FI84759C - Vaegningsgivare. - Google Patents

Description

1 84759

Punnitusanturi - Vägningsgivare

Keksintö koskee anturia nosturista tai vastaavasta riippuvan 5 kuorman punnitsemiseksi noston aikana, joka anturi on toisesta päästään nivelöity nosturiin tai vastaavaan ja toisesta päästään kuorman käsittelylaitteeseen ja anturi käsittää rungon, jossa kuormituksen vaikutuksesta ilmenee ainakin vähäisiä mitta- tai muodonmuutoksia sekä yhden tai useampia 10 tuntoelimiä mainittujen mitta- tai muodonmuutosten ilmaisemiseksi painoon verrannollisen signaalin muodostamista varten. Erityisesti keksintö koskee autoon tai muuhun kuljetusvälineeseen sijoitettavan puutavaranosturin yhteydessä käytettävää anturia, joka sijoitetaan nostovarren ja kuor-15 mankäsittelylaitteiden väliin antamaan signaalia käsiteltävän kuorman painosta.

Edellä esitetyn tyyppisiä anturilaitteita on käytössä useita eri tyyppejä. Eräs mahdollisuus antaa signaali nostettavan 20 tavaran painosta on käyttää hydraulista mäntä-sylinterilai-tetta, jonka paineen muutos ilmaistaan paineanturilla ja lähetetään sähköisenä signaalina tai vaihtoehtoisesti hydraulisena signaalina edelleen käsiteltäväksi. Hydraulinen mittausmenetelmä johtaa kylläkin suhteellisen yksinkertai-25 seen ja kestävään rakenteeseen, mutta sillä on oleellisena haittapuolena se, että mittausväliaineena käytettävän nesteen ominaisuudet muuttuvat eri lämpötiloissa, mikä johtaa taas monimutkaiseen kompensointiin, jolloin laitteesta tulee kallis ja sen luotettavuus on siltikin epäluotettavaa aina-30 kin ääriolosuhteissa.

Toinen tunnettu tapa järjestää painon ilmaisu on käyttää vetotankoa, ja ilmaista siinä tapahtuva venyminen venymäliuskojen avulla. Tässäkin tapauksessa itse anturi on kyllä-35 kin suhteellisen yksinkertainen muodostuen sylinterimäiseksi koneistetusta metallikappaleesta, jonka pintaan venymäliuskat on liimattu tunnistamaan metallikappaleen muodonmuutos. Venymäliuskoista saatu ilmaisu on matemaattisesti muutetta- 2 84759 vissa painoa osoittavaksi luvuksi. Tällä rakenteella on tässä käyttökohteessa ongelmana se, että rakenne tuntee erittäin hyvin anturiin kohdistuvan väännön ja myös taivutuksen, joita voimia tässä käyttökohteessa kaikenlaisista 5 nivelöinneistä huolimatta pyrkii esiintymään, mikä johtaa ilman muuta virheelliseen punnitustulokseen. Tällaisia virheitä ei ainakaan täysin voida laskennallisestikaan oikaista. Mikäli tämän anturin yhteydessä nosturipuomin pään ja anturin väliin sekä anturin ja kuorman käsittely-10 laitteen väliin järjestetään riittävä nivelöinti virheellisten voimien estämiseksi, johtaa tämä laitteen pituuden huomattavaan kasvuun, joka taas puolestaan pienentää laitteen nostokorkeutta ja vaikuttaa siten haitallisesti sen käytettävyyteen .

15

Keksinnön tavoitteena on siten aikaansaada nosturin nostavan rakenteen ja kuorman käsittelylaitteen väliin sijoitettava anturi, joka ei ole herkkä antamaan väännöstä tai taivutuksesta aiheutuvia virhelukemia ja joka on pituudeltaan niin 20 lyhyt, ettei se aiheuta ainakaan mainittavaa nostokorkeuden menetystä. Toivottavaa on, että anturilaite olisi niin lyhyt, että se olisi muodostettavissa punnituslaitteettoman nosturin johonkin rakennekomponenttiin sen pituutta kasvattamatta. Tämän lisäksi keksinnön tavoitteena on saada aikaan 25 tämän tyyppinen anturi, joka olisi erittäin toimintavarma, mikä merkitsee sitä, että nosturin käyttö sen suorituskyvyn äärirajoilla antaa oikean punnitusarvon, ettei virheellinen ja ohjeiden vastainenkaan käyttö aiheuta anturin vaurioitumista ja että mittausarvot on saatavissa tarkasti ulkoisista 30 olosuhteista, kuten lämpötilasta riippumatta. Tämän lisäksi tavoitteena on saada aikaan tämän tyyppinen anturi, joka olisi yksinkertainen ja hinnaltaan edullinen.

