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    • 专利摘要:

    公开号:WO1989001611A1
    申请号:PCT/CH1988/000056
    申请日:1988-03-10
    公开日:1989-02-23
    发明作者:Johannes Wirth；Mario Gallo
    申请人:Wirth, Gallo Messtechnik Ag；
    IPC主号:G01G21-00
    专利说明:
    [0001] Kraftmesser mit Parallelführung
    [0002] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kraftmesser mit einer elastisch untersetzenden Parallelführung, im besonderen auf einen sol- chen Kraftmesser, bei dem der Lastaufnehmer zwischen den Organen der Parallelführung der AusfUhrungsbeispiele gemäss Fig. 1 und 5.angeordnet ist und gleichzeitig als Fesselung für den ganzen Kraftmesser dient. Solche Kraftmesser sind bekannt, beispielsweise aus der EP 85 810 126.4-. Dort ist der Lastaufnehmer senkrecht zu den die Parallelführung bildenden Lenkern und parallel zur zu messenden Kraft eingebaut. Zudem ist das Mess-System, gebildet aus der Parallelführung und dem Lastauf¬ nehmer mit je einem weiteren Lenkersystem einerseits am Gestell, ander¬ seits am Lastträger befestigt, um Lastbedingte Verformungen von Gestell und Lastträger vom Mess-System fernzuhalten (Drainage). Diese Bauart ist kompliziert, entsprechend teuer und ergibt eine beträchtliche Bauhöhe. Dies insbesondere, weil sowohl auf der Seite des Gestells, als auch auf der Seite des Lastträgers Kragarme vorgesehen werden müssen, die die Kräfte auf den Lastaufnehmer übertragen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu überwinden und ein Mess-System zu schaffen, das einerseits niedrig baut, einfach - und damit kostengünstig - herzustellen ist und ferner ohne Drainage-Hilfsmittel weitgehend unempfindlich ist gegenüber dem Auflageort der Last, sofern der Kraftmesser zur Gewichtermittlung einge¬ setzt wird. Die Lösung der gestellten Aufgabe weist die im Patentanspruch 1 formu¬ lierten Merkmale auf.
    [0003] Anhand der beiliegenden Zeichnung wird der Erfindungsgedanke näher er¬ läutert. Es zeigen
    [0004] Fig. 1 ein erstes Aus'führungsbeispiel in Seitenansicht
    [0005] Fig. 2 a,b ein erstes Detail des ersten Ausführungsbeispiels in zwei Ansichten
    [0006] Fig. 3 a,b,c ein zweites Detail der ersten Ausführungsbeispieles Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel in Seitenansicht
    [0007] Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel, ebenfalls in Seitenansicht
    [0008] Fig. 6 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Herstel¬ lungsprozesses der Parallelführung.
    [0009] Fig. 7 ein viertes Ausführungsbeispiel mit zwei Kreuzgelenken,
    [0010] Fig. 8 eine Variante zu Fig. 6
    [0011] Die erfindungsgemässe Vorrichtung gemäss Fig. 1 und 2 besteht aus einem Gestell 1 und einem Lastträger 2, zwei im wesentlichen horizontalen Platten 3, 4 und vier Bandgelenken 5 bis 8. Das Gestell 1, das aus einem im wesentlichen dreieckigen Hohlprofil besteht, ist beispielsweise mit¬ tels Schrauben an einer Grundplatte 12 befestigt. Die zwei Bandgelenke 5, 8 verbinden die Platten 3 und 4 mit dem Gestell 1 auf der einen Sei¬ te. Der Lastträger 2 ist durch die Bandgelenke 6, 7 ebenfalls mit den Platten 3, 4 verbunden. Dadurch, dass die Platten 3, 4 im wesentlichen gleich lang und im wesentlichen parallel sind, und die Bandgelenke 5 bis 8 gleich ausgebildet werden, entsteht eine elastische Parallelführung für den Lastträger 2; dieser besteht aus einem, demjenigen des Gestells 1 entsprechenden, Hohlprofil. Am Lastträger 2 ist, ebenfalls beispielsweise mit Schrauben, eine Waag- schale befestigt, die zur Aufnahme des Wägegutes dient. An der Unter¬ seite des Gestells 1 und an der Oberseite des Lastträgers 2 befinden sich je eine zylindrische Bohrung 13 bzw.14, die koaxial zu einer Achse 17 angebracht sind, wobei die Achse 17 diagonal durch die ganze Paral¬ lelführung läuft. In jeder der Bohrungen 13, 14 ist - mit Hilfe einer Schraube 18 - eine Stelze 19 bzw. 20 befestigt. Die Stelzen 19, 20 über¬ tragen lastproportionale Druckkräfte auf einen Lastaufnehmer 21. Dieser erzeugt nach einer dem Stand der Technik angehörenden Methode aus der Kraft-Information ein analoges oder digitales elektrisches Signal. Es kommen hier also beispielsweise in Frage: Dehnungsmessstreifen, Piezo- quarze, kapazitive Wandler und solche mit querschwingenden Saiten, bei¬ spielsweise nach dem DE Gb G 86 33 612.6.
