-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftmessvorrichtung nach Oberbegriff des Hauptanspruchs.
-
-
Stand der Technik
-
Wesentlich bei dieser Kraftmessvorrichtung sind zwei zueinander parallele Biegefedern, die an ihrem einen Ende an einem Sockel sitzen, der starr mit dem Maschinengestell zu verbinden ist. Die anderen Enden der Biegefedern sind über ein Joch miteinander verbunden. Über das Joch wird die zu messende Kraft in das System eingeleitet.
-
Durch die Anordnung von Sockel, Biegefedern und Joch wird das Joch unter Belastung stets parallel zu sich selbst verlagert. Derartige Kraftmessvorrichtungen weisen hinsichtlich der Steifigkeit und der reproduzierbaren Signalerzeugung erhebliche Vorteile auf. Sie sind insbesondere im Stande, bereits bei geringen Auslenkungen zur Erfassung hoher Nennlasten zu dienen. Wird das Joch darüber hinaus mit einem Wälzlagersitz versehen, lassen sich mit dieser Kraftmessvorrichtung auch sehr gut sogenannte Messwalzen herstellen, die sich besonders dadurch auszeichnen, dass auch das Wälzlager unter Belastung stets parallel zu sich selbst verlagert wird.
-
Die Offenlegungsschrift
DE 2552170 betrifft einen Biegebalken mit zwei im Abstand parallel zueinander verlaufenden plattenförmigen Messfedern, die an ihrem einen Ende durch einen Montageblock und an ihrem anderen Ende durch ein angeschweißtes Teil miteinander verbunden sind, an dem in der zur Ebene der Messfedern senkrechten Richtung eine zu messende Kraft eingeleitet wird. Das europäische Patent
EP 0621469 B1 betrifft eine Zugkraftmesseinrichtung, umfassend Biegefedern, welche jeweils endseitig mit einem Lagerbereich als auch mit einem Einspannbereich fest verbunden sind, wobei der Einspannbereich zur Befestigung der Zugkraftmesseinrichtung an einem ortsfest eingespannten Dorn dient. Dabei weist der Einspannbereich einen geschlossenen Ring mit einer Durchgangsbohrung auf, durch welche sich der Dorn erstreckt, und wobei der Lagerbereich außenseitig einen Aufnahmebereich für ein Wälzlager aufweist sowie eine Innenbohrung, durch welche sich der Dorn erstreckt. Das europäische Patent
EP 0173405 B1 betrifft in einer Ausführungsform eine Kraftmessvorrichtung, welche auftretende Kräfte, die senkrecht zueinander orientiert sind, erfasst durch das Vorsehen zweier hintereinander geschalteter Doppelfederanordnungen. Die Offenlegungsschrift
FR 2505496 betrifft eine Kraftsensorvorrichtung für Tafelwägeinstrumente, bei welcher der Sensor in einen Block eingearbeitet ist zur Gestaltung einer Doppelbiegefederanordnung mit zwei quer verlaufenden Öffnungen, die nebeneinander angeordnet und durch einen horizontalen Verbindungsschlitz verbunden sind, wobei in Längsrichtung zwei zusätzliche, parallele vertikale Schlitze ausgenommen sind zur mechanischen Nachbearbeitung an den Teilen des Blockes, die sich zwischen den zusätzlichen Schlitzen und den Seitenwandflächen des Blockes befinden.
-
Aufgabenstellung
-
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannte Kraftmessvorrichtung so weiter zu bilden, dass unter Beibehalt der an sich bekannten Vorteile des Doppelbiegebalkens auch bei Belastungsrichtungen, die außerhalb der vorbestimmten Richtung liegen, aus der die zu messende Kraft angreift, eine hohe Steifigkeit erzielt wird.
-
Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs.
-
Aus der Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass im Verhältnis zu den Steifigkeiten der bekannten Kraftmessvorrichtungen für querliegende Kraftrichtungen bei vergleichbaren Querschnittsabmessungen eine um den Faktor vier höhere Steifigkeit erzielt wird. Diese Erhöhung der Steifigkeit folgt damit dem Gebot, auch in Querrichtung nur geringe Auslenkungen zu erzielen und damit eine hohe Seitenlastfestigkeit zu erhalten.
