专利名称：无外壳的称量单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无外壳的称量单元，包括一个称量单元主体，该称量单元主体包括一个头部、一个躯干和一个底部，其中头部与躯干通过至少一个旋转对称地绕着称量单元主体的纵轴线延伸的上面的切槽隔开，该切槽具有一个朝躯干延伸的表面和一个朝头部延伸的表面，躯干基本上构成为圆柱形的，并且躯干与底部通过至少一个旋转对称地绕着称量单元主体的纵轴线延伸的下面的切槽隔开，该切槽具有一个朝底部延伸的表面和一个朝躯干延伸的表面。
背景技术：
称量单元(Waegezelle)，例如对于使用在公路行驶车辆衡中的摆式称量单元，它们一般包括一个贴有应变片的测量元件，该测量元件下面称作为称量单元主体。
称量单元主体由一种高强度金属材料、一般由钢制成，并且包括一个头部、一个底部和一个设置于其间的躯干。在称量单元主体的表面上，在一个合适的位置上，大多数在基本上圆柱形的躯干上，设置应变片。这些应变片，一般是康铜应变片或卡马电阻材料应变片，通常导电地接线成惠斯顿全桥。
为了防止应变片受到水或湿气或脏物的影响，围绕称量单元主体设置一个单独的外壳。此外在所述外壳上安置一个补偿腔，一个用于对称量单元进行电补偿的电子装置和必要时一个信号处理装置位于该补偿腔内，电子装置例如用于确定零点、特征值、温度特性等等。所述补偿腔同样用于防止电子构件受到湿气和脏物的影响。
也已知一些称量单元，其中在躯干中在一垂直于称量单元主体纵轴线的轴线上设有一个横向延伸的通孔，在该通孔的中心事后安装一个薄膜，在该薄膜上贴上应变片。也已知的是，代替一个通孔和一个单独的薄膜，而设有两个位于同一轴线上的横孔，所述横孔的深度小于躯干的半径，并且在它们之间构成一块起到薄膜作用的隔片，并且在该隔片上贴上应变片。
为了实现把负载从头部和底部的端面尤其朝隔片或薄膜方向有针对性地导入到躯干内，设有一些旋转对称地绕着称量单元主体纵轴线延伸的切槽，通过所述切槽相应把头部与躯干以及躯干与底部隔开。
虽然应变片在其设置到一个在躯干内部的隔片上的情况下比设置在躯干的垂直圆周面上的情况下更好地受到保护，以使一种这样的称量单元在没有一个单独的、包围整个称量单元的外壳的情况下也能使用，这会导致显著的成本降低。然而湿气和脏物始终还能积聚在称量单元主体的不同位置上以及在横孔内，并且例如通过腐蚀能损坏称量单元主体。湿气尤其能积聚在将躯干与头部或底部隔开的旋转对称的切槽的区域内。
此外，即使不再设有单独的、包围整个称量单元的外壳，始终还需要一个用于容纳电子补偿装置的补偿腔。
已知的称量单元的一个另外的缺点是，所述称量单元在工作中可能受到导致测量误差的扭转。
发明内容
从前面所述的问题出发，本发明的目的在于，实现一种无外壳的称量单元，该称量单元相对于环境影响是特别稳定的并且具有高的测量精度。
前面引出和所述的目的按本发明首先通过下面的方式来解决，即在一种具有权利要求1前序部分的特征的无外壳的称量单元中，至少上面切槽的朝躯干延伸的表面的主要部分和/或下面切槽的朝底部延伸的表面的主要部分有一个倾斜的走向，以使在称量单元按规定安装好的状态下到达称量单元主体上的水能流出，其中在上面切槽的朝躯干延伸的表面的倾斜延伸部分与躯干的垂直圆周面之间的角度α1和/或在下面切槽的朝底部延伸的表面的倾斜延伸部分与底部的圆周面之间的角度β2分别大于90°，并且尤其是在93°和120°之间。117.5°证明是特别合适的。
