用于测力装置、尤其是称重装置的电流传输装置的制作方法

本发明涉及用于测力装置、尤其是称重装置的电流传输装置。

背景技术：

1、在测力装置的两个可相对运动的区域之间传输电流或电能的情况下，在测力装置被用在爆炸危险环境中时必须采取适当的安全措施。这种测力装置例如可以是具有带有电驱动装置的传送带的称重装置，输送带作为预负荷作用于安置在称重装置壳体内的称重单元。在此，通常设有供电线，它们例如从设置在称重装置壳体中的电源件或在称重装置壳体上安置在单独壳体内的电源件被引导向传送带的电驱动装置，以及还设有从设于称重装置壳体内的控制单元被引导向传送带的电驱动装置的通信导线。

2、为了将这种称重装置设计成防爆而已知有各种方法。例如整个壳体可填充有保护性气氛。由于在称重装置中总是必须使承载器或与之接合的元件尽可能非接触地、即力分流小地从壳体伸出，故必须在承载器用贯通口区域中力分流尽可能小地设置与承载器之间的完全紧密的密封例如波纹套，或者在承载器和贯通口之间设置足够小的间隙，该间隙也可以通过迷宫密封被密封。在完全紧密密封的情况下，壳体可以被填充(静态)保护气氛。在承载器和贯通口之间留有间隙的情况下，必须连续供应惰性气体(动态保护气氛)以避免惰性保护气氛随着时间推移而稀薄到足够程度以致出现爆炸危险气氛。由此在壳体中出现小的过压力，其阻止在壳体中形成爆炸危险气氛。在此情况下也可用常规室内空气代替保护气体，前提是保证室内空气不含爆炸危险成分。

3、这种称重装置也可以如此设计成防爆，即，称重装置具有耐压壳体或耐压封壳，其中，该壳体或封壳必须承受住或许存在于壳体中的爆炸性混合物的压力并防止爆炸向外传递。在此也必须避免壳体或封壳的组成部件在壳体内出现混合物爆炸的情况下呈子弹状从壳体中被甩出。此外，在壳体或封壳内发生爆炸的情况下必须确保不会蹿燃到环境中，以避免在壳体或封壳外存在有爆炸危险的气氛的情况下在壳体外也引起爆炸。例如，如果在壳体中设有多个开口如用于活动部件的贯穿口，则这些开口必须被设计成不会有由爆炸产生的灼热微粒通过这种开口逃逸，使其不足以在外部空间中造成可能存在的爆炸危险气氛的点燃。逃逸气体对此也应该不超过一定的最高温度。为了确保这一点，一个开口的尺寸可被设定成存在足够小的横截面(气体出口方向垂直于此横截面延伸)，该开口例如是围绕穿过壳体壁的元件的环形间隙。此外，出口孔必须具有预定的最小长度(沿出口方向看)，使得气体出口温度不超过预定最大值。

4、然而，用于称重装置的防爆设计的这些措施需要相应大量的构造工作，这增大装置壳体的结构尺寸及其重量并且还牵涉到相应的制造成本。提供静态或动态的保护气氛或动态供应环境空气(无爆炸危险)也需要用于保护气体供应的相应支出并导致高的运行成本。

5、已知的是，在这种称重装置的壳体内的位置固定部件与传送带电驱动装置之间如此按照基本上没有力分流的方式形成电连接，即，相应的导线被引导经过穿过壳体壁的承载器内部。在承载器的位于称重装置壳体内的下端部处设有电路板，其具有连接到穿过承载器的导线的端头的触点。在壳体中设有另一个位置固定的电路板，其也具有触点，这些触点连接至来自壳体内或壳体外的相应部件的相应的供电线或控制线。两个电路板对于每条导线分别具有桥触点，其中，每两个彼此对应的桥触点通过足够柔性的、通常较短的呈薄电导体形式的电桥来连接。这些电导体通常未被绝缘或者最多用薄漆层被绝缘，以确保足够弹性。通过这种方式，在力分流小的同时确保承载器相对于合适的测量传感器的位置固定区域有充分的活动性。

6、测量传感器例如可以是根据电动力补偿原理工作的称重传感器。在此情况下，在承载器与固定座之间只需要极小或甚至小到可以忽略不计的偏转。因此，电桥可设计得很短。

7、但在这种情况下必须将称重装置的整个壳体设计成是防爆的以便能够保证防爆。这是因为上述的穿过承载器的信号传输或驱动电力传输的方式带来以下风险，即，在发生故障情况下例如短路时可能在桥导体之间出现电弧或线夹放电，这将会点燃位于壳体内的爆炸危险环境。但这又牵涉到相应的成本。

技术实现思路

1、鉴于该现有技术，本发明所基于的任务是提供一种用于测力装置、特别是称重装置的电流传输装置，借此能以防爆方式构成测力装置且因此在爆炸危险环境中来使用，并且该电流传输装置可以简单且划算地实现。此外，本发明所基于的任务是提供一种具有这种电流传输装置的测力装置、特别是称重装置。

