[发明专利]尤其用于按电磁力补偿原理工作的秤的称重传感器的杠杆传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及按照权利要求1的前序部分特征的、尤其用于以电磁力补偿原理工作的秤的称重传感器的杠杆传动装置。

背景技术

人们已经知道了杠杆传动装置和按照电磁力补偿原理工作的秤及其适用的称重传感器的各种各样的实施形式。为了获得足够精确的称重信号，大多采用一体式称重传感器，它相对非一体式称重传感器具有足够高的长期稳定性的优点。目前，主导的秤生产厂家不再制造由多个部分如钢丝弹簧组成的结构，例如在DE 100 13 311 A1中公开的结构，其可能被视为是“过时技术”。

一体式称重传感器可以通过不同方式制造，尤其通过铣削或蚀刻加工。DE 199 23 207 C1例如描述一种复杂的三维结构，在此，利用三个成行布置的角杆实现期望的高比例传动。为减小结构体积，在此结构中的某些杠杆或杆臂或连接件是相对固定不动的主体的、在杠杆或杆臂或连接件之间突出的部分对称划分的。主体突出部分此时也构成某些杠杆或杆臂或连接件的支座。尽管这种结构复杂，但选择它是因为其能总体一体制造。

相反，一体式称重传感器的蚀刻加工原则上只允许两维结构。这样制造的称重传感器例如在EP 0 518 202 B1中被公开。该文献描述了以3倍传动的称重传感器的实施例，其中三个排成一行的杠杆的最后一个杠杆的最后杆臂必须用螺丝侧固定在一体构成的主体上。

US 2002/0038729 A1描述一种两级传动的组装式称重传感器，其中一种实现两个杠杆的一体制成的结构被用到也是一体制成的平行杆结构中并与之连接。

但是，所有这些已知的一体制成的称重传感器传动结构的问题在于，为了实现高传动比而需要多个排列的杠杆，这是因为构成相关杠杆的各自摆轴的多个铰链由于加工技术原因无法随意靠近地移至力必须在此被传给短杆臂的位置，也就是这样的位置，即在这些位置上，负载力必须传至杠杆。就是说，短杆臂可能在已知结构中无法被缩短至规定的最小值，该规定最小值由结构几何形状和加工技术参数产生，例如用于在一体材料块中产生铰链薄壁的铣刀直径或者可用的最小铣刀直径。因此，为了实现所希望的高传动比，被迫延长短杆臂。如果由于称重传感器在此空间轴线上的预定最大几何形状延伸长度而无法做到延长，则只能保留多个杆成行串列结构，以获得期望的传动比。

可是，在实现高传动比时也要考虑，相应大小的力通过铰链被传递给固定不动的主体。可弹性变形的各铰链因此必须相应稳固，尤其是抗拉和/或抗压地构成。可是，这另一方面导致阻止杠杆绕期望转轴的高阻力，即可弹性变形的铰链相对绕期望转轴的转动具有高的弹簧常数，从而出于此理由，无法用唯一的杠杆实现任意大小的传动比。

此外，已知的结构具有构成杠杆摆轴的、可弹性变形的铰链在垂直于铰链纵向延伸平面的平移方向上以及在绕平行于铰链纵向延伸方向的轴转动方面的刚性较差的缺点。当出现不希望的静态或动态力时(由不希望的加速如振动产生)，这造成测量精度受到不利影响。

实际上，这样的可弹性变形的铰链具有这样的宽度(不一定是恒定的，但出于简化制造的考虑通常如此)，即该宽度比最薄点大许多倍(在垂直于限定铰链宽度的空间轴线的空间轴线上，其中最薄点的厚度一般在铰链的整个宽度上是恒定的)，其中用于产生杠杆摆动的变形通过是铰链绕一轴线弯曲来实现，该轴线平行于铰链最薄点的走向延伸。就是说，弯曲区限定了纵向延伸平面，其中弯曲运动垂直于该纵向延伸平面完成。

这样的杠杆传动装置当然不仅可用于称重传感器，而且可用于所有应用场合和装置，此时在传动装置的输入和传动装置的输出之间需要运动或力的增大、减小或者传递。

发明内容

因而，本发明的任务是提供一种杠杆传动装置，针对在这样一些空间方向和转动方向上的不期望的静态力和动态力或者加速度而言，该杠杆传动装置具有降低了的敏感性，这些空间方向和转动方向不对应于杠杆传动装置的杠杆的期望摆动的转动方向，并且该杠杆传动装置在构造尺寸小的情况下实现了力或运动的高比例增减。

本发明利用权利要求1的特征完成了该任务。

本发明基于以下认识，可弹性变形的铰链包括两个可弹性变形的弯曲区，这两个弯曲区的纵向延伸平面相交成一个不等于0的角度，最好为45度至135度，与按照已知方式由唯一的弯曲区构成的铰链相比，上述铰链在上述那些平移轴线和转动轴线上具有显著改善的刚性。