Устройство для определения нагрузки и соответствующий способ изготовления

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство содержит компонент (10) в виде динамометрического датчика, оболочечный компонент (20), загрузку которого необходимо определить, причём оболочечный компонент (20) контактирует с компонентом (10) в виде динамометрического датчика, базовый компонент (30) для поддержания компонента (10) в виде динамометрического датчика на поверхности, герметизирующий компонент (50) для герметизации компонента (10) в виде динамометрического датчика внутри устройства (1) для определения нагрузки, находящийся в герметизирующем контакте между оболочечным компонентом (20) и базовым компонентом (30). Герметизирующий компонент (50) содержит сильфонную часть (52), окружающую базовый компонент (30), причём сильфонная часть (52) содержит симметричный относительно оси вращения изгиб (58), обращённый по направлению от поверхности. Способ (500) изготовления устройства (1) для определения нагрузки по п. 1, включающий: формование (510) по меньшей мере части оболочечного компонента (20) с использованием первого материала, формование компонента (10) в виде динамометрического датчика и базового компонента (30), формование (520) герметизирующего компонента (50) поверх оболочечного компонента (20) с использованием второго материала посредством процесса двухкомпонентного литья под давлением. Технический результат: обеспечение лучшей герметизации компонента (10) в виде динамометрического датчика. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[001] Настоящее изобретение относится к устройству для определения нагрузки и соответствующему способу изготовления такого устройства для определения нагрузки.

[002] В частности, изобретение применимо в бытовых устройствах, включая высокотехнологичные бутылочки для кормления и высокотехнологичные насадки для бутылок с функцией взвешивания, при этом настоящее изобретение не ограничено этими применениями и может быть применено в других областях техники, включая применения в виде водонепроницаемого динамометрического датчика и датчиков давления воздуха или газа.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[003] Использование датчиков нагрузки для определения веса известно для различных областей применения. Например, как раскрыто в US 6,789,435, известны динамометрические датчики для так называемых "одноточечных" приложений, в которых для взвешивания всей нагрузки, например всей нагрузки взвешивающей платформы, предоставлен один динамометрический датчик.

[004] Хотя из US 6,789,435 известны различные причины и примеры защиты и герметизации датчиков деформации таких датчиков нагрузки, эти решения не подходят, например, для бытовых изделий, включая бутылочки для кормления, имеющие встроенный динамометрический датчик.

[005] Такие устройства, в которых весь компонент в виде динамометрического датчика встроен в устройство, требуют герметизации не только датчиков деформации, но предпочтительно всего компонента в виде динамометрического датчика. Однако такая герметизация не должна принимать силы тяжести от загрузки, подлежащей определению, которые вместо этого должны полностью проходить через компонент в виде динамометрического датчика.

[006] Для конкретного примера бытовых изделий также предпочтительно, чтобы изделие имело по меньшей мере класс защиты IPX4, т.е. было выполнено с возможностью мытья под проточной водой или было защищено от брызг воды вне зависимости от направления. Кроме того, с точки зрения гигиены, изделие предпочтительно не содержит небольших зазоров, очистка которых затруднена.

[007] GB 2 513 136 A раскрывает весы, содержащие по меньшей мере один преобразователь, весовую чашку, выполненную таким образом, что вес, прикладываемый к весовой чашке, переносится к преобразователю, и электронные устройства, принимающие выходной сигнал от преобразователя и приводящие в действие дисплей для предоставления пользователю визуального указания веса, прикладываемого к весовой чашке, причём преобразователь и электронные устройства содержатся в загерметизированной оболочке, по меньшей мере частично образованной гибкой водонепроницаемой мембраной, выполненной с возможностью перемещения и, следовательно, (a) приспособления к изменениям объёма загерметизированной оболочки без создания перепада давления между внутренней частью и наружной средой загерметизированной оболочки и (b) приспособления к перемещению весовой чашки.

[008] В JP 2006 071391 A предложены электрические весы с водонепроницаемой конструкцией, выполненные с возможностью предотвращения влияния на измеренную величину изменения внутреннего давления инструмента, обусловленного изменением нагрузки и изменением температуры, изменением в давлении наружного воздуха и т.д., при измерении. Внутри регулирующей давление диафрагмы обеспечен инструмент для регулирования изменения внутреннего давления инструмента, обусловленного изменением нагрузки, изменением температуры и изменением давления воздуха при измерении.

[009] В JP 2003 329509 A предложены весы с подвижным ограничителем, образующим клапан для открывания и закрывания отверстия в корпусе весов, причём ограничитель приводит в действие опорной ножкой. Смысл заключается в том, чтобы открывать корпус и таким образом выравнивать давление и влажность захваченного воздуха, когда весы помещены на опорную поверхность и готовы к использованию. Поднятие весов с опорной поверхности обеспечивает герметизацию корпуса.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0010] Следовательно, задача настоящего изобретения заключается в обеспечении устройства для определения нагрузки, содержащего компонент в виде динамометрического датчика, и соответствующего способа изготовления такого устройства для определения нагрузки, обеспечивающего лучшую герметизацию компонента в виде динамометрического датчика.