2、在下文中，称重装置是指用于检测重力的任何装置。

3、本发明通过具有独立权利要求1或15的特征来完成该任务。

4、本发明基于以下认识：可如此确保用于具有壳体的测力装置的防爆，即，并非整个壳体都必须满足防爆要求，而是仅将本发明的电流传输装置安置在测力装置壳体中或外连至测力装置壳体。这种电流传输装置在此用于电能有线传输，尤其用于任何部件(如电驱动装置)的供电和/或用于有线通信(即用于电信号传输)。

5、在此，根据本发明的电流传输装置具有耐压壳体，其具有壳体壁，其中，该壳体可被机械牢固连接至测力装置的主体区。测力装置的主体区例如可以是测力装置壳体。此外，电流传输装置具有连接件，它在从壳体突出的外端部在工作状态中能够被机械牢固连接至测力装置的活动区域。在此情况下，它例如可以是从测力装置壳体伸出的承载器区域或与之相连的部件、例如位于壳体外的承载板。在具有壳体和位于壳体外的传送带的称重装置的上述例子的情况下，作为预负荷作用于设于壳体内的力传感器(如称重单元)的传送带可以布置在这样的承载板上。

6、从电流传输装置壳体突出的连接件被设计成其在工作状态下非接触且防蹿燃地穿透壳体壁。术语“防蹿燃”在此是指连接件穿过壳体壁的通道被设计成确保防爆(或许考虑相应法规且或许还考虑不同防爆级别)。

7、在此，电流传输装置的连接件被设计为活动电缆通道，其中，具有至少一根电导线的第一电缆在外端区(即在电流传输装置壳体外)被引导入连接件中并穿过它。该电缆在突入壳体中的连接件内端处被引导入壳体中。因此该电缆在连接件内被引导入壳体中，其中，穿过连接件的电缆穿引必须至少设计成防蹿燃。例如电缆可被引导穿过连接件内的凹空部并被粘接入该凹空部中。代替粘接，电缆也可以用适当的结构性措施被夹紧在连接件的凹空部内。还可能的是将电缆的单独芯线(以下称为导线)在某个轴向区域去除电缆皮套并粘接在连接件的凹空部中。通过这种方式，可以做到的是出现在壳体内的过大压力(在爆炸情况下)不会使壳体外的电缆皮套鼓胀并或许导致爆炸式爆裂，其中，在这种情况下甚至可能存在蹿燃风险。

8、显然也可以代替唯一电缆地将多根均具有唯一或多条导线(这些导线合称为电缆)的电缆引导穿过连接件地进入电流传输装置壳体中。

9、至少一根电缆穿过连接件的通道在此也必须是耐压的，以避免在壳体内因爆炸而产生过压的情况下该连接件内的电缆用凹空部破裂。在此情况下可能又发生蹿燃或电缆各部分或电缆通道用部件松脱和甩出。

10、此外，电流传输装置的壳体具有固定于壳体的电缆通道，其被设计用于将具有至少一根电导线的第二电缆以耐压且防蹿燃的方式穿过壳体壁。在这里，也可以又使用多根各自具有唯一导线的电缆来代替唯一电缆。以上针对穿过连接件的说明类似地适用于穿过壳体。

11、在连接件的第二端部设有与之机械牢固连接的动触点机构，并且在壳体中设有机械牢固连接至壳体的固定于壳体的触点机构，其中，在动触点机构与固定于壳体的触点机构之间形成至少一个柔性的电触点桥。

12、第一电缆的至少一条导线被机械和电气连接到动触点机构，并且第二电缆的至少一条导线按下述方式被机械和电气连接到固定于壳体的触点机构，即，通过该至少一个触点桥形成在第一电缆的至少一根导线与第二电缆的至少一根导线之间的电气和机械接触。

13、该至少一个柔性电触点桥被设计成使由此产生的通过在具有这种电流传输装置的测力装置的主体区与活动区域之间的第一和第二电缆造成的力分流小于预定阈值。该阈值当然可以根据测力装置所要求的测量精度来选择。电触点桥可以例如设计为薄的柔性金带或由多个单独细金属丝形成。

14、根据本发明的一个实施例，电流传输装置被设计为使连接件被设计成基本上柱形的元件，并且在连接件用贯通口区域中的壳体壁具有预定的厚度且贯通口具有预定的横截面，所述厚度和横截面被选择为使得在工作状态下在连接件与贯通口内壁之间形成防蹿燃的环形间隙。

15、防蹿燃的环形间隙在此具有如下前提：其横截面(在连接件纵轴线方向上看)和其长度被如此确定，即，即便在壳体内部发生爆炸的情况下也确保不会蹿燃到壳体周围空间中，即使在其中存在爆炸危险气氛。在此，环形间隙的沿连接件纵轴线的横截面也可以变化。

