个称量系统单独是不能发挥功能的。称量系统只有这样才变成能发挥功能的，即，将两个称量系统相互连接，使得一个称量系统的基础区域的两个分区域与相应的另一称量系统的基础区域的两个分区域彼此固定在其位置。据此，图9中如同一翻开的书本那样表示的两个称量系统的系统体101和101′在组装以后如同一合上的书本那样并排设置，如图8所示，并且，各基础区域相互连接。
在图8和9中，两系统体119和119′的各个部分以相同的参考标号标记，系统体119′的各部分分别只加一撇号，以便将其区别于系统体119的各部分。
图9中用阴影线表示分区域102和103以及102′和103′，它们具有系统体的全宽。其他的区域较窄，为0.2mm，从而这些区域在组装时不可能接触而可以彼此独立地运动。因此在两个系统体组装时只有基础区域的各分区域的阴影线部分可以接触。不过，由于这些分区域的几何形状，实际上只有交叉阴影线的各支承面接触支承面131贴紧支承面131′，支承面121贴紧支承面121′，支承面120贴紧支承面130′而支承面130贴紧支承面120′。各相互贴紧的区域分别通过螺钉相互固定连接，图8和9中可看出其所属的各个孔或螺纹孔129或129′。因此分区域103′经由支承面130′-120和131′-131将系统体1的基础区域的两个分区域102和103相互稳固连接；分区域102′经由支承面121′-121和120′-130再次将系统体101的基础区域的两个分区域102和103相互稳固连接。通过该双重的连接，两个分区域102和103构成系统体101的稳固的基础区域。按同样的方式，分区域103经由支承面130-120′和131-131′将系统体101′的基础区域的两个分区域102′和103′相互稳固连接；另外分区域102经由支承面121-121′和120-130′再次将系统体101′的基础区域的两个分区域102′和103′相互稳固连接。因此通过所述的连接形成一个称量系统对，其中，两基础区域102和103以及102′和103′构成一稳固的单元。因此，系统体101的基础区域的分离的分区域102和103以及系统体101′的基础区域的分离的分区域102′和103′都相互固定并且其特性如同不分离的基础区域那样。
图8和9中所示的系统体101和101′是相同的部件。系统体101′与系统体101相比绕一水平的中心纵轴线40转过180°。对此，为了固定秤盘，只需在每一承载座105或105′中在上面以及在下面设置各一个固定孔110或110′。系统体101或101′分别单件式地由一金属块制造出来(例如通过铣削或线切割)。通过这样的整体的构造原理能够制造可再现性很强的称量系统，这是因为在弹性的或可动的部件附近不需要夹紧件、螺钉连接等。借此完全可以制造一单独的系统体，其设有薄的连接筋128或128′。这些连接筋尤其是越过传动杠杆106或106′连接基础区域的两个分区域102和103或102′和103′并由此防止分区域102和103或102′和103′的脱落。在两个单独的系统体101和101′组装成一对以后，由于相互连接提供了稳定性并且可以切断各连接筋。(在全部的附图中各连接筋已切断地图示。)图9中还可看出，传动杠杆106的末端107在侧向稍微超出于基础区域102/103延伸。在这种情况下第二系统体101′的基础区域的分区域102′在相应的位置具有一个自由空间122′，在其中可伸进传动杠杆的末端107的凸出部分。按同样的方式，第二系统体101′的传动杠杆106′的凸出末端107′可以伸进第一系统体101的基础区域的分区域102上的自由空间122中。由此，构成称量系统对的两个系统体101和101′的传动杠杆的末端107和107′精确地相叠地位于该称量系统对的垂直的中平面内。借此对于该对的两个称量系统可以采用一共同的双磁铁，如其已结合其他的变型方案说明的那样。
