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Elektromagnetischer Kraftmesser
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen Kraftmesser, welcher zur Messung der Kräfte (der Zug- und Druckkraft) als Gewicht-Messelement für automatische Waagen mit Fernablesung bzw. unmittelbar als eine auf einem Seil aufgehängte Waage (z. B. Kranwaage) benutzt werden kann.
Es ist bereits eine Reihe von Kraftmessern mit mechanischer oder elektrischer Wirkungsweisebekannt.
Alle bisher bestehenden Lösungen besitzen jedoch den Nachteil, dass sie bei der verlangten Genauigkeit und Waagefähigkeit verhältnismässig kompliziert sind und zumeist die Fernablesung nicht ermöglichen.
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen Kraftmesser mit einem ferromagnetischen
Torsionskörper, der durch einen Erregungsstromkreis zylindrisch in den Sättigungszustand magnetisiert ist und mit einer Aufnahmespule zur Messung des durch die Torsionsbeanspruchung entstehenden axialen magnetischen Flusses versehen ist und ist dadurch gekennzeichnet, dass an jedem der beiden Enden des Torsionskörpers ein sich in axialer Richtung erstreckender Zapfen angebracht ist, der mit einem Paar diametral gegenüberliegender Laschen versehen ist, wobei jede Lasche des einen Paares mit einer Lasche des andern Paares mit einem Bügel verbunden ist und die Laschenpaar infolge der an den Bügeln angreifenden Zugoder Druckkraft die Torsion bewirkende Kräftepaare entgegengesetzten Sinnes bilden.
Der Kraftmesser gemäss der Erfindung ist vom Standpunkt der Konstruktion und Herstellung sehr einfach, verlangt keine komplizierte und teure Apparatur und verträgt ohneweiters eine rauhere Behandlung im Betrieb.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen elektromagnetischen Kraftmessers ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt, wobei in Fig. 1 die Vorrichtung im Aufriss und in Fig. 2 im Seitenriss veranschaulicht ist. In Fig. 3 ist das Schaltbild gezeigt.
Der Kraftmesser besteht aus einem ferromagnetischen Torsionskörper 1, an dessen beiden Enden die Zapfen 2 befestigt sind. Jeder dieser Zapfen 2 ist mit einem Paar Laschen 3 versehen, deren freie Enden durch zwei Bügel 4 verbunden sind. Die Verbindung der Laschen 3 mit den Zapfen 2 und den Bügeln 4 ist so eingerichtet, dass der mit dem Zapfen 2 fest verbundene Torsionskörper 1 bei der Belastung der Bügel 4 einer Torsionsbeanspruchung ausgesetzt wird, was dadurch erreicht wird, dass ein jedes Paar der Laschen 3 am Zapfen 2 so befestigt ist, dass bei der Belastung der Bügel 4 die Laschen an beiden Enden der Zapfen 2 entgegengesetzt gerichtete Kräftepaare ausüben.
Die Erregungsspule 5 und Aufnahmespule 6 können mit einem aus ferromagnetischen Material ausgeführten Mantel 7 überdeckt werden. Durch den Torsionskörper 1 wird eine mit dem Wechselstrom gespeiste Erregungswicklung 5 geführt. Auf dem Torsionskörper 1 ist eine an den Aufnahmestromkreis 8 angeschlossene Aufnahmespule 6 aufgesetzt.
Bei Belastung der Bügel 4 durch die Zug- oder Druckkraft ist der Torsionskörper 1 einer entsprechenden Torsionsbeanspruchung ausgesetzt. Dadurch wird in der Aufnahmespule 6 eine elektromotorische Kraft induziert, welche dem Drehmoment bzw. der Belastung der Bügel 4 proportional ist und welche durch den Aufnahmestromkreis 8 gemessen werden kann. Der Aufnahmekreis 8 und der Erregungskreis 5 können. untereinander vertauscht werden, was in manchen Gebrauchsfällen vorteilhaft erscheint. Durch die Änderung des Durchmessers bzw. des Dreharmes des. Torsionskörpers 1 kann man den Messbereich beliebig ändern.
Bei den Erregungsstromschwankungen, d. i. bei Netzspan'1ungsschwankungen wird die induzierte elektromotorische Kraft praktisch nicht geändert, so dass es nicht notwendig erscheint, das Netz zu stabilisieren.