16、在另一个实施例中，壳体可以具有可分离连接至壳体的壳盖，其被设计成壳盖以延伸入壳体内的接合区如此与在连接件外周面上的至少一个止挡凸肩配合，即，实现关于连接件运动的限位止挡，至少抵制连接件在离开壳体的运动方向上的运动。

17、壳盖为此可具有延伸入壳体中的优选环绕的法兰，法兰形成接合区。

18、该至少一个止挡凸肩可由在连接件的外周面中的凹空部如槽形成。

19、通过这种限位止挡来防止在电流传输装置壳体内发生爆炸的情况下该连接件像子弹那样从其容纳口被甩出。

20、除了限制这种离开壳体的运动的止挡凸肩外，还可以设有另一个止挡凸肩，其防止连接件过深地运动进入壳体。通过这种方式，尤其可以避免破坏至少一个触点桥或甚至动触点机构或固定于壳体的触点机构。

21、例如在该连接件的外周面中的一个槽能同时实现两个止挡凸肩。

22、为了更容易安装电流传输装置，可以设有环形安装件，其包围连接件并设计成在连接件上在连接件的纵轴线方向上可在校准位置和工作位置之间移动。此外，用于连接件的贯通口为此可以在关于壳体指向外的区域形成环形安装件用接合区。安装件和接合区在此可如此设计并且在安装件位于校准位置时如此配合，即，连接件就位在壳体中，使得除了接合区外，在连接件和贯通口内壁之间形成防蹿燃的环形间隙。在该校准位置，连接件如此机械连接至测力装置的活动区域并且电流传输装置的壳体如此机械连接至测力装置的主体区域，即，在安装件和接合区脱离接合之后允许连接件在贯通口内(基本仅沿轴向)运动。在工作位置，安装件因此释放该连接件，即，连接件非接触地穿过贯通口。

23、因此，可由此将电流传输装置非常简单地安装在测力装置之处或之中，其中，可以确保连接件相对于电流传输装置壳体的极其精确的校准。

24、根据本发明的一个实施方式，安装件可设计成在工作位置和/或校准位置可锁定在连接件上。通过锁定在工作位置，安装件可在工作状态中保持在连接件上，而不会干扰连接件在贯通口内的自由活动性。

25、安装件也可被设计为其在工作位置一并形成迷宫密封，即，成为迷宫密封的一部分，迷宫密封尤其保护环形间隙以免水、灰尘或其它微粒渗入。

26、根据本发明的另一个实施方式，安装件被环形件包围，环形件可从安装位置运动到工作位置，其中，环形件在工作位置在朝向壳体的方向上相对于安装件错位定位，并且与安装件和壳体一起形成迷宫密封。

27、环形件也可以在工作位置相对于安装件且因此相对于连接件被锁定。工作位置也可按下述方式来选择，即，该环形件的下端面、即环形件的朝向壳体外侧的端面就连接件运动到壳体中而形成止挡。

28、此外，壳体可以具有包围贯通口的突出的法兰用于共同形成迷宫密封，法兰优选被环形件围绕，其中，在环形件的内壁和法兰的外壁之间形成一个环形间隙。环形间隙也可以形成迷宫密封的一部分。

29、根据另一实施方式，动触点机构和固定于壳体的触点机构可以分别设计为印刷电路板。在印刷电路板的相关触点之间的至少一个柔性电触点桥可以设计为柔性电导体、特别是金属导体如金带。

30、为了简化本发明电流传输装置的安装，形成动触点机构和固定于壳体的触点机构的电路板可在安装状态下相互机械连接。因此，两个连接的印刷电路板例如可以在连接件被插入到壳体中之后被连接至壳体或连接件内端。连接件在此可以处于如下位置，在该位置，安装件以其在连接件上的校准位置插入壳体的入口区域中并由此相对于壳体如此定位连接件，即，连接件非接触地穿过壳体。随后，可以取消两个印刷电路板之间的连接，而不存在敏感的至少一个触点桥被损坏的风险。

31、印刷电路板尤其可以通过可分离部连接，由此实现印刷电路板的一件式制造。可分离部在此通过印刷电路板的相应狭窄或薄的选定部分限定。

32、因此，本发明的电流传输装置允许提供一种用在爆炸危险环境中的测力装置，它具有简单且划算的结构并且在测力装置的两个可相对运动的区域之间形成电气线路连接，其仅产生很小的力分流。根据本发明的电流传输装置在此具有模块式设计且也可被用于对已有测力装置进行相对简单的改装或改造。此外，通过模块式设计可允许被用于各种类型的测力装置。根据本发明的电流传输装置在此能接纳其它非本质安全设计的电气部件，这些电气部件是测力装置所必需的且在没有本发明电流传输装置的情况下应该布置在测力装置壳体中(其中，在不采用本发明电流传输装置情况下测力装置的整个壳体必须设计成防爆的)。