-
Dabei ist die Fähigkeit zur Aufnahme hoher Seitenlasten nicht gepaart mit einem Verzicht zur Erzielung hoher Nennmesskräfte.
-
Die erfindungsgemäße Kraftmessvorrichtung weist in der Querrichtung drei zueinander parallele Biegefedern auf, die sich unter der in Querrichtung anstehenden Last genauso verformen, wie die für die Messrichtung vorgesehenen Doppelbiegebalken.
-
Da von den querliegenden Biegefedern jede unter der Querlast S-förmig verformt wird und somit eine Biegelinie mit zwei Wendepunkten besitzt, setzt die erfindungsgemäße Kraftmessvorrichtung der Querkraft einen entsprechend hohen Widerstand entgegen, der genau zu den vergleichbar geringen Verformungen trotz entsprechend hoher Querkräfte führt.
-
Dabei wird auch unter Querkrafteinfluss das die Biegefedern verbiegende Joch stets parallel zu sich selbst verlagert, sodass sich die Kraftmessvorrichtung weiterhin auch hervorragend eignet zur Kombination mit Wälzlagern, die auf entsprechenden Lagersitzen des Jochs angeordnet werden können.
-
Bei der erfindungsgemäßen Kraftmessvorrichtung ist der Sockel ringförmig und von einem starr mit dem Maschinengestell verbindbaren Dorn durchsetzt, der über einen Kopf außenendseitig mit dem Sockel starr verbunden ist. Ferner weist das Joch eine ringförmige Aufnahmezone für ein Wälzlager auf, wobei der Innendurchmesser der ringförmigen Aufnahmezone für das Wälzlager größer ist als der Außendurchmesser des das Joch durchsetzenden Dorns, sodass das Joch einen Freigang zur Verformung der Biegefedern besitzt, während bei Kontakt zwischen dem Innendurchmesser der ringförmigen Aufnahmezone und dem Außenumfang des Dorns ein Überlastungssanschlag bereitgestellt ist.
-
Die exakt parallele Bewegung des Wälzlagers ist z.B. nötig bei Messaufgaben an Walzen, wenn es auf die zwängungsfreie Verlagerung der Messwalze ankommt. In solchen Fällen ist nämlich unter dem Einfluss von Querkräften dafür zu sorgen, dass die Bahnkanten des Bandes nicht durch eine unerwünschte Verlagerung der Messwalze aus ihrer vorgesehenen Spur laufen.
-
Es ist vorgesehen, dass sich die weiteren Biegefedern, die zur Aufnahme der Querkräfte vorgesehen sind, genauso wie die Biegefedern, die zur Erfassung der kraftbedingten Verformung dienen, zwischen dem Sockel und dem Joch erstrecken.
-
Die weiteren Biegefedern können daher einstückig mit Joch und Sockel verbunden sein.
-
Von besonderem Vorteil ist allerdings eine Weiterbildung, bei welcher die weiteren Biegefedern durch entsprechende Maßnahmen aus denjenigen Biegefedern herausgearbeitet sind, die zur Erfassung der zu messenden Kraft dienen.
-
Obwohl dies grundsätzlich keine Beschränkung der Erfindung sein soll, wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die weiteren Biegefedern auch zur qualitativen Erfassung der Querkräfte dienen können oder, je nach Einbausituation, auch „nur“ zur geometrischen Parallelführung des Jochs unter Querkrafteinfluss. In jedem Fall lassen sich die Steifigkeiten der weiteren Biegefedern für jede Messaufgabe definiert fertigen, ohne dass die Vorteile des bislang bekannten Doppelbiegebalkens, der lediglich in Richtung der zu messenden Kraft zwei oder auch mehr parallel und S-schlagförmig zu verbiegende Biegefedern aufweist, verlassen werden.