Keksinnön mukaisen anturin avulla saadaan aikaan oleellinen 35 parannus edellä esitetyissä epäkohdissa ja toteutettua määritellyt tavoitteet. Tämän aikaansaamiseksi keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

3 84759

Keksinnön tärkeimpänä etuna voidaan pitää sitä, että se on erittäin pienikokoinen, jolloin se ei aiheuta nostokorkeuden pienenemistä ja että punnitustulos on luotettava lämpötilan 5 muutoksista riippumatta ja että anturi on rakenteeltaan erittäin luja, jolloin se ei helposti vaurioidu.

Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisesti oheisiin piirustuksiin viittaamalla.

10

Kuvio 1 esittää yleisesti nosturia, jossa on käytetty keksinnön mukaista anturia.

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaista anturia ulkoa päin kah-15 desta toisiinsa nähden kohtisuorasta suunnasta.

Kuvio 3 esittää keksinnön mukaista anturia yksityiskohtaisesti ulkoa päin suunnasta B ja osittain pitkin tasoa D-D leikattuna ilman suojakansia.

20

Kuvio 4 esittää kuvion 3 anturia ulkoa päin suunnasta A sekä osittain pitkin tasoa C-C leikattuna ilman suojakansia.

Kuviossa 1 näkyy esim. autoon sijoitettava puutavaranosturi 25 ja tähän nosturiin sen puomin pään 7 ja puutavaran käsittelylaitteen 5, 6 väliin sijoitettava anturi 1. Tällöin puutavaran käsittelylaite käsittää esim. kahmarin 6 ja rotaatto-rin 5. Anturi 1 on kytketty kaapelin 2 välityksellä liitän-tärasiaan 3 ja sitä kautta sähköiseen laskentayksikköön ja 30 näyttöön 4. Laskentayksikkö tai ainakin sen näyttö sijoitetaan esim. nosturin käyttäjän ulottuville tai muuhun sopivaan paikkaan. Laskentayksikkö voi olla mitä tahansa sopivaa rakennetta ja se edullisesti nollaa lukeman ts. taaran vaikkapa jokaisen noston välissä.

Kuviosta 2 on nähtävissä anturilaite 1 irrallisena siten, että kuviossa A se on esitetty suunnasta A ja kuviossa B se on esitetty suunnasta B. Anturilaitteen 1 toisessa päässä 35 4 84759 on nivelrakenne 8 anturin kiinnittämiseksi puomin päähän 7 ja toisessa päässä nivelrakenne 9 anturilaitteen kiinnittämiseksi kuorman käsittelylaitteisiin, kuten rotaattoriin 5. Nämä kiinnitykset voivat olla mitä tahansa tyyppiä ja yleen-5 sä nosturivalmistajän suunnitteluaineiston mukaisia eikä niitä siten kuvata tässä yksityiskohtaisesti. Näiden nivel-rakenteiden 8 ja 9 välissä on anturin 1 mittausosuus 10. Näissä kuvion 2 kuvannoissa on mittausosuudesta näkyvissä lähinnä vain sivut 11a ja 11b sekä suojakannet 12 ja 13 10 sekä signaalikaapelin 2 kiinnitysyhde 14.

Kuvioissa 3 ja 4 on anturi 1 esitetty suojakannet 12 ja 13 poistettuna. Keksinnön mukaisesti anturin runko muodostuu yhtenäisestä metallikappaleesta 15, joka on mittausosuudella 15 10 poikkileikkaukseltaan edullisesti suorakaide, jossa on kaksi keskenään yhdensuuntaisiksi koneistettua pintaa 11a ja 11b sekä kaksi muuta yhdensuuntaisiksi koneistettua pintaa 16a ja 16b, jotka viimemainitut pinnat ovat kohtisuorassa ensinmainittuja pintoja 11a ja 11b vastaan. Tämä 20 tankomainen mittausosuus 10 on siis symmetrinen pituuskeski-linjansa 17 suhteen. Nivelöinnin 8 ja 9 vaikutuksesta myös kuorman aiheuttama vetävä voima F vaikuttaa tämän keskilinjan 17 suunnassa. Rakenne puomin päässä on järjestetty sellaiseksi, että kaikki painon aiheuttamat voimat vaikutta-25 vat nivelien 8 ja 9 kautta, jolloin koko kuormavoima kulkee mittausosuuden 10 kautta.