[0011] Согласно первому аспекту обеспечено устройство для определения нагрузки, которое содержит компонент в виде динамометрического датчика, содержащий часть приёма нагрузки, неподвижную часть и часть определения нагрузки, причём часть определения нагрузки расположена между частью приёма нагрузки и неподвижной частью, оболочечный компонент, загрузку которого необходимо определить, причём оболочечный компонент контактирует с частью приёма нагрузки, базовый компонент для поддержания компонента в виде динамометрического датчика на поверхности, базовый компонент контактирует с неподвижной частью, герметизирующий компонент для герметизации компонента в виде динамометрического датчика внутри устройства для определения нагрузки, причём герметизирующий компонент находится в герметизирующем соединении между оболочечным компонентом и базовым компонентом, при этом герметизирующий компонент содержит сильфонную часть, окружающую базовый компонент, при этом сильфонная часть содержит симметричный относительно оси вращения изгиб, обращённый по направлению от поверхности.

[0012] Оболочечный компонент, контактирующий с частью приёма нагрузки компонента в виде динамометрического датчика и предпочтительно поддерживаемый им, преимущественно определяет вес или нагрузку, определяемую компонентом в виде динамометрического датчика. Так как неподвижная часть контактирует с базовым компонентом и поддерживается им, компонент в виде динамометрического датчика преимущественно выполнен с возможностью определения веса оболочечного компонента относительно базового компонента. Для точного определения нагрузки и/или веса оболочечного компонента компонентом в виде динамометрического датчика, предпочтительно вся сила тяжести оболочечного компонента проходит через компонент в виде динамометрического датчика, а не через какой-либо другой компонент устройства для определения нагрузки. Таким образом, устройство для определения нагрузки в соответствии с изобретением преимущественно обеспечивает возможность автономного определения веса и нагрузок, действующих на оболочечный компонент, соответственно.

[0013] Решение в соответствии с изобретением обеспечивает возможность расположения герметизирующего компонента между оболочечным компонентом и базовым компонентом, причём герметизирующий компонент обеспечивает возможность герметизации компонента в виде динамометрического датчика внутри устройства для определения нагрузки, причём силы тяжести оболочечного компонента не передаются на базовый компонент через герметизирующий компонент, а вместо этого, только через компонент в виде динамометрического датчика. Это обеспечено новым расположением герметизирующего компонента, содержащего сильфонную часть, имеющую симметричный относительно оси вращения изгиб.

[0014] Сильфонная часть, имеющая симметричный относительно оси вращения изгиб, обеспечивает возможность разделения вертикальных и горизонтальных усилий, воздействующих на оболочечный компонент, например, посредством силы тяжести, от базового компонента посредством герметизирующего компонента, даже несмотря на то, что элементы соединены посредством герметизирующего компонента. Таким образом, нагрузки, воздействующие на одну сторону герметизирующего элемента, например оболочечный компонент, отделены посредством герметизирующего компонента от эталона для определения нагрузки компонентом в виде динамометрического датчика, т.е. от базового компонента. Другими словами, никакие нагрузки, воздействующие на оболочечный компонент, как горизонтальные, так и вертикальные, не передаются через герметизирующий компонент на базовый компонент, но все они проходят через компонент в виде динамометрического датчика от части приёма нагрузки через часть определения нагрузки к неподвижной части и в базовый компонент.

[0015] Так как сильфонная часть содержит симметричный относительно оси вращения изгиб, нагрузки, воздействующие на изгиб, распределяются равным образом, а пики нагрузки, которые привели бы к передаче нагрузки вследствие уменьшенной эластичности, не возникают в любом положении в окружном направлении.

[0016] В заключение, так как сильфонная часть содержит симметричный изгиб, обращённый по направлению от поверхности, симметричный относительно оси вращения изгиб не контактирует с поверхностью и не передает усилия на поверхность при поддержании устройства для определения нагрузки на поверхности. Другими словами, все нагрузки силы тяжести устройства для определения нагрузки предпочтительно проходят через базовый компонент к поверхности и не передаются через симметричный относительно оси вращения изгиб.

[0017] В одном примере базовый компонент может непосредственно поддерживаться на поверхности, т.е. находиться в непосредственном контакте с поверхностью и, таким образом, непосредственно поддерживать компонент в виде динамометрического датчика на поверхности. Однако следует понимать, что компонент в виде динамометрического датчика может поддерживаться на поверхности базовым компонентом опосредованно, что означает возможность расположения дополнительного элемента между базовым компонентом и поверхностью. Дополнительный элемент может, например, быть частью герметизирующего компонента, если он покрывает базовый компонент на его наружной стороне, т.е. стороне, предназначенной для контакта с поверхностью.

[0018] Предпочтительно, герметизирующий компонент расположен так, чтобы полностью покрывать базовый компонент на поверхности, предназначенной для контакта с поверхностью. Таким образом, в этом варианте реализации устройство для определения нагрузки выполнено с возможностью расположения на поверхности с базовым компонентом, покрытым частью герметизирующего компонента. Разумеется, в других вариантах реализации герметизирующий компонент может находиться в другом герметизирующем соединении с базовым компонентом, например с другой его частью, при условии, что герметизирующий компонент препятствует достижению жидкостями и/или газом компонента, выполненного в виде динамометрического датчика. Также преимущественно, компонент в виде динамометрического датчика расположен внутри замкнутого пространства, окружённого оболочечным компонентом, базовым компонентом и герметизирующим компонентом.

