DD153989A3 - PRECISION MAKING EQUIPMENT FOR LONG RUNNING LOADS - Google Patents

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DD153989A3
DD153989A3 DD22137980A DD22137980A DD153989A3 DD 153989 A3 DD153989 A3 DD 153989A3 DD 22137980 A DD22137980 A DD 22137980A DD 22137980 A DD22137980 A DD 22137980A DD 153989 A3 DD153989 A3 DD 153989A3
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DD22137980A
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Siegfried Honecker
Helga Pilz
Helmut Doschek
Wolfgang Freudiger
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Siegfried Honecker
Helga Pilz
Helmut Doschek
Wolfgang Freudiger
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01G7/00—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by magnetic, electromagnetic, or electrostatic action, or by means not provided for in the preceding groups
    • G01G7/02—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by magnetic, electromagnetic, or electrostatic action, or by means not provided for in the preceding groups by electromagnetic action
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Praezisionswaegeeinrichtung fuer lange stabaehnliche Lasten, insbesondere fuer Brennstaebe von Kernreaktorbrennelementen. Das Ziel der Erfindung besteht darin, den bisher bei bekannten Loesungen erforderlichen hohen Realisierungsaufwand unter Beibehaltung eines maximalen Messbereiches erheblich zu reduzieren. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Praezisionswaegeeinrichtung so zu gestalten, dass durch eine entsprechende Anordnung der Krafteinleitungsmittel und Kraftwandler oder Kraftkompensationssysteme keine Einengung des moeglichen Waegebereiches durch die Taralast erfolgt und Fehlerquellen bezueglich der Funktion und der Messgenauigkeit zu minimieren sind. Das Wesen der Erfindung ist darin zu sehen, dass einer Praezisionswaegeeinrichtung nur ein Kraftwandler oder Kraftkompensationssystem zugeordnet ist und dieses mit einem Gelenkviereck ueber einen Hebel mittels eines Zugdrahtes mit einem Umlenkhebel gekoppelt ist. Gelenkviereck und Umlenkhebel stehen mit Abstuetzlager im Eingriff und sind einer Waegebruecke zugeordnet. Die Eigenmasse der Waegebruecke (Taralast) ist dabei durch vorhandene Ausgleichmassen, die im Kraftkompensationssystem angeordnet sind, staendig ausgeglicThe invention relates to a Praezisionswaegeeinrichtung for long stabaehnliche loads, especially for Brennstaebe of nuclear reactor fuel elements. The aim of the invention is to considerably reduce the high implementation costs previously required in known solutions while maintaining a maximum measuring range. It is therefore an object of the invention to design a Praezisionswaegeeinrichtung so that no restriction of the possible weighing range by Taralast done by a corresponding arrangement of the force application means and force transducers or force compensation systems and sources of error in terms of function and accuracy of measurement are to be minimized. The essence of the invention is to be seen in the fact that a precision weighing device is assigned only to a force converter or force compensation system and this is coupled to a four-bar linkage via a lever by means of a puller wire with a reversing lever. The four-bar linkage and reversing lever are in engagement with the support bearing and are assigned to a weighing platform. The net mass of the weighing platform (Taralast) is constantly eliminated by existing balancing masses which are arranged in the force compensation system

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Präzisionswägeeinrichtung für länge stabähnliche LastenPrecision weighing device for length rod-like loads

