专利名称：称量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对容器中的粉末状介质、特别是储料容器中的涂料粉末进行 连续称量的装置，所述装置具有称量单元，所述称量单元具有一在其上可施加有压力的测 量场域，通过所述称量单元能产生输出信号，所述输出信号代表施加到测量场域上的压力。
背景技术：
这种称量装置例如在汽车工业中在对用于涂层汽车车身的涂料粉末的输送进行 监控时应用于表面工程的粉末输送设备中。所述容器在此情况下是一储料容器，从贮存器 为该储料容器供应涂料粉末，并且涂料粉末从该储料容器被输送至涂覆装置、例如旋转喷 雾器或者其它耗用器。为此，以本身已知的方式在储料容器的内部使涂料粉末流化，由此使 涂料粉末能流动。在这种粉末输送设备连续工作的过程中，位于储料容器中的涂料粉末的量不断降 低。如果储料容器中的涂料粉末量最后达到下阈值，则必须向储料容器输入新的涂料粉末， 以便确保粉末输送设备、进而其中应用有该粉末输送设备的涂层设备的连续工作。通常通过利用开头所述类型的装置连续地或者至少反复地称量储料容器来监测 达到或低于阈值。在由市场已知的称量装置中使用三个称量元件/测压元件，储料容器放 在所述称量元件上。为了尽可能均勻地对称量元件施加压力进而获得足够精确的测量结 果，称量元件彼此间以相同的角间距布置在一个圆上。存在于储料容器中的涂料粉末的量 能通过下述方式实时确定，即由三个由称量元件测得的重量确定出平均值，从该平均值减 去储料容器的事先确定的、因此已知的皮重。通过必要地对所有称量元件的测量结果做平均，由已知的称量装置得到的测量结 果具有不精确性，其例如可以表示成标准偏差。

发明内容
本发明的目的是实现一种开头所述类型的称量装置，其中在结构较为简单的情 况下提高对位于容器中的粉末量的监测的精确性。所述目的在开头所述类型的称量装置中以下述方式实现，即所述称量装置包括a)引导装置，所述引导装置能使所述容器进行被强制引导的、具有竖直方向分量 的运动；b)耦合装置，借助所述耦合装置能使所述容器与所述称量单元力耦合，从而当所 述容器与所述称量单元联接时，与所述容器的重力有关的压力被作用到所述称量单元的测 量场域上。通过根据本发明的上述措施，容器的重量能利用一个称量单元来确定。因此不必 由多个测量值求出平均值，由此提高了称量结果的精确性。通过引导装置，防止待称量的容器倾斜，然而使其能沿沿竖直方向运动。竖直的自 由度对于容器来说是必要的，以便该容器能与其填充状态有关地竖直向下施加或大或小的重力。通过耦合装置，由待称量的容器施加的重力被传递到称量单元上。该称量元件产 生一输出信号，该输出信号代表相应测定的重量。在减去待称量容器的已知的皮重和在必 要时减去通过耦合装置作用到称量单元上的重量后，便能由该测定的重量计算出位于容器 内的粉末状介质的量。在此有利的是，耦合装置或弓I导装置包括一用于容器的保持装置。如果耦合装置设计成基本上刚性的结构单元，而所述引导装置能使所述耦合装置 进行被强制引导的运动，则能实现简单的构造。在这种情况下，耦合单元通过保持装置与容 器连接，从而耦合装置和待称量的容器能由称量单元作为一个单元进行检测。如果引导装置提供平行四边形的引导，则被证明是特别有利的。特别是在应用低 摩擦轴承时能实现这样一种引导装置，其中容器的运动仅受到小摩擦力的反作用，容器的 重力能或多或少不受影响地传递到称量单元上。有利的是，耦合单元包括耦合元件，所述耦合元件通过接触部段、特别是利用点状 的接触面抵靠在所述称量单元的测量场域上。以这种方式能更精确地将由待称量的容器所 施加的重力传递到称量单元上。在此，如果所述耦合元件的接触部段是拱形的、优选半球形的，则被证明是特别有 利的。在这种情况下，耦合装置还能在一定的范围内相对于竖直轴线倾斜，而不会对称量单 元的测量结果产生负面影响。这种倾斜例如能通过工作期间的振动引起。如果称量单元是双弯梁称量元件，则能以有利的方式参考已存在和已建立的称量 技术。


下面借助附图详细说明本发明的一种实施例。在附图中图1示出本发明的称量装置的透视图；图2示出根据图1的称量装置的侧视图；图3示出根据图1和图2的称量装置的竖直截面图，其中能看到一称量元件的侧 视图；图4示出称量装置的类似于图1的透视图，其中用于涂料粉末的储料容器由称量 装置承载；图5示出在图4中示出的称量装置连同储料容器的侧视图。