[0019] Оболочечный компонент преимущественно содержит компонент приёма вещества для приёма вещества в него, такой как ёмкость или т.п. бутылочки для кормления в одном примере. Таким образом, компонент в виде динамометрического датчика может определять нагрузку оболочечного компонента, включая любое вещество, принятое компонентом приёма вещества. В других вариантах реализации оболочечный компонент содержит компонент приёма усилия для приёма, например, усилий от давления воздуха или газа на него. Предусмотрены различные другие варианты реализации оболочечного компонента, в которых оболочечный компонент не ограничен ничем другим, кроме возможности применения, согласно которой воздействующие на него вес или нагрузки могут быть определены компонентом в виде динамометрического датчика.

[0020] Преимущественно, компонент в виде динамометрического датчика содержит конфигурацию компонентов динамометрического датчика балочного типа, известную в данной области техники. Однако в других вариантах реализации также предусмотрены другие известные датчиковые компоненты.

[0021] Преимущественно, симметричный относительно оси вращения изгиб проходит в радиальном направлении наружу от базового компонента. Предпочтительно, сильфонная часть содержит один изгиб так, чтобы исключать появление небольших зазоров или краев, что происходило бы в случае, например, гибких герметизирующих конфигураций типа гармошки или трамплина. Однако следует понимать, что в других вариантах реализации также предусмотрен более, чем один симметричный относительно оси вращения изгиб. Преимущественно, таким образом, устройство определения нагрузки датчиком в соответствии с настоящим изобретением не содержит небольших зазоров, очистка которых затруднена.

[0022] Кроме того, так как компонент, выполненный в виде динамометрического датчика, герметично закрыт внутри устройства для определения нагрузки, на всё устройство для определения нагрузки предпочтительно можно воздействовать водой, например, в целях очистки.

[0023] В одном варианте реализации устройства для определения нагрузки симметричный относительно оси вращения изгиб содержит вертикальный изгиб.

[0024] Без нарушения общности, в контексте этой заявки вертикальное направление понимается как направление, нормальное к базовому компоненту, т.е. направление, в котором действуют силы тяжести, при условии, что устройство для определения нагрузки расположено на горизонтальной поверхности. Таким образом, вертикальный изгиб в соответствии с этим предпочтительным вариантом реализации проходит по существу нормально к горизонтальной поверхности в вертикальном направлении. Другими словами, симметричный относительно оси вращения изгиб таким образом проходит с изгибом внутрь устройства для определения нагрузки относительно базового компонента, более конкретно, проходит внутрь устройства для определения нагрузки, окружающего базовый компонент.

[0025] Вертикальный изгиб обеспечивает особенно преимущественное разделение горизонтальных усилий, действующих на оболочечный компонент, от базового компонента, и таким образом уменьшает влияние компонента в виде динамометрического датчика на определение нагрузки.

[0026] В одном варианте реализации устройства для определения нагрузки вертикальный изгиб содержит внутреннюю боковую стенку и наружную боковую стенку, причём нижний конец наружной боковой стенки выполнен с возможностью возвышения в вертикальном направлении относительно поверхности.

[0027] Так как нижний конец наружной боковой стенки возвышается в вертикальном направлении относительно поверхности, наружная стенка и, таким образом, часть герметизирующего компонента, которая ближе к оболочечному компоненту, не контактирует с поверхностью и, таким образом, может не передавать силы тяжести от оболочечного компонента к поверхности. Другими словами, наружная боковая стенка отделена от внутренней боковой стенки в вертикальном направлении посредством вертикального изгиба, образованного между ними, и не передает вертикальные нагрузки или нагрузки от собственного веса от оболочечного компонента, преимущественно включая компонент приёма вещества, на базовый компонент через симметричный относительно оси вращения изгиб.

[0028] В одном варианте реализации устройства для определения нагрузки компонент в виде динамометрического датчика расположен по существу горизонтально, причём часть определения нагрузки расположена на одной линии с частью приёма нагрузки и неподвижной частью и между ними.

[0029] Предпочтительная конфигурация различных частей компонента в виде динамометрического датчика сопоставима с известными примерами датчиками нагрузки балочного типа. Однако разумеется, что в других вариантах реализации предусмотрены другие типы датчиков нагрузки.

[0030] В одном варианте реализации устройства для определения нагрузки базовый компонент содержит круглую пластину, причём симметричный относительно оси вращения изгиб окружает круглую пластину.

[0031] Круглая пластина обеспечивает возможность обеспечения преимущественного распределения нагрузок симметричным относительно оси вращения изгибом по всей горизонтальной плоскости. Однако разумеется, что в других вариантах реализации предусмотрены другие формы базового компонента, такие как многоугольная или эллипсоидальная формы.

[0032] В одном варианте реализации устройства для определения нагрузки сильфонная часть выполнена горизонтально непосредственно возле базового компонента.

[0033] Так как сильфонная часть выполнена горизонтально непосредственно возле базового компонента, пространство между базовым компонентом и оболочечным компонентом используется оптимально. Так как в пространстве между ними предпочтительно образован только один изгиб, размер зазора, образованного изгибом, увеличен и, таким образом, является наиболее благоприятным для очистки ввиду отсутствия небольших зазоров или краев.

[0034] В одном варианте реализации устройства для определения нагрузки оно является бытовым изделием. В частности, для бытовых изделий, важным является как возможность очистки, так и водонепроницаемость. Однако в других вариантах реализации также предусмотрены другие устройства, содержащие применения герметичных датчиков нагрузки веса/усилия или датчики давления воздуха/газа.

