SE433262B - Elektronisk vag, speciellt avsedd att utformas som plattformsvag eller lastcell - Google Patents

Description

âiüäšifiirš storleksordningen 1/1000 mm. Detta är svårt att såväl åstadkomma som att bibehålla, bl.a. till följd av slitage.

Till grund för föreliggande uppfinning ligger en strävan att åstadkomma en ur tillverkningssynpunkt enkel och billig elektronisk väg, vilken innefattar en givaranord- ning som väsentligen eliminerar alla icke önskade krafter och moment härrörande från lastens placering på en plattform eller motsvarande och vilken endast kräver en mätgivare. Konstruktionen skall vidare vara sådan, att man undviker utnyttjandet av korta momentarmar, som kräver hög tillverkningsprecision, och även eggar och pannor, som kan ge upphov till friktion eller förslitas. Vidare skall någon som helst mekanisk justering normalt ej erfordras vid monteringen.

Ovannämnda mål uppnås enligt föreliggande uppfinning genom utnyttjandet av en s.k. dubbel trepunktsupphängníng, varmed avses att vågskålen eller motsvarande är upphängd i tre punkter i en givaranordning, vilken i sin tur är upphängd i tre andra punkter i ett fundament. Genom utnyttjandet av tvâ trepunktsupphängningar blir kon- struktionen statiskt bestämd.

Det speciellt karakteristiska för en våg enligt uppfinningen är därvid, att en punkt pä halva höjden i vardera triangeln är gemensam, varvid givaranordningen innefattar en med givare försedd kropp som är stelt förbunden med de olika upphängningspunkterna (A - F) via ett system av armar av godtyckligt utseende och att givarnas verknings- centrum ligger på den gemensamma punkten. I Det föredrages att nämnda kropp är förbunden med nämnda upphängningspunkter via armar, av vilka en arm, som förbinder de upphängningspunkter som bildar trianglar- nas toppar, är stelt förbunden med en ände hos kroppen och övriga armar, eventuellt via mellanliggande distans-stycken, är stelt förbundna med en motstående ände hos kroppen.

För erhållande av en enkel och tillförlitlig konstruktion bör trianglarna vara vända med topparna mot varandra, varvid nämnda organ för indikering av böjmoment skall vara anordnade vid en position belägen mitt emellan basen och toppen och utmed en tänkt höjdlinje i respektive triangel. Därvid löper nämnda höjdlinjer lämpligen i linje med varandra och är trianglarnas baser inbördes parallella och lika långa.

Vid ett föredraget utförande är nämnda kropp cylinderformad och anordnad koaxiellt med de armar som löper från respektive triangels topp, varvid nämnda organ för indikering av böjmomentet innefattar axiellt på cylindern anbringade töjningsgivare.

En symmetrisk och enkel konstruktion erhålles därvid om mitt för varandra belägna hörn hos de båda trianglarna är inbördes förbundna medelst parallella stänger, vilka bildar nämnda armar, varvid den mittersta stången, som löper utmed trianglarnas höjdlinjer, är förbunden med den ena änden hos nämnda kropp, medan de bada yttre stängerna är förbundna med nämnda kropps motsatta ände via en tvärgâende stång. De parallella stängerna har därvid lämpligen samma längd. 4 8. 3 Gå 14-3 M4 För bästa noggrannhet bör 'vägskâlen respektive givaranordningen vara vridbart upphängd vid de yttre ändarna av de liva nämnda ena ände hos sagda kroop förbundna armarna. Lämpligen är därvid givaranordningen och vägskälen uophängda i tunna materialtungor, företrädesvis bladfjädrar, så att viss rörelse kan medges väsent- ligen i armarnas längdriktnirig.

Uppfinningen kommer nu att beskrivet-s närmare zwedan. under hänvisning till bifogade ritningar.

Fig. l är en planvy, delvis i sektion, över en utföringsforrri av en enligt uppfinningen utnyttjad givaranordning.

Fig. 2 är ett vertikalsnitt genom en våg enligt uppfinningen.

Fig. 3 visar i sidovy ett alternativt utförande av en centra! del av givaranordning- en enligt fig. l.