    [0012] Wird nun die Waagschale 16 mit Wägegut belastet, so findet durch die elastische Parallelführung eine Kraftteilung statt: Der - zumeist - grössere Teil der Gewichtskraft des Wägegutes wird über die Bandgelenke 5 bis 8 und die Platten 3, 4 direkt an das Gestell 1 abgeleitet. Die restliche Kraft fliesst über den Lastaufnehmer 21, durch dessen Diago¬ nalStellung entsprechend vergrössert. Durch diese Kraftteilung entstehen in den Platten 3, 4 zusätzliche Zugkräfte. Wegen der geringen Längsnach- giebigkeit der Platten 3, 4 und der Bandgelenke 5 bis 8 wird die Kraft¬ messung jedoch nicht beeinträchtigt. Die Bewegung des Lastträgers 2 - durch den Lastaufnehmer 21 gefesselt - ist nurmehr eine virtuelle. An der Grundplatte 12 ist ein Anschlag 15 angebracht, auf dem der Lastträ¬ ger 2 bei Ueberlast aufsitzt. Die Kraft, die in der Längsrichtung auf den Lastaufnehmer 21 wirkt, kann aufgeteilt werden, in eine Horizontal- und in eine Vertikalkomponente. Das gegenseitige Verhältnis dieser Komponenten, kann im weiten Rahmen zwischen den Werten 1:10 bis 10:1 variiert werden, je nach den Grössen- verhältnissen der Elemente der Parallelführung und dem Orte und der Art der Krafteinleitung.
    [0013] Anstatt einer Stelze 19 können auch deren zwei vorhanden sein, die beide - parallel nebeneinander und symmetrisch zur Achse 17 - am Gestell 1 be¬ festigt sind. Damit wird verhindert, dass der Lastaufnehmer 21 um die Achse 17 Torsionsschwingungen ausführen kann. Die kleine - virtuell genannte - Bewegung des Lastträgers 2 bei Belast¬ ung führt zu Biegebeanspruchung der Stelzen 19, 20. Diese Biegebeanspru¬ chung wird aufgenommen durch ein Paar von Ausnehmungen 22 beispielsweise an der Stelze 20, im Detail gezeigt in Fig. 3b. Eine in Fig 3a gezeich¬ nete Variante hierzu besteht darin, die Stelze 20 an der gleichen Stelle auf einem kurzen Stück, etwa von der Länge von ein bis zwei Durchmessern der Stelze 20 stark zu verjüngen, so dass eine zylindrische Sollbiege- stelle 23 entsteht. Eine weitere Variante zeigt Fig. 3c. Hier sind an der Stelze 20 zwei versetzte Einschnitte 24 angebracht, die einander, in Bezug auf die Längsachse der Stelze 20, gegenüberliegen und über die Mitte der Stelze 20 hinausrei'chen. Es können an der Stelze jedoch auch zwei Sollbiegestellen nach Fig. 3a,b,c vorhanden sein. Die entweder mit den Ausnehmungen 22, oder mit der Sollbiegestelle 23 oder den Einschnit¬ ten 24 versehene Stelze 20 ist in der Lage, die kleinen Verdrehungen und /oder Verbiegungen aufzunehmen, die im normalen Wägebetrieb entstehen. Durch den schrägen Einbau des Lastaufπehmers 21 wird ein konstanter Zu¬ satz an Zugkräften auf die Platten 3,4 und die Bandgelenke 5 bis 8 aus¬ geübt. Die Längsnachgiebigkeit der die Lenker bildenden Elemente spielt jedoch bei der Kraftmessung eine völlig vernachlässigbare Rolle.