[0035] В одном варианте реализации устройства для определения нагрузки бытовое изделие представляет собой бутылочку для кормления. В частности, в контексте кормления младенцев, в частности, касательно грудного вскармливания, важно точное определение количества грудного молока, потребленного младенцем, для защиты здоровья младенца. Однако устройство для определения нагрузки может быть, например, любым другим подходящим бытовым изделием.

[0036] В одном варианте реализации устройства для определения нагрузки оболочечный компонент содержит компонент приёма вещества, содержащий ёмкость для приёма жидкости в него.

[0037] Таким образом, компонент в виде динамометрического датчика преимущественно определяет вес жидкости, находящейся в ёмкости. Например, оболочечный компонент содержит компонент приёма вещества, содержащий ёмкость, если устройство для определения нагрузки образовано в виде бутылочки для кормления или другого бытового изделия. Однако в вариантах реализации оболочечный компонент может содержать другие элементы для приёма вещества и/или усилий, воздействующих на них. Например, как кратко описано выше, оболочечный компонент может быть образован так, чтобы определять давление воздуха или газов в окружающей среде.

[0038] В одном варианте реализации устройства для определения нагрузки компонент приёма вещества содержит первый материал, в частности, первый пластиковый материал, причём первый материал имеет большую жёсткость, чем герметизирующий компонент.

[0039] В предпочтительном случае компонент приёма вещества содержит первый материал, достаточно жёсткий для передачи всех сил тяжести и/или нагрузок, действующих на компонент приёма вещества, только на компонент в виде динамометрического датчика. Так как первый материал имеет большую жёсткость, чем герметизирующий компонент, таким образом, обеспечивается возможность отделения нагрузок, воздействующих на компонент приёма вещества, от базового компонента, так как они не передаются через герметизирующий компонент, имеющий меньшую жёсткость.

[0040] В одном варианте реализации устройства для определения нагрузки герметизирующий компонент содержит второй материал, в частности, второй пластиковый материал, причём второй материал имеет меньшую жёсткость, чем по меньшей мере одно из следующего: оболочечный компонент и базовый компонент.

[0041] В предпочтительном случае, оболочечный компонент и базовый компонент имеют большую жёсткость, чем второй материал, образующий герметизирующий компонент, так что относительно низкая жёсткость обеспечивает оптимальное разделение усилий между указанными двумя более жёсткими элементами.

[0042] В одном варианте реализации устройства для определения нагрузки второй материал содержит материал типа мягкого каучука. Однако разумеется, что в других вариантах реализации также предусмотрены другие материалы с низкой жёсткостью и предпочтительно высокой эластичностью.

[0043] В одном варианте реализации устройства для определения нагрузки герметизирующий компонент прикреплён к компонентам, имеющим большую жёсткость, чем герметизирующий компонент в части, отличной только от сильфонной части.

[0044] Так как, таким образом, герметизирующий компонент не прикреплён к другим компонентам, имеющим большую жёсткость в сильфонной части, контакт с компонентами с большей жёсткостью в этой области не препятствует преимущественному разделению, обеспеченному сильфонной частью. В частности, и предпочтительно, полная чувствительность компонента в виде динамометрического датчика достигается в идеальном случае жёсткого соединения части приёма нагрузки с оболочечным компонентом, например, его компонентом приёма вещества, жёсткого соединения неподвижной части с базовым компонентом и очень тонкого герметизирующего компонента и сильфонной части, выполненного из очень мягкого материала, т.е. материала, имеющего очень низкую жёсткость.

[0045] В одном варианте реализации устройства для определения нагрузки по меньшей мере часть оболочечного компонента и герметизирующий компонент изготовлены посредством процесса двухкомпонентного литья под давлением.

[0046] Процесс двухкомпонентного литья под давлением обеспечивает возможность безопасного соединения между обоими впрыскиваемыми материалами, в то же время сохраняя процесс изготовления относительно простым и хорошо понятным. Однако это только один пример подходящего процесс изготовления устройства для определения нагрузки в соответствии с изобретением, и предусмотрены другие процессы изготовления.

[0047] Согласно другим аспектам обеспечен способ изготовления устройства для определения нагрузки в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения. Способ содержит формование по меньшей мере части оболочечного компонента с использованием первого материала, и формования герметизирующего компонента поверх оболочечного компонента с использованием второго материала посредством процесса двухкомпонентного литья под давлением.

[0048] Следует понимать, что система по пункту 1 формулы и способ по пункту 15 формулы имеют подобные и/или идентичные предпочтительные варианты реализации, в частности, как определено в зависимых пунктах формулы изобретения.

[0049] Следует понимать, что предпочтительный вариант реализации настоящего изобретения может также представлять собой любое сочетание зависимых пунктов формулы изобретения или вышеуказанных вариантов реализации с соответствующим независимым пунктом формулы изобретения.