具体实施例方式在图1中总地以10标注一用于连续称量在图4和图5中示出的储料容器12的称 量装置。在下面还要进一步对储料容器12进行探讨。称量装置10包括一 U形的支承型材14，该支承型材14具有一个基腿16和两个与 其垂直延伸的侧壁18和20。在端侧22上，支承型材14与底板M连接、例如焊接，该底板 24与支承型材14的纵轴线相垂直地延伸。在这里示出的实施例中，底板M基本上是方形 的并且在其角部区域中具有通孔26。螺栓可以穿过该通孔沈，从而底板M连同支承型材 14能固定在一基底上，由此防止称量装置10倾斜。
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在该支承型材的与底板M对置的端侧观上，在侧壁18和20之间设置有一端壁 30，该端壁30与底板M平行。端壁30在其平的上表面上承载有一长形的双弯梁称量元件 32，该双弯梁称量元件32本身已知并且在端部区域34中具有向上指向的测量场域36 (参 见图幻。在此，测量场域理解成称量元件32的为能实施测量必须在其上施加待检测的重力 的区域。根据施加到测量场域36上的重力，称量元件32产生输出信号。如此布置称量元 件32，使得称量元件32的具有测量场域36的端部区域34远离支承型材14。此外，称量装置10包括一 U形的耦合型材/联接型材38，该耦合型材38具有一个 基腿40和两个与其垂直延伸的侧壁42、44。耦合型材38具有与支承型材14的横截面相当 的横截面，然而在纵向方向上比支承型材14短。这两个型材14和38彼此平行延伸且如此 布置，使得它们的相应的侧壁18、20和42、44彼此对应并且相互齐平。两个型材14和38通过引导装置46以可动的方式彼此连接。该引导装置46设计 成平行四边形引导机构，从而在耦合型材38相对于支承型材14运动时，这两个型材彼此保 持平行的取向。为此，引导装置46包括上连杆48以及与之间隔开的下连杆50。所述上连杆和下 连杆分别利用第一端部区域48a和50a设置在支承型材14的侧壁18、20之间，并利用各与 第一端部区域对置的第二端部区域48b或50b设置在耦合型材38的侧壁42、44之间。连 杆48、50的端部区域48a、48b和50a、50b为清楚起见仅在图3中示出。上连杆48和下连杆50分别在其第一端部区域48a、50a中通过水平延伸的轴52 和M与支承型材14铰接，所述轴52和M支承在支承型材14的侧壁18、20上并在这两个 侧壁之间延伸。以相应的方式，上连杆48和下连杆50在其第二端部区域48b和50b中通 过水平轴56和58以可摆动的方式支承在耦合型材38的侧壁42、44之间。上连杆48和下连杆50具有本身已知的轴承60a、60b或62a、62b，上连杆48和下 连杆50可借助所述轴承以低摩擦的方式围绕水平轴52至58摆动。为清楚起见，轴承60a、 60b和6^i、62b也仅在图3中具有附图标记。在本实施例中，上连杆48和下连杆50设计成U形的，其中轴承60a、60b和62a、 62b设置在彼此平行延伸的且在此未特地标注附图标记的侧板中，所述侧板在支承型材14 和耦合型材38之间延伸。支承型材14和耦合型材38相互布置成，使得当处于上连杆48 和下连杆50沿水平取向的基本位置时，耦合型材38向上超出支承型材14。耦合型材38的 这个基本位置在图1至图5中示出。连杆48和50的长度为，使得在基本位置中在支承型 材14和耦合型材38之间保持一距离。耦合型材38的远离底板M的端侧64利用端壁66封闭，其中在耦合型材38的基 本位置中，称量元件32的测量场域36设置在端壁66的竖直正下方，并且在端壁66的平的 下表面68与称量元件32的测量场域36之间保留有一距离(参见图3)。耦合型材38的端壁66承载有一从其下表面68垂直地向下突出的耦合栓70，该耦 合栓在其远离端壁66的端部上具有半球形的接触部段72 (参见图幻。耦合栓70的长度相 当于在耦合型材38的基本位置中称量元件32的测量场域36与耦合型材38的端壁66的 下表面68之间的距离。因此，在耦合型材38的基本位置中耦合栓70刚好用其接触部段72 与称量元件32的测量场域36相接触。耦合栓70的半球形的接触部段72确保了最小的接 触面。
