单块式传感器本体及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种单块式传感器本体，其包括：罗贝瓦尔机构；杠杆装置，其连接到罗贝瓦尔机构的可动柱，并能够连接到电磁力补偿机构，并包括一个或多个杠杆，传感器本体还包括：安装部，其用于将罗贝瓦尔机构的固定柱安装到称重模块的外壳侧，和/或用于将负载接收构件安装到可动柱，安装部中的至少一个安装部包括：至少一个安装孔，其至少正交于负载方向延伸，平行的上梁和下梁均经由第一和第二弯曲点段与固定柱或可动柱连接，安装孔包括内螺纹，使得固定螺钉的匹配外螺纹能够拧入安装孔，安装孔将弯曲点段之一作为相对最近的弯曲点段。至少一个安装部包括腔，该腔减少直线传播路径的可用立体角，同时本体的材料边界以至少桥接宽度封闭腔。度封闭腔。度封闭腔。

【技术实现步骤摘要】
单块式传感器本体及其制造方法


[0001]本专利技术属于负载检测领域。特别地，本专利技术涉及一种负载检测，其中包括用于通过其可动柱接收负载的罗贝瓦尔(Roberval)机构，并且设置有耦接到罗贝瓦尔机构的可动柱的杠杆装置，其负载测量原理是电磁力补偿，一种连接到杠杆装置的相应的机构。甚至更具体地，本专利技术涉及这些类型的称重传感器，其中罗贝瓦尔机构和杠杆机构被限定在单个材料块内、即在单块式传感器本体内。
[0002]甚至更具体地，本专利技术涉及一种基于电磁力补偿机构的称重传感器的单块式传感器本体，其包括：罗贝瓦尔机构；杠杆装置，其一方面通过耦接部连接到所述罗贝瓦尔机构的可动柱，另一方面能够连接到所述电磁力补偿机构，并包括具有各自的支点的一个或多个杠杆，所述传感器本体还包括：安装部，其用于将所述罗贝瓦尔机构的固定柱直接或经由中间装置间接地安装到称重模块的外壳侧，和/或用于将负载接收构件直接地或经由中间装置安装到所述可动柱，所述安装部中的至少一个安装部包括：至少一个安装孔，其优选地至少主要地正交于负载方向延伸、特别是沿着罗贝瓦尔机构的平行的上梁和下梁的长度方向延伸，所述平行的上梁和下梁都经由第一弯曲点段和第二弯曲点段与固定柱或可动柱连接，所述安装孔包括内螺纹，使得在安装状态下拧入所述安装孔直至轴向螺纹端的固定螺钉的匹配外螺纹能够拧入所述安装孔，所述安装孔将第一上弯曲点段、第二上弯曲点段、第一下弯曲点段和第二下弯曲点段之一作为相对最近的弯曲点段。此外，本专利技术涉及具有这种单块式传感器本体的称重传感器、具有一个或多个这种称重传感器的电子天平等称重装置，以及制造这种单块式传感器本体的方法。

技术介绍

[0003]这种单块式传感器本体在本领域中是众所周知的。例如，EP 2397824B1(参见该文件的图8)示出了这种典型的单块式传感器本体以及具有力线圈和电磁力产生装置以及位移传感器的电磁力补偿机构，以及用于连接到单块式传感器机构本体的杠杆装置的支撑构件。建议将子罗贝瓦尔机构集成到单块式传感器本体中，以耦合到内部(校准)重量。单块式传感器本体通过附接构件7固定到未示出的电子天平箱，螺钉沿单块的侧向(宽度)方向延伸将附接构件7附接到单块式传感器本体的固定柱。
[0004]同样在DE 19605087 A1中，公开了这种单块式传感器本体。这里，安装孔设置在单块的拐角区域中并且在单块的长度方向上延伸。
[0005]EP 1643223 A1还公开了一种单块式传感器本体。其中，用于将杠杆机构耦接到可动柱的耦接元件设置有在长度方向上较薄的薄部以及在宽度(侧向)方向上较薄的薄部。
[0006]特别是对于具有高分辨率的称重传感器，那些单块式传感器本体特别适用于高精度和高性能。本专利技术的一个目的是仍然改进这种单块式传感器本体，以实现良好的准确性和性能。

