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具有精確定位的過載保護(hù)裝置的稱量模塊的制作方法

時(shí)間:2023-11-04    作者: 管理員

專利名稱:具有精確定位的過載保護(hù)裝置的稱量模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種稱量模塊,其裝配有設(shè)置在稱量單元與負(fù)載接受器之間的能精確定位的過載保護(hù)裝置。
背景技術(shù)
當(dāng)超過最大容許負(fù)載時(shí),天平中的過載保護(hù)裝置具有將負(fù)載接受器具體地是稱量盤從稱量單元分開的功能,而負(fù)載的力矢量大范圍上下起伏地作用在稱量盤上。結(jié)果,能避免稱量單元主要受到過大的垂直方向上的力的作用,過大的垂直方向上的力可以由超過最大容許負(fù)載的重量靜態(tài)地生成,或者動(dòng)態(tài)地由例如太迅速地卸下負(fù)載生成。然而,負(fù)載接受器也可能承受橫向的力,在沒有脫開時(shí),橫向的力能通過傳力連接機(jī)構(gòu)到達(dá)稱量單元,在這里橫向的力能對(duì)敏感的稱量單元機(jī)構(gòu)造成損壞。
在專利CH 576634 A5中公開了這種用于精密天平的過載保護(hù)裝置,其中稱量盤被設(shè)計(jì)為兩部分。盛放待稱量材料的盤位于由薄板金屬制成的底部;底部具有只比天平的殼體表面高出幾毫米的外環(huán)終端。以外環(huán)為中心,具有松散地坐落在底部的頸圈的空心螺釘與孔洞嚙合在一起,其間有空隙。安全環(huán)嵌在空心螺釘?shù)妮S上。還有,星狀構(gòu)造的片簧卡在安全環(huán)與底部之間,其中具有臂末端的片簧向上推動(dòng)底部,使底部緊貼螺釘?shù)念i圈。星狀片簧偏置張力的大小能使偏置張力施加在底部上的力大于精密天平規(guī)定的最大負(fù)載。因此,在天平稱量范圍內(nèi)的稱量活動(dòng)的過程中,底部被夾持得與頸圈壓縮接觸,而彈簧對(duì)稱量結(jié)果不施加影響。當(dāng)施加偏心負(fù)載具體是一個(gè)不僅偏心還超出天平的稱量范圍的負(fù)載至稱量盤時(shí),稱量盤向負(fù)載一側(cè)傾斜并且其底部與天平殼體接觸。因此避免了對(duì)稱量單元的機(jī)構(gòu)組件如平行四邊形機(jī)構(gòu)的腿和導(dǎo)向器、柔性樞軸等造成損壞。該裝置屬于已有技術(shù)中的已知狀態(tài),只要作用在稱量盤上的負(fù)載是完全在負(fù)載方向上的,該裝置就能實(shí)現(xiàn)其目的。在與負(fù)載方向成直角或近似直角方向施加的力不被稱量盤的彈簧保護(hù)支持吸收,而是被直接傳至傳力連接機(jī)構(gòu)并被傳輸至敏感的稱量元件機(jī)構(gòu)。
德國專利DE29702954U1公開了一種用于頂部負(fù)載天平的稱量盤的負(fù)載安全裝置。該裝置具有預(yù)張力的壓縮彈簧,在容許稱量范圍內(nèi),該壓縮彈簧以無松動(dòng)空隙和半堅(jiān)挺的方式將稱量盤連接至稱量系統(tǒng)的負(fù)載接受器,并且當(dāng)超過容許稱量范圍時(shí),該壓縮彈簧彈性地彎曲。成圓錐形的壓縮接觸元件和相應(yīng)形狀的部分合作在稱量盤和負(fù)載接受器之間產(chǎn)生連接,該連接保證了容許稱量范圍內(nèi)抵抗傾斜的穩(wěn)固性,還沒有松動(dòng)空隙。
在專利CH687421 A5中公開了一種精密天平,通過傳力連接機(jī)構(gòu)將其負(fù)載接受器連接至稱量單元的負(fù)載接收部分,負(fù)載接受器和負(fù)載接收部分之間可以相對(duì)移動(dòng)。負(fù)載接受器像軛一樣跨過稱量單元的負(fù)載接收部分并坐落在兩臂的末端,這兩臂形成了傳力連接機(jī)構(gòu)并具有由彈簧預(yù)加作用力的引導(dǎo)移動(dòng)性。被偏心地或成斜角地引導(dǎo)至稱量盤的力引起負(fù)載接受器的傾斜,負(fù)載接受器通過其向下突出的支撐腿坐落在傳力連接機(jī)構(gòu)上,傳力連接機(jī)構(gòu)在過載范圍內(nèi)有彈性地彎曲。然而,該過載保護(hù)裝置的公開實(shí)施例只能吸收那些從兩端的任一端施加的橫向力,但不能吸收從前面或后面施加的力。當(dāng)從前面或后面施加橫向力時(shí),不放置稱量盤;而位于稱量盤前側(cè)的銷釘連接將橫向力直接傳輸至稱量單元機(jī)構(gòu)。由于這種過載安全裝置通常用在具有公耗保護(hù)裝置的天平中,因此稱量盤的加載發(fā)生在一側(cè)。因此,我們可以預(yù)期,主要是從側(cè)面引導(dǎo)橫向力。
日本專利JP2564791B2中公開了一種力的測量裝置,其具有帶有負(fù)載接收部和固定部的稱量單元、負(fù)載接受器和位于負(fù)載接受器與負(fù)載接收部之間的傳力連接機(jī)構(gòu)。帶有彈性元件的負(fù)載保護(hù)裝置被結(jié)合到傳力連接機(jī)構(gòu)上,以保護(hù)稱量單元不被靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的力過載,所述彈性元件預(yù)加張力使負(fù)載接受器抵靠負(fù)載接收部。因此,如果出現(xiàn)過載和/或伴隨出現(xiàn)橫向力的情況,如該專利中描述的元件的設(shè)置會(huì)同樣允許彈簧裝置的彈性彎曲或趨向止擋的導(dǎo)向運(yùn)動(dòng),該止擋與殼體固定連接。作為該結(jié)構(gòu)的第一個(gè)缺點(diǎn),在很大的橫向力作用下,傳力連接機(jī)構(gòu)會(huì)由于其導(dǎo)向位移彎曲至緊接基于殼體的止擋,并且橫向力被作為拉伸力或壓縮力傳送至稱量單元機(jī)構(gòu)。在一些申請中,公開實(shí)施例的第二缺點(diǎn)在于,傳力連接機(jī)構(gòu)所在的軸和孔洞所在的軸缺少共軸校準(zhǔn),孔洞位于稱量單元的負(fù)載部上,環(huán)繞傳力連接機(jī)構(gòu)。必要的是,相對(duì)與傳力連接機(jī)構(gòu),孔洞必須有足夠的間隙以允許傳力連接機(jī)構(gòu)以上文討論的方式發(fā)生位移。第三個(gè)缺點(diǎn)是該設(shè)計(jì)不適合將稱量單元與可能從與夾在方向相反的方向施加在負(fù)載接受器的拉力分離。
通常需要給負(fù)載接受器附加一個(gè)適合特殊應(yīng)用的配置。為了符合有關(guān)稱量可重復(fù)性的嚴(yán)格的要求,該配置最好與負(fù)載接受器有固定連接。然而,在這種情況下,就需要保護(hù)稱量單元不受可能由與施加的力成直角的扭矩引起的損害,這可能是由例如切向作用在負(fù)載接受器上的力造成的。這種力特定出現(xiàn)在有可能用螺旋連接將配置附加到負(fù)載接受器頂部的情況下,配置具體是稱量盤或轉(zhuǎn)接器。德國專利DE10156013A中公開了這種用在測力裝置中的過載保護(hù)裝置。
在完整的自動(dòng)化生產(chǎn)及測試系統(tǒng)中,非常適合納入積木式設(shè)計(jì)的天平,即所謂的“稱量模塊”。該術(shù)語本質(zhì)上適用在那種指示器單元與天平分開的天平上,舉個(gè)例子,在具有多個(gè)稱量模塊的中央指示器的系統(tǒng)中。這種完整的稱量模塊最好用在小、貴的零件的生產(chǎn)和檢測上,例如用在制藥廠的藥片、針劑、膠囊等的灌裝機(jī)和包裝機(jī)上或用在滾珠軸承的質(zhì)量控制中。