在本实施例中，称量元件32的端部区域34略微地插入位于耦合型材38的基腿40 中的窗式材料缺口 74中。窗口 74足够大，使得耦合型材38具有一定的运动余隙。在耦合型材38的基腿40的远离支承型材14的外侧76上，耦合型材38支承有一 保持装置78，借助该保持装置78能将一待称量的、用于涂料粉末的储料容器12(参见图4 和图幻安装在耦合型材38上。保持装置78包括一支撑件80，该支撑件80具有中部板状 部段82，该支撑件80利用该中部板状部段82平坦地贴靠在耦合型材38的基腿40的外侧 76上并与该基腿螺纹连接。支撑件80的板状部段82朝向耦合型材38的窗口 74具有一较 宽的区域84a，在该较宽区域84a中板状部段82在两侧突出于耦合型材38。在较宽区域84a的、朝向耦合型材38的窗口 74的端部上，支撑件80的板状部段 82逐渐过渡到第一支撑颚板86，该第一支撑颚板86垂直于耦合型材38的基腿40延伸，并 且该第一支撑颚板86的远离耦合型材38的基腿40的外缘88具有位于中心的凹进部90， 该凹进部90由对称地从外向内朝向耦合型材38的基腿40延伸的边沿限定出。在远离第一支撑颚板86的这侧上，板状部段82的较宽区域8 逐渐过渡成较窄 的区域84b，在该较窄区域84b上连接有第二支撑颚板92，该第二支撑颚板92同样垂直于 耦合型材38的基腿40延伸并且具有一与第一支撑颚板86的凹进部90相对应的凹进部 94。凹进部90和94在竖直方向上彼此对齐。支撑件80利用其较宽的区域8 支承有固定夹96，该固定夹的曲率匹配于储料容 器12的在此为圆形的外轮廓。固定夹96利用其自由端部穿过支撑件80的较宽区域8 的侧向突出于耦合型材38的分区域，为此在那里设置有相应的通孔，所述通孔并未特地配 备附图标记。固定夹96的端部区域具有螺纹并可在支撑件80的背离支撑颚板86、92的一 侧上借助未特地配备附图标记的螺母来固定。通过相应地旋拧螺母，可以朝向耦合型材38 拉紧固定夹96，由此将储料容器12压入支撑件80的凹进部90、94中并固定在该位置中。在图4和图5中示出称量装置10连同夹紧在保持装置78中的储料容器12。为 此，首先将固定夹96从支撑件80上松开。储料容器12保持在这样一种位置中，即在该位 置中储料容器12对称地位于支撑颚板86和92的凹进部90和94中。然后，将固定夹96 推到储料容器12的柱形壁上，利用该固定夹96的自由端部区域推入支撑件80的板状部段 84中的相应通孔中，并相应地从背侧拧紧螺丝。在此，固定夹96通过旋拧螺母这样被拉近 支撑件80，使得储料容器12通过夹紧可靠地被保持。储料容器12是粉末输送装置的储料容器，其本身已知因而在此无意详述。涂料粉 末经由输入连接部98输入储料容器12。该涂料粉末在储料容器12的内部以本身已知的方 式流化，进而能经由取出软管100以易流动的方式从储料容器12中取出，并被引导至在此 未示出的涂覆装置。通向储料容器12或者从其离开的管子和连接结构能以无应力的方式 固定在支承型材14上，从而这样的管子和连接结构不会对称量结果产生影响。保持装置78连同耦合型材38和耦合栓70 —起形成耦合装置102，该耦合装置102 将压力施加到称量元件32的测量场域36上，该压力与或多或少地被填充的储料容器12的 重力有关。耦合栓70将一力压到称量元件32的测量场域36上，该力由储料容器12的重量 和耦合装置102的部件的重量来确定。称量元件32基于施加到测量场域36上的压力产生 输出信号，所述输出信号代表该压力。
通过引导装置46强制引导储料容器12运动，其中该储料容器12特别是能沿竖直 方向运动，即具有竖直方向的运动分量。在这里示出的实施例中，储料容器12的可能的运 动由于平行四边形引导机构还包括水平的方向分量。然而这一点对于施加到称量元件32 的测量场域36上的压力并不重要。在涂层工艺的过程中，储料容器12中的涂料粉末的量发生改变。根据储料容器12 中的涂料粉末的量，经由耦合元件70施加到称量元件32的测量场域36上的压力也随之改 变，这反映在称量元件32的相应改变的输出信号中。如在图3中示出的，称量元件32经由数据线104与控制装置106通信，该控制装 置使由称量元件32发出的信号显示在显示器/监控器108上。如果称量元件32的输出信号反映出在储料容器12中的涂料粉末的量低于确定的 阈值，则控制装置106触发对储料容器12的经由输入连接部98的填充，这在图3中通过箭 头110示出。还将设备的其它工作参数传输给应用在该设备中的控制装置106(箭头112)， 由此控制装置106可以被用于控制整个涂层设备，该涂层设备可以产生与此相应的输出信号。在填充储料容器12时，操作人员可以通过在显示器108上的可视化(信息)来跟 踪储料容器12的重量增加量、进而跟踪填充过程的状态。