Fig. li är en planvy över en alternativ utföringsform av en enligt uppfinningen utnyttjad givaranordning.

Fig. 5 är en planvy över ytterligare ett utförande av givaranordningen.

Fig. 6 visar ett utförande av ett hängsle.

Fig. 7 är en infästnirigsanordning för ett hängs-le enligt fig. 6.

Fig. 8 illustrerar en infästning av ett hängsle i en av givaranordningens armar.

Den i planvy i fig. l visade givaranordningen innefattar sex upphängningspunkter A, B, C, D, E och F, vilka är parvis förbundna medelst armar l, 2 och 3. Armarna l och 3 är vidare förbundna med en tvål-gående stång li, vilken är stelt förbunden med den ena änden 5 hos en nvëtkropp i form av ett rör 6. Arrnen 2 passerar fritt genom röret 6 och är medelst en bussning 7 stelt förbunden med rörets motsatta ände B. Hela givaranord- ningen bildar såiedes en integrerad enhet utan någon ledad förbindelse.

Genom att samtliga upphängningspunkter via armar är stelt förbundna med rörets 6 ena eller andra ände, kommer detta vid belastning av giivarariordningen att utsättas för böjmoment, afilket på konventionellt sätt avkäniies medelst på rörets över- respektive Lindex-sida anbringade elektriska töjningsgivare 9.

Upphängningspunkterna A, B och C hos givaranordningen i fig. 1, som är marks-- rade med pilspetsar, är infästa i ett fundament, vilket kan ha formen av en låda, medan en ifägslcâl eller motsvarande är infäst i upphängningspunkterna S, r. och F, som är markerade med pilstjärtar.

Upphängningspunkterna i de båda trepunktsuppliängningarna bildar hörnpunkterna i var sin likbent triangel ABC respektive DEF. Punkterna A och D bildar trianglarnas toppar och det väsentligt, att töjningsgivarna 9 är belägna exakt på halva höjden i respektive triangel. Enligt fig. l löper arrnen2 koaxiellt med en tänkt höjdlinje i respektive triangel.

Till följd av den dubbla trepunktsupphängningen pâverkas givaranordningen vid central belastning av vàgskålen av sex huvudkrafter, vilka samtliga blir vertikalt äißääiäsš riktade, dvs. vinkelrätt mot papperets plan. Trepunktsupphängningarna medför att kraftsystemet blir statiskt bestämt och därigenom självinställande. Om således under- laget är ojämnt eller lutande, sa ger detta endast upphov till ett fel som är beroende av den av lutningsvinkeln erhållna förkortningen av den projicerade längden av respektive momentarm. Detta fel är i de flesta fall helt försumbart, varför normalt någon nivellering av vågen ej erfordras.

Givaranordningen enligt fig. 1 kan exempelvis vara upphängd såsom visas i fig. 2, vilken är ett vertikalsnitt genom en utföringsform av en enligt uppfinningen utförd våg.

Med 2 betecknas såsom ifig. l den arm som förbinder upphängningspunkterna A och D med mätrörets 6 ena ände 8. Punkten A är därvid upphängd i en som fundament tjänande låda 10 medelst en bladfjäder ll, vilken vid 12 är fastnitad vid lädans vägg. På motsvarande sätt är även punkterna B och C upphängda i lädans motstàende vägg.

I upphängningspunkten D är en vâgskål 13 upphängd medelst en bladfjäder 14, vilken vid 15 är fastnitad vid vågskålen. På motsvarande sätt är vâgskälen utmed sin motstâende kant upphängd i upphängningspunkterna E och F.

För att undvika vridmoment omkring givarrörets 6 längdaxel bör bladfjädrarna ll respektive 14 vara vridbart infästa vid armens 2 ändar. Övriga ínfästningspunkter är helt fasta. Genom utnyttjandet av bladfjädrar medges viss axiell förskjutning mellan vâgskâl och fundament samtidigt som fjädrarna strävar efter att centrera dessa relativt varandra. Bladfjädrarna skall vidare förutom dragkrafter även kunna överföra vissa tryckkrafter, såsom kommer att framgå nedan. Bladfjädrarna kan emellertid utbytas mot andra ekvivalenta typer av hängslen.