為允許多個(gè)同類稱量目標(biāo)的單個(gè)質(zhì)量的并行稱量,一種解決方案呈現(xiàn)出在緊致空間內(nèi)排列的稱量模塊的二維矩陣式排列的特點(diǎn)。考慮到要使用操作裝置,如具有多種制動(dòng)裝置的機(jī)械臂,來將這些稱量目標(biāo)并行放在稱量模塊的各個(gè)負(fù)載接受器上或在完成稱量過程后再將它們從負(fù)載接受器上拿下來,必須精確地限定各個(gè)負(fù)載接受器之間以及與操作裝置之間的關(guān)系。在稱量活動(dòng)中,負(fù)載接受器必須至少在一個(gè)與負(fù)載方向成直角的平面內(nèi)保持位置不發(fā)生變化。在由機(jī)械臂執(zhí)行負(fù)載操作的情況下,操作裝置的多功能性可以引起過載、拉力或橫向載荷從任意方向作用在負(fù)載接受器上,而這對(duì)稱量性能可能會(huì)有不利影響。在技術(shù)的當(dāng)前狀態(tài),還沒有什么解決方案具有這方面應(yīng)用所需的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的目的是提供一種稱量模塊,在載荷方向出現(xiàn)至少一個(gè)過載及承受與載荷方向垂直的橫向力時(shí),其過載保護(hù)裝置與稱量單元脫離連接。另外,由負(fù)載接受器安裝到傳力連接機(jī)構(gòu)上和/或從傳力連接機(jī)構(gòu)上拆卸下來引起的扭矩也應(yīng)該不連接。為了允許在因多余力的施加導(dǎo)致負(fù)載保護(hù)裝置被激活后能迅速繼續(xù)稱量過程,需要確保在力消失后,負(fù)載接受器回到初始位置。就算橫向力出現(xiàn)在負(fù)載接受器上,安裝在稱量模塊承載上的稱量模塊也決不能改變其相對(duì)后者的位置。另外,需要提供適宜的裝置來方便稱量模塊在其安裝前的使用位置的精確定位,以防止與安裝一起調(diào)整稱量模塊的使用位置。
根據(jù)本發(fā)明,通過采用根據(jù)權(quán)利要求1的稱量模塊實(shí)現(xiàn)了前述目的。
根據(jù)本發(fā)明的稱量模塊具有帶有負(fù)載接收部和固定部的稱量元件、負(fù)載接受器和裝在負(fù)載接受器與負(fù)載接收部之間的傳力連接機(jī)構(gòu),本發(fā)明的稱量模塊裝配有過載保護(hù)裝置,其被包含在傳力連接機(jī)構(gòu)之間并起保護(hù)稱量元件不被靜態(tài)的和動(dòng)態(tài)的力過載的作用。過載保護(hù)裝置包括固定組件和定位元件,定位元件在垂直于載荷方向的一個(gè)平面內(nèi)相對(duì)負(fù)載接收部精確地確定負(fù)載接受器的位置,其中在載荷方向上從負(fù)載接受器到負(fù)載接收部的力流由彈性組件傳輸。因此,負(fù)載接受器有能力在負(fù)載方向上被超過彈性組件偏置拉力的力移位,并由于在定位元件與負(fù)載接收部之間形成的位置釋放特性向所有存在垂直于負(fù)載的力的方向傾斜。依靠過載保護(hù)裝置的設(shè)計(jì),從負(fù)載方向的反方向作用在負(fù)載接受器上的力也同樣地不與稱量單元連接。
為允許稱量模塊非常合適地安裝就位并牢固地固定,必須提供一種用來定位稱量模塊的裝置,其中定位裝置本身的位置與負(fù)載接受器的位置有特定的空間關(guān)系。理想的是,稱量模塊的負(fù)載接受器和定位裝置被設(shè)置在同一個(gè)縱中心軸上。在多個(gè)稱量模塊的設(shè)置中,這使得有可能通過稱量模塊承載的穿孔模式精確定位各個(gè)負(fù)載接受器相對(duì)的位置,而在垂直于中心縱軸的平面內(nèi)的稱量模塊的實(shí)際位置與之無關(guān)“穿孔模式”這個(gè)術(shù)語指的是主體如盤中孔的設(shè)置,它們被限定得彼此之間存在幾何關(guān)系。除了定位和安裝裝配有定位裝置的稱量模塊的簡單性,當(dāng)出現(xiàn)橫向力時(shí),稱量模塊的中心縱軸并不相對(duì)其周圍元件移動(dòng),因?yàn)橹行目v軸是通過稱量模塊的定位裝置向稱量模塊的周圍結(jié)構(gòu)具體是向稱量模塊承載提供合適形式的連接。
在該上下文中,術(shù)語“負(fù)載接受器”應(yīng)被理解為指的是任何類型的為實(shí)現(xiàn)稱量目的而接收稱量目標(biāo)的裝置。這還具體包括負(fù)載接收平臺(tái),負(fù)載接收平臺(tái)可以包括一個(gè)構(gòu)造來附著附加裝置,或也可以指稱量盤。附加的附屬裝置或轉(zhuǎn)接器設(shè)置在負(fù)載接受器本身上也同樣是可能的。
考慮到過載保護(hù)裝置的功能,定位元件是否與負(fù)載接受器上或固定組件固定連接都是不相關(guān)的,并且定位元件的配對(duì)物例如套筒是否分別固定連接到固定組件或負(fù)載接受器上也是不相關(guān)的。具有任一結(jié)構(gòu),定位元件在垂直于負(fù)載方向的平面內(nèi)使套筒沒有活動(dòng)空隙地定位,并在與負(fù)載直接方向相反和/或相同的方向引導(dǎo)套筒無松動(dòng)地改變位置。當(dāng)過載出現(xiàn)在負(fù)載方向上的時(shí)候,負(fù)載接受器移動(dòng)到與殼體部件相接觸,然而垂直于負(fù)載方向的橫向力的情況下,負(fù)載接受器有能力向所有方向傾斜。
在本發(fā)明的第一實(shí)施例中,發(fā)明的稱量模塊具有帶負(fù)載接收部和固定部、負(fù)載接受器和傳力連接機(jī)構(gòu)的稱量單元,傳力連接機(jī)構(gòu)設(shè)置在負(fù)載接受器和負(fù)載接收部之間,稱量單元裝備有過載保護(hù)裝置,過載保護(hù)裝置可以結(jié)合在傳力連接機(jī)構(gòu)中,并起保護(hù)稱量單元不為靜態(tài)力和動(dòng)態(tài)力所過載。過載保護(hù)裝置包括套筒、模制的主體和彈性元件,這里的彈性元件把模制的主體的移動(dòng)止擋部分推入到與套筒的移動(dòng)止擋區(qū)域相接觸,并因此使帶預(yù)張力的負(fù)載接受器向著負(fù)載接收部分偏置。套筒在負(fù)載方向上被模制的主體引導(dǎo),不可松動(dòng),并定位在負(fù)載接受器的工作位置上。結(jié)果,當(dāng)出現(xiàn)的力超過彈性元件的預(yù)張力的時(shí)候,負(fù)載接受器能夠在負(fù)載方向上滑動(dòng),并向垂直于負(fù)載方向的所有方向上傾斜。一個(gè)形成在套筒內(nèi)的止擋具有環(huán)形表面或與負(fù)載方向成直角延伸的線,然而帶具有至少三個(gè)與止擋反向的支承點(diǎn)的反向止擋的定位元件或附著或形成在負(fù)載接受器上或固定組件上。在至少三個(gè)接觸點(diǎn)的區(qū)域中垂直于負(fù)載方向定位元件的最大尺寸完全等于套筒在這些區(qū)域中占有的尺寸,最好是內(nèi)徑。為了達(dá)到為位置釋放的特性獲得足夠狹縫空間的目的,作為實(shí)用物件,套筒設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱,套筒的內(nèi)壁要么為圓柱形要么是任何需要的形狀、輪廓或剖面,特別是在定位元件的區(qū)域中。
在本發(fā)明的第二實(shí)施例中,定位元件設(shè)置的使在將力引導(dǎo)至稱量單元的方向上的固定組件的中心縱軸、定位元件和負(fù)載接受器重合。定位元件最好設(shè)計(jì)成旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的截頭圓錐形,有至少三個(gè)反向止擋的支承點(diǎn)作基礎(chǔ)。
在本發(fā)明的第三實(shí)施例中,反向止擋的三個(gè)支承點(diǎn)坐落在圓環(huán)表面或圓環(huán)線上。優(yōu)選的是,設(shè)置在傳力連接機(jī)構(gòu)區(qū)域的彈性元件是壓縮螺旋彈簧。