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Präzisionswägeeinrichtung für lange stabähnliche Lasten, die auch ungleichmäßig verteilt sein können j insbesondere für Brennstäbe von Kernreaktorbrennelementen, bei der die Last durch eine Wägebrücke aufgenommen, die dabei auftretenden Kräfte in Kraftwandler oder Kraftkompensationssysteme eingeleitet und in einen elektronischen Meßbereich umgewandelt und als Massewert angezeigt werdeno .The invention relates to a precision weighing device for long rod-like loads, which may be distributed unevenly j particular for fuel rods of nuclear reactor fuel, in which the load received by a weighing platform, the forces occurring in force transducers or force compensation systems introduced and converted into an electronic measuring range and mass value to be displayed.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es sind Wägeeinrichtungen bekannt, bei denen der Massewert des zu wägenden Gegenstandes (mindestens zwei Meter lange stabförmige Lasten) an zwei Punkten aufgenommen wird, angehoben' wird und die dabei auftretenden ICräffe in. zwei Kraftmeßdosen eingeleitet und in elektronische Meßwerte umgewandelt, addiert und angezeigt werden. Dieses Prinzip ist zum Beispiel in bestimmten Ausführungsformen von Kranhakenwaagen realisierte . In der DE-AS 26 22 586 ist eine Lösung für stabförmige Lasten, insbesondere für Brennstäbe von Kernreaktorbrennelementen, beschrieben. Die Wägebrücke, die die Last auf-Weighing devices are known in which the mass value of the object to be weighed (at least two meters long rod-shaped loads) is recorded at two points, is' raised and introduced the ICräffe in. Two load cells introduced and converted into electronic measurements, added and displayed , This principle is realized, for example, in certain embodiments of crane weighers. In DE-AS 26 22 586 a solution for rod-shaped loads, in particular for fuel rods of nuclear reactor fuel elements, is described. The weighing platform, which lifts the load

nimmt, hat zwei Unterstützungspunkte die sich auf zwei parallelogrammartig geführte Auflager abstützen und die dabei auftretenden Kräfte in je ein Kraftwandler oder Kraftkompensationssystem einleitet und in elektronische Meßwerte umwandelt, addiert und anzeigt. Im Ausführungsbeispiel der genannten Druckschrift sind zwei Kraftwandler durch zwei Druckmeßdosen mit je 5 kg Höchstlast realisiert. Bei einer Taralast der Wägebrücke von 4 kg wird ein Meßbereich von 6 kg erreicht. -Hierbei wird durch die Taralas-t 'der mögliche Wägebereich-um 40 % eingeengt. leben dem genannten Nachteil, daß die Taralast den möglichen Meßbereich einengt, kommt noch hinzu, daß jeweils zwei Kraftwandler oder Kraftkompensationssysteme mit Auswerteeinheiten und einer Additionseinheit für eine Wägeeinrichtung benötigt werden. Daraus ergeben sich relativ·hohe Kosten und weitere mögliche Fehlerquellen bezüglich der Funktion und der Meßgenauigkeit .has two support points which are supported on two parallelogrammartig guided supports and initiates the forces occurring in each case a force transducer or force compensation system and converted into electronic measurements, added and displayed. In the embodiment of the cited document two force transducers are realized by two pressure measuring boxes, each with 5 kg maximum load. With a tare load of the weighing platform of 4 kg, a measuring range of 6 kg is achieved. -This is narrowed by the Taralas-t 'the possible weighing range-by 40 % . live the said disadvantage that the Taralast narrows the possible measuring range, is added that in each case two force transducers or force compensation systems with evaluation and an addition unit for a weighing device are needed. This results in relatively high costs and further possible sources of error with regard to the function and the measuring accuracy.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, bei einer Präzisionswägeeinrichtung für lange stabähnliche Lasten, die auch ungleichmäßig verteilt sein können, insbesondere für Brennstäbe von Kernreaktorbrennelementen, den bisher bei bekannten Lösungen erforderlichen hohen Realisierungsaufwand unter Beibehaltung eines'maximalen Meßbereiches erheblich zu reduzieren·The aim of the invention is, in a precision weighing device for long rod-like loads, which can also be distributed unevenly, in particular for fuel rods of nuclear reactor fuel elements, the hitherto required in known solutions high implementation effort while maintaining a'maximal measuring range considerably ·

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Präzisionswäge einrichtung vorgenannter Art so zu gestalten, daß durch eine entsprechende Anordnung der Krafteinleitungsmittel und Kraftwandler oder Kraftkompensationssysteme keine-Einengung des möglichen Wägebereiches durch die Taralast erfolgt und Fehlerquellen bezüglich der Funktion und der Meßgenauigkeit zu minimieren .sinde · The invention has for its object to make a precision weighing device of the aforementioned type so that no narrowing of the possible weighing range by Taralast done by an appropriate arrangement of the force application means and force transducer or force compensation systems and minimize sources of error in terms of function and accuracy.