Vid en våg enligt fig. 2 med en givaranordning enligt fig. l kommer, om man bortser från givaranordningens egenvikt, naturligtvis summan av de tre nedåtriktade, på givaranordningen verkande krafterna, som härrör frân vågskålen med last, att vara lika med summan av de tre uppåtriktade reaktionskrafterna, vilka härrör fran fundamentet.

En förflyttning av lasten mellan olika punkter på vägskâlen inverkar givetvis ej pa summalastens storlek, varför givarröret 6 skall utsättas för samma böjmoment omkring sitt centralplan S-S i fig. l, där töjningsgivarna 9 är anordnade, oberoende av lastens läge på vågskälen. Något vridmoment omkring rörets längdaxel överföras ej pâ grund av den angivna infästningen av hängslena ll och 14.

Om man som exempel betraktar kraftbilden med en vikt P centralt placerad pa vågskälen och bortser från vagskålens och givarsystemets egenvikt blir krafterna i punkterna A och D båda P/2, men rnotriktade varandra. Krafterna i punkterna B, C respektive E, F' blir vardera P/li och parvis motriktade. Man kan enkelt Visa att det moment som genom kraftparet A-D överföras till givarrörets högra ände är lika med men motriktat det moment som överföras till givarrörets vänstra ände från kraftparen B-E och C-F. Storleken av det moment som uppmätes i centralplanet S-S av töjnings- givarna 9 blir, om avståndet mellan punkterna A och D betecknas L: 3194314-3 M = P Pl. L/'zf Om nu lasten skjuts från centrum, så att den t..s>«;. blir belägen mitt över punkten A, kommer lcraften i A att öka till värdet i* uri-:ë- .r slet att krafterna i B och C blir U. Krafterna i punkterna EI och F ökar var-lera tiil P12 ash kraften i D blir O. De vertikala krafterna som verkar pä givarsysternet ii-ala' givetvis ut varan-dra och momentet lvl i givarens centralplan blir även i ä» ta fall: M = P x L/2 Om nu lasten P tänkes förflyttar] till en iiürria av vagskáleri, Lex. mitt til-er punkten E i fig. l, kommer systemet att vilja vrida sig runt en izänkt förbindningslirije mellan punkterna A och B och således lyftas vid punkten CS. Då emellertid upphäng~ ningsfjädrarnïa även kan uppta tryckkrafter, kornmer srstemet att hållas kvar -av en omvänd kraft i punkten (I. Någon kraft i punkterna i) och F erhålles ej. lvlan kan enkelt visa att kraften i punkten C blir 9/2 och att kraften i punkten A blir P och i punkten B P/2. Dessa krafter är motriktade kraften i punkten C. Senna kraftkoristellation ger visserligen ett vridmoment i tvärstången ll, vilket dock ej påverkar givarna 9, varför momentet i centralplanet 5-5 alltjämt blir M = P x l-/2 Pa likartat sätt kan man visa, att om vikten förskjuts till andra godtyckliga punkter pâ vágskålen så överföras ej, även om i vissa fall moment erhålles i den stela tvärförbindningen, nagra väsentligen falska moment eller krafter till givarröret 6. När man sedan tar hänsyn till egenvikten hos vàgskål ooh givaranordnirig Iwmmer detta alidast att ge ett. fast tillskott till taran, som lätt kan balanseras lit.

Den nwed töjningsgivare 9 försedda givarkroppen enligt fig. 3 är ej rörforrnad utan hoinogesi och utförd med ett rnidjeparti 16, på vilket töjningsgivarna 9 är anbringade. l-lärvid överföras. mornentet från punkten A via den centrala armen 2 och en bygel 3.7 till givarkropperis högra ände, vilken såsom i fig. l står i förbindelse med punkten D.

Mornenten från övriga upphänglwingsplurkter överföras, såsom tidigare, tili givarkroppens vänstra ände medelst tvêirstangen 4.