-
Zu diesem Zweck kann es auch sinnvoll sein, das Widerstandsmoment der weiteren Biegefedern in derjenigen Richtung, die mit der Querrichtung zusammenfällt, erheblich höher auszugestalten als das Widerstandsmoment der zur Kraftmessung vorgesehenen Biegefedern. Eine derartige Kraftmessvorrichtung wäre daher in Querrichtung erheblich steifer als in der Messrichtung.
-
Diese Maßnahme kann beispielhaft sinnvoll sein bei sogenannten Messwalzen, die unter erheblichem Eigengewicht stehen, in der Messrichtung allerdings material- und/oder verfahrenstechnisch bedingt nur geringe Nennmesskräfte aufzunehmen haben.
-
Die Lage der Querrichtung zur Richtung der vorbestimmten Kraft ist an sich beliebig, solange Querrichtung und vorbestimmte Kraft einen Winkel zwischen sich aufspannen, der größer als 0 (ausgenommen 180 Grad) Grad ist.
-
Für die meisten Anwendungsfälle dürfte es allerdings genügen, die Kraftmessvorrichtung für Querrichtungen auszulegen, die senkrecht zur Richtung der zu messenden Kraft liegen.
-
Von besonderem Vorteil ist eine Weiterbildung, bei welcher die zur Kraftmessung vorgesehenen Biegefedern über Schlitze verfügen, die sich einerseits in Längsrichtung der Biegefedern erstrecken und die andererseits mit ihrer Schlitzebene senkrecht zur Querrichtung stehen.
-
Auf diese Weise werden die bislang bekannten zur Kraftmessung vorgesehenen Biegefedern auch zur Erzeugung der weiteren Biegefedern herangezogen, sodass mit der an sich bekannten Fertigungstechnik derartiger Kraftmessvorrichtungen zusätzlich auch eine hohe Seitenlaststeifigkeit erzielt wird.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht die auskragende Lagerung an einem Maschinengestell vor.
-
Hierzu wird vorgeschlagen, den Sockel ringförmig auszugestalten und über einen Dorn am Maschinengestell festzusetzen, der die ringförmige Ausnehmung des Sockels durchstößt, wobei der Dorn an seiner vom Maschinengestell abgewandten Seite einen Kopf aufweist, der außenseitig am Sockel angeschlagen ist.
-
Diese Weiterbildung bietet nämlich den Vorteil, dass man den Dorn in beliebig unterschiedlichen Drehstellungen innerhalb eines 360 Grad umfassenden Winkelbereichs am Maschinengestell festlegen kann.
-
Vorteilhafterweise erfolgt die Festlegung des Dorns in einem Klemmsockel, der starr mit dem Maschinengestell verbindbar ist. Dieser Klemmsockel weist eine Passbohrung für den Dorn auf, die von einer Klemmenbohrung angeschnitten wird. In der Klemmenbohrung sitzt ein Spannbackenpaar und greift von zwei Seiten an dem Dorn an. Dies wird dadurch erreicht, dass eine Spannbacke auf der einen Seite der Passbohrung und die andere Spannbacke auf der anderen Seite der Passbohrung sitzt.
-
Infolge des paarweisen Zusammenwirkens zwischen den Spannbacken wird beim Spannvorgang eine Relativdrehung des Dorns in der Passbohrung verhindert. Die jeweils in Umfangsrichtung auf den Dorn wirkenden Spannkräfte heben sich gegenseitig auf.
-
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, das Spannbackenpaar von einer Spannschraube zu betätigen, die mit Ihrem Schaft in einer Durchgangsbohrung der einen Spannbacke sitzt, während die andere Spannbacke eine zum Gewinde der Spannschraube korrespondierende Gewindebohrung aufweist.
-
Diese Weiterbildung der Erfindung bietet den Vorteil, dass die Spannschraube vollständig innerhalb des Klemmsockels verlaufen kann und somit hinter der Einhüllenden des Klemmsockels zurückspringt.
-
Die Kraftmessvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung lässt insbesondere auch einen modulartigen Aufbau zu.