如果涂料粉末从储料容器12借助上述涂覆装置施加到汽车车身上，则操作人员 也能以相应的方式通过在显示器108上的可视化(信息)来跟踪重量减少量。从由称量元件32传输到控制装置106上的数据中可以计算出涂覆装置在由操作 人员给定的时间间隔内的粉末排出量并将其显示在显示器108上。由此能高度精确地确 定，在涂装过程中有多少涂料粉末被施加到一特定的汽车车身上。知道在一生产阶段的过 程中有多少粉末施加到每个汽车车身上，有助于在涂装多个汽车车身时得到相同的涂装质 量。如果与上述涂装过程相比在一涂装过程中减少或提高了施加装置的粉末排出量 一一这使得涂装结果相对于上述涂装过程发生改变且通常是使其变差，则在必要时可以立 即中断后续涂装过程并且可以立即采取检查措施，以便确定施加装置的粉末排出量改变的 原因。因此，对每个汽车车身的涂覆量具有影响的标准工作过程的改变在其出现后即刻 被显示出，而不会出现时间延迟，在该时间延迟期间其它汽车车身会以可能比先前的汽车 车身降低的质量被涂装。通过称量装置10能连续地或按照随意时间间隔反复地跟踪储料容器12中的涂料 粉末的量，其中仅需一个称量元件。不需要多个侧向引导部或者对储料容器12进行费事地 对准，以使储料容器12稳定而不会相对于竖直轴线倾斜。此外，相对于应用多个称量元件的称量装置，提高了测量精确性。在称量装置10 中不必生成总是会带来一定的不精确性的平均值。而是仅须分析唯一一个直接代表存在于 接收容器12中的涂料粉末的量的测量结果。
权利要求
1.一种称量装置，用于对容器(1 中的粉末状介质、特别是储料容器(1 中的涂料粉 末进行连续称量，所述称量装置具有称量单元(32)，所述称量单元具有一压力能施加在其 上的测量场域(36)，通过所述称量单元能产生输出信号，所述输出信号代表施加到所述测 量场域(36)上的所述压力，其特征在于，所述称量装置包括a)引导装置(46)，所述引导装置能使所述容器(1 进行被强制引导的、具有竖直方向 分量的运动；b)耦合装置(102)，借助所述耦合装置能使所述容器(1 与所述称量单元(3 力耦 合，从而当所述容器(1 与所述称量单元(3 联接时，与所述容器(1 的重力有关的压 力被作用到所述称量单元(3 的所述测量场域(36)上。
2.根据权利要求1所述的称量装置，其特征在于，所述耦合装置(10 或所述引导装置 (46)包括一用于所述容器(12)的保持装置(78)。
3.根据权利要求2所述的称量装置，其特征在于，所述耦合装置(10 设计成基本上 刚性的结构单元(102)，所述引导装置06)能使所述耦合装置(10 进行被强制引导的运 动。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的称量装置，其特征在于，所述引导装置G6)提 供平行四边形的引导。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的称量装置，其特征在于，所述耦合装置(102)包 括一耦合元件(70)，所述耦合元件通过接触部段(7 ——特别是利用点状的接触面——抵 靠在所述称量单元(3 的所述测量场域(36)上。
6.根据权利要求5所述的称量装置，其特征在于，所述耦合元件(70)的接触部段(72) 是拱形的。
7.根据权利要求6所述的称量装置，其特征在于，所述耦合元件(70)的接触部段(72) 是半球形的。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的称量装置，其特征在于，所述称量单元(32)是 双弯梁称量元件(32)。
全文摘要
本发明涉及一种用于连续称量在容器(12)中的粉末状介质、特别是在储料容器(12)中的涂料粉末的装置，所述装置具有称量单元(32)，所述称量单元(32)具有在其上可施加有压力的测量场域(36)，通过所述称量单元能产生输出信号，所述输出信号代表施加到测量场域(36)上的压力。引导装置(46)能使所述容器(12)进行被强制引导的、具有竖直方向分量的运动。此外，借助耦合装置(102)能使所述容器(12)与所述称量单元(32)力耦合，从而当所述容器(12)与所述称量单元(32)联接时，与所述容器(12)的重力有关的压力被作用到所述称量单元(32)的测量场域(36)上。
文档编号G01G17/00GK102144148SQ200980134464
公开日2011年8月3日 申请日期2009年8月22日 优先权日2008年9月4日
发明者E·希恩 申请人:艾森曼股份公司