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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß einer Präzisionswägeeinrichtung dieser Art nur ein Kraftwandler oder Kraftkompensationssystem, zugeordnet ist und dieses mit einem aus einem Lastträger, einem Hebel, einem Lenker und einem Gehänge bestehenden Gelenkviereck über den Hebel mittels eines Zugdrahtes mit einem Umlenkhebel gekoppelt ist und Gelenkviereck sowie Umlenkhebel über das Gehänge., mit Abstützlager im Eingriff stehen und einer Wägebrücke zugeordnet sind» Die Eigenmasse- der Wägebrücke (Taralast) ist dabei durch vorhandene Ausgleichsmassens die im Kraft-» kompensationssystem angeordnet sind, ständig ausgeglichen.According to the invention the object is achieved in that a precision weighing device of this kind is only a force transducer or force compensation system, assigned and this is coupled to a consisting of a load carrier, a lever, a handlebar and a hanger four-bar linkage via the lever by means of a puller wire with a lever and Articulated quadrilateral and reversing lever via the hanger., Are in contact with the support bearing and are assigned to a weighing platform »The intrinsic mass of the weighing platform (Taralast) is constantly compensated by the existing compensating masses s which are arranged in the force compensation system.

Die Aufgabe wird ferner gelöst, indem der Hebel, der Umlenkhebel j der Zugdraht und die Wägebrücke als getriebetechnisches Parallelogramm ausgebildet sind, welches mit dem· Kraftwandler oder Kraftkompensationssystem direkt gekoppelt ist, wobei der Zugdraht als biegesteifes Koppelelement ausgebildet ist.The object is further achieved by the lever, the lever j of the puller wire and the weighing platform are designed as a gearbox parallelogram, which is directly coupled to the · force transducer or force compensation system, wherein the puller wire is formed as a rigid coupling element.

Ausführungs bei spie 1 ...Execution at spie 1 ...

Die erfindungsgemäße Präzisionswägeeinrichtung wird nachfolgend an zwei Beispielen mit je einer Zeichnung näher erläutert»The precision weighing device according to the invention is explained in more detail below with two examples, each with a drawing.

Pig. 1: Schematische Darstellung einer Präzisionswägeeinrichtung (Kombination eines Gelenkviereckes mit Umlenkhebel)Pig. 1: Schematic representation of a precision weighing device (combination of a four-bar linkage with reversing lever)

Pig. 2: Schematische Darstellung einer Präzisionswägeeinrichtung (als getriebetechnisches Parallelogramm ausgebildet)Pig. 2: Schematic representation of a precision weighing device (designed as a gearbox parallelogram)

In Pig. 1 ist eine Wägebrücke 1 mit einem aufgenommenen . Kernreaktorbrennelement 2 ersichtlich» Die Wägebrücke 1 steht mit einem Abstützlager 3 und einem Gelenkviereck, welches aus einem Lastträger 5« einem Hebel 6 einem Len-In Pig. 1 is a weighing platform 1 with a recorded. Nuclear reactor fuel element 2 can be seen »The weighing platform 1 is connected to a support bearing 3 and a four-bar linkage, which consists of a load carrier 5" a lever 6 a

_4_ 2 2 13 7 9_ 4 _ 2 2 13 7 9

ker 7 und einem Gestell 10 gebildet ist und über das Abstützlager 4 mit einem Gehänge 19 im Eingriff* Die Lager 8; 9 und 21 sind im Ges.tell 10 befestigt. Die Masse der Wägebrüoke 1, die Masse des Lastträgers 5» die anteilige Masse des Lenkers 7 und die des Hebels 6 bilden ein linksdrehendes Kraftmoment. Eine Ausgleichsmasse 16, die Masse einer Spule 13 und die anteilige Masse des Hebels 6 bilden ein rechtsdrehendes Kraftmoment. Die anteilige Masse der Wägebrücke 1 und die Masse des Gehänges 19 sowie die anteilige Masse eines Umlenkhebels' 20 bilden ein weiteres linksdrehendes Moment. Eine Ausgleichsmasse 22 und die anteilige Masse des Umlenkhebels 20 bilden ein weiteres rechtsdrehendes Moment. Der Hebel 6 und der Umlenkhebel 20' sind mit einem Zugdraht 23 gelenkig verbunden.ker 7 and a frame 10 is formed and via the support bearing 4 with a hanger 19 engaged * The bearings 8; 9 and 21 are fixed in Ges.tell 10. The mass of the weighbridge 1, the mass of the load carrier 5 »the proportionate mass of the handlebar 7 and the lever 6 form a left-handed moment of force. A balancing mass 16, the mass of a coil 13 and the proportionate mass of the lever 6 form a clockwise force moment. The proportional mass of the weighing platform 1 and the mass of the hanger 19 and the proportionate mass of a reversing lever '20 form another left-handed moment. A balancing mass 22 and the proportionate mass of the reversing lever 20 form another right-handed moment. The lever 6 and the lever 20 'are hinged to a pull wire 23.