-
Hierzu wird ergänzend vorgeschlagen, dass außenseitig an den Kopf des Dorns über einen dort vorgesehenen Anschraubflansch der Gegenflansch einer Verlängerungsachse angebracht werden kann.
-
Am Ende der Verlängerungsachse kann ein weiterer Gegenflansch vorgesehen sein, der zur Anbringung einer spiegelbildlichen angeordneten Kraftmessvorrichtung dient.
-
Da insbesondere die Weiterbildung gemäß Anspruch 7 auch unabhängig von dem weiteren Paar paralleler Biegefedern ausgeführt werden kann, ergibt sich durch die Möglichkeit eines modulartigen Aufbaus der gesamten Kraftmessvorrichtung auch der Vorteil, sogenannte Messwalzen zu fertigen, die entweder nicht unter dem Einfluss von Querkräften stehen oder bei denen die Querkräfte nicht von Belang sind.
-
Da insbesondere derartige einseitig gelagerte Messwalzen unter ihrem Eigengewicht stehen, können beide Ausführungsformen der Erfindung von Vorteil sein, je nachdem, ob die Querkraft erheblich ist und/oder berücksichtigt werden muss.
-
Dabei kommt der Kabelverlegung auch eine erhebliche Bedeutung zu.
-
Hierfür bietet es sich an, den Dorn im Längsbereich der Biegefedern mit einer Kabeleintrittsöffnung zu versehen, die von einer Dornlängsbohrung angeschnitten wird.
-
Über diese kommunizierenden Bohrungen können die Kabel aus der Kraftmesseinrichtung heraus zum Maschinengestell geführt werden.
-
Bei einer Messwalze sollte darüber hinaus auch die Verlängerungsachse hohl gebohrt sein, damit die Messleitung über diese Achsenbohrung zum Maschinengestell herausgeführt werden können.
-
Zur genauen Ausrichtung der Kraftmessvorrichtung so, dass die Messachse der zur Kraftmessung ausgelegten Biegefedern mit der Wirkungslinie der zu messenden Kraft zusammenfällt, wird ergänzend vorgeschlagen, dass der Dorn eine Schlüsselangriffsfläche aufweist, die vorzugsweise konzentrisch zur Dorn-achse liegen soll.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an einer Messwalze,
- 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 111-111 aus 2,
- 4 Details zur Verlegung der Messleitungen.
-
Sofern im Folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets für alle Figuren.
-
Die Figuren zeigen eine Kraftmessvorrichtung 1 zum Messen einer Kraft 2. Die Kraft 2 greift aus vorbestimmter Richtung 3 an der Krafteinleitungsstelle 4 der Kraftmessvorrichtung 1 an.
-
Die Krafteinleitungsstelle 4 ist über ein Joch 5 mit den in eine Richtung weisenden freien Enden 8 - hier - zweier zueinander paralleler Biegefedern verbunden. Es kann sich auch um mehr als zwei zueinander parallelen Biegefedern handeln. Die Biegefedern 6,7 sind zur Kraftmessung vorgesehen. Die Verbindung zwischen Biegefedern 6,7 und Joch 5 ist als starre Verbindung ausgelegt. Das andere Ende 9 der Biegefedern 6,7 sitzt an einem mit dem Maschinengestell 50 starr verbindbar ausgelegten Sockel 10. Die kraftbedingte Verformung, d.h. die Verformung unter der zu messenden Kraft 2, der Biegefedern 6,7 wird an vorbestimmten Messstellen 11a-11d erfasst und ausgewertet. Die Erfassung erfolgt zweckmäßigerweise über Dehnungsmessstreifen. Werden vier gleiche Dehnungsmessstreifen verwendet, bietet sich die Messschaltung in Form einer Wheatstone'schen Brücke an.
-
Wesentlich ist nun, dass das Joch 5 über zumindest ein weiteres Paar von zueinander parallelen Biegefedern 12,13,14 in einer Querrichtung 15, die quer zur Richtung 3 der vorbestimmten Kraft 2 liegt, parallel geführt ist.