在本發(fā)明的第四實(shí)施例中,由于過載保護(hù)裝置與線性導(dǎo)軌和彈簧元件互補(bǔ)的設(shè)計(jì),過載保護(hù)裝置也可以將作用在負(fù)載接受器上的拉伸力從稱量單元的負(fù)載接收部分上松開。在該實(shí)施例中,彈性元件的復(fù)原力及彈簧元件的復(fù)原力分別可以調(diào)整,在負(fù)載方向上,負(fù)載接受器相對(duì)于負(fù)載接收部分的定位是通過止擋來限定的。
在發(fā)明的第五實(shí)施例中,彈性元件以能使其作用在負(fù)載方向上也可作用在負(fù)載方向的反向上的方式設(shè)置并構(gòu)置。在沒有負(fù)載的條件下,彈性元件以此限定負(fù)載接受器在負(fù)載方向上相對(duì)于負(fù)載接收部分的位置。通過定位元件確保在垂直于負(fù)載方向的平面內(nèi)無松動(dòng)的定位。彈性元件不再是可調(diào)整的。
在本發(fā)明的第六實(shí)施例中,彈性屬性被附加到定位元件上,使得定位元件替換彈性元件。在沒有負(fù)載的條件下,定位元件相對(duì)于在三個(gè)方向上不可活動(dòng)的稱量單元的負(fù)載接收部分來定位負(fù)載接受器。彈性元件不再是可調(diào)整的。
在發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中,有個(gè)結(jié)構(gòu)部件剛性地連接到稱量模塊的殼體最好是其基底部件上,該結(jié)構(gòu)部件具有殼體基底止擋,該基底止擋來限制負(fù)載接受器的線性運(yùn)動(dòng)和位移。
優(yōu)選的是,轉(zhuǎn)動(dòng)限制器附加在過載保護(hù)裝置上,來抵擋作用在垂直于負(fù)載方向上的過大的力,特別是與負(fù)載接受器相切的力,轉(zhuǎn)動(dòng)限制器與殼體基底輪廓相嚙合,殼體基底輪廓設(shè)定旋轉(zhuǎn)界線,例如凹進(jìn)部或凹槽。用來限定負(fù)載接收部相對(duì)于固定部旋轉(zhuǎn)的裝置具有這樣一個(gè)作用,即在安裝特別是將附加裝置用螺釘安裝在負(fù)載接受器上的時(shí)候,由于過量的扭矩將通過彈性元件耦合到稱量單元上,因此側(cè)向力不會(huì)使稱量單元發(fā)生不可恢復(fù)的變形。稱量單元中這種類型的不可恢復(fù)的變形將至少通過稱量結(jié)果中的誤差來顯示,在最壞的情況下通過稱量單元的毀壞來顯示。如果彈性元件設(shè)置得使扭矩不能被傳輸?shù)截?fù)載接收部分,當(dāng)附加設(shè)備鏍裝在負(fù)載接受器上的時(shí)候,負(fù)載接受器需要能夠抵消施加的扭矩。為了避免對(duì)附加工具如扳手的需要,在安裝及拆卸附加設(shè)備時(shí)根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)動(dòng)限制器也能夠被用作反向支撐裝置。各種幾何形狀都適合作為能夠通過具有相應(yīng)基于殼體的輪廓或凹槽的合適形狀的接觸吸收扭矩的轉(zhuǎn)動(dòng)限制器。實(shí)現(xiàn)這個(gè)概念的最簡單的方法是用個(gè)螺釘,其剛性地設(shè)置在負(fù)載接受器上,與負(fù)載方向成直角并與殼體凹槽嚙合。殼體上的凹槽必須具有相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)限制器的足夠的松動(dòng)空隙,以使得當(dāng)負(fù)載接受器處在操作位置的時(shí)候,轉(zhuǎn)動(dòng)限制器和殼體連接凹槽將不會(huì)相互接觸,然而允許負(fù)載接受器從操作位置向所有的面傾斜。較理想的是,彈性元件的第一端剛性地連接到固定組件上,第二端剛性地連接到負(fù)載接受器上。這具有的影響是,當(dāng)有扭矩作用時(shí),彈性元件產(chǎn)生反向扭矩,其量級(jí)是由殼體上的凹槽和轉(zhuǎn)動(dòng)限制器之間存在的松動(dòng)空間限定的。在作用在負(fù)載接受器上的扭距消失以后,反向扭距將轉(zhuǎn)動(dòng)限制器恢復(fù)到其初始位置。采用這種方法,當(dāng)負(fù)載接受器在其操作位置上的時(shí)候,相對(duì)于殼體連接凹槽實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)限制器的大面積無接觸位置。
在進(jìn)一步的發(fā)明實(shí)施例中,稱量模塊具有結(jié)構(gòu)部件,特別是基底部件其剛性地連接到稱量單元的固定部件上,并剛性地連接到定位裝置上。在這種情況下,定位裝置可以被設(shè)計(jì)成各種方式,例如圓柱形或筒狀合適形狀的銷、圓錐形銷或球形。這種合適形狀的定位裝置至少在兩維上是有效的,可以被設(shè)計(jì)成帶有或不帶有棘爪元件。帶可選擇橫截面的導(dǎo)向部分如楔形導(dǎo)軌等也同樣可以用來定位稱量模塊。
在發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的發(fā)展實(shí)施例中,定位裝置可以設(shè)置得使在負(fù)載被引導(dǎo)至稱量單元的方向上運(yùn)動(dòng)的定位裝置和負(fù)載接受器的中心縱軸稱量互相重合。
在特別優(yōu)選的實(shí)施例中,定位裝置和可能進(jìn)一步的稱量模塊的緊固區(qū)域都裝配有裝置,最好是升高的襯墊表面,以使稱量單元的殼體具體是基底部件從稱量模塊承載分離,稱量稱量這樣使得稱量模塊承載的不規(guī)則表面和變形不會(huì)被傳遞到稱量模塊上,并能不為稱量結(jié)果帶來消極影響。


根據(jù)本發(fā)明的帶過載保護(hù)裝置和定位裝置的稱量模塊的詳細(xì)描述在示范性實(shí)施例的描述中給出,在附圖中舉例給出了示范性實(shí)施例的描述,其中圖1所示的稱量模塊是去除了殼體頂部部件的,并帶有依照本發(fā)明的過載保護(hù)裝置和定位裝置;圖2所示為稱量模塊前面部分的透視圖,該稱量模塊是去除殼體頂部部件的,并帶有參照本發(fā)明的過載保護(hù)裝置和定位裝置,不帶有轉(zhuǎn)動(dòng)限制器;圖3所示為第一實(shí)施例中過載保護(hù)裝置的橫截面圖,其定位元件附著在負(fù)載接受器上,套筒附著在固定組件上,還包括可能實(shí)現(xiàn)的一體的轉(zhuǎn)動(dòng)限制器;圖4所示為第二實(shí)施例中過載保護(hù)裝置的橫截面圖,其定位元件附著在固定組件上,套筒附著在負(fù)載接受器上,不帶一體的轉(zhuǎn)動(dòng)限制器;圖5所示為第三實(shí)施例中過載保護(hù)裝置的橫截面圖,過載保護(hù)裝置還包括松開拉力的能力,并不帶一體的轉(zhuǎn)動(dòng)限制器;圖6所示為第四實(shí)施例中過載保護(hù)裝置的橫截面圖,過載保護(hù)裝置還包括松開拉力的能力;圖7所示為第五實(shí)施例中過載保護(hù)裝置的橫截面圖,過載保護(hù)裝置還包括松開拉力的能力,并帶有組合彈性元件/彈簧元件;圖8所示為第六實(shí)施例中的過載保護(hù)裝置的橫截面圖,過載保護(hù)裝置還包括松開拉力的能力,并帶有組合彈性元件/彈簧元件/定位元件;圖9所示為套筒的橫截面圖或透視圖,附圖的a至c表示不同的變化所示不同變化的部件;圖10所示為定位元件,附圖的a至c部分表示不同的變化;圖11所示為有彈性屬性的定位元件,附圖的a至b部分表示不同的變化。
具體實(shí)施例方式
