專利名稱：按電磁力平衡原理的稱量系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種按電磁力平衡原理的稱量系統，包括一個有空氣間隙和屏蔽蓋的永久磁鐵系統、在永久磁鐵的空氣間隙內用于產生取決于荷載的反力的線圈、一根傳動桿，在其較長的杠桿臂上固定線圈以及在其較短的杠桿臂上直接或通過其他杠桿減小后作用由荷載承接裝置傳輸的重量力、一個檢測傳動桿的位置以及設在線圈附近的位置傳感器、以及一個用于調節通過線圈的電流的調節放大器。
例如由DE 37 43 073 A1已知此類稱量系統。
若稱量系統在荷載承接裝置上有大的靜荷載，例如重的稱盤或輥道(它必要時還有用于驅動滾輪的電動機)，則這些靜荷載必須要么通過線圈內附加的電流補償，然而這導致附加的生熱，要么在傳動桿上固定配重。例如由DE 198 04 439 C1已知帶配重的稱量系統。在那里，傳動桿超出線圈的固定位置加長以及在桿端裝配重。但是這種方案只適用于緩慢地稱量；在快速稱量時受傳動桿固有振動的干擾，此傳動桿在桿的支承裝置和在配重處有振動波節。這些振動通過在快速稱量時迅速改變的線圈的力激發并只是逐漸衰漸，所以直至達到一個穩定的稱量結果的時間比較長。
因此，本發明的目的是提供前言所述類型的稱量系統，它即使在有靜荷載時也允許快速確定稱量結果。
按本發明為達到此目的采取的措施是，至少一個豎立的支柱在線圈和位置傳感器附近與傳動桿連接，支柱穿過屏蔽蓋中至少一個通孔伸出；以及，在這個或這些支柱上緊挨著屏蔽蓋的上面設一配重。
采用配重在線圈和位置傳感器上方的這種配置，由配重比較大的質量所產生的振動波節處于線圈的位置，所以交變的線圈力不會起振動激勵作用。此外，位置傳感器也至少近似處于此振動波節內，所以可能的由于其他原因激發的小的振幅，對于位置傳感器沒有影響，并因而對于調節回路和稱量結果的確定不起作用。通過一個/多個豎立的支柱實現配重在傳動桿、線圈和位置傳感器上的一種沿垂直方向非常剛性的接合，所以不會產生附加的低頻振動。通過將配重設在屏蔽蓋的上方，使配重易于接近以及可以按一項有利的進一步發展可拆式地固定以及必要時也可以分成多個部分配重。由此可以方便地適應于不同的靜荷載。
下面借助示意圖表示本發明。其中
圖1通過稱量系統第一種設計的縱剖面；圖2稱量系統第二種設計側視圖(部分剖切)；圖3稱量系統中對于本發明重要的部分放大剖視圖；以及圖4圖3的一種改型。
圖1中的稱量系統有一個固定在外殼上的系統支架1，在系統支架上通過兩個帶鉸接部位6的挺臂4和5可沿垂直方向運動地固定荷載承接裝置2。荷載承接裝置2在其上部裝一個用于盛放要稱量的物料的稱盤3，以及與稱量物料的質量對應的重量力通過接合元件11傳輸到傳動桿7較短的杠桿臂上。傳動桿7通過彈性鉸鏈8支承在系統支架1上。在傳動桿7較長的杠桿臂上固定一個線圈13。線圈13處于永久磁鐵系統14的空氣間隙內并產生取決于荷載的反力。在這里，通過線圈13的電流的大小按已知的方式借助光學的位置傳感器20、21、22和調節放大器16調整為，使得在稱量物料的重量與電磁產生的反力之間存在著平衡關系。在圖1中僅示意表示與線圈13的電連接。通過線圈13的電流在測量電阻15上產生一個測量電壓，將它輸入模/數轉換器17。數字化的結果由數字信號處理裝置18接收并在顯示器19中數字地顯示。
光學的位置傳感器由光線發送器20-它的供電裝置為了視圖清楚起見沒有表示出來、光線接收器22-它與調節放大器16的連接裝置23僅示意表示、以及分瓣光圈21組成。光線發送器20和光線接收器22固定在永久磁鐵系統14的屏蔽蓋12上。分瓣光圈21固定在傳動桿7上。在這里，分瓣光圈21在傳動桿7的對置側大體處于線圈13的軸線內。位置傳感器的上述那些部分與調節放大器和線圈配合工作，對于按電磁力平衡原理的稱量系統是眾所周知的，所以可以省略詳細的說明。
現在，按本發明的稱量系統附加地有兩個豎立的支柱25，它們固定在傳動桿7較長的杠桿臂上以及向上方穿過屏蔽蓋12中的通孔27伸出。然后在支柱25的上端固定一個配重26。在這里，所述配重的質量通常如此確定其大小，即，使得配重26和線圈13與秤盤3(包括固定在秤盤上的結構)和荷載承接裝置2在力學上大體保持平衡，所以在沒有荷載時通過線圈13的電流為零或近似零。