-
Hierzu ist festzuhalten, dass infolge der Biegefedern 6, 7, die zusammen einen Doppelbiegebalken darstellen, das Joch 5 bereits in derjenigen Richtung parallel geführt ist, die zu einer Verschiebung des Jochs 5 infolge der zu messenden Kraft 2 führt. Da dies Stand der Technik ist, soll hierauf nicht näher eingegangen werden.
-
Wesentlich ist allerdings, dass das Joch auch in einer Richtung, die quer zur Richtung 3 der zu messenden Kraft 2 liegt, eine Parallelführung erhält, sodass das Joch 5 praktisch in zwei Richtungen parallel zu sich selbst geführt ist.
-
Dabei kann die Querrichtung 15 jede beliebige Richtung annehmen, die quer zur Wirkungslinie der zu messenden Kraft 2 liegt.
-
Zweckmäßigerweise erfolgt die Parallelführung des Jochs 5 infolge der weiteren zueinander parallelen Biegefedern 12,13,14 dadurch, dass diese sich ebenfalls starr am Joch 5 bzw. Sockel 10 angeschlossen befinden und sich zwischen Joch 5 und Sockel 10 erstrecken.
-
Die Parallelführung des Jochs 5 in seinen zwei Bewegungsrichtungen kann daher durch eine zusätzliche Anordnung paarweiser Biegefedern erfolgen, deren Auslenkungsebene in der zu erwartenden Querrichtung liegt.
-
Grundgedanke der Erfindung ist es insoweit, sowohl in der Richtung der zu messenden Kraft 2 als auch in der Querrichtung 15 jeweils zumindest paarweise vorhandene Biegefedern vorzusehen, die das Joch nach dem Prinzip des jeweiligen Doppelbiegebalkens in den beiden Richtungen parallel führen.
-
Da sich jeder Doppelbiegebalken bekannterweise in Form eines S-Schlages verformt, muss zur Auslenkung des Jochs unter der jeweils wirkenden Kraft eine entsprechend hohe Formänderungsarbeit geleistet werden, die dem gesamten Sensor bzw. der gesamten Kraftmessvorrichtung 1 eine herausragende Steifigkeit in zwei Richtungen verleiht. Der Grundgedanke der Erfindung beruht deshalb darauf, in jeder der zu erwartenden Verformungs- bzw. Belastungsrichtungen ein Paar von Doppelbiegebalken vorzusehen, sodass bereits bei geringem Hub ein entsprechend hohes Ausgangssignal erzeugt wird, während zugleich der gesamte Sensor eine herausragend gute Steifigkeit besitzt.
-
Der Vollständigkeit halber soll allerdings gesagt sein, dass es nicht unbedingt erforderlich ist, auch in der Querrichtung die auftretenden Querkräfte zu messen. Insoweit kann es genügen, das Widerstandsmoment der weiteren Biegefedern 12, 13, 14 in der Querrichtung erheblich höher auszuführen als in der zur Kraftmessung vorgesehenen Verformungsrichtung der Biegefedern. Ein derartiger Sensor wäre daher zur Aufnahme von Querlasten geeignet, die erheblich über den Nennmesskräften liegen.
-
Die Figuren, insbesondere 1 zeigen insoweit ein System aus drei zueinander parallelen Biegefedern 12,13,14, die alle drei zusammen parallel unter der Querlast verformt werden und infolgedessen auch eine entsprechend hohe Formänderungsarbeit verlangen.
-
Zusätzlich zeigen die Figuren, ohne Einschränkung der Erfindung auf derartige geometrische Verhältnisse, dass die Querrichtung 15 senkrecht zur Richtung 3 der vorbestimmten Kraft liegt.
-
Es soll insoweit ausdrücklich gesagt sein, dass die Querrichtung 15 unter jedem beliebigen Winkel zur Richtung 3 der zu messenden Kraft 2 stehen kann, solange dieser Winkel nicht 180 Grad beträgt.
-
Die jeweiligen Verhältnisse richten sich nach den Maschinenanforderungen.