Detta utförande är speciellt lämpet för mycket känsliga vågar och när man önsi. använda givarmaterial som ej enkelt kan framställas i rörform. Givarkroppen kan ernellertid modifieras även i andra avseenden och exempelvis endast utgöra en förlängning av den centrala armen 2. Även i detta fall utnyttjas en bygel 17 enligt fig. 3.

Enligt det i fig. li visade utförandet av en givaranordning enligt uppfinningen har de yttre arnwarna och den dessa förbindande centrala stången väsentligen formen av ett X. Härigenom kan man spara material och reducera vikten, vilket exempelvis kan vara önskvfärt vid silumingjutning eller liknande. Funktionen blir emellertid densamma som för givaranordfiingen enligt fig. l. ölö/ïišílå-rö I den i fig. 5 visade variationen av givaranordningen enligt fig. l är den centrala armen 2 förskjuten relativt sidoarmarna. Som framgår av de i figuren indikerade, likbenta trianglarna är alltjämt töjningsgivarna placerade i ett gemensamt centralplan S-S, som delar höjden i respektive triangel i två lika delar. Detta utförande kan i vissa fall vara lämpligt för att underlätta och bereda större plats för upphängningen.

Det i fig. 6 visade hängslet l8 kan tillverkas genom fotoetsning eller utstansning i 'lämplig fjäderrnetall. Hängslet kan exempelvis infästas vid lådan 10, såsom illustreras i fig. 7, med hjälp av en klämsl finjusteras med hjälp av en gänga 21, vilket kan vara önskvärt för fininställning av vägar med mycket hög precision.

Vid vågar med extremt hög precision kan det vidare vara fördelaktigt, att hängslena är så infästa i givaranordningens armar, såsom visas beträffande ett hängsle 22 i fig. 8, att hängslets 22 kontakt med respektive arm upphör vid en position som motsvarar givaranordningens centralplan 23. Hängslet 22 kan därvid exempelvis vara infäst i en slits och fixerat medelst en skruv 24. Eventuellt kan hängslet 22 vara så anordnat, att dess kontakt med armen upphör vid en position som motsvarar givaranord- ningens centralplan vid den nedböjning som normal belastning av vågen medför. Detta kan vara av speciell betydelse vid hårt förbelastade vågar med krav på hög noggrannhet.

För att vid precisionsvägar av ovan nämnt slag justera armlängden, dvs. hängslets upphëngningspunkt relativt givarcentrum, kan man även anordna en tallriksfjäderbricka eller motsvarande mellan respektive arms ände och hängslet. Denna bricka kan pressas samman i erforderlig utsträckning medelst hängslets monteringsskruv och läsas, t..ex. med lim, i önskat läge. Med en sådan justering kan man t.ex. kompensera för små fel vid töjningsgivarnas montering.

De ovan beskrivna exemplen på en anordning enligt föreliggande uppfinning får endast ses såsom föredragna utföringsformer, då en rad ytterligare modifikationer är möjliga, speciellt avseende den geometriska utformningen av hållaranordningen och dennas upphängning, inom ramen för principen med den dubbla trepunktsupphängningen, såsom denna definieras i patentkraven. Således kan bl.a. upphängningstrianglarnas lägen relativt varandra varieras och töjningsgivarnas orientering anpassas härtill, sa att dessa avkänner det aktuella böjmomentet.

Med utnyttjande av föreliggande uppfinning kan man även enkelt åstadkomma vågar som är omkopplingsbara mellan olika känslighetsomràden. Detta kan ske genom att anordna en första givaranordning avsedd för relativt små laster pâ en andra givaran- ordning avsedd för större laster, vilken tareras för vikten hos den första anordningen.

Den andra anordningens vâgskâl och den första anordningens fundament sammanbygges lämpligen till en enhet.