圖1所示為去除頂蓋的稱量模塊1。具有力補(bǔ)償裝置26和信號(hào)處理模塊25的稱量單元2安裝在基底部件17上。稱量單元2包括由單塊堅(jiān)固的磚形材料塊形成的力傳遞機(jī)構(gòu),材料塊中不同的材料部分通過無材料的空隙彼此分開,無材料的空隙是由窄的線性切口27垂直于材料塊的最大側(cè)面所在的平面穿過材料塊形成。材料部分形成一個(gè)平行四邊形,其具有上部平行導(dǎo)桿28及底部平行導(dǎo)桿29,形成固定部分4的一個(gè)平行腿,和一個(gè)形成負(fù)載接收部3的可在垂直方向上替換的平行腿。平行腿3、4及平行導(dǎo)桿28、29被可變形連接部30、31、32、33互相連接,可變形連接部30,31,32,33成凹形,由無材料的空隙限定。材料塊內(nèi)部的其它材料部形成傳力杠桿34。稱量單元2的固定部分4剛性地連接在基底部件17上。
負(fù)載接收部3通過能彈性彎曲而很難拉長的連接元件35連接到傳力杠桿34的一個(gè)短臂上。傳力杠桿34通過彎曲支點(diǎn)36支撐,彎曲支點(diǎn)36位于固定部4伸入到材料塊內(nèi)部的那部分上。傳力裝置的這一設(shè)計(jì)裝置具有機(jī)械的剛性與緊湊體積相結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)。平行桿3、4、28、29,連接元件35,傳力杠桿34及彎曲支點(diǎn)36都是被無材料的空隙限定成窄線切口27的形式。窄線切口27最好是通過帶腐蝕線的放電加工法制成。力補(bǔ)償裝置26通過延伸杠桿耦合到傳力杠桿34上,延伸杠桿在圖1中并未示出。
與固定部分的反面相對(duì)的突出部41形成在負(fù)載接收部的中間高度處。傳力連接機(jī)構(gòu)13固定在突出部上。傳力連接機(jī)構(gòu)13通過定位元件42固定在突出部41上,如用螺栓旋緊。傳力連接機(jī)構(gòu)平行于材料塊的大側(cè)面延伸并垂直于平行導(dǎo)桿28、29的縱向。負(fù)載接受器5固定在傳力連接機(jī)構(gòu)13背離突出部41的一端。傳力連接機(jī)構(gòu)13被殼體部18部分封閉。
基底部件17背離稱量單元2的一側(cè)具有帶底座襯墊23、24的固定區(qū)域22,底座襯墊23、24從基底部件17上突出,其中底座襯墊23屬于定位裝置,最好環(huán)繞著定位裝置16。當(dāng)負(fù)載接受器5在其操作位置上的時(shí)候,如果定位裝置16的中心縱軸與負(fù)載接受器5的中心縱軸相重合,設(shè)備就顯現(xiàn)出特別的優(yōu)勢。其結(jié)果是,負(fù)載接受器5的位置由定位裝置16的位置所確定,更確切來說是由稱量模塊承載中的凹陷(圖中未示出),最好是用來接收定位裝置16的鉆孔確定。
圖2給出了從上部以一傾斜角所看到的根據(jù)本發(fā)明稱量模塊1的負(fù)載接收部的透視圖。負(fù)載接受器5與傳力連接機(jī)構(gòu)13相連接。傳力連接機(jī)構(gòu)13通過緊固元件42剛性地耦合到突出部41上。傳力連接機(jī)構(gòu)13被殼體部件18部分封閉。殼體部件18限定負(fù)載接受器5在過載時(shí)線性向下偏移的界線,并同時(shí)限定由作用在負(fù)載接受器5的橫向力所導(dǎo)致而出現(xiàn)的負(fù)載接受器5的所有傾斜移動(dòng)。基底部件17背離負(fù)載接受器5的一面具有帶從基底部件17上突出的底座襯墊區(qū)域的緊固區(qū)域22,其中底座襯墊23區(qū)域?qū)儆诙ㄎ谎b置,最好環(huán)繞定位裝置16。如果定位裝置16的中心縱軸與負(fù)載接受器5的中心縱軸相一致,如圖2中虛點(diǎn)劃的軸線所示,那么該設(shè)備就顯現(xiàn)出特殊的優(yōu)勢。結(jié)果是,負(fù)載接受器5的位置由定位裝置16的位置所確定,更確切地說由稱量模塊支撐部中的凹陷確定,最好是由用來接收定位裝置16的鉆孔確定。如果稱量模塊支撐部具有多個(gè)空間相關(guān)的凹陷,又如果安裝相同類型的稱量模塊1,那么它們的負(fù)載接受器5作為凹陷將具有相同的相互空間關(guān)系。在定位裝置16為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的情況下,例如圓柱形釘、球形鎖銷、圓錐形釘?shù)龋Q量模塊1可以在環(huán)繞稱量盤軸心上可自由選擇的位置處固定。這允許多個(gè)負(fù)載接受器5相對(duì)于兩水平維度非常緊湊的排列,因?yàn)閭髁B接機(jī)構(gòu)13安裝在稱量模塊1的前端,傳力連接機(jī)構(gòu)13緊湊地封閉在殼體部件18中,以及基底部件17的形狀其在稱量模塊1前端從稱量模塊的寬度向著殼體部件18變細(xì),殼體(拆卸掉圖中并沒有示出)的頂部形狀也同樣變細(xì)。在稱量以這種方式形成的稱量排列中,稱量模塊1可以相對(duì)于排列的中心點(diǎn)以半徑陳列的形式排列。當(dāng)然,可以想象的是緊固區(qū)域22以相同的方式設(shè)置在殼體的頂端(未示出)。在這種情況下理想的是定位裝置16象殼體部件18那樣環(huán)繞著傳力連接機(jī)構(gòu)13,或者甚至是作為殼體部件18不可分割的一部分。
圖3給出了帶內(nèi)置負(fù)載保護(hù)裝置的傳力連接機(jī)構(gòu)13的橫截面圖。傳力連接機(jī)構(gòu)13包括固定組件6、套管12和負(fù)載接受器5。固定組件6通過緊固元件42剛性地連接到突出部41上,最好帶有螺栓;套管12固定地附在固定組件6上;負(fù)載接受器5的定位元件7通過套管12中與止擋11相對(duì)的彈性元件8預(yù)加作用力。最好是彈性元件8是壓縮螺旋彈簧,設(shè)置在固定組件6和負(fù)載接收5之間,其預(yù)拉力強(qiáng)迫負(fù)載接受器5接觸固定組件6并以此接觸負(fù)載接收部分3。止擋11形成在套管的頂端內(nèi)部,具有在垂直于負(fù)載方向的平面中延伸的環(huán)形表面或線,然而定位元件7剛性地連接到負(fù)載接受器5上,并具有抵住止擋11的反向止擋10,有至少三個(gè)支承點(diǎn)形成在反向止擋10上,其中在與套筒12的內(nèi)壁43相交的至少三個(gè)接觸點(diǎn)15的區(qū)域,定位元件7的最大橫向尺寸完全等于套筒的內(nèi)徑。如果定位元件7本身成旋轉(zhuǎn)對(duì)稱,那么套筒12當(dāng)然能減少至三個(gè)接觸區(qū)域,類似于前面所描述的定位元件7。為了使負(fù)載接受器5響應(yīng)作用在負(fù)載接受器5上的橫向力而傾斜,必須在套筒12和定位元件7背離止擋11的那側(cè)之間提供釋放位置的空間。在附圖的設(shè)備中,釋放間隙通過定位元件7的截頭圓錐形相對(duì)于套筒的圓柱形內(nèi)壁43來實(shí)現(xiàn)的。有了套筒12的合理設(shè)計(jì),例如在固定組件6和套筒12之間帶有可調(diào)整的螺紋52,彈性元件8的彈性力及稱量模塊1的最大容許負(fù)載可以得到調(diào)整。當(dāng)然,有了合適的設(shè)計(jì),還同樣有可能對(duì)負(fù)載接受器5的部件進(jìn)行調(diào)整,在這種情況下,定位元件7必須相對(duì)于負(fù)載接受器5移動(dòng)并軸向可調(diào),而彈簧8根據(jù)負(fù)載接受器5的插入深度預(yù)加作用力。