Tähän mittausosuuteen 10 on muodostettu sen kahdelta vastakkaiselta puolelta, kuvioiden tapauksessa pinnoista 11a ja 30 11b lähtien, kaksi uraa 21 ja 22, joiden keskimääräiset pituussuunnat 19a, 19b ovat kohtisuorassa keskilinjaa 17 vastaan ja keskenään yhdensuuntaiset. Näistä urista 21, 22 mittausosuuden pituuskeskilinjän 17 suuntaisen välimatkan H päähän on muodostettu kappaleen 15 läpi menevä reikä 18, 35 jonka keskimääräinen pituus S on yhdensuuntainen urien mainitun suunnan 19a, b kanssa. Edullisesti on urat 21 ja 22 muodostettu symmetrisesti pituuskeskilinjän 17 kautta kulkevaan ja suuntien 19a, b ja S kanssa yhdensuuntaiseen 5 84759 tasoon T nähden, joka siis on kohtisuorassa kuvan 4 tasoa vastaan ja yhdensuuntainen kuvion 3 kuvatason kanssa. Reikä 18 on myös edullisesti muodostettu symmetriseksi tähän tasoon T nähden. Tämän lisäksi on urien 21 ja 22 pohjien 5 välimatka 23 järjestetty pienemmäksi kuin reiän 18 leveys 24 pituutta S ja pituuskeskilinjaa 17 vastaan kohtisuorassa suunnassa, jolloin urien ja reiän välille H syntyvät lomit-taisalueet L. Urien 21, 22 pohjat ja reiän 18 reunat leveys-suunnassa siis muodostavat perustan suunnille 19a, b ja S, 10 jolloin pohjat ja reunat ovat edullisesti näissä suunnissa suoria.

Keksinnön mukaisesti on näille lomittaisalueille muodostettu syvennykset, joita siis esitetyn toteutusmuodon mukaisessa 15 anturissa on neljä kappaletta siten, että niistä ensimmäinen syvennys 25a ja kolmas syvennys 25c sijaitsevat ensimmäisen uran 21 ja reiän 18 ensimmäisen reunan 26a lomittaisalueella kappaleen 15 vastakkaisilla puolilla, siis ensimmäinen syvennys 25a pinnasta 16b lähtien ja kolmas syvennys pinnas-20 ta 16a lähtien. Toinen syvennys 25b ja neljäs syvennys 25d sijaitsevat vastaavasti toisen uran 22 ja reiän 18 toisen reunan 26b välisellä lomittaisalueella kappaleen vastakkaisilla puolilla ts. toinen syvennys pinnasta 16b lähtien, neljäs syvennys pinnasta 16a lähtien. Nämä kaikki neljä 25 syvennystä on edullista järjestää keskenään samanlaisiksi ja symmetrisesti tason T suhteen, jolloin niiden syvyys D on yhdensuuntainen suuntien 19a, b ja S kanssa. Nämä syvennykset on edullisesti järjestetty myös symmetrisesti sen tason P kanssa, joka kulkee pituuskeskilinjän 17 kautta ja 30 on kohtisuorassa aikaisemmin mainittua tasoa T vastaan.

Syvennykset 25a-d ovat esitetyn toteutusmuodon mukaisesti tasapohjaisia syvennyksiä, jolloin pohjat 33 ovat yhdensuuntaisia tason P kanssa. Tällöin on mittausosuus 10 lomittais-alueiden L kautta kulkevissa leikkauksissa, leikkaustasojen 35 ollessa ensimmäisen tason T suuntaisia, I-palkkimainen muodoltaan, kuten kuviosta 3 näkyy välillä H. Syvennysten 25a ja 25c sekä vastaavasti 25b ja 25d pohjien 33 väliin jää I-palkin uuma ja syvennysten sivujen ja reiän 18 ja vastaa- 6 84759 vasti urien 21, 22 väliin jäävät I-palkin laippaosat muodostaen kaksi lomittaisalueiden L pituuden 34 mittaista I-palkkia symmetrisesti tason T-suhteen. Näihin syvennyksiin 25a-d on sijoitettu V-tyyppiset venymäliuskat 27 tunnetulla 5 tavalla. Venymäliuskat 27 voivat olla mitä tahansa sinänsä tunnettua kaupallisesti saatavissa olevaa tyyppiä. Venymäliuskojen johdotusten vetoa varten on syvennysten 25 väliin pinnoista 16a ja 16b lähtien muodostettu urat 28.