Då all last är avsedd att placeras på den första givaranordningens vågskål, mäste denna anordning kunna överbelastas. Härför förses t. ex. vågskålen med stoppdistanser,

Claims (1)

1. 8104314-3 vilka träder i funktion efter uppnáerlde av den niaximala lasten för den första givaranordswingen. Med hjälp av en omlfzopplare kan valfritt signalerna fran den första eller den andra givaranordningens känselkropp kopplas till rnätelektroniken, så att samma vågutrustning kan utnyttjas för Vägning av såväl små laster rned mycket. stor upplösning som relativt stora laster. Omkopplingen rnellari cle olika känsligširatsonfrädena kan ske automatiskt, t.e><. i beroende av respektive mätsignals storlek. På ovan beskrivet sätt kan ett godtyckligt antal givaranordniswgar placeras på varandra för att ge erforderlig upplösning över ett önskat mätoinräde. Fastän exemplen ovan samtliga hänför sig till plattformsvägar kan prineiplösning- arna även Lillärnpas för exempelvis lastceller, då [Jroblenien är väsentligen desamma även vid dessa, eller vid andra kraftmätande anordningar. Patentkrav l. Elektronisk vag, speciellt avsedd att utformas som plattformsväg eller lastceil, innefattande en givaranordning med sex upphängningspunkter (A - F), vilka sett i planvy bildar hörnpunkterna i två, företrädesvis likbenta trianglar, varvid de upphängnings- punkter (A - (I) som är belägna vid den ena triangelns hörn är förbundna med ett 'fundament (lU) e.d. medan en vågskâl (13) eller motsvarande är upphängd i upphäng- ningspurikterria (D - F) vid den andra triangelns hörn och att trianglarnas toppar är riktade mot varandra, att baslinjerna är parallella och att trianglorna i planvy delvis överlappar varandra, k ä n n e t e c: k n a d därav, att en punkt på halva höjden i vardera triangeln är gemensam, varvid givaranordningern innefattar en med givare (9) “försedd kropp (6) som är stelt förbunden med de olika upphängningspunkterna (A - F) via ett systern av armar av godtyckligt utseende och att givarnas verkningscentrum ligger på den gemensamma punkten. 2, Våg enligt patentkravet l, k ä n n e f. e o k n a d därav, att varje triangels topp sett i planvy placerad på eller relativt nära den andra triangelns

   3. Våg enligt nagot av patentkraven l - 2, k ä n n e t e o k n a d därav, att nämnda kropp (6) är förbunden med nämnda upphängningspunicter (A - F) vie tre armar (l-B), av vilka en arm (2), som förbinder upphängningspiinkter (A;D) som bildar trianglarnas toppar, stelt förbunden med en ände (8) hos kroppen (6) och övriga armar (1,5), eventuellt via mellanliggande distansstyoken (4), är stelt förbundna med en motstående ände (5) hos kroppen (6). li., Våg enligt .nagot av patentkraven l - 3, k ä n n e t e e k n a d därav, att nämnda kropp (6) är oylânderforrnad och anordnad koaxiellt med en aren (2) som löper mellan trianglarnas toppar, och att denna arm är stelt förbunden rned en ände (8) av den cylinder-formade kroppen (6), att den andra armen (1,3) är stelt förbunden med den andra änden av den cylinderformade kroppen (6), Lex. via mellanliggande distansorgan (4)- ålßiršiírrš

   5. Våg enligt nagot av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att mitt för varandra belägna hörn (E,B; A,D; FC) hos de båda trianglarna är inbördes förbundna medelst parallella stänger (l-S), som bildar nämnda armar, varvid den mittre armen (2) som löper utmed trianglarnas höjdlinje är förbunden med den ena änden (8) hos nämnda kropp (6) medan de båda yttre stängerna (1,3) är förbundna med nämnda kropps (6) motsatta ände (5) via en tvärgående stång (4). I

   6. Våg enligt nagot av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att givaranordningen och vàgskalen (13) eller motsvarande är så upphängda, att viss rörelse medges väsentligen i armarnas (1,3) längdriktning, lämpligen .genom att upphängnings- punkterna utgöres av bladfjädrar e.d.

   7. Våg enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n e d därav, att tvâ eller flera givaranordningar med olika karakteristik staplas på varandra för att 7 åstadkomma olika känslighetsområden för vågen.

   8. Väg enligt patentkrevet 7, l< ä n n e t e c k n a d därav, att den innefattar stopp- organ, som träder i funktion vid uppnâende av den-maximala lasten för den aktuella givaranordningen, varvid ytterligare viktökning registreras av en mindre känslig givar- anordning.