    [0014] im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 sind die Stelzen 19, 20 wesentlich kräftiger ausgeführt, als diejenigen gemäss Fig. 1. Die Sollbiegestellen sind hier gestellseitig vorgesehen: Sowohl am Gestell 1, als auch am Lastträger 2 sind im wesentlichen gleich ausgebildete Anschlussstücke 36 vorgesehen, die je eine, zu Achse 17 koaxiale, Bohrung 37 tragen. Durch die Bohrung 37 werden Schrauben 38 eingesetzt, die in Gewinde 39 ein¬ greifen, welche in den Stelzen 19, 20 angebracht sind. Die Schrauben 38 werden durch zwei Bohrungen 40 eingeführt und auch angezogen. Die ge¬ nannten Sollbiegestellen sind verjüngte Partien 41 der Anschlussstücke 36. Auch in diesem Ausführungsbeispiel können die Stelze 19 und die da- mit verbundenen Befestigungselemente, zur Verhinderung von Torsions¬ schwingungen um die Achse 17, doppelt vorhanden sein.
    [0015] Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 hat denselben Grundaufbau, wie je¬ nes gemäss Fig. 1, mit Gestell 1, Lastträger 2, Waagschale 16, Platten 3, 4 und Bandgelenken 5 bis 8. Das Gestell 1 weist oben eine der Bohrung 13 entsprechende Bohrung 31 auf; die der Bohrung 14 entsprechende Boh¬ rung 32 findet sich unten am Lastträger 2. Die Bohrungen 31, 32 nehmen zwei Kraftübertragungsorgane 33 auf, die entweder als Stelzen oder Zug¬ bänder ausgebildet sein können. Die im Messbetrieb von den Kraftübertra- gungsorganen 33 übertragenen Zugkräfte wirken auf einen Lastaufnehmer 34, der von analoger Bauart ist, wie der Lastaufnehmer 21 des ersten Ausführungsbeispieles; der innere Aufbau des Lastaufnehmers macht ihn geeignet zur Messung von Zugkräften. Was zum ersten Ausführungsbeispiel über Verbiegen der Stelzen 19, 20 gesagt wurde, gilt hier analog für die Kraftübertragungsorgane 33. In Fig. 6 ist der Herstellungsprozess der Parallelführung schematisch dargestellt. Das Gestell 1, der Lastträger 2, die Platten 3, 4 und vier Stege 40 bis 43 sind zu einem Gesamtprofil zusammengefasst, das bei¬ spielsweise durch Extrusion oder durch Drahterodieren aus dem Vollen hergestellt ist.
    [0016] Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig., 7 sind die Bandgelenke 6, 8 der vori¬ gen Ausführungsbeispiele ersetzt durch Kreuzgelenke. Das eine Kreuzge¬ lenk besteht aus dem ursprünglichen horizontalen Bandgelenk 6, das hier durch ein vertikales Band 46 ergänzt wird. Analog dazu besteht das ande- re Kreuzgelenk aus dem ursprünglichen Bandgelenk 8, ergänzt durch ein vertikales Band 48. Der Lastaufnehmer 21 ist nun zwischen dem lastträ- gerseitigen Ende der Platte 3 und dem gestellseitigen Ende der Platte 4 befestigt. Die Art der Befestigung des Lastaufnehmers 21 und die Art der Krafteinleitung entsprechen denjenigen von Fig. 1; auf Details wurde da- her in der Fig. 7 verzichtet.
    [0017] Fig. 8 zeigt das Profil, aus dem die Parallelführung hergestellt wird. In Bezug auf Fig. 6 ist die Darstellung erweitert um die beiden Bänder 46, 48. Das Profil besteht aus einem Stück und kann entweder durch Ex¬ trusion oder durch Drahterodieren aus dem Vollen hergestellt werden.
    权利要求:
    Claims

    1 Patentansprüche
    1. Kraftmesser mit einer elastisch untersetzenden Parallelführung, bei dem der Lastaufnehmer (21) zwischen den Organen der Parallelführung
    5 (1 bis 10) angeordnet ist und gleichzeitig als Fesselung für den Kraftmesser dient, dadurch gekennzeichnet,
    - dass der Lastaufnehmer (21) direkt vom Lastträger (2) und vom Gestell (1) beaufschlagt ist.