因此实现，在切槽的区域内几乎不再有垂直于称量单元主体纵轴线的平面的其上能积聚湿气和脏物的表面。当然也完全可以在朝躯干或朝头部延伸的表面的端部区域内再设有一个狭窄的环形区域，该环形区域没有倾斜的走向，而是垂直于称量单元主体的纵轴线延伸，但是该环形区域由于其与相应切槽的表面的大得多的倾斜延伸部分相比仅有微小的尺寸而对水的流出没有影响。因此在沿着称量单元主体纵轴线的纵剖面中，上面的切槽和/或下面的切槽的外形轮廓线(Mantellinie)在相应朝下延伸的区域内始终具有一个倾斜部，理想的是，该倾斜部分一直延伸到躯干或底部的棱边。在所述区域内到达的水或积聚的湿气以这种方式流出，其中脏物颗粒也被冲去。因此明显减小了在切槽区域内的腐蚀危险。
附加地可以规定，至少上面切槽的朝头部延伸的表面的主要部分和/或下面切槽的朝躯干延伸的表面的主要部分有一个倾斜的走向，以使在称量单元按规定安装好的状态下到达称量单元主体上的水能流出，其中在下面切槽的朝躯干延伸的表面与躯干的垂直圆周面之间的角度α2和/或在上面切槽的朝头部延伸的表面与头部的圆周面之间的角度β1分别大于90°，并且尤其是在93°和120°之间，由此在各切槽的上部的区域内也构成一个倾斜的表面，水在该倾斜的表面上比在一个水平的表面上能更容易地流出。117.5°证明是特别合适的。
当头部的直径和/或底部的直径分别小于躯干的直径时，那么上面切槽的朝躯干延伸的表面在不被头部遮盖的区域内也可以有一个倾斜的走向，和/或下面切槽的朝躯干延伸的表面在不被底部遮盖的区域内也可以有一个倾斜的走向。在从上面或从下面观察称量单元主体时由头部或底部遮挡的并从而不可见的区域被认为是被遮盖的。
有利的是，上面的切槽和/或下面的切槽在纵剖面中具有一个至少部分弧形、尤其是圆弧形、椭圆形或抛物线形的外形轮廓线走向。其他的外形轮廓线走向也是可想像的，只要保证在切槽区域内的表面有足够的坡度，以使湿气能最佳地流出。
在另一种有利的实施形式中，在上面切槽的朝躯干延伸的表面与躯干的垂直圆周面之间的过渡区域和/或在下面切槽的朝底部延伸的表面与底部的圆周面之间的过渡区域分别倒角或倒圆。相应也可想像的是，在上面切槽的朝头部延伸的表面与头部的圆周面之间的过渡区域相应倒角或倒圆。用这种方式避免棱角，并且代替棱角创建一种水在其上可以良好流出的形状。
在横孔的内表面与躯干的垂直圆周面之间的过渡区域也能通过倒角或倒圆来避免棱角。
前面引出和所述的目的按本发明还通过下面的方式来解决，即在一种具有权利要求11前序部分的特征的无外壳的称量单元中，在隔片上设置应变片，所述应变片与一个设置在横孔之一内的电子补偿装置电连接。通过这种方式不再需要一个单独的补偿腔用于容纳电子补偿装置，该电子补偿装置可以包括一块印刷电路板，该印刷电路板在一侧可以具有一个用于温度补偿的装置，尤其是一个曲折形的镍层。电子补偿装置以这种方式直接设置在应变片的区域内。
有利的是，应变片被一种浇注材料包围，例如一种由塑料尤其是软弹性塑料制成的浇注材料，以使所述应变片现在在横孔内完全免受湿气或脏物的影响。浇注材料能同时用于固定印刷电路板，即通过将所述印刷电路板至少部分嵌入到浇注材料内。
当在隔片的每一侧上分别设置至少一个应变片时，会获得一个特别好的测量结果。在这种情况下，为了电连接应变片和电子补偿装置，在隔片内设有一个孔，穿过该孔引导连接导线。此外在称量单元主体内可以设有一个电缆引入套管，信号线和供电线通过该电缆引入套管从横孔之一向外导引到一称量单元电缆内。有利的是，所述电缆引入套管相对于湿气和脏物是密封的。