[0050] Эти и другие аспекты изобретения будут понятны из вариантов реализации, описанных ниже в настоящем документе, и объяснены со ссылкой на них.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0051] На следующих чертежах:

[0052] На ФИГ. 1 схематически и в качестве примера показан вид устройства для определения нагрузки без герметизирующего компонента в разрезе,

[0053] На ФИГ. 2 схематически и в качестве примера показан вид в перспективе бутылочки для кормления в качестве примера устройства для определения нагрузки в соответствии с настоящим изобретением,

[0054] На ФИГ. 3 схематически и в качестве примера показан вид устройства для определения нагрузки в соответствии с изобретением в разрезе,

[0055] На ФИГ. 4 схематически и в качестве примера показан более подробный вид в разрезе герметизирующего компонента устройства для определения нагрузки, и

[0056] На ФИГ. 5 показана блок-схема, в качестве примера иллюстрирующая вариант реализации способа изготовления устройства для определения нагрузки.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0057] На ФИГ. 1 схематически и в качестве примера показан вид в перспективе в разрезе через устройство 1 для определения нагрузки для иллюстрации концепции датчиков нагрузки.

[0058] Устройство 1 для определения нагрузки, как показано на ФИГ. 1, содержит компонент 10 в виде динамометрического датчика, оболочечный компонент 20 и базовый компонент 30. Компонент 10 в виде динамометрического датчика содержит часть 12 приёма нагрузки, часть 14 определения нагрузки и неподвижную часть 16. Часть 14 определения нагрузки расположена между частью 12 приёма нагрузки и неподвижной частью 16 и выполнена с возможностью определения нагрузок, воздействующих на часть 12 приёма нагрузки.

[0059] В этом примере устройство 1 для определения нагрузки выполнено в виде бутылки, и таким образом оболочечный компонент 20 содержит компонент 22 приёма вещества, выполненный в виде ёмкости для приёма жидкости, и части 24 корпуса, размещающие соединение между оболочечным компонентом 20 и компонентом 10 в виде динамометрического датчика. В этом примере оболочечный компонент 20 может быть образован из одного пластикового материала, имеющего определённую жёсткость, хотя в других примерах несколько элементов или частей также могут быть собраны с образованием оболочечного компонента 20, при этом эти несколько частей или элементов могут также содержать разные материалы.

[0060] Часть 12 приёма нагрузки контактирует с частями 24 корпуса оболочечного компонента 20 и в этом примере прикреплена к нему посредством болта 42. Следует отметить, что соединение обеспечено только в одной точке между оболочечным компонентом 20 и компонентом 10 в виде динамометрического датчика, выполненным рядом с частью 12 приёма нагрузки, в этом примере посредством болта 42. Таким образом, все силы тяжести оболочечного компонента 20, содержащего возможные жидкости, принятые компонентом 22 приёма вещества, будут проходить через часть 12 приёма нагрузки компонента 10 в виде динамометрического датчика.

[0061] В этом примере на другой стороне компонента 10 в виде динамометрического датчика неподвижная часть 16 соединена с базовым компонентом 30 также посредством болта 44. В этом примере базовый компонент 30 содержит по существу круглую базовую пластину, поддерживающую весь вес устройства 1 для определения нагрузки при размещении устройства 1 для определения нагрузки на поверхность с базовым компонентом 30.

[0062] В этом примере, компонент 10 в виде динамометрического датчика проходит в горизонтальном направлении, причём часть 14 определения нагрузки расположен между частью 12 приёма нагрузки и неподвижной частью 16. Часть 14 определения нагрузки в этом примере содержит множество горизонтальных сквозных отверстий, проходящих по существу в одной плоскости с компонентом 10 в виде динамометрического датчика и по существу перпендикулярно направлению прохождения компонента 10 в виде динамометрического датчика. Один или более датчиков деформации (не показаны) могут быть расположены на части 14 определения нагрузки для определения нагрузок, прикладываемых к части 12 приёма нагрузки оболочечным компонентом 20. Приведенный в качестве примера компонент 10 в виде динамометрического датчика является только одним примером нескольких возможных вариантов в виде динамометрического датчика, причём вместо них могут быть обеспечены другие динамометрические датчики балочного типа, известные специалисту в данной области техники.

[0063] В устройстве 1 для определения нагрузки, показанном на ФИГ. 1, нагрузки оболочечных компонентов 20 передаются на поверхность через базовый компонент 30 только через компонент 10 в виде динамометрического датчика. С этой целью, между нижней кромкой 26 оболочечного компонента 20 и наружной кромкой 32 базового компонента 30 обеспечен зазор 46. Зазор 46 необходим для исключения непосредственной передачи нагрузок (например, сил тяжести) оболочечного компонента 20 на базовый компонент 30 и/или поверхность, на котором он расположен, т.е. посредством обхода компонента 10 в виде динамометрического датчика. Однако в то же время, зазор 46 обуславливает незагерметизированное открытое пространство, в котором, например, расположен компонент 10 в виде динамометрического датчика. Таким образом, возможные электронные компоненты или другие чувствительные компоненты внутри незагерметизированного пространства, отверстие в котором образовано зазором 46, не защищены, например, от входящей воды и т.п.

[0064] Таким образом, вокруг конструкции, содержащей компонент 10 в виде динамометрического датчика, требуется оболочка, которая не должна влиять на силу, проходящую через компонент 10 в виде динамометрического датчика, что приводило бы, в частности, к прямому искажению нагрузок, определенных компонентом 10 в виде динамометрического датчика. Кроме того, оболочка должна предпочтительно герметично закрывать внутреннюю часть от поступающей воды и т.п., и не должно образовывать каких-либо небольших, затруднённых в очистке зазоров, что является желательной характеристикой, в частности, для устройств 10 для определения нагрузки в виде бытовых изделий.