    - dass die Kraftübertragungsorgane (19,20,33) am Lastträger (2) und 10 am Gestell (1) angebracht sind, dass die Wirkungslinie der vom
    Lastaufnehmer (21) gemessenen Kraft sowohl eine Horizontal-, als auch eine Vertikalkomponente hat, deren Verhältnis im Rahmen von 1:10 bis 10:1 liegt,
    - und dass das Gestell (1), der Lastträger (2), die Platten (3,4) T5 und die Bandgelenke (5 bis 8) aus einem einzigen Stück gefertigt sind.
    2. Kraftmesser nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das einzige Stück aus dem die Teile (1 bis 8)! gefertigt sind, ein Ab-
    20 schnitt eines extrudierten Profiles ist.
    3. Kraftmesser nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das einzige Stück aus dem die Teile (1 bis 8) gefertigt sind, durch Drahterodieren aus dem Vollen hergestellt ist.
    25
    Kraftmesser nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungsorgane (19,20) am Lastträger (2) und am Gestell (1) so angeordnet sind, dass der Lastaufnehmer (21) von Druckkräften beaufschlagt wird.
    30
    Kraftmesser nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungsorgane Stelzen (19,20) sind, von denen mindestens eine zwei Ausnehmungen (22) aufweist.
    35 6. Kraftmesser nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungsorgane Stelzen (19,20) sind, von denen mindestens eine eine Soll-Biegestelle (23) aufweist.
    7. kraftmesser nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungsorgane Stelzen (19,20) sind, von denen mindestens eine zwei einander versetzt gegenüberliegende Einschnitte (24) auf¬ weist.
    8. Kraftmesser nach einem der Patentansprüche 5, 6, und 7, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass zwei Stelzen (19) vorhanden sind, die parallel nebeneinander und symmetrisch zu einer Achse (17) angeordnet sind, wobei die Achse (17) vom oberen Teile des Lastträgers (2) zum unte¬ ren Teile des Gestells (1) diagonal durch den ganzen Kraftmesser verläuft.
    9. Kraftmesser nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Gestell (1), als auch der Lastträger (2) je mindestens ein Anschlussstück (36) mit einer verjüngten Partie (41) tragen, an denen die als Stelzen (19,20) ausgebildeten Kraftübertragungsorgane befestigt sind.
    10. Kraftmesser nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungsorgane (19,20) am Lastträger (2) und am Gestell (1) so angeordnet sind, dass der Lastaufnehmer (21) von Zugkräften beaufschlagt wird.
    11. Kraftmesser nach Patentanspruch 4 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastaufnehmer ein Ein-Saitendynamometer nach dem DE-Gbm G -86 33 612.6 ist.
    12. Kraftmesser nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    - dass der Lastaufnehmer (21) von den parallelen Platten (3, 4) beaufschlagt ist, - dass die Kraftübertragungsorgane (19, 20, 33) an der oberen und der unteren Platte (3, 4) angebracht sind, dass die Wirkungslinie der vom Lastaufnehmer (21) gemessenen Kraft sowohl eine Horizontal-, als auch eine Vertikalkomponente hat, deren Verhältnis im Rahmen von 1:10 bis 10:1 liegt,
    - dass das Bandgelenk (6) durch eine zu ihm senkrechtstehendes Band (46) zum Kreuzgelenk ergänzt ist, wobei das Band (46) mit dem Lastträger (2) und der oberen Platte (3) fest verbunden ist,
    - dass das Bandgelenk (8) durch eine zu ihm senkrechtstehendes Band (48) zum Kreuzgelenk ergänzt ist, wobei das Band (48) mit dem Gestell (1) und der unteren Platte (4) fest verbunden ist
    - und dass das Gestell (1), der Lastträger (2), die Platten (3,4), die Bandgelenke (5 bis 8) und die Bänder (46, 48) aus einem einzigen Stück gefertigt sind
    13. Kraftmesser nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das einzige Stück aus dem die Teile (1 bis 8 und 46, 48) gefertigt sind, ein Abschnitt eines extrudierten Profiles ist
    14. Kraftmesser nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das einzige Stück aus dem die Teile (1 bis 8 und 46, 48) gefertigt sind, durch Drahterodieren aus dem Vollen hergestellt ist.
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