轉(zhuǎn)動(dòng)限制器20剛性地連接到負(fù)載接受器5上并與殼體連接凹面21嚙合。轉(zhuǎn)動(dòng)限制器20最好設(shè)置為銷釘,殼體連接凹面21最好設(shè)置為凹槽,但是其它形式的轉(zhuǎn)動(dòng)限制器20和殼體連接凹面21也是可以實(shí)現(xiàn)的,例如環(huán)繞負(fù)載接受器5的多邊形結(jié)構(gòu)。殼體連接凹面21相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)限制器20具有足夠的活動(dòng)間隙,這是為了允許負(fù)載接受器5從其工作位置傾斜,但又能在當(dāng)負(fù)載接受器5處在其工作位置上時(shí)保持轉(zhuǎn)動(dòng)限制器20和殼體連接凹進(jìn)處21盡可能的相互不連接。彈性元件8的第一端固定地連接到固定組件6上,第二端固定地到負(fù)載接受器5上。殼體部件18固定地連接到基底部件17上,部分封閉傳力連接機(jī)構(gòu)13,殼體部件18相對(duì)于負(fù)載接受器5設(shè)計(jì)成形成殼體基部止擋19的方式,殼體基部止擋19限制過載保護(hù)裝置或負(fù)載接受器5的傾斜移動(dòng)及向下偏移。
圖4所示為具有內(nèi)置過載保護(hù)裝置的傳力連接機(jī)構(gòu)13的進(jìn)一步實(shí)施例的橫截面圖。傳力連接機(jī)構(gòu)13包括固定組件6,固定組件6通過緊固元件42固定地連接到突出部41上,最好是帶有螺栓。定位元件7或固定地附著或直接形成在固定組件6上。剛性地連接到封閉著定位元件7的套筒12上的負(fù)載接受器5被彈性元件8向著固定組件6預(yù)加作用力,并以此將止擋11推到與反向止擋10相接觸。較好的是,彈性元件8為壓縮螺旋彈簧,設(shè)置在固定組件6和負(fù)載接受器5之間的套筒12中,其預(yù)加作用力迫使負(fù)載接受器5和套筒12接觸固定組件6并因此接觸負(fù)載接收部件3。形成在套筒12頂端內(nèi)部的止擋11具有在垂直于負(fù)載方向的平面內(nèi)延伸的環(huán)形表面或線,而剛性地連接到固定元件6上的定位元件7具有抵住止擋11的止擋10,至少三個(gè)支承點(diǎn)形成在反向止擋10上,其中在與套筒12的內(nèi)壁43相交的至少三個(gè)接觸點(diǎn)15的區(qū)域中,定位元件7的最大橫向尺寸完全等于套筒12的內(nèi)徑。圖4中公開的實(shí)施例不帶有一體的轉(zhuǎn)動(dòng)限制器。當(dāng)然,有了這種變化,我們也同樣能夠使用類似于圖3概念的轉(zhuǎn)動(dòng)限制器。牢固地連接到基底部件(未示出)的殼體部件18部分地封閉傳力連接機(jī)構(gòu)13,并向著負(fù)載接受器5設(shè)計(jì)成形成殼體基底止擋19的方式,殼體基底止擋限制過載保護(hù)裝置更確切來說是負(fù)載接受器5的傾斜及向下偏移。還是在該實(shí)施例中,彈性元件8的彈性力可以通過套筒12的適當(dāng)設(shè)計(jì)或通過負(fù)載接受器5來調(diào)整。如果負(fù)載接受器5被設(shè)計(jì)成兩部分并因此具有負(fù)載接受器螺栓9,那么可以通過螺釘起子調(diào)整彈性力,如果負(fù)載接受器螺栓9的底面具有可以通過負(fù)載接受器5的鉆孔從上面進(jìn)入的凹槽,那么甚至在稱量模塊組合以后還能調(diào)整彈性力。
圖5是帶有一體的過載保護(hù)裝置14的傳力連接機(jī)構(gòu)13的進(jìn)一步實(shí)施例的橫截面圖。傳力連接機(jī)構(gòu)13包括通過緊固元件42剛性地連接到突出41上的固定組件6,最好帶有螺栓,傳力連接機(jī)構(gòu)13進(jìn)一步包括套筒12,套筒12牢固地連接到固定元件6上,中間組件70的定位元件7通過彈性元件8預(yù)張至與套筒12中的止擋11接觸,以及負(fù)載接受器5的導(dǎo)向體73由彈簧元件72在中間組件套筒76中預(yù)張至與中間組件止擋75接觸,中間組件套筒76被牢固地連接到中間組件70上。
最好的是,彈性元件8為壓縮螺旋彈簧,設(shè)置在固定組件6和中間組件70中間,并且其預(yù)張力迫使中間組件70與固定組件6接觸,并因此與負(fù)載接收部件3接觸。止擋11形成在套筒12的頂端內(nèi),并具有在垂直于負(fù)載方向的平面內(nèi)延伸的環(huán)形面或線,而定位元件7剛性地連接到中間組件70上,具有抵住止擋11的反向止擋10,有至少三個(gè)支承點(diǎn)形成在反向止擋10上,其中定位元件7在與套筒12的內(nèi)壁43相交的至少三個(gè)接觸點(diǎn)15區(qū)域中的最大橫向尺寸完全等于套筒12的內(nèi)徑。如果定位元件7本身形成有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱,套筒12當(dāng)然可以減少至三個(gè)接觸區(qū)域,與上文所描述的定位元件7類似。為了使中間組件70及負(fù)載接受器5響應(yīng)作用在負(fù)載接受器5上的橫向力而偏斜,必須在套筒12和定位元件7背離止擋11的那側(cè)之間提供豁免。在示例設(shè)備中,通過定位元件7對(duì)著套筒圓柱形內(nèi)壁43的截頭圓錐形狀提供釋放間隙。有了套筒12的適當(dāng)設(shè)計(jì),例如在固定組件6和套筒12之間帶有調(diào)整螺紋52,彈性元件8的彈性力以及稱量模塊1的最大容許負(fù)載可以得到調(diào)整。
最好的是,彈簧元件72為壓縮螺旋彈簧,設(shè)置在中間組件套筒76和負(fù)載接受器5之間,其預(yù)張力迫使負(fù)載接受器5與中間組件接觸。形成在中間組件70的頂端并且被中間組件套筒76在徑向上限定的中間組件止擋75具有在垂直于負(fù)載方向的平面中延伸的環(huán)形面或線。剛性連接到負(fù)載接受器5上的導(dǎo)向體73具有抵住中間組件止擋75的導(dǎo)向體止擋77,在其上至少形成三個(gè)支承點(diǎn)。導(dǎo)向體73在中間組件套筒76的內(nèi)部定位,此處剛性地連接到負(fù)載接受器5上的導(dǎo)向體73只能以線性位移模式相對(duì)于中間組件套筒76滑動(dòng)。在這樣的設(shè)備中,不論導(dǎo)向體73是否獨(dú)自承擔(dān)線性導(dǎo)向限制功能,還是如圖5中所示,形成在中間組件套筒75上的套筒導(dǎo)向器承擔(dān)部分線性導(dǎo)向限制功能,都是沒有關(guān)系的。當(dāng)然,類似于定位元件7,導(dǎo)向體73僅僅需要三個(gè)面向中間組件套筒76的導(dǎo)向區(qū)域。通過設(shè)計(jì)合適的中間組件套筒76,例如在中間組件70和中間組件套筒76之間帶有調(diào)整螺紋79,這就有可能調(diào)整彈簧元件72的彈性力。
圖5中公開的實(shí)施例不帶一體的轉(zhuǎn)動(dòng)限制器。當(dāng)然,具有這種變化的實(shí)施例我們同樣可以使用類似于圖3中概念的轉(zhuǎn)動(dòng)限制器。牢固地連接到基底部件上(未示出)的殼體部件18部分地封閉傳力連接機(jī)構(gòu)13,并向著負(fù)載接受器5設(shè)計(jì)成形成殼體基底止擋19的方式,殼體基底止擋19限定過載保護(hù)裝置或負(fù)載接受器5的傾斜和向下偏移。固定器止擋74形成在殼體部件18的內(nèi)側(cè),與螺栓軸環(huán)71相對(duì)。當(dāng)負(fù)載接受器5上有與負(fù)載方向相反的力起作用的時(shí)候,固定連接到負(fù)載接受器5上的螺栓軸環(huán)71與止動(dòng)器止擋74交互作用來限制負(fù)載接受器5相對(duì)于中間組件套筒76的線性移動(dòng)范圍。