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Auch die Schwankungen der Umgebungstemperatur üben keinen Einfluss auf den gemessenen Wert aus, was auch die Benutzung des Kraftmessers in den Betrieben mit ziemlichveränderlicher Raumtemperatur, z. B. in Giessereien ermöglicht.
Der erfindungsgemässe elektromagnetische Kraftmesser kann zum Messen der verschiedensten Kraftbereiche benutzt werden. Nach Durchführung kleiner Konstruktionszurichtungenkann man denselben direkt als Brücken-, Kran-, Waggon-, Lokomotiv-, Flugzeug-, Kraftwagenwaage u. dgl. einbauen bzw. als Messelement in elektrischen automatischen Dosierwagen oder in Verbindung mit den Rollen zum Messen der Zugkraft in den biegsamen Gliedern benutzen. Dieser Kraftmesser eignet sich nicht nur zur Fernablesung der Kräfte, sondern auch zur Signalisierung (z. B. bei der Überlastung des Kranes) und zur automatischen Betätigung verschiedener Mechanismen.
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Electromagnetic force meter
The invention relates to an electromagnetic force meter which can be used to measure the forces (the tensile and compressive force) as a weight measuring element for automatic scales with remote reading or directly as a scale suspended on a rope (e.g. crane scale) .
A number of force gauges with mechanical or electrical operation are already known.
However, all previously existing solutions have the disadvantage that they are relatively complicated with the required accuracy and weighing capability and mostly do not allow remote reading.
The invention relates to an electromagnetic force gauge with a ferromagnetic one
Torsion body, which is magnetized cylindrically into the saturation state by an excitation circuit and is provided with a pick-up coil for measuring the axial magnetic flux resulting from the torsional stress and is characterized in that an axially extending pin is attached to each of the two ends of the torsion body , which is provided with a pair of diametrically opposite lugs, each lug of one pair being connected to a lug of the other pair with a bracket and the bracket pair forming pairs of forces causing torsion as a result of the tensile or compressive forces acting on the brackets.
The dynamometer according to the invention is very simple from the point of view of construction and manufacture, does not require any complicated and expensive apparatus and can in any case tolerate rough handling in operation.
An exemplary embodiment of the electromagnetic force meter according to the invention is shown in the accompanying drawing, the device being shown in elevation in FIG. 1 and in side elevation in FIG. 2. In Fig. 3 the circuit diagram is shown.
The dynamometer consists of a ferromagnetic torsion body 1, at both ends of which the pins 2 are attached. Each of these pins 2 is provided with a pair of tabs 3, the free ends of which are connected by two brackets 4. The connection of the straps 3 with the pins 2 and the brackets 4 is set up in such a way that the torsion body 1 firmly connected to the stud 2 is subjected to a torsional stress when the bracket 4 is loaded, which is achieved in that each pair of the straps 3 is attached to the pin 2 so that when the bracket 4 is loaded, the tabs at both ends of the pin 2 exert oppositely directed pairs of forces.
The excitation coil 5 and pick-up coil 6 can be covered with a jacket 7 made of ferromagnetic material. An excitation winding 5 fed with the alternating current is passed through the torsion body 1. A pick-up coil 6 connected to the pick-up circuit 8 is placed on the torsion body 1.
When the bracket 4 is loaded by the tensile or compressive force, the torsion body 1 is exposed to a corresponding torsional stress. As a result, an electromotive force is induced in the take-up coil 6, which is proportional to the torque or the load on the bracket 4 and which can be measured by the take-up circuit 8. The recording circuit 8 and the excitation circuit 5 can. are interchanged, which seems advantageous in some cases of use. By changing the diameter or the rotary arm of the torsion body 1, the measuring range can be changed as desired.
With the excitation current fluctuations, i. i. In the event of mains voltage fluctuations, the induced electromotive force is practically unchanged, so that it does not appear necessary to stabilize the mains.
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The fluctuations in the ambient temperature also have no influence on the measured value, which also makes the use of the dynamometer in companies with fairly variable room temperatures, e.g. B. in foundries.
The electromagnetic force meter according to the invention can be used to measure the most varied of force ranges. After making small construction adjustments, it can be used directly as a bridge, crane, wagon, locomotive, aircraft, motor vehicle scale and the like. Like. Install or use as a measuring element in electric automatic dosing trolleys or in connection with the rollers to measure the tensile force in the flexible links. This force meter is not only suitable for remote reading of forces, but also for signaling (e.g. when the crane is overloaded) and for automatically actuating various mechanisms.