[0065] Эта оболочка соответствует герметизирующему компоненту 50, который будет подробно описан ниже со ссылкой на ФИГ. 2-4.

[0066] На ФИГ. 2 схематически и в качестве примера показана бутылочка 100 для кормления в качестве примера устройства 1 для определения нагрузки, содержащего оболочечный компонент 20 и герметизирующий компонент 50, образованный вокруг нижней части бутылочки 100 для кормления. В примере бутылочки 100 для кормления образовано отверстие 110 для введения жидкости в бутылочку 100 для кормления, вес которой может быть определен компонентом 10 в виде динамометрического датчика (не показан на ФИГ. 2).

[0067] На ФИГ. 3 схематически и в качестве примера показан вид в разрезе в перспективе устройства 1 для определения нагрузки, например, приведённая в качестве примера бутылочка 100 для кормления по ФИГ. 2. Герметизирующий компонент 50 выполнен с возможностью герметичного закрытия компонента 10 в виде динамометрического датчика внутри устройства 1 для определения нагрузки, причём герметизирующий компонент 50 обеспечивает предпочтительно гибкое герметизирующее соединение между оболочечным компонентом 20 и базовым компонентом 30. В этом примере герметизирующий компонент 50 содержит оболочечную часть 54 и базовую часть 56, соединённые друг с другом посредством сильфонной части 52, окружающей базовый компонент 30.

[0068] В этом примере базовая часть 56 полностью покрывает базовый компонент 30 на его нижней поверхности, при этом в других примерах герметизирующий компонент 50 контактирует только по меньшей мере с частью поверхности базового компонента 30 или даже с другой его частью, например боковой поверхностью. Однако важно, чтобы сильфонная часть 52 окружала базовый компонент 30 и уплотняла зазор 46, как описано со ссылкой на ФИГ. 1.

[0069] Так как герметизирующий компонент 50 непосредственно не передаёт усилия на компонент 10 в виде динамометрического датчика, компонент 10 в виде динамометрического датчика продолжает поддерживаться на поверхности посредством базового компонента 30, даже когда базовый компонент 30 частично или полностью покрыт герметизирующим компонентом 50 на его боковой поверхности. Другими словами, в некоторых примерах дополнительные элементы, такие как части герметизирующего компонента 50 или другие элементы могут быть расположены между базовым компонентом 30 и поверхностью без ухудшения определения нагрузки компонентом 10 в виде динамометрического датчика.

[0070] Чтобы предотвратить собирание жидкости и для способствования высыханию поверхности под устройством 1 для определения нагрузки, т.е. поверхности, на которой поддерживается устройство 1 для определения нагрузки, на нижней поверхности устройства 1 для определения нагрузки может быть образован один или более скруглённых выступов. Скруглённые выступы могут дополнительно уменьшать риск скольжения устройства 1 для определения нагрузки по его опорной поверхности, например, если поверхность влажная. Например, три выступа могут быть образованы и симметрично расположены на стороне нижней поверхности базового компонента 30 или, предпочтительно, герметизирующего компонента 50, покрывающего базовый компонент 30. Разумеется, количество и расположение выступов не ограничено этим примером.

[0071] В этом примере сильфонная часть 52 содержит один симметричный относительно оси вращения изгиб 58 между нижней стороной внутренней боковой стенки 57 и наружной боковой стенкой 59, более подробно изображенный на ФИГ. 4.

[0072] ФИГ. 4 более подробно изображает герметизирующий компонент 50. В этом примере герметизирующий компонент 50 образован только на определённой протяжённости на нижней поверхности базового компонента 30. Стрелка 34 указывает, что все нагрузки от собственного веса оболочечного компонента 20 передаются через базовый компонент 30, а не через герметизирующий компонент 50. Для этого, ФИГ. 4 изображает, что герметизирующий компонент 50, в частности его сильфонная часть 52, обеспечивает разделение нагрузок в горизонтальном и вертикальном направлениях.

[0073] Прерывистые линии обозначают границу между оболочечным частью 54, соединённым с или прикреплённым к оболочечному компоненту 20, гибким сильфонным частью 52, образующим уплотнение, и неподвижной базовым частью 56, соединённым с или прикреплённым к базовому компоненту 30, соответственно.

[0074] Между кромкой 32 базового компонента 30 и нижним концом 26 оболочечного компонента 20 в герметизирующем компоненте 50 образован изогнутый по направлению внутрь изгиб 58. Предпочтительно, герметизирующий компонент 50 полностью образован из материала низкой жёсткости, такого как каучуковый материал. Таким образом, изгиб 58 сильфонной части 52 обеспечивает очень небольшое сопротивление и, таким образом, возможность передачи нагрузок, прикладываемых к оболочечному компоненту 20, и, таким образом, оболочечной части 54 герметизирующего компонента 50, соединённой с ним.

[0075] В частности, вертикальные усилия на оболочечный компонент 20 только изменяют кривизну изгиба 58, но не будут передаваться к внутренней стороне сильфонной части 52 и, таким образом, не будут передаваться на базовый компонент 30. Как показано на ФИГ. 4, например, нижний конец наружной боковой стенки 59 расположен вертикально над нижним концом внутренней боковой стенки 57, и, таким образом, наружная боковая стенка 59 не контактирует с поверхностью, на которой расположен базовый компонент 30.