10 Edellä kuvatulla rakenteella jaetaan kuormittava voima F kahteen jäykästi päistä kiinnitettyyn I-palkkiin, joiden pituus on mainittu lomitusalue L. I-palkkien toinen jäykästi kiinnitetty pää muodostuu urien pohjan välimatkan 23 ja läpimenevän reiän 18 väliselle alueelle, kun taas I-palkkien 15 toiset päät muodostuvat urien 21 ja 22 alasivujen 29 ja läpimenevän reiän päiden 26a ja 26b sekä sivujen 11a ja vastaavasti 11b väliselle alueelle. Lomitusalueella L mitataan siten I-palkkien taivutuksessa syntyvää leikkausjännitystä. Venymäliuskoista 27 saadut indikaatiot viedään johtoa 20 myöten eteenpäin ja käsitellään edelleen joko anturin 1 yhteydessä olevassa esikäsittelylaitteessa tai vasta keskusyksikössä 4.

Kuvioissa esitetyssä edullisessa toteutusmuodossa ovat urat 25 21 ja 22 pyöreäpohjäisiä ja pinnoiltaan 29, 30 tasomaisia pohjien pyöristyssäteiden keskilinjojen 19a, 19b muodostaessa siten urien pituussuunnan. Reikä 18 on samoin reunoistaan pyöristetty pyöristyssäteiden keskilinjojen 26a, 26b muodostaessa samalla reiän suunnan S, reiän ollessa pyöris-30 tysten väliseltä yläpinnaltaan 31 ja alapinnaltaan 32 tasomainen. Tällöin on edullista järjestää syvennykset 25a-d siten, että näiden reikien akseliviivat sijaitsevat keskipisteiden 19a ja 26a ja vastaavasti 19b ja 26b muodostamissa tasoissa, jolloin venymäliuskat sijoitetaan näitä tasoja 35 vastaan kohtisuoriin syvennysten pohjiin näiden tasojen suhteen symmetrisesti, ts. I-palkkien pituuden 34 keskelle uumien kahta puolta.

7 84759

Edellä on kuvattu eräs edullinen keksinnön toteutusmuoto, mutta keksintö ei ole rajattu siihen, vaan sitä voidaan muunnella patenttivaatimusten rajoissa. Siten esim. lomitus-alueen suuruus L voi vaihdella suhteellisen laajoissakin 5 rajoissa ja urien pohjat ja läpimenevän reiän päät voivat olla muotoillut toisella tavalla. Erityisesti urien yläsi-vuilla 30 ja läpimenevän reiän alasivulla 32 ei ole varsinaista vaikutusta mittaustulokseen, joten ne voivat olla muotoillut muilla perusteilla, mutta urien alapinnat 29 ja 10 reiän yläpinta 31 on tarkoituksenmukaista muotoilla yhdensuuntaisiksi, jolloin I-palkin ylä- ja alapinta ovat yhdensuuntaisia. Tässä mainittu uran alapinta 29 merkitsee yleisemmin reikää 18 kohti osoittavaa uran pintaa ja reiän 18 yläpinta 31 yleisemmin uraparia 21, 22 kohti suunnattua 15 pintaa, koska ura-reikä-rakennehan voi olla käänteinen toiminnan ollessa täysin identtinen. Urien 21 ja 22 pohjien ja reiän 18 reunojen ei tarvitse olla suoria pituussuunnassaan vaan ne voivat olla kaareviakin, kunhan suunnat 19a, b ja S ovat keskimäärin tai tehollisesti yhdensuuntaisia.