技术实现思路

[0007]为了解决这个目的，本专利技术提供了一种如最初介绍的单块式传感器本体，其主要特征在于至少一个安装部包括腔，该腔减小了从内螺纹延伸到最近的弯曲点段、耦接部和特别是最近的支点中的一个或多个的直线传播路径的可用立体角，同时本体的材料边界在相对于本体的对应于最近的弯曲点段的高度侧端部的至少一个桥接宽度上封闭腔。
[0008]通过所提供的传感器本体，对于给定的传感器本体几何形状的测量精度可以通过仍然满足由单块式传感器本体的封闭材料边界提供的传感器本体的刚度来提高，尽管传感器本体部分对经由特别是直线传播路径并由例如拧紧安装螺钉而产生的机械应力导致到达此处的应力敏感存在保护，其可能导致敏感元件、例如所述部件、如杠杆系统的杠杆或罗贝瓦尔机构的平行梁的枢轴点和枢轴的原始位置变形，则对限制称重传感器的性能而负责。
[0009]例如在DE 19605087 A1中所示的结构，由于从上侧和下侧(在高度方向上)切开的进入单块式本体的槽，已确定在刚度和稳定性方面存在问题。
[0010]应当理解，封闭材料边界在相对于高度端侧的方向封闭，但不一定完全达到例如本体顶部或底部的基本平面的高度水平。
[0011]在一个优选实施例中，封闭材料边界在其宽度位置上至少部分地与安装孔的宽度位置重叠。在附加或替代特征中，封闭材料边界存在于单块式本体的一侧或两侧。因此，产生从内螺纹延伸到本体的对应高度侧端部(上侧或下侧)的一部分的材料路径，该路径在长度方向上比腔更靠近本体内部，并通过腔到达所述高度侧端部的一侧，该路径在宽度方向上仅具有低分量或甚至没有分量。这进一步提高了本体的刚度和稳定性。
[0012]在另一优选的实施例中，安装部包括盘状子部，其宽度等于或小于本体的宽度，并且至少在与安装孔没有宽度重叠的区域中具有形状至少较大的“二维”柄体的形式，在某种意义上，这种与宽度方向正交的截面到非零宽度的相同延伸具有至少较大的(三维)柄体的形式。
[0013]在另一优选的实施例中，腔延伸到单块式传感器本体的一个或两个横向侧。腔是向相应侧开口的。本体的横向侧是相对于宽度方向的端侧之一。即，腔向横向侧开口、特别是也向两个横向侧开口，由此在宽度方向上贯穿单块式传感器本体。这增加了在正交于长度方向的投影中观察到的立体角，并且还允许切割元件用于穿过本体切割腔的至少一部分。
[0014]在另一优选的实施例中，腔和/或侧开口在高度方向上的延伸在到高度
‑
长度平面的投影中观察时覆盖大于36
°
、优选大于42
°
、特别是大于48
°
的立体角。这允许，特别是对于在可动柱侧的安装部，即使在安装孔没有布置在靠近本体的角部而是轴向(在高度方向上)向内偏移的情况下，也可以更好地覆盖。对于所述立体角的中心，可设想在安装孔轴线的轴向位置处的轴向螺纹端。然而，至少对于一个或一些安装部，这样的值对于安装孔的开口处的中心也是优选的。
[0015]在这方面，根据一个优选实施例，还假设上安装部和下安装部的安装孔之间的高度方向距离小于单块本体延伸高度的90％、优选小于80％、特别是小于70％。所述安装孔之间的距离甚至可以低于60％、或者低于55％、甚至低于50％。
[0016]这特别是适用于在集成在检重器中的称重传感器内使用单块式传感器的应用，通
过该传感器可以在产品沿运输路径的运输期间测量产品的重量，特别是在保护元件被设置在可动柱和负载接收构件和/或用于耦接到负载接收构件的中间件或装置之间的结构中。
[0017]在另一优选的实施例中，腔(特别是也在其横向侧端，即在它们的开口处)在到高度
‑