当横孔用盖子封闭时，特别良好地防止受到湿气和脏物的影响。盖子的封闭可以通过焊接，尤其是通过微等离子焊接(Mikroplasmaschweiβen)来实现。由此实现盖子的最佳密封性。作为替代或作为补充，盖子也可以粘上、拧上和/或夹紧。
最后，前面引出和所述的目的按本发明通过下面的方式来解决，即在一种具有权利要求23前序部分的特征的称量单元中，底部的圆周面具有至少一个基本上垂直的槽，所述槽在称量单元安装好的状态下能相应与一个设在底板上的、凸出的元件互相作用。这样一个凸出的元件可以例如是一个销，该销尤其是垂直于称量单元主体的纵轴线延伸。也可想像多个可以以相同的间距设置在圆周上的槽以及在底板上多个对应的元件。用这种方式实现称量单元的抗扭转，它保证该称量单元持久的定位并从而明显减小测量误差的危险。
下面借助于示出实施例的附图解释本发明。其中图1a)和b)按本发明的用于两种不同负载级的称量单元；图2图1a)中的称量单元的纵剖面图；图3图1a)中的称量单元的横剖面图；图4a)和b)按本发明的称量单元的两种实施例的纵剖面图。
具体实施例方式
在图1a)和1b)中示出一种用于两种不同负载级的无外壳的称量单元，即图1a)中用于50t负载级和图1b)中用于25t负载级。所示的称量单元各包括一个称量单元主体1，该称量单元主体又包括一个头部2、一个躯干3和一个底部4。头部2与躯干3通过一个旋转对称地绕着称量单元主体1的纵轴线延伸的上面的切槽5隔开。朝下看，躯干3与底部4通过一个相应的切槽6隔开。基本上圆柱形的躯干3在其垂直的圆周面内具有两个横孔7和8，其中在图1a)和b)中选择的视图中只有一个横孔7可见。各横孔分别用一个通过焊接焊上的盖子9密封地封闭。
此外在称量单元主体1内设有一个电缆引入套管10，信号线和供电线通过该电缆引入套管从前面的横孔7向外导引到一称量单元电缆11内。因为所示的称量单元没有单独的外壳，并从而直接受到环境的影响，尤其是水、湿气、脏物等等，所以没有平面的、垂直于纵轴线延伸的表面。因此可以清楚地看出，上面切槽5的朝躯干3延伸的表面12和朝头部2延伸的表面13具有一种倾斜的走向，以使水或湿气能直接流出，并且不能积聚。下面切槽6的朝底部4延伸的表面14和朝躯干3延伸的表面15也具有一种相应的结构。在横孔7和8的内表面和躯干3的垂直圆周面之间的过渡区域16也稍微倾斜，以使在这里水也能直接流出。
按本发明的无外壳的称量单元所基于的原理在图2中进一步示出。图2示出图1a)中的称量单元的纵剖面图。在这里也能看出，不会有平面的、垂直于纵向轴线延伸的、在其上能积聚湿气的表面。因此两个切槽5和6设计成使得在上面切槽5的朝躯干3延伸的表面12与躯干3的垂直圆周面之间的角度α1大于90°。这同样适用于在下面切槽6的朝底部4延伸的表面14与底部4的圆周面之间的角度β2。最后不仅在下面切槽6的朝躯干3延伸的表面15与躯干3的垂直圆周面之间的角度α2而且在上面切槽5的朝头部2延伸的表面13与头部2的圆周面之间的角度β1也都分别大于90°。在切槽5和6的区域内，外形轮廓线大致呈抛物线形延伸。
此外图2示出两个横孔7和8，所述横孔的深度为使得在它们之间还构成一块隔片17，在该隔片的两侧上贴有一个应变片18。应变片18相应被一种由软弹性塑料制成的浇注材料包围。由于相对软的浇注材料19，应变片18持久地尤其是在补偿过程中也防止受到机械和气候的影响。
一个单独的、焊上的盖子20相应向外封闭两个横孔7和8。
此外在横孔7内有电子补偿装置，该电子补偿装置包括一块印刷电路板21和一层用于温度补偿的曲折形的镍层22。电子补偿装置通过将印刷电路板21在一侧嵌入到浇注材料19内来固定。用这种方式可以完全取消一个单独的补偿腔，因为所述补偿腔由横孔7构成。