20

Syvennykset 25 voivat olla toisen muotoisia tai niitä voi olla vain kaksi, ts. yksi anturin pinnan 16a puolelta lähtevä ja yksi anturin pinnan 16b puolelta lähtevä, kunhan nämä kaksi syvennystä ulottuvat lomittaisalueelle L. Tämä ratkai-25 su kuitenkin heikentää rakennetta eikä muodosta I-palkeille yhtä jäykkää pään kiinnitystä. Syvennysten 25a-d muoto voi sinänsä vaihdella, joten ne voivat olla koneistetut esim. toisen tyyppisesti. Oleellista kuitenkin on, että syvennysten pohjat ovat tason T suuntaisissa leikkauksissa suoria, 30 kuten esim. näkyy kuviossa 3, jotta tässä leikkauksessa syntyisi I-palkin muoto. Jos syvennykset esim. jyrsitään sylinterimäisellä terällä, jonka kehäpinta muodostaa leik-kauspinnan ja jonka pyörintäakseli on keskiviivan 17 suuntainen, päädytään I-palkkimaiseen lomittaisalueeseen, mutta 35 kuvion 4 kuvannossa syvennykset ovat suorakaiteen muotoisia ja pohjat muodostavat sylinteripinnan, jonka akselisuunta on keskiviivan 17 suuntainen. Kuvatussa toteutusmuodossa ovat lomittaisalueen L pituus ja I-palkkin pituus 34 yhtä 8 84759 suuret, koska syvennysten 25 halkaisija on suurempi kuin lomitus L, mikä on edullista. Voidaan tietenkin muodostaa I-palkki, jonka pituus 34 on pienempi kuin lomitus L, käyttämällä halkaisijoiltaan pieniä syvennyksiä.

Claims (3)

1. Anturi nosturista tai vastaavasta riippuvan kuorman punnitsemiseksi noston aikana, joka anturi (1) on toisesta päästään (8) nivelöity nosturiin tai vastaavaan ja toisesta 5 päästään (9) kuorman käsittelylaitteeseen ja käsittää rungon (15), joka on yhtenäinen kappale, jossa kaikki kuorma (F) välittyy näiden kahden nivelen (8, 9) välisen mitta-osuuden (10) kautta, jolloin mittausosuuteen on muodostettu vastakkaisille puolille kaksi uraa (21, 22), joiden pää-10 asialliset suunnat (19a, 19b) ovat kohtisuorassa mittaus-osuuden pituuskeskilinjaa (17) vastaan sekä näistä urista mittausosuuden pituuskeskilinjan (17) suuntaisen välimatkan päähän läpimenevä reikä (18), jonka pääasiallinen pituus (S) on yhdensuuntainen urien suunnan (19a, b) kanssa ja 15 jolloin urien ja reiän välialueelle on muodostettu ainakin kaksi vastakkaisilta puolilta lähtevää syvennystä (25), joiden syvyys (D) on yhdensuuntainen urasuuntien (19a, b) ja reiän pituuden (S) kanssa ja jolloin venymäliuskasta tai -liuskoista tai vastaavista muodostuvat ilmaisimet on 20 kiinnitetty näihin syvennyksiin mitta- tai muodonmuutosten ilmaisemiseksi painoon verrannollisen signaalin muodostamista varten, tunnettu siitä, että syvennykset (25) ovat ainakin pituuskeskilinjan (17) suuntaisissa leikkauksissa pohjistaan (33) suoria ja tämän keskilinjan suuntaisia, jolloin . 25 urien (21, 22) ja reiän (18) välisille lomittaisalueille (L) muodostuu I-palkkimainen muoto näissä leikkauksissa ja että venymäliuskat (27) tai vastaavat ovat V-tyyppiä ja ne on sijoitettu näiden I-palkkien uumapinnoille (33) kahta puolta edullisesti I-palkkien pituuden (34) keskikohdille 30 symmetrisesti mittaamaan leikkausjännitykset uumissa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen anturi, tunnettu siitä, että urien (21, 22) reikää (18) päin olevat sivut (29) ovat keskenään yhdensuuntaiset, tasomaiset ja kohtisuorassa 35 pituuskeskilinjaa (17) vastaan ja reiän (18) uria (21, 22) päin oleva sivu (31) on tasomainen ja kohtisuorassa pituus-keskilinjaa (17) vastaan, että syvennykset (25a-d) ovat 10 84759 lähinnä pyöreitä ja tasapohjaisia ja niitä on neljä tai kaksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen anturi, tunnettu siitä, 5 että syvennykset (25) ovat pohjistaan sylinterimäisiä, joiden kuviteltu sylinteriakseli on keskiviivan (17) suuntainen, jolloin syvennykset ovat sivulta katsottuna suorakaiteen muotoisia. 10