圖6所示為帶有一體式負(fù)載保護(hù)裝置14的傳力連接機(jī)構(gòu)13的進(jìn)一步實(shí)施例的橫截面圖。過載保護(hù)裝置14的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)很大程度上類似于圖3圖5中所示實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。在圖6的實(shí)施例中,負(fù)載接受器5、固定組件6、彈性元件8、反向止擋10、止擋11、套筒12、接觸點(diǎn)15、突出部41、緊固元件42、套筒壁43及調(diào)整螺紋52的設(shè)計(jì)與功能都類似于圖3及圖5中相應(yīng)特征的設(shè)計(jì)與功能。
與圖3和圖5不同的是,負(fù)載接受器5并不剛性連接到定位元件7上,而是可以相對(duì)于定位元件7進(jìn)行線性移動(dòng)。與止擋11相對(duì),螺栓止擋82形成在負(fù)載接受器5上,在工作位置上的負(fù)載接受器被預(yù)加作用力的彈簧元件72推入至與定位元件7的止擋11相接觸。彈簧元件72設(shè)置在定位元件7面向固定組件6的側(cè)面上,在定位元件7和剛性地連接到負(fù)載接受器5上的彈簧擋板80之間彈簧元件72。如果彈簧元件72有合適的尺寸,它可以設(shè)置到彈性元件8的內(nèi)部,所述彈簧元件72最好構(gòu)造為螺旋壓縮彈簧。
螺栓擋圈71剛性地連接到負(fù)載接受器5上,其所有方向上的移動(dòng)自由度都被殼體凹槽81所限定,殼體凹槽81形成在殼體部件18的內(nèi)部。當(dāng)傾斜力矩作用在負(fù)載接受器5上、過載作用在負(fù)載方向上或者從負(fù)載方向的反方向作用的力超過了彈性元件8或彈簧元件72的彈性力的時(shí)候,它們通過螺栓擋板71傳遞,在傾斜力矩的情況下,還可能通過負(fù)載接受器5的軸傳到殼體部件18上,而不是被傳遞到稱量單元上。提到的作為殼體凹槽81的限制并不限制為圓形凹槽,而是任何適于與螺栓擋圈71交互作用的橫截面的凹陷形狀都能應(yīng)用。另外,螺栓擋圈71的結(jié)構(gòu)也不是限定為圓形,而是包括任何形成在負(fù)載接受器5上的適于與殼體凹槽81交互作用的突出部。當(dāng)然,提及的凹陷形狀殼體凹槽81還可以形成在負(fù)載接受器5上,提及的突出部螺栓擋圈71還可以形成在殼體部件18上。此外,螺栓擋圈71和殼體凹槽81能夠設(shè)置成這樣的結(jié)構(gòu)負(fù)載接受器5所受到的切向力扭矩可以通過殼體部件18所吸收,以使得螺栓擋圈71和殼體凹槽81形成轉(zhuǎn)動(dòng)限制器。
圖7所示為類似于圖6中的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),其中負(fù)載接受器5、接觸點(diǎn)15、殼體部件18、突出部41、緊固元件42、螺栓擋圈71及殼體凹槽81都類似于圖6中相應(yīng)特征的形式和功能。如前文中所描述的圖3至圖6中,負(fù)載接受器是通過定位元件107固定的,在兩個(gè)方向上不能活動(dòng),定位元件107在這種情況下為球形。與圖6的定位元件7相對(duì)照,此處在與負(fù)載方向相一致的第三方向上沒有止擋。通過彈性元件108來固定與負(fù)載方向及其反方向相對(duì)的位置。彈性元件108可以具有與具有彈性特性的定位元件相同的形狀,并通過具有剛性地連接在固定組件106上的第一連接區(qū)域115,如隔板的外邊界部分,及剛性地連接到負(fù)載接受器5上的第二連接區(qū)域120,如模孔的邊界,實(shí)現(xiàn)其固定功能。當(dāng)負(fù)載被放置在負(fù)載接受器5上的時(shí)候,負(fù)載接受器5將因此下降到固定組件106的鉆孔中一定的量,該量取決與負(fù)載的大小以及彈性元件108的彈性,并不會(huì)與鉆孔的底部44相接觸。彈性元件108不用必須是隔板,不同的元件同樣也是可以想象的并起到相同的作用,比如圓錐狀彎曲螺旋彈簧或螺旋壓縮彈簧、或布滿負(fù)載接受器5周圍的金屬片條。固定組件106不用必須是整體的設(shè)計(jì),也可以包括固定部件和套筒。限制負(fù)載接受器5的位移、傾斜及在一些情況下的旋轉(zhuǎn)的功能是通過圖6的上下文中所詳細(xì)描述的元件來執(zhí)行的,即螺栓擋圈71和殼體凹槽81。
接著,圖8代表類似于圖7的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),其中負(fù)載接受器5、殼體部件18、突出部41、緊固元件42、螺栓擋圈71和殼體凹槽81都類似于圖7中相應(yīng)特征的形式與功能。與圖6相對(duì)比,相對(duì)于固定組件206對(duì)負(fù)載接受器5進(jìn)行定位的功能是通過彈性結(jié)構(gòu)的定位元件207在全部的三個(gè)維度上執(zhí)行的,定位元件207通過具有剛性地連接到固定組件206上的第一連接區(qū)域115,例如隔板的外邊緣部分,并通過具有剛性地連接到負(fù)載接受器5上的第二連接區(qū)域120,例如隔板孔的邊界來執(zhí)行其固定功能的。如前文在圖7中的描述,當(dāng)負(fù)載被放置在負(fù)載接受器5上的時(shí)候,負(fù)載接受器5將伸入到固定組件206的鉆孔中一定的量,該量取決于負(fù)載的大小以及定位元件207的彈性,并不會(huì)與鉆孔底部44接觸。定位元件207不必必須是隔板,不同的元件也是可以想象的并能起到同樣的作用,如圓錐狀彎曲蝸形彈簧或螺旋壓縮彈簧、圓柱形壓縮螺旋彈簧、或布滿負(fù)載接受器5周圍的金屬片條。限制負(fù)載接受器5的位移、傾斜、以及一些情況下的轉(zhuǎn)動(dòng)的功能都是通過圖6的上下文中所詳細(xì)描述的元件來實(shí)現(xiàn)的,即螺栓擋圈71及殼體凹槽81。
圖9描繪了套筒12的各種可能的設(shè)計(jì),并不排除其它的設(shè)計(jì)概念。所示的套筒12的共同點(diǎn)就是每一個(gè)具有至少三個(gè)精確限定的在徑向上及軸向上與定位元件(未示出)接觸的區(qū)域。結(jié)果,套筒12相對(duì)于固定組件非常精確的定位負(fù)載接受器并具有合適的設(shè)計(jì),負(fù)載接受器在每次傾斜后都會(huì)返回其初始位置。圖9a所示為一套筒12的橫截面圖。在旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的套筒12的頂端,形成有向內(nèi)的凸緣51來提供止擋11。在套筒12的底部,形成有螺紋52,用來調(diào)整彈性元件并把套筒12固定地連接到固定組件上(未示出)。螺紋52不是套筒12的不可缺少部分,作為固定組件與套筒12之間的剛性連接還可以通過壓入配合、螺釘連接或類似的連接方法,包括不可拆卸連接實(shí)現(xiàn)。此外,依靠固定組件的設(shè)計(jì),螺紋52還可以設(shè)置在套筒12的外側(cè)。圖9b為一套筒12的橫截面圖,其頂端53為向上減少的錐形并以向內(nèi)的凸緣51結(jié)束。套筒12的這種設(shè)計(jì)允許負(fù)載接受器有更大的傾斜角。具有這種套筒形狀,還有可能使用與圖10b相一致的圓柱形定位元件。當(dāng)然,套筒12的底部不必必須是圓柱形還可以是在徑向和/或軸向上的任意截面形,只要所選的形狀能為傾斜提供必要的間隙。圖9c所描繪的套筒12具有關(guān)于定位元件(未示出)的導(dǎo)向和定位所要求的屬性,并且其質(zhì)量必須減少,所以其僅僅具有三個(gè)向上的棘爪54。這種設(shè)計(jì)的套筒12可以直接形成在固定組件上,因?yàn)楫?dāng)定位元件從上面插入的時(shí)候,棘爪54被定位元件推開,并且當(dāng)定位元件的最大直徑剛剛脫離了棘爪的角55時(shí),棘爪54就將彈回。套筒12的這種設(shè)計(jì)使利用旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的定位元件變得實(shí)際。通過松開當(dāng)前負(fù)載接受器的定位元件并將新的負(fù)載接受器咬定就位,這種設(shè)計(jì)的套筒12還可以用來允許負(fù)載接受器簡單快速的互換。