-
Diese können insbesondere an die Verhältnisse zwischen Schwerkraftrichtung und Richtung der Resultierenden der zu messenden Kraft bei der Umlenkung eines Endlosmaterials so vorgegeben werden, dass zwischen der parasitären Querrichtung infolge Eigengewichts und der Wirkungslinie der zu messenden Kraft auch Winkel von ungleich 90 Grad bestehen.
-
Wie man insbesondere anhand der 1, 2 und 4 erkennt, werden die zur Kraftmessung vorgesehenen Biegefedern 6,7 von Schlitzen 16,17 durchsetzt, die sich in Längsrichtung der Biegefedern 6,7 erstrecken. Die Schlitzebene der Schlitze 16,17 steht praktisch senkrecht auf der Querrichtung 15, sodass auf diese Weise die an sich zur Messung der zu messenden Kraft 2 vorgesehenen Biegefedern 6,7 nunmehr auch zur Parallelführung des Jochs 5 in der Querrichtung dienen.
-
Der Vollständigkeit halber soll allerdings gesagt sein, dass sich die Schlitzebenen der Schlitze 16,17 keinesfalls senkrecht zur Querrichtung 15 erstrecken müssen, sondern dass theoretisch auch andere Schrägrichtungen möglich sind.
-
Ergänzend hierzu zeigt insbesondere 2, dass das Joch 5 eine ringförmige Aufnahmezone 18 für ein Wälzlager 19 aufweist.
-
Damit kann über das Wälzlager 19 die zu messende Kraft auch bei Umlenkrollen, Umlenkwalzen oder dergleichen in das Joch 5 eingeleitet werden.
-
Der Innendurchmesser der ringförmigen Aufnahmezone 18 ist in den gezeigten Ausführungsbeispielen allerdings größer als der Außendurchmesser eines das Joch 5 durchsetzenden Dorns 20, sodass das Joch 5 einen Freigang zur Verformung der Biegefedern 6,7 besitzt, während zugleich bei Kontakt zwischen dem Innendurchmesser der ringförmigen Aufnahmezone 18 und dem Außenumfang des Dorns 20 ein zuverlässiger Überlastanschlag gewährleistet ist.
-
Diese Maßnahme bietet insbesondere dann Vorteile, wenn der Sockel 10 ringförmig ist und von einem starr mit dem Maschinengestell 50 verbindbaren Dorn 20 durchsetzt wird. Der Dorn 20 weist außenseitig des Sockels 10 einen Kopf auf, der seinerseits mit dem Sockel 10 starr verbindbar ist.
-
Diese Maßnahme, allein oder in Verbindung mit den weiteren Biegefedern 13,14,15 dient insbesondere der modularen Aufbaumöglichkeit eines Sensorsystems, bestehend aus mehreren Kraftmessvorrichtungen 1 in Verbindung mit der Forderung nach einer fliegend gelagerten Umlenkwalze, z.B. für bahnförmiges Gut.
-
Hierzu wird ergänzend vorgeschlagen, dass der Dorn 20 stufenlos in einem 360 Grad umfassenden Winkelbereich in beliebig vielen unterschiedlichen Drehstellungen am Maschinengestell 50 festlegbar ist.
-
Hierzu dient ein Klemmsockel 22, der starr am Maschinengestell 50 befestigt ist.
-
Der Klemmsockel 22 weist eine Passbohrung 23 auf, die mit dem Außendurchmesser des Dorns 20 in saugender Passung zusammengebracht werden kann.
-
Die Passbohrung 23 wird hier von einer Klemmenbohrung 24 angeschnitten, innerhalb der ein von zwei Seiten am Dorn 20 angreifendes Spannbackenpaar sitzt.
-
Bei Zustellung des Spannbackenpaars, von denen jede Spannbacke an einer von zwei gegenüberliegenden Seiten des Dorns 20 angreift, wird der Dorn 20 verdrehsicher eingeklemmt, wobei ergänzend beim Einklemmvorgang auch eine geringfügige Relativverdrehung des Dorns 20 deshalb ausscheidet, weil das Spannbackenpaar 25,26 symmetrisch am Dorn 20 angreift.