此外图2示出一个垂直的槽24，一个垂直于称量单元的纵轴线延伸的销可以嵌入到该槽内，所述销与一块底板固定连接，该底板在安装好的状态下支承称量单元。
通过这种抗扭转结构保证一个持久的定位，以便在称量单元在倾斜位置时减小灵敏度误差。当然也可以设有多个槽、例如三个槽，有利的是，所述槽以有规律的间距分布在称量单元主体的圆周上。
在图3中示出图1a)中的称量单元的横截面图。可以清楚地看出，一个孔23穿过在横孔7和8之间构成的隔片17延伸，用于电连接应变片18和电子补偿装置的导线穿过该孔。此外示出电缆引入套管10，信号线和供电线通过该电缆引入套管从横孔7向外导引到称量单元电缆11内。
在图4a)和b)中示出按本发明的称量单元的两种实施例的纵剖面图。图4a)示出一种称量单元，其中上面切槽5的朝躯干3延伸的表面12以及下面切槽6的朝躯干3延伸的表面15的主要部分有一个倾斜的走向，并且仅仅在表面12和15的端部区域内有一个狭窄的环形区域，该环形区域有一个垂直于称量单元主体1的纵轴线的走向。
图4b)示出一种按本发明解决方案的相对于图4a)优选的实施方式，其中表面12和15有一个直到躯干3的上面或下面棱边的倾斜走向。此外图4a)和4b)示出，表面12和表面15在不被头部2或底部4遮盖的区域内也相应有一个倾斜的走向。被遮盖的区域相应位于虚线的右侧，不被遮盖的区域位于虚线的左侧。
权利要求
1.一种无外壳的称量单元，具有一个称量单元主体(1)，该称量单元主体包括一个头部(2)、一个躯干(3)和一个底部(4)，其中头部(2)与躯干(3)通过至少一个旋转对称地绕着称量单元主体(1)的纵轴线延伸的上面的切槽(5)隔开，该切槽(5)具有一个朝躯干(3)延伸的表面(12)和一个朝头部(2)延伸的表面(13)，躯干(3)构成为基本上圆柱形的，并且躯干(3)与底部(4)通过至少一个旋转对称地绕着称量单元主体(1)的纵轴线延伸的下面的切槽(6)隔开，该切槽(6)具有一个朝底部(4)延伸的表面(14)和一个朝躯干延伸(3)的表面(15)，其特征在于至少表面(12)和/或表面(14)的主要部分有一个倾斜的走向，以使在称量单元按规定安装好的状态下到达称量单元主体(1)上的水能流出，其中在表面(12)的倾斜延伸的部分与躯干(3)的垂直的圆周面之间的角度α1和/或在表面(14)的倾斜延伸的部分与底部(4)的圆周面之间的角度β2分别大于90°，并且尤其是在93°和120°之间。
2.根据权利要求1所述的无外壳的称量单元，其特征在于表面(13)和/或表面(15)的至少主要部分有一个倾斜的走向，以使在称量单元按规定安装好的状态下到达称量单元主体(1)上的水能流出，其中在表面(15)与躯干(3)的垂直的圆周面之间的角度α2和/或在表面(13)与头部(2)的圆周面之间的角度β1分别大于90°，并且尤其是在93°和120°之间。
3.根据权利要求1或2所述的无外壳的称量单元，其特征在于头部(2)的直径和/或底部(4)的直径分别小于躯干(3)的直径，其中表面(12)在不被头部(2)遮盖的区域内也有一个倾斜的走向，和/或表面(15)在不被底部(4)遮盖的区域内也有一个倾斜的走向。
4.根据上述权利要求之一所述的无外壳的称量单元，其特征在于上面的切槽(5)和/或下面的切槽(6)在纵剖面内具有一个至少部分弧形的外形轮廓线走向。
5.根据权利要求4所述的无外壳的称量单元，其特征在于所述走向是圆弧形、椭圆形或抛物线形的。