通過配重將其重心布置在大體線圈13的軸線內以及直接在屏蔽蓋12的上方，線圈、位置傳感器和配重構成一個緊湊的和非常穩定的單元并共同造成一個振動波節。由此將在動態的稱量工作時寄生振蕩的激勵和寄生振蕩的作用降到最低程度。
利用兩個支柱25固定配重26的優點在于，通過配重的抗彎剛度提高了傳動桿后部區內的抗彎剛度。由此使傳動桿的固有頻率向更高的頻率方向移動，從而進一步改善稱量系統的動態特性。
配重26有利地有扁平的盤的形狀。由此使它與屏蔽蓋12的形狀相適應以及附加的位置需求很小。此外，由此與屏蔽蓋和與永久磁鐵系統的熱接觸比較好，所以基本上避免產生溫度差。配重26的材料有利地應是非磁性的，由此，盡管屏蔽蓋還存在小的剩余磁場，但并沒有力作用在配重上。按一項特別有利的設計，選擇也用于制造傳動桿7的相同材料作為配重和支柱25的材料。由此避免在環境溫度變換時產生應力。
圖2表示稱量系統另一種設計的側視圖，其中永久磁鐵系統的區域被剖切后畫出?？梢钥吹揭粋€荷載承接裝置52，它通過形式上為一個平行導引裝置的上挺臂54和下挺臂55與固定在外殼上的區域51連接。用56表示挺臂的鉸接部位。在荷載承接裝置52上固定傳送帶53，在這里只是完全示意地表示了固定的方式。稱量物料的重量力從荷載承接裝置52的凸出部分80經垂直的傳力元件61傳給杠桿82。杠桿82將一個薄的部位81支承在固定在外殼上的區域51的凸出部分84上。杠桿82是一曲桿。它將已減小和轉向后大體水平的力經薄的部位83傳給傳動桿57，傳動桿通過薄的部位58、跨梁(Stelze)60和另一個薄的部位59支承在所述固定在外殼上的區域51的凸出部分85上。傳動桿57同樣是一曲桿。在其較長的杠桿臂上固定用于電磁力平衡的線圈63。由DE 19540782C1已知此整料制造的稱量系統的幾何結構，所以在這里不必闡述其詳情。
磁鐵系統64仍有一屏蔽蓋62，它在其下側裝有位置傳感器的僅示意表示的發光二極管70和光電二極管72。固定在傳動桿57上的分瓣光圈71同樣只是示意的。在傳動桿57較長的杠桿臂57上固定一豎立的支柱75，它穿過屏蔽蓋中的通孔77伸出并支承配重76。在這里，支柱75設計為板狀，以達到配重在傳動桿上有足夠剛度的接合—尤其是對于垂直的動態力。此外，支柱盡可能遠地延伸到配重的重心旁或延伸到線圈63的軸線旁或位置傳感器70/71/72旁(配重的重心、線圈軸線和位置傳感器至少近似處于一條垂直線上)。
為了視圖清楚起見，在圖1和2中沒有表示例如有關連接裝置的結構性詳情。人們可在圖3中看出這些細節，圖3用放大的尺寸比例以具有兩個支柱的設計為例表示稱量系統對于本發明重要的部分。由圖可以看出永久磁鐵系統94和線圈93，線圈通過螺釘98固定在傳動桿97上。支柱95在其下端有凸肩和螺桿99，它們通過螺桿旋入傳動桿97中的螺紋孔內。支柱95在上端有帶內螺紋的垂直盲孔。因此，配重96可通過螺釘90固定在支柱上。永久磁鐵系統94在其外部的上邊緣上有一環形的凸緣104，屏蔽蓋92固定在其上側。在這里，凸緣104有用于穿過傳動桿97的缺口。屏蔽蓋92按相應的方式有用于不接觸地穿過支柱95的通孔91。對于位置傳感器人們只能看到發光二極管100的固定座105和分瓣光圈101。固定座105固定在環形凸緣104上，分瓣光圈101固定在傳動桿97上。
因為配重96通過螺釘90可拆地與支柱95連接，所以它可以方便地更換以及適應于在稱量系統荷載承接裝置上不同大小的初始荷載。
圖4中表示另一種與配重的大小相匹配的可能性。與對應的圖3中相同的部分用同樣的符號表示并不再一次地說明。在按圖4的設計中，配重106分成多個部分配重106’、106”和106。在最下面的第一個部分配重106’用螺釘110直接固定在支柱95上。然后借助中心螺釘111使其他的部分配重106”和106與第一部分配重106’連接。這種分成部分配重的優點之一是有更大的靈活性例如，可以用三個按梯級1∶2∶4的其他部分配重在一個梯級內覆蓋從1至7的范圍。或可以用一種部分配重覆蓋一個更大的范圍，只要將不同數量的其他部分配重用螺釘固定在一起(如圖4所示)。另一個優點是，只須將第一個部分配重106’用與傳動桿97相同的材料制成，以避免雙金屬效應。其他配重部分可例如用一種比重更大的材料制成，以節省空間位置。采用單點固定，其他部分配重的熱膨脹對于稱量系統沒有影響。其他部分配重的幾何形狀也是非常自由的，以及在空間位置狹窄的情況下在永久磁鐵系統的上方可以使用例如寬的啞鈴狀的其他部分配重或寬的U形的，以及由此也可以使配重重心的高度位置與必要條件相適應。