图8和9中还可看出，在一种有利的进一步设计中，也可以将用于控制电磁力平衡的位置传感器一起包括于该成对结构中用于第一称量系统119的辐射发送器位于基础区域的分区域102中的孔114内并且照射传动杠杆106的后末端107的凸起部127上的缝口112。辐射接收器对穿过缝口的辐射产生响应，它位于分区域102′中的孔113′内并因此位于第二称量系统的系统体101′上。按相应的方式，用于第二称量系统119′的辐射发送器设置在基础区域的分区域102′中的一个(只在图8中可见的)孔114′内，辐射穿过缝口112′并且由位于孔113内的一辐射接收器检测。
刚刚描述的电磁力平衡的位置传感器在成对结构中的结合当然也可用于以上所述的各变型方案中，例如用于按图4、按图5/6和按图7的变型方案中。
附图标记清单1，1′称量系统2，2′称量系统3，3′称量系统4，4′称量系统5 称量系统6 称量系统8 称量系统10自由空间11，11′ 基础区域12，12′ 导杆13导杆14，14′ 承载座15，15′ 铰接点(材料薄细点)16秤盘16′，16″圆17，17′ 传动杠杆18，18′ 线圈19，19′ 永久磁铁系统20自由空间21，21′ 基础区域22导杆23导杆24承载座25铰接点(材料薄细点)26秤盘27，27′ 传动杠杆28，28′ 线圈
29，29′永久磁铁系统39，39′永久磁铁系统60 自由空间61 基础区域61′基础区域61的凹槽61″基础区域61的悬臂62 导杆63 导杆64 承载座66 秤盘67 传动杠杆67′传动杠杆67的区域67″传动杠杆67上的边缘68 线圈69 永久磁铁系统80 自由空间81 基础区域81′基础区域81的凹槽82 导杆83 导杆84 承载座86 秤盘87 传动杠杆87′传动杠杆87上的边缘88 线圈89 永久磁铁系统97 螺母98 垫圈99 孔
100 水平的中平面以下无撇号的标记属于称量系统对的第一称量系统119的各部分，而有撇号者则属于其第二称量系统119′的各部分101，101′系统体102，102′基础区域的分区域103，103′基础区域的分区域104，104′导杆105，105′承载座106，106′传动杠杆107，107′传动杠杆的末端108，108′薄细点109，109′薄细点110，110′秤盘固定用孔111，111′线圈的固定孔113，113′辐射接收器的安装孔(位置传感器用)114，114′辐射发送器的安装孔(位置传感器用)120，120′支承面121，121′支承面122，122′在基础区域的分区域102上的自由空间127，127′凸起部128，128′连接筋129，129′孔或螺纹孔130，130′支承面131，131′支承面
权利要求
1.按照电磁力平衡原理的称量系统，包括两个导杆，它们作为平行导轨将一承载座连接于与壳体固定的基础区域；还包括至少一个传动杠杆，该传动杠杆支承在基础区域上，并且由承载座传递的重力经由一连接元件作用在其短的杠杆臂上，而在其长的杠杆臂上固定一线圈，该线圈伸进一永久磁铁系统的空气间隙中；其特征在于，永久磁铁系统(19，19′，29，39，39′，69，89)的宽度大于由基础区域(11，11′，21，21′，61，81，102，102′，103，103′)、导杆(12，12′，13，22，23，62，63，82，83，104，104′)、承载座(14，14′，24，64，84，105，105′)和传动杠杆(17，17′，27，27′，67，87，106，106′)构成的系统体的宽度，并且，每一称量系统具有一个自由空间(10，20，60，80)，在其中可伸进一个相邻的称量系统的永久磁铁系统或在其中可伸进多个相邻的称量系统的各永久磁铁系统。