6.根据上述权利要求之一所述的无外壳的称量单元，其特征在于在上面的切槽(5)的朝躯干延伸(3)的表面(12)与躯干(3)的垂直的圆周面之间的过渡区域和/或在下面的切槽(6)的朝底部(4)延伸的表面(14)与底部(4)的圆周面之间的过渡区域分别是倒角或倒圆的。
7.根据上述权利要求之一所述的无外壳的称量单元，其特征在于头部(2)的上面的端面构成为球面。
8.尤其是根据权利要求1至7之一所述的无外壳的称量单元，具有一个称量单元主体(1)，该称量单元主体包括一个头部(2)、一个躯干(3)和一个底部(4)，其中在躯干(3)内在一垂直于称量单元主体(1)的纵轴线的轴线上设有两个深度小于躯干(3)的半径的横孔(7、8)，在所述横孔之间构成一块隔片(17)，其特征在于在隔片(17)上设置应变片(18)，所述应变片与一个设置在所述横孔之一(7)内的电子补偿装置电连接。
9.根据权利要求8所述的无外壳的称量单元，其特征在于电子补偿装置包括一块印刷电路板(21)，该印刷电路板在一侧具有一个用于温度补偿的装置。
10.根据权利要求9所述的无外壳的称量单元，其特征在于所述用于温度补偿的装置是一个曲折形的镍层(22)。
11.根据权利要求8至10之一所述的无外壳的称量单元，其特征在于应变片(18)被一种浇注材料(19)包围。
12.根据权利要求11所述的无外壳的称量单元，其特征在于所述浇注材料(19)是一种塑料，尤其是一种软弹性的塑料。
13.根据权利要求11或12所述的无外壳的称量单元，其特征在于所述印刷电路板至少部分地嵌入到浇注材料(19)内。
14.根据权利要求8至13之一所述的无外壳的称量单元，其特征在于在隔片(17)的每一侧上设置至少一个应变片(18)。
15.根据权利要求14所述的无外壳的称量单元，其特征在于为了电连接应变片(18)和电子补偿装置，在隔片(17)内设有一个孔(23)。
16.根据权利要求8至15之一所述的无外壳的称量单元，其特征在于在称量单元主体(1)内设有一个电缆引入套管(10)，信号线和供电线通过该电缆引入套管从所述横孔之一(7)向外导引到一称量单元电缆(11)内。
17.根据权利要求16所述的无外壳的称量单元，其特征在于电缆引入套管(10)相对于湿气和脏物是密封的。
18.根据权利要求8至17之一所述的无外壳的称量单元，其特征在于所述横孔(7、8)用盖子(9)封闭。
19.根据权利要求18所述的无外壳的称量单元，其特征在于所述盖子(9)是焊上和/或粘上和/或拧上和/或铆上的。
20.一种称量单元，尤其是根据权利要求1至19之一所述的无外壳的称量单元，具有一个称量单元主体(1)，该称量单元主体包括一个头部(2)、一个躯干(3)和一个底部(4)，其特征在于底部(4)的圆周面具有至少一个基本上垂直的槽(24)，所述槽在称量单元安装好的状态下能相应地与一个设在底板上的、凸出的元件例如一个销配合作用，所述销尤其垂直于称量单元主体纵轴线延伸。
全文摘要
本发明涉及一种无外壳的称量单元，它在相对于环境影响的稳定性和在高的测量精度方面作了如下改进，即至少表面(12)和/或表面(14)的主要部分有一个倾斜的走向，以使在称量单元按规定安装好的状态下到达称量单元主体(1)上的水能流出，其中在表面(12)的倾斜延伸部分与躯干(3)的垂直圆周面之间的角度α
文档编号G01G19/08GK1846120SQ200480025410
公开日2006年10月11日 申请日期2004年8月31日 优先权日2003年9月5日
发明者A·库赫尔, J·赫恩林 申请人:扎托里乌斯汉堡有限公司