-
Hierzu wird vorgeschlagen, das Spannbackenpaar 25,26 durch eine Spannschraube 27 zu beaufschlagen, mit deren Hilfe die beiden Spannbacken 25,26 in Richtung des Dorns 20 aufeinander zugestellt werden.
-
Damit die Spannschraube 27 vollständig innerhalb der äußeren Mantellinie des Klemmsockels 22 zurückspringt, wird ergänzend vorgeschlagen, in der einen Spannbacke 25 bzw. der anderen Spannbacke 26 eine Durchgangsbohrung 29 anzubringen, während die jeweils andere Spannbacke 26 bzw. 25 dann eine mit dem Gewinde der Spannschraube 27 korrespondierende Gewindebohrung aufweist.
-
Wird der Kopf 21 des Dorns 20 mit einem Anschraubflansch 33 versehen, bietet dies den Vorteil, dass über einen endseitig angebrachten Gegenflansch 34 auch eine Verlängerungsachse 35 im Sinne einer frei auskragenden Walzenlagerung entsprechend 2 angebracht werden kann.
-
Hierzu soll die Verlängerungsachse 35 an ihrem vom Gegenflansch 34 abgewandten Ende einen weiteren Gegenflansch 36 besitzen, an welchem spiegelbildlich zur maschinenseitig vorgesehenen Kraftmessvorrichtung 1 eine weitere Kraftmessvorrichtung angebracht werden kann.
-
Auf diese Weise lassen sich folglich über einen modular aufgebauten Sensor Umlenkwalzen, Messwalzen oder dergleichen fliegend am Maschinengestell 50 lagern.
-
Da es sich insoweit nicht unbedingt anbietet, das Messsignal über Funk nach außen zu bringen, soll der Dorn 20 im Längsbereich der Biegefedern 6,7 eine Kabeleintrittsöffnung 37 besitzen, die von einer Dornlängsbohrung 38 angeschnitten wird. Da die Dornlängsbohrung 38 zumindest bis zu einem Ende des Dorns 20 verläuft, können die Messleitungen auf diese Weise leicht herausgeführt werden.
-
Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist der für die linke Kraftmessvorrichtung 1 zuständige Dorn 20 vollständig durchbohrt, da er auch der Herausführung der Messleitungen aus der im rechten Teil des Bildes gezeigten weiteren Kraftmessvorrichtung 1 dient.
-
Zu diesem Zweck ist auch die Verlängerungsachse 35 in ihrer gesamten Länge so durchbohrt, dass die Achsenbohrung 39 mit den Dornlängsbohrungen 38 fluchtet.
-
Der im rechten Teil des Bildes erkennbare Dorn 20 bedarf allerdings keiner vollständigen Durchbohrung, da die Messleitungen zweckmäßigerweise nur in Richtung zum Maschinengestell 50 herausgeführt werden müssen.
-
Ergänzend hierzu zeigt der im rechten Teil des Bildes gemäß 2 vorgesehene Dorn 20 eine Schlüsselangriffsfläche 40 auf, mit deren Hilfe bei gelöstem Spannbackenpaar 25,26 die Kraftmessvorrichtung 1 so ausgerichtet werden kann, dass die Messachse mit der Richtung 3 der zu messenden Kraft 2 zusammenfällt.
-
Der sich bei dieser Anordnung ergebende Einfluss der Schwerkraft auf das Verformungsverhalten der Kraftmessvorrichtung 1 wird über die weiteren Biegebalken 12,13,14 entsprechend abgetragen und hat deshalb keinen Einfluss auf das Messergebnis.
-
Alternativ zeigt 4 allerdings auch, dass die Verformung der weiteren Biegebalken 12,13,14 ebenfalls über Sensoren erfasst werden kann. Die Sensoren werden in bekannter Weise an den Stellen der größten Dehnung der Biegebalken, also dort, wo diese ihre S-schlagförmige Verformung einnehmen, angebracht und entsprechend verkabelt.