圖3中表示的結構詳情和在圖4中表示的配重分成多個部分配重，當然按意義也可以轉用于具有按圖2的支柱的設計中。
當然，按本發明的方案也可以使用于具有其他杠桿機構的稱量系統中，例如使用于由DE 19923208C1已知的有兩個其他杠桿的稱量系統中。
權利要求
1.按電磁力平衡原理的稱量系統，包括—一永久磁鐵系統(14、64、94)，它有一空氣間隙和一屏蔽蓋(12、62、92)，—一在永久磁鐵系統空氣間隙內的線圈(13、63、93)，用于產生取決于荷載的反力，—一荷載承接裝置(2、52)，—一傳動桿(7、57、97)，線圈固定在其較長的杠桿臂上，在其較短的杠桿臂上直接或通過其他杠桿減小后作用由荷載承接裝置傳輸的重量力，—一位置傳感器(20、21、22；70、71、72)，它檢測傳動桿的位置并設在線圈附近，以及—一調節放大器(16)，用于調節通過線圈的電流，其特征為—至少一個豎立的支柱(25、75、95)在線圈(13、63、93)和位置傳感器(20、21、22；70、71、72)附近與傳動桿(7、57、97)連接，它穿過屏蔽蓋(12、62、92)中的至少一個通孔(27、77、91)伸出；以及—在這個或這些支柱上緊挨著屏蔽蓋的上面設一配重(26、76、96、106)。
2.按照權利要求1所述的稱量系統，其特征為在傳動桿(7、57、97)上固定兩個支柱，它們穿過屏蔽蓋(12、62、92)中的兩個通孔(27、77、91)伸出。
3.按照權利要求1所述的稱量系統，其特征為配重(26、76、96、106)通過螺釘與這個或這些支柱(25、75、95)可拆地連接。
4.按照權利要求1所述的稱量系統，其特征為配重(26、76、96)有盤的形狀。
5.按照權利要求1所述的稱量系統，其特征為配重(26、76、96、106)用—種非磁性的材料制成。
6.按照權利要求5所述的稱量系統，其特征為配重(26、76、96)和所述支柱(25、75、95)用與傳動桿(7、57、97)相同的材料制成。
7.按照權利要求1所述的稱量系統，其特征為配重(26、76、96、106)的重心大體處在線圈(13、63、93)的軸線上。
8.按照權利要求1所述的稱量系統，其特征為配重(106)分成多個部分配重(106’、106”、106)。
9.按照權利要求8所述的稱量系統，其特征為直接與這個/這些支柱(25、75、95)連接的第一個部分配重(106’)和所述支柱(25、75、95)用與傳動桿(7、57、97)相同的材料制成。
10.按照權利要求9所述的稱量系統，其特征為另外的那些部分配重(106”、106)只在一個點與所述第一個部分配重(106’)連接。
全文摘要
本發明涉及一種按電磁力平衡原理的稱量系統，包括一個有空氣間隙和屏蔽蓋(12)的永久磁鐵系統、在永久磁鐵系統空氣間隙內的線圈(13)、一根傳動桿(7)，在其較長的杠桿臂上固定線圈以及在其較短的杠桿臂上作用由荷載承接裝置傳輸的重量力、檢測傳動桿位置和設在線圈附近的位置傳感器(20、21、22)以及用于調節通過線圈的電流的調節放大器(16)。本發明建議，至少一個豎立的支柱(25)在線圈和位置傳感器附近與傳動桿連接，它穿過屏蔽蓋中的至少一個通孔(27)伸出；以及，在這個或這些支柱上緊挨著屏蔽蓋的上面設一配重(26)。由此獲得一種振動優化的裝置，它允許甚至在有靜荷載的情況下快速稱量。
文檔編號G01G7/04GK1791787SQ200480013369
公開日2006年6月21日 申請日期2004年8月14日 優先權日2003年9月12日
發明者M·米勒, U·巴約爾, M·多姆哈特 申請人:扎托里烏斯股份公司
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