Bei· nicht aufgelegter Last ist die Summe aller links- und rechtsdrehender Kraftmomente ausgeglichen, wobei der Zugdraht 23 zweckmäßigerweise durch geeignete Dimensionierung der Kraftmomente eine Vorspannung aufweist. Die Spule 13» ein Dauermagnet 14.? ein, induktiver Wegaufnehme!1 11, ein Auswertebaustein 12 bilden gemeinsam das Kraftkompensationssystem 15» an dem ein Analog-Digital-Wandler 17 und eine Anzeigeeinheit 18. angeschlossen sind.When the load is not applied, the sum of all left- and right-handed torque moments is compensated, with the pull wire 23 expediently having a pre-load by suitable dimensioning of the force moments. The coil 13 »a permanent magnet 14.? on, inductive travel recording! 1 11, an evaluation module 12 together form the force compensation system 15 to which an analog-to-digital converter 17 and a display unit 18 are connected.

Entsprechend einem weiterem Beispiel ist aus Pig. 2 zu ersehen, daß das .Abstützlager 3 direkt mit dem Hebel 6 im Eingriff steht und der Lastträger 5> der Lenker 7 und ein Lager 9 entfallen.According to another example, Pig. 2 that the .Abstützlager 3 is directly with the lever 6 is engaged and the load carrier 5> the handlebar 7 and a bearing 9 omitted.

Bei Auflage eines Kernreaktorbrennelementes 2 auf die Wägebrücke 1 wird die entsprechende Kraft über die Abstützlager 3 und 4 in den Hebel. 6 und Umlenkhebel 20 über das Gehänge 19 eingeleitet und in Verbindung mit dem Zugdraht 23 addiert» Dadurch entsteht gleichzeitig eine Auslenkung des Hebels 6 und des Umlenkhebels 20. Durch diese Auslenkung (Wegänderung) erfolgt am induktiven Wegaufnehmer 11 eine Induktivitätsänderung. Im Auswertebaustein 12 wird diese Induktivitätsänderung in einem der·Auslenkung proportionalen Meßstrom I umgewandelt, der durch die Tauchspule 13 fließt. Dieser imWhen a nuclear reactor fuel element 2 is placed on the weighing platform 1, the corresponding force is transmitted via the support bearings 3 and 4 into the lever. 6 and reversing lever 20 introduced via the hanger 19 and added in conjunction with the puller wire 23 »This results in a simultaneous deflection of the lever 6 and the reversing lever 20. By this deflection (path change) takes place at the inductive transducer 11, an inductance. In the evaluation module 12, this inductance change is converted into a measurement current I proportional to the deflection which flows through the plunger coil 13. This im

Feld eines Dauermagneten 14 fließende Meßstrom erzeugt.eine Kraft j die der Auslenkung des Hebels 6 und damit über den Zugdraht 23 auch des Umlenkhebels 20 entgegen steht. Der Meßstrom I ist der aufgelegten Masse des' Kernreaktorbrennelementes 2.direkt proportional. Über den Analog-Digital-Wandler 17 wird der Massewert dimensionsgereoht an der Anzeige einheit 18 sichtbar und steht zur weiteren Datenverarbeitung bereit.Field of a permanent magnet 14 flowing Meßstrom generates.eine force j of the deflection of the lever 6 and thus on the pull wire 23 and the reversing lever 20 is opposite. The measuring current I is proportional to the applied mass of the nuclear reactor fuel element 2. About the analog-to-digital converter 17, the mass value is dimensionally accurate on the display unit 18 visible and is ready for further data processing.