圖10示出了定位元件7的各種可能的設(shè)計(jì)。圖10a至圖10c都示出了接觸區(qū)域15以及反向止擋10,接觸區(qū)域15與套筒相互作用。圖10a示出了一種旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的定位元件7,其中在背離反向止擋10的一側(cè)具有截頭圓錐形。該定位元件7可以用在圖9中所示的所有套筒中。圖10b描述了一種圓柱形定位元件7。這種形狀的定位元件7僅能用在與圖9b中的套筒形狀類似的套筒中,并提供所要求的間隙空間以允許定位元件7的傾斜。圖10c示出了一種定位元件7,其與圖10a的不同是具有切割部分60,切割部分60細(xì)分了反向止擋10并將與套筒內(nèi)部的接觸區(qū)域15減少為三個(gè)。當(dāng)然,切割部分60的數(shù)量以及由此與套筒內(nèi)壁的接觸區(qū)域15的數(shù)量和反向止擋10的細(xì)分?jǐn)?shù)量都可以自由選擇。這種設(shè)計(jì)的定位元件7通常不適用于用作根據(jù)圖9c的套筒。
圖11示出了帶有彈性屬性的定位元件107、207可能的不同設(shè)計(jì),其中圖11a以及圖11b的構(gòu)造都包括第一連接區(qū)域115和第二連接區(qū)域120。
圖11a示出了一種旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的定位元件107,其第一連接區(qū)域115剛性地連接到固定組件106、206上(未示出),其第二連接區(qū)域120剛性地連接到負(fù)載接受器5上(未示出)。定位元件107可以進(jìn)一步被一個(gè)或多個(gè)狹縫130刺穿,這里的狹縫130可徑向延伸或還可以從中心向外螺旋延伸。設(shè)計(jì)成杯形隔板的定位元件107也能夠設(shè)計(jì)成環(huán)形、平面形隔板。能夠承擔(dān)壓縮、彎曲以及拉伸負(fù)載的單螺旋或多螺旋線圈彈簧表現(xiàn)了這種類型的定位元件107的特殊實(shí)施例。在這種情況下,第一連接區(qū)域115和第二連接區(qū)域120中的一個(gè)位于另一個(gè)的正上方。螺旋彎曲相互交叉120°的三倍螺旋的線圈壓縮彈簧由特別好的支撐形狀穩(wěn)定性區(qū)別。圖10b示出了旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的定位元件207,其第一連接區(qū)域115剛性地連接到固定組件106、206(未示出)上,其第二連接區(qū)域120剛性地連接到負(fù)載接受器5上(未示出)。構(gòu)造成環(huán)形擋圈的定位元件207具有向心的同軸波紋狀,但取決于材料的彈性系數(shù)及所期望的硬度,定位元件207也可以是平坦的盤。
不言而喻的是,根據(jù)本發(fā)明的過載保護(hù)裝置的構(gòu)成并不限定為材料塊形式的帶傳力裝置的稱量單元,材料塊的材料部分通過無材料的空間以窄線切口的形式彼此分開,窄線切口垂直于材料塊的最大側(cè)面穿過材料塊。對(duì)于所帶有的過載保護(hù)裝置中其扭矩安全裝置是一體的這種負(fù)載接受器來說,人們還可以想象其它可以安裝到稱量單元上的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),稱量單元帶有通過研磨產(chǎn)生的無材料空間的材料塊。同樣可能將根據(jù)本發(fā)明的精確位置保持過載保護(hù)裝置連接到應(yīng)變儀負(fù)載單元或其它基于電磁力補(bǔ)償原理的稱量單元。可以理解,這些稱量單元在應(yīng)用中并不限于稱量模塊而是可以應(yīng)用到所有已知的用來測定稱量目標(biāo)質(zhì)量的測量儀器稱量。
參考符號(hào)表1 稱量模塊2 稱量單元3 負(fù)載接收部分,平行四邊形腿4 固定部分,平行四邊形腿5 負(fù)載接受器6,106,206 固定組件7,107,207 定位組件8,108 彈性元件9 負(fù)載接受器螺栓10 反向止擋11 止擋12 套筒13 傳力連接機(jī)構(gòu)14 過載保護(hù)裝置15 接觸區(qū)域,接觸點(diǎn),接觸位置16 定位裝置17 基底部件18 殼體部件
19 殼體止擋20 轉(zhuǎn)動(dòng)限制器21 連接殼體的凹面22 緊固區(qū)域23 定位裝置的基底襯墊24 基底襯墊25 信號(hào)處理模塊26 力的補(bǔ)償裝置27 線性切口28 平行四邊形頂部導(dǎo)桿29 平行四邊形底部導(dǎo)桿30,31,32,33 柔性連接部分34 傳力桿35 耦合元件36 支點(diǎn)彎曲40 相關(guān)的人工處理鉆孔41 突出部42 緊固元件43 套筒內(nèi)壁44 鉆孔底部51 向內(nèi)的凸緣52 螺紋,可調(diào)整螺紋53 套筒頂部54 棘爪55 棘爪角60 切割
70 中間組件71 螺栓擋圈72 彈簧元件73 導(dǎo)向體74 止動(dòng)器止擋75 中間組件止擋76 中間組件套筒77 導(dǎo)向體止擋78 套筒導(dǎo)向器79 調(diào)整螺紋80 彈簧保持器81 殼體凹槽82 螺栓止擋115 第一連接區(qū)域120 第二連接區(qū)域130 狹槽
權(quán)利要求
1.一種稱量模塊(1),其具有帶負(fù)載接收部分(3)和固定部分(4)的稱量單元(2),還具有負(fù)載接受器(5)和過載保護(hù)裝置(14),過載保護(hù)裝置(14)安裝在負(fù)載接受器(5)和負(fù)載接收部分(3)之間,用來保護(hù)稱量單元(2)不被靜態(tài)力和動(dòng)態(tài)力過載稱量,其特征在于,負(fù)載接受器(5)相對(duì)于負(fù)載接收部分(3)的位置通過定位元件(7,107,207)無間隙地確定為至少在垂直于負(fù)載方向的平面中,并且,當(dāng)力作用在負(fù)載接受器(5)上時(shí),負(fù)載接受器(5)可以在與負(fù)載相同的方向或者與負(fù)載相同和相反的兩個(gè)方向上相對(duì)于負(fù)載接收部分(3)被移動(dòng),由于形成在定位元件(7,107,207)和負(fù)載接收部分(3)之間的空間,當(dāng)力垂直于負(fù)載方向作用在負(fù)載接受器(5)上時(shí),負(fù)載接受器(5)能夠在所有的方向上傾斜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的稱量模塊(1),其特征在于,負(fù)載接受器(5)相對(duì)于負(fù)載接收部分(3)在負(fù)載方向上被套筒(12)和定位元件(7)沒有空隙地導(dǎo)向,而且,負(fù)載接受器(5)在具有預(yù)張力的彈性元件(8,108)的作用下抵住止擋(11)定位,并且,當(dāng)超過彈性元件(8)預(yù)張力的力作用在負(fù)載接受器(5)上時(shí),負(fù)載接受器(5)在負(fù)載方向上是可以移位的,并且在垂直于負(fù)載方向的所有方向上都是可以傾斜的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的稱量模塊(1),其特征在于,牢固地連接到負(fù)載接受器部分(3)上的固定組件(6,106,206)被剛性地連接到套筒(12)上,并且,定位元件(7,107,207)被剛性地安裝在