[0076] Кроме того, вследствие вращательного симметричного обеспечения сильфонной части 52, также горизонтальные нагрузки или усилия, прикладываемые к оболочечному компоненту 20, не передаются на базовый компонент 30 через герметизирующий компонент 50, так как изгиб 58 обеспечивает преимущественно низкое сопротивление для таких усилий. В частности, было доказано, что сильфонная конфигурация с одним изгибом 58 демонстрирует меньшую интерференцию с компонентом 10 в виде динамометрического датчика по сравнению с другими гибкими герметизирующими компонентами, такими как образцы типа гармошки и трамплина. Это может быть, например, продемонстрировано посредством моделирования методом конечных элементов, как указано для разной градации герметизирующего компонента 50 на ФИГ. 4.

[0077] Кроме того, так как весь зазор между базовым компонентом 30 и оболочечным компонентом 20 используется для одного изгиба 58, исключено образование небольших зазоров или краёв, которые составляли бы сложность для очистки, и таким образом устройство 1 для определения нагрузки в соответствии с изобретением является простым в очистке.

[0078] Компонент 10 в виде динамометрического датчика работает путем обнаружения небольших деформаций, обусловленных весом оболочечного компонента 20, т.е. обусловленных им нагрузок от собственного веса, когда он расположен на горизонтальной поверхности с базовым компонентом 30, либо непосредственно, либо покрытым базовым частью 56 герметизирующего компонента 50. Нагрузка, создаваемая оболочечным компонентом 20, включает нагрузки или вес компонента 22 приёма вещества, например, ёмкости, содержащей жидкость, и частей 24 корпуса, например.

[0079] Для обеспечения возможности поддержания веса оболочечного компонента 20 главным образом компонентом 10 в виде динамометрического датчика, в герметизирующем компоненте 50 образована соответствующая сильфонная часть 52 наподобие фальца, который по меньшей мере частично покрывает оболочечный компонент 20 и базовый компонент 30. Герметизирующий компонент 50 предпочтительно выполнен из материала низкой жёсткости, такого как каучук, соединённого с более жёстким материалом, например, оболочечного компонента 20 или базового компонента 30, за исключением сильфонной части 52, в которой герметизирующий компонент 50 не соединен с более жёстким материалом. В результате, деформация под воздействием веса сосредоточена только в сильфонной части 52 и не передаётся в обход компонента 10 в виде динамометрического датчика.

[0080] Деформацию в предпочтительно жёстком компоненте 10 в виде динамометрического датчика определяют через вес и жёсткость узла, что было бы нежелательным, если бы сильфонная часть 52 была жёсткой, а область, в которой закреплена неподвижная часть 16 компонента 10 в виде в виде динамометрического датчика, была гибкой, так как в этом случае на компонент 10 в виде динамометрического датчика воздействовала бы очень малая часть веса. Вместо этого, компонент 10 в виде динамометрического датчика достигает полной чувствительности в идеальном случае жёсткого крепления компонента 10 в виде динамометрического датчика к оболочечному компоненту 20 и к базовому компоненту 30, при этом герметизирующий компонент 50, включающий сильфонные части 52, состоит из очень мягкого и тонкого материала.

[0081] Далее, на ФИГ. 5 показана блок-схема, в качестве примера иллюстрирующая вариант реализации способа 500 изготовления устройства 1 для определения нагрузки в соответствии с настоящим изобретением. Способ 500 включает этап 510 формования по меньшей мере части оболочечного компонента 20 с использованием первого материала. Далее, один, больше или все из элементов компонента 10 в виде динамометрического датчика и базового компонента 30 могут формовать в одном или последовательных этапах.

[0082] На следующем этапе 520 герметизирующий компонент 50 формуют по меньшей мере поверх части оболочечного компонента 20 с использованием второго материала посредством процесса двухкомпонентного литья под давлением. Процесс двухкомпонентного литья под давлением обеспечивает безопасное соединение между первым и вторым материалом и в то же время является широкодоступным и хорошо понятным процессом.

[0083] Следует отметить, что для соединения герметизирующего компонента 50 с остальным устройством 1 для определения нагрузки также могут быть задействованы другие способы изготовления, например, посредством использования крепежных средств, включая склеивание, сварку и т.п.

[0084] Хотя изобретение было описано со ссылкой на конкретный пример бутылочки 100 для кормления в качестве примера устройства 1 для определения нагрузки, его применение не ограничено использованием в бутылочках 100 для кормления. Другими примерами использования устройства для определения нагрузки в соответствии с изобретением являются высокотехнологичные насадки для бутылок с функциями взвешивания, применения водонепроницаемых датчиков веса и/или силы, и датчики давления воздуха или газа, но не ограничиваются ими. Специалисту в данной области техники будут понятны дополнительные применения преимущественного использования идеи настоящего изобретения.

[0085] Другие модификации раскрытых вариантов реализации могут быть понятны и реализованы специалистами в данной области техники при осуществлении заявляемого изобретения из изучения чертежей, раскрытия и прилагаемой формулы изобретения.

[0086] В формуле изобретения термин «содержащий» не исключает других элементов или этапов, а формы единственного числа не исключают множества элементов.