Die vorgeschlagenen Lösungen weisen gegenüber bekannten Wägevorrichtungen dieser Art wesentliche-Vorteile auf«. So wird bei Anwendung des Erfindungsgegenstandes nur ein Kraftwandler oder Kraftkompensationssystem und damit nur ein Auswertesystem benötigto Weiterhin werden der gesamte Realisierungsaufwand und mögliche Pehlereinflüsse verringert· Ferner wird der Wägebereich durch die Eigenmasse der Wägebrücke nicht eingeschränkt und damit wird insgesamt eine höhere Wägegenauigkeit gewährleistete'The proposed solutions have significant advantages over known weighing devices of this type ". Thus, the application of the subject invention, only a force transducer or force compensation system and thus only one evaluation needs o Further, the entire implementation effort and possible Pehlerflüsse be reduced · Furthermore, the weighing range is not limited by the net weight of the weighing platform and thus a total of a higher weighing accuracy guaranteed '

Claims (4)

Erf indurigsanspriicheErf indurigsanspriiche 1. Präzisionswägeeinrichtung für lange stabähnliche auch ungleichmäßig verteilte Lasten, insbesondere für Brennstäbe von Kernreaktorbrennelementen, bei der die Last durch eine Wägebrücke aufgenommen wird, dabei auftretende Kräfte in mindestens zwei Kraftwandler oder · Kraftkompensationssysteme eingeleitet, in einen elektronischen Meßwert umgewandelt und als Massewert zur Anzeige kommen, dadurch'gekennzeichnet, daß der Präzisionswägeeinrichtung nur ein Kraftwandler oder Kraftkompensationssystem (15) zugeordnet ist und dieses mit einem an sich bekannten Gelenkviereck, welches aus einem Last-1. Precision weighing device for long rod-like and unevenly distributed loads, in particular for fuel rods of nuclear reactor fuel, in which the load is absorbed by a weighing platform, occurring forces introduced into at least two force transducer or • power compensation systems, converted into an electronic measurement and come as a mass value for display characterized in that the precision weighing device is associated with only one force transducer or force compensation system (15) and this with a known four-bar linkage, which consists of a load träger (5)» einem Hebel (6)s einem Lenker (7) und einem Gehänge (19) besteht, über den Hebel (6) mittels eines Zugdrahtes (23) mit einem Umlenkhebel (20) gekoppelt ist und das Gelenkviereck sowie der Umlenkhebel (20) über das Gehänge (19) mit Abstützlager (3; 4) in Eingriff stehen und diese der Wägebrücke (1) zugeordnet sind»carrier (5) »a lever (6) s a handlebar (7) and a hanger (19) is coupled via the lever (6) by means of a pull wire (23) with a reversing lever (20) and the four-bar linkage and the lever (20) via the hanger (19) with support bearing (3; 4) are engaged and these the weighing platform (1) are assigned » 2. Präzisionswägeeinrichtung nach Punkt 1, daduroh gekennzeichnet, daß das Kraftmoment der Eigenmasse der Wägebrücke (1) und das einer Ausgleichsmasse (16), des Hebels (6) und/oder das Kraftmoment einer Ausgleichsmasse (22) des Umlenkhebels (20) ausgeglichen ist»2. Precision weighing device according to item 1, daduroh characterized in that the moment of force of the net mass of the weighing platform (1) and a compensating mass (16), the lever (6) and / or the moment of force of a balancing mass (22) of the reversing lever (20) is balanced » 3. Präzisionswägeeinrichtung nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (6), der Umlenkhebel (20), der Zugdraht (23) und die Wägebrücke (1) als getriebetechnisches Parallelogramm ausgebildet sind, welches mit dem Kraftwandler oder Kraftkompensationssystem (15) direkt gekoppelt ist.3. precision weighing device according to item 1 and 2, characterized in that the lever (6), the reversing lever (20), the pull wire (23) and the weighing platform (1) are designed as gear parallelogram, which with the force transducer or force compensation system (15 ) is directly coupled. 4» Präzisionswägeeinrichtung nach Punkt 1, 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Zugdraht (23) als biegesteifes Koppelelement ausgebildet ist.4 »precision weighing device according to item 1, 2 and 3, characterized in that the pull wire (23) is designed as a rigid coupling element. Hierzu ^„„Selten ZeichnungenFor this ^ "" Rarely drawings
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