負(fù)載接受器(5)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的稱量模塊(1),其特征在于,固定地連接在負(fù)載接收部分(3)上的固定組件(6,106,206)被剛性地連接到定位元件(7,107,207)上,并且,套筒(12)被剛性地安裝在負(fù)載接受器(5)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一的稱量模塊(1),其特征在于,止擋(11)形成在套筒(12)的內(nèi)表面上,所述止擋(11)形成垂直于負(fù)載方向的環(huán)形表面或線,并且,屬于定位元件(7)并直接抵住止擋(11)的反向止擋(10)具有至少三個(gè)支承點(diǎn),其中定位元件(7)在與套筒內(nèi)壁(43)相接觸構(gòu)成的至少三個(gè)接觸點(diǎn)(15)的區(qū)域中徑向尺寸大致等于套筒(12)在所屬接觸點(diǎn)(15)的徑向尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5任一的稱量模塊(1),其特征在于,套筒(12)和牢固連接到其上的那個(gè)部件之間的連接構(gòu)造成軸向可調(diào)且可固定,以允許調(diào)整彈性元件(8)的彈性力,使其抵靠套筒(12)牢固連接的那個(gè)部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求5至6之一的稱量模塊(1),其特征在于,定位元件(7)被構(gòu)造成截體圓錐形,其中,反向止擋(10)的至少三個(gè)支承點(diǎn)被安置在圓錐形的基底上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一的稱量模塊(1),其特征在于,定位元件(107,207)具有彈性。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至7之一的稱量模塊(1),其特征在于,反向止擋(10)的支承點(diǎn)位于圓形表面或圓環(huán)表面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至9之一的稱量模塊(1),其特征在于,彈性元件(8,108)為壓縮螺旋彈簧。
11.根據(jù)權(quán)利要求2至10之一的稱量模塊(1),其特征在于,定位元件(7)、彈性元件(8,108),如果存在的話,和套筒(12)都設(shè)置成這樣至少當(dāng)負(fù)載接受器(5)在其工作位置上時(shí),在力被傳至稱量單元(2)的方向上,它們的中心縱軸互相重合。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一的稱量模塊(1),其特征在于,稱量模塊(1)具有基底部件(17),至少一個(gè)殼體止擋(19)或殼體凹槽(81)形成在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上,具體來說是殼體部件(18)上,該殼體部件(18)剛性地連接到所述基底部件(17)上,其中所述至少一個(gè)殼體止擋(19)和殼體凹槽(81)用來通過與負(fù)載接受器(5)的輪廓交互作用或與形成在負(fù)載接受器(5)上的螺栓擋圈(71)交互作用來限定負(fù)載接受器(5)的傾斜運(yùn)動(dòng)及在負(fù)載方向上的位移或在與負(fù)載方向相同和相反的兩個(gè)方向上的位移。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12之一的稱量模塊(1),其特征在于,負(fù)載接受器(5)具有轉(zhuǎn)動(dòng)限制器(20)以抵制與負(fù)載方向成直角作用在負(fù)載接受器(5)上的過大的力,特別是與負(fù)載接受器(5)相切的力,其中轉(zhuǎn)動(dòng)限制器(20)與殼體連接凹面(21)嚙合。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的稱量模塊(1),其特征在于,負(fù)載接受器(5)具有螺旋擋圈(71)以抵抗與負(fù)載方向成直角作用在負(fù)載接受器(5)上的過大的力,特別是與負(fù)載接受器(5)相切的力,其中螺栓擋圈(71)與殼體連接凹槽(81)嚙合。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14之一的稱量模塊(1),其特征在于,至少一個(gè)用以把物體附著到稱量模塊承載上的緊固區(qū)域(22)被連接到固定部分(4)上,其中至少一個(gè)緊固區(qū)域(22)具有定位裝置(16),該定位裝置(16)設(shè)置成這樣當(dāng)過載保護(hù)裝置(14)處在工作狀態(tài)的時(shí)候,位于力被傳至稱量單元(2)的方向上的過載保護(hù)裝置(14)的中心縱軸和/或當(dāng)負(fù)載接受器(5)處在工作狀態(tài)時(shí),位于力被傳至稱量單元(2)的方向上的負(fù)載接受器(5)的中心縱軸與定位裝置(16)的中心縱軸重合。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的稱量模塊(1),其特征在于,每一個(gè)緊固區(qū)域(22)都具有高出的基底襯墊(23,24)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16的稱量模塊(1),其特征在于,定位裝置(16)包括至少一個(gè)適當(dāng)形式的銷。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至17之一的稱量模塊(1)的應(yīng)用,其特征在于,為了同時(shí)稱量多個(gè)同類的稱量目標(biāo),帶有相等數(shù)量負(fù)載接受器的給定數(shù)量的稱量模塊(1)被設(shè)置在一個(gè)系統(tǒng)中,其中每一個(gè)負(fù)載接受器(5)都連接到稱量單元(2)上,并且其中的負(fù)載接受器(5)設(shè)置在給定的兩維布局中。
全文摘要
一種具有傳力連接機(jī)構(gòu)的稱量模塊,傳力連接機(jī)構(gòu)設(shè)置在稱量單元的負(fù)載接收部分和負(fù)載接受器之間,其過載保護(hù)裝置作為傳力連接機(jī)構(gòu)上不可分離的一個(gè)部件精確地保持就位。通過定位元件,負(fù)載接受器相對(duì)于負(fù)載接收部分沒有空隙地設(shè)置在垂直于負(fù)載方向的平面中,并且負(fù)載接受器也被沒有空隙地導(dǎo)向在負(fù)載的方向上。當(dāng)出現(xiàn)過載時(shí),負(fù)載接受器具有在負(fù)載方向上被移動(dòng)并在所有垂直于負(fù)載方向的方向上傾斜的能力。當(dāng)負(fù)載接受器受到橫向力作用和過載時(shí),殼體部件至少用來限定負(fù)載接受器線性向下偏離及負(fù)載接受器傾斜運(yùn)動(dòng)的范圍。轉(zhuǎn)動(dòng)限制器剛性地連接到負(fù)載接受器上。定位裝置相對(duì)于操作環(huán)境來定位負(fù)載接受器,定位裝置與負(fù)載接受器的中心縱軸重合。
文檔編號(hào)G01G21/23GK1789929SQ20051012958
公開日2006年6月21日 申請日期2005年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月14日
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