[0087] Один узел или устройство может выполнять функции нескольких элементов, указанных в формуле изобретения. Указание определенных измерений в отличающихся друг от друга зависимых пунктах формулы изобретения не означает, что сочетание этих измерений не может быть преимущественно использовано.

[0088] Таким образом, предложено устройство 1 для определения нагрузки, содержащее компонент 10 в виде динамометрического датчика, оболочечный компонент 20, загрузку которого необходимо определить, причём оболочечный компонент 20 контактирует с компонентом 10 в виде динамометрического датчика, базовый компонент 30 для поддержания компонента 10 в виде динамометрического датчика на поверхности, герметизирующий компонент 50 для герметичного закрытия компонента 10 в виде динамометрического датчика внутри устройства 1 для определения нагрузки, находящийся в герметизирующем контакте между оболочечным компонентом 20 и базовым компонентом 30, причём герметизирующий компонент 50 содержит сильфонную часть 52, окружающую базовый компонент 30, причём сильфонная часть 52 содержит симметричный относительно оси вращения изгиб 58, обращённый по направлению от поверхности. Устройство 1 для определения нагрузки и соответствующий способ изготовления такого устройства 1 для определения нагрузки позволяют лучше герметично закрыть компонент 10 в виде динамометрического датчика.

1. Устройство (1) для определения нагрузки, содержащее:

- компонент (10) в виде динамометрического датчика, содержащий часть (12) приема нагрузки, неподвижную часть (16) и часть (14) определения нагрузки, при этом часть (14) определения нагрузки расположена между частью (12) приема нагрузки и неподвижной частью (16),

- оболочечный компонент (20), загрузку которого необходимо определить, причем оболочечный компонент (20) выполнен находящимся в контакте с частью (12) приема нагрузки,

- базовый компонент (30) для поддержания компонента (10) в виде динамометрического датчика на поверхности, причем базовый компонент (30) выполнен находящимся в контакте с неподвижной частью (16),

- герметизирующий компонент (50) для герметизации компонента (10) в виде динамометрического датчика внутри устройства (1) для определения нагрузки, причем

герметизирующий компонент (50) расположен с герметизирующим соединением между оболочечным компонентом (20) и базовым компонентом (30),

герметизирующий компонент (50) содержит сильфонную часть (52), окружающую базовый компонент (30) и содержащую симметричный относительно оси вращения изгиб (58), обращенный по направлению от поверхности.

2. Устройство (1) для определения нагрузки по п. 1, в котором симметричный относительно оси вращения изгиб (58) содержит вертикальный изгиб.

3. Устройство (1) для определения нагрузки по п. 2, в котором вертикальный изгиб содержит внутреннюю боковую стенку (57) и наружную боковую стенку (59), причем нижний конец (26) наружной боковой стенки (59) выполнен с возможностью возвышения в вертикальном направлении относительно поверхности.

4. Устройство (1) для определения нагрузки по п. 1, в котором компонент (10) в виде динамометрического датчика расположен по существу горизонтально, а часть (14) определения нагрузки расположена на одной линии с частью (12) приема нагрузки и неподвижной частью (16) и между ними.

5. Устройство (1) для определения нагрузки по п. 1, в котором базовый компонент (30) содержит круглую пластину, причем симметричный относительно оси вращения изгиб (58) окружает круглую пластину.

6. Устройство (1) для определения нагрузки по п. 1, в котором сильфонная часть (52) выполнена горизонтально непосредственно возле базового компонента (30).

7. Устройство (1) для определения нагрузки по п. 1, в котором устройство (1) для определения нагрузки является бытовым изделием.

8. Устройство (1) для определения нагрузки по п. 5, в котором бытовое изделие является бутылочкой (100) для кормления.

9. Устройство (1) для определения нагрузки по п. 1, в котором оболочечный компонент (20) содержит компонент (22) приема вещества, содержащий емкость для приема в нее жидкости.

10. Устройство (1) для определения нагрузки по п. 1, в котором оболочечный компонент (20) содержит первый материал, в частности первый пластиковый материал, причем первый материал имеет большую жесткость, чем герметизирующий компонент (50).

11. Устройство (1) для определения нагрузки по п. 1, в котором герметизирующий компонент (50) содержит второй материал, в частности второй пластиковый материал, причем второй материал имеет меньшую жесткость, чем по меньшей мере одно из следующего: оболочечный компонент (20) и базовый компонент (30).

12. Устройство (1) для определения нагрузки по п. 11, в котором второй материал содержит материал типа мягкого каучука.

13. Устройство (1) для определения нагрузки по п. 1, в котором герметизирующий компонент (50) прикреплен к компонентам, имеющим большую жесткость, чем герметизирующий компонент (50) в части, отличной только от сильфонной части (52).

14. Устройство (1) для определения нагрузки по п. 1, в котором по меньшей мере часть оболочечного компонента (20) и герметизирующего компонента (50) изготовлены посредством процесса двухкомпонентного литья под давлением.

15. Способ (500) изготовления устройства (1) для определения нагрузки по п. 1, включающий:

формование (510) по меньшей мере части оболочечного компонента (20) с использованием первого материала;

формование компонента (10) в виде динамометрического датчика и базового компонента (30);

формование (520) герметизирующего компонента (50) поверх оболочечного компонента (20) с использованием второго материала посредством процесса двухкомпонентного литья под давлением.