2.按照权利要求1所述的称量系统，其特征在于，在多个侧向并排设置的称量系统中，其中一个称量系统的永久磁铁系统(19，19′，39，39′，69，89)位于该称量系统的水平的中平面(100)以上，而相邻的称量系统的永久磁铁系统(29，29′)位于这个水平的中平面以下。
3.按照权利要求2所述的称量系统，其特征在于，各称量系统基本上相同地构造并且按下述方式侧向并排设置，即，使每第二称量系统绕一水平的纵轴线转动后安装。
4.按照权利要求3所述的称量系统，其特征在于，每一称量系统的承载座(14，14′，24，64，84，105，105′)不仅在上面而且在下面均具有秤盘的固定可能性。
5.按照权利要求1所述的称量系统，其特征在于，每一称量系统的永久磁铁系统(19′，29′，39′)侧向这样远地位于系统体的垂直的中平面之外，使得两个相邻的称量系统的各永久磁铁系统上下相叠对齐地设置。
6.按照权利要求5的称量系统，其特征在于，所述两个相邻的称量系统具有一个共同的永久磁铁系统。
7.按照权利要求1所述的称量系统，其特征在于，至少一个传动杠杆(67，87，107，107′)至少部分地在基础区域(61，81，102，102′，103，103′)侧旁延伸并且基础区域具有另一自由空间(61′，81′，122，122′)，在其中可伸进相邻的称量系统的传动杠杆的凸出的区域。
8.按照权利要求7所述的称量系统，其特征在于，在多个侧向并排设置的称量系统中，其中一个称量系统的传动杠杆(67、87、107′)的凸出的区域位于该称量系统的水平的中平面(100)以上，而相邻的称量系统的传动杠杆(107)的凸出的区域位于这个水平的中平面以下。
9.按照权利要求8所述的称量系统，其特征在于，各系统体基本上相同地构造并且按下述方式侧向并排设置，即，使每第二系统体绕一水平的纵轴线转动后安装。
10.按照权利要求1所述的称量系统，其特征在于，基础区域分成两个分离的分区域(102，103；102′，103′)，传动杠杆(106，106′)在这两个分区域之间穿过，并且两个相邻的称量系统的基础区域相互连接，使得其中一个称量系统的基础区域的两个分区域(102，103)将另一称量系统的基础区域的两个分区域(102′，103′)彼此固定在其位置上。
11.按照权利要求5至10之一项所述的称量系统，包括一光学的位置传感器，用以控制通过电磁力平衡线圈的电流，其特征在于，用于相应的称量系统的辐射发送器设置在该称量系统的基础区域上，而用于相应的称量系统的辐射接收器设置在相应的另一称量系统的基础区域上。
12.按照权利要求5至10之一项所述的称量系统，包括一光学的位置传感器，用以控制通过电磁力平衡线圈的电流，其特征在于，用于相应的称量系统的辐射接收器设置在该称量系统的基础区域上，而用于相应的称量系统的辐射发送器设置在相应的另一称量系统的基础区域上。
全文摘要
一种按照电磁力平衡原理的称量系统，包括两个导杆(12)，它们作为平行导轨将一承载座(14)连接于与壳体固定的基础区域(11)；还包括至少一个传动杠杆(17)，它支承在基础区域上，并且由承载座传递的重力经由一连接元件作用在其短的杠杆臂上，而在其长的杠杆臂上固定一线圈，线圈伸进一永久磁铁系统(19)的空气间隙中，该称量系统应该构造得很窄，以便可以在侧向以小的间距并排设置多个称量系统。为使永久磁铁系统不必构造成得如同由基础区域、导杆、承载座和传动杠杆构成的系统体一样窄，建议永久磁铁系统的宽度大于系统体的宽度并且每一称量系统具有一个自由空间，在其中可伸进一个相邻的称量系统(2)的永久磁铁系统(29)或在其中可伸进多个相邻的称量系统的各永久磁铁系统。因此可以将永久磁铁系统构造为系统体的两倍宽。
文档编号G01G7/04GK1918457SQ200580005038
公开日2007年2月21日 申请日期2005年4月11日 优先权日2004年4月24日
发明者O·库尔曼, P·弗莱谢 申请人:扎托里乌斯股份公司