长度平面的投影中观察包括条形的缝部，该缝部特别是具有正交于缝延伸的小于2mm、优选地小于1.2mm、特别是小于0.8mm的间隙尺寸，所述缝部具体地通过线放电机构制造。甚至优选使所述间隙低于0.7mm、优选低于0.6mm、特别是低于0.5mm。然而，应当理解，间隙应具有在负载传感器与传感器本体一起使用时安全地避免在常规负载和应力条件下间隔开的两侧接触的间隙尺寸。
[0018]在另一优选的实施例中，腔(特别是也在其横向侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁力补偿机构(200)的称重传感器的单块式传感器本体(100)，所述传感器本体包括：罗贝瓦尔机构，杠杆装置(60)，其一方面通过耦接部连接到所述罗贝瓦尔机构的可动柱(10)，另一方面能够连接到所述电磁力补偿机构，并包括具有各自的支点(64)的一个或多个杠杆(61、62、63)，所述传感器本体还包括：安装部(11、12、21、22)，其用于将所述罗贝瓦尔机构的固定柱(20)直接或经由中间装置间接地安装到称重模块的外壳侧(300)，和/或用于将负载接收构件(310)直接地或经由中间装置安装到所述可动柱(10)，所述安装部中的至少一个安装部包括：至少一个安装孔(13、23)，其优选地至少主要地正交于负载方向(H)延伸、特别是沿着所述罗贝瓦尔机构的平行的上梁(30)和下梁(40)的长度方向(L)延伸，所述平行的上梁和下梁均经由第一弯曲点段(31、41)和第二弯曲点段(32、42)与所述固定柱或可动柱连接，所述安装孔包括内螺纹(14、24)，使得在安装状态下拧入所述安装孔直至轴向螺纹端的固定螺钉的匹配外螺纹(81、82、91、92)能够拧入所述安装孔，所述安装孔将第一上弯曲点段(31)、第二上弯曲点段(32)、第一下弯曲点段(41)和第二下弯曲点段(42)之一作为相对最近的弯曲点段，其特征在于，至少一个安装部包括腔(15、16；25、26)，所述腔减少从所述内螺纹到最近弯曲点段、所述耦接部和特别是最近的支点中的一个或多个的直线传播路径的可用立体角，同时所述本体(100)的材料边界(17；27)以相对于所述本体的对应于最近的弯曲点段(31、32；41、42)的高度侧端部(101；102)的至少桥接宽度(wb)封闭所述腔(15、16；25、26)。2.根据权利要求1所述的单块式传感器本体，其中，所述封闭材料边界(17；27)在其宽度位置至少部分地与所述安装孔的宽度位置重叠。3.根据权利要求1或2所述的单块式传感器本体，其中，所述腔延伸到所述单块式传感器本体的横向侧(105)。4.根据前述权利要求中任一项所述的单块式传感器本体，其中，所述腔和/或侧开口在高度方向上的延伸在到高度
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长度平面的投影中观察时覆盖了大于36
°
、优选地大于42
°
、特别是大于48
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的立体角。5.根据前述权利要求中任一项所述的单块式传感器本体，其中，侧开口和/或腔在到高度
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长度平面的投影中观察时包括条形缝部(16；26)，特别是具有正交于缝延伸的小于2mm、优选小于1.2mm、特别是小于0.8mm的间隙尺寸，所述缝部特别是由线放电机构制造。6.根据前述权利要求中任一项所述的单...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：梅特勒托莱多有限公司，
类型：发明
国别省市：