DE102006004963A1 - Force measuring device for e.g. weighing machine, has disk spring, and component whose position relative to another component is detectable by inductive and/or capacitive and/or eddy current principle - Google Patents

Force measuring device for e.g. weighing machine, has disk spring, and component whose position relative to another component is detectable by inductive and/or capacitive and/or eddy current principle Download PDF

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Stephan Gerster
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Abstract

The device has a component (3) movably arranged relative to another component (9) against a force of a spring device (5), which is formed as a disk spring (7). A position of the component (3) relative to the component (9) is detectable by inductive and/or capacitive and/or eddy current principle by an electromagnetic field change detection device (11) that comprises a coil. The component (3) is arranged on a printed circuit board.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftmessvorrichtung mit einem ersten Bauteil, das relativ gegen die Kraft einer Feder zu einem zweiten Bauteil beweglich angeordnet ist.The The invention relates to a force measuring device with a first component, the relatively against the force of a spring to a second component is movably arranged.

Aus DE 42 32 785 A1 ist eine Kreisplattenfeder für eine Kraftmesszelle bekannt. Die Kreisplattenfeder weist einen biegesteifen, abstützenden Außenrand auf. Innerhalb des biegesteifen Außenrandes ist ein, eine zu messende Kraft aufnehmender Ansatz angeordnet. Zwischen dem Ansatz und dem Außenrand erstreckt sich eine Oberfläche auf der Dehnmessstreifen aufgebracht sind. Die Kraftmesszelle hat den Nachteil, dass die Verklebung der Dehnmessstreifen für viele Anwendungen nicht ausreichend zuverlässig ist. Darüber hinaus ist es erforderlich eine Vielzahl von Dehnmessstreifen anzubringen, um ein zuverlässiges, sich auf die Axialkraft beziehendes Messergebnis zu erhalten. Dies ist sowohl in der Herstellung aufwendig und teuer, als auch in bezug auf die Auswertung der Messsignale kompliziert.Out DE 42 32 785 A1 is known a circular plate spring for a load cell. The circular plate spring has a rigid, supporting outer edge. Within the rigid outer edge of a, a force to be measured receiving approach is arranged. Between the approach and the outer edge extends a surface on the strain gauges are applied. The load cell has the disadvantage that the bonding of the strain gauges is not sufficiently reliable for many applications. In addition, it is necessary to mount a plurality of strain gauges to obtain a reliable measurement result related to the axial force. This is complicated both in the production complex and expensive, as well as in relation to the evaluation of the measurement signals.

Aus DE 696 18 590 T2 ist eine Wägzelle mit Dehnmessstreifen offenbart. Darüber hinaus offenbart diese Druckschrift einen Hubstapler mit einer Vielzahl von Wägzellen beinhaltenden Waage.Out DE 696 18 590 T2 a load cell with strain gauges is disclosed. In addition, this publication discloses a lift truck with a plurality of weighing cells containing scale.

Aus dem Gebrauchsmuster DE 90 17 446 U1 ist ein Gabelstapler bekannt, der zum Messen des auf der Gabel ruhenden Gewichtes einen Druckmesser am Hydraulikzylinder der hydraulischen Hubvorrichtung aufweist. Der Druckmesser ist mit einem den Druck im Zylinder umrechnenden Prozessor verbunden, der mit einer am Gabelstapler angeordneten geeichten Digitalanzeigevorrichtung verbunden ist.From the utility model DE 90 17 446 U1 For example, a forklift truck is known which has a pressure gauge on the hydraulic cylinder of the hydraulic lifting device for measuring the weight resting on the fork. The pressure gauge is connected to a pressure in-cylinder processor connected to a calibrated digital display device mounted on the forklift.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kompakt, robuste und – auch bei widrigen Bedingungen – zuverlässig arbeitende Kraftmessvorrichtung anzugeben, die einfach – auch in bestehende Anordnungen – einbaubar ist.It It is therefore the object of the present invention to provide a compact, robust and - too in adverse conditions - reliable working Specify force measuring device, which can be installed easily - even in existing arrangements is.

Die Aufgabe wird durch eine Kraftmessvorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Position des ersten Bauteils relativ zum zweiten Bauteil induktiv und/oder kapazitiv ermittelbar ist und dass die Feder eine rotationssymmetrische Feder ist.The Task is solved by a force measuring device, which characterized is that the position of the first component relative to the second component inductively and / or capacitively determined and that the spring a is rotationally symmetrical spring.

Die erfindungsgemäße Kraftmessvorrichtung hat den Vorteil, dass sie besonders einfach und kostengünstig herstellbar ist und darüber hinaus besonders robust und zuverlässig ist. Durch die rotationssymmetrische Anordnung ist vorteilhafterweise das Problem von messwertverfälschenden Querkräften weitgehend eliminiert.The Force measuring device according to the invention has the advantage that it is particularly easy and inexpensive to produce is and above In addition, it is particularly robust and reliable. Due to the rotationally symmetric Arrangement is advantageously the problem of reading-distorting transverse forces largely eliminated.

In einer besonders zuverlässigen Ausführungsform weist die Federvorrichtung eine Tellerfeder auf. Die Tellerfeder kann vorteilhafterweise konvex ausgeführt sein. Die Tellerfeder kann zur Herbeiführung einer guten Linearität (linearer Zusammenhang zwischen dem Relativabstand des ersten und des zweiten Bauteils zur eingeleitenden Kraft) auf der einen Seite einen anderen Krümmungsradius aufweisen als auf der anderen Seite. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Tellerfeder auf der einen Seite konvex ausgebildet ist, während sie auf der anderen Seite konkav ist.In a particularly reliable embodiment the spring device has a plate spring. The plate spring may advantageously be convex. The plate spring can for the induction a good linearity (linear relationship between the relative distance of the first and the second component to the initiating force) on one side a other radius of curvature than on the other side. It can also be provided that the plate spring is convex on one side, while she is concave on the other side.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Federvorrichtung zwei einander entgegengesetzt orientierte, konvexe Tellerfedern auf. Durch die entgegengerichtete Anordnung wird vorteilhafterweise erreicht, dass sich durch die Verformung jeder einzelnen Feder auftretende Störkräfte gegenseitig weitgehend aufheben. Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform bei der die konvexen Seiten der zwei einander entgegengesetzt orientierte Tellerfedern voneinander weg weisen.In an advantageous embodiment the spring device has two oppositely oriented, convex disc springs on. By the opposite arrangement is advantageously achieved that by the deformation each individual spring occurring Störkräfte mutually largely cancel. Particularly advantageous is an embodiment in which the convex Sides of the two oppositely oriented cup springs from each other point away.

In einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftmessvorrichtung ist das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil als Ring ausgebildet.In a particular embodiment the force measuring device according to the invention the first component and / or the second component is designed as a ring.

Es kann vorgesehen sein, dass die Federvorrichtung mehrere das erste und zweite Bauteil verbindende Stege aufweist. Die Stege können beispielsweise speichenartig angeordnet sein.It can be provided that the spring device several the first and second component connecting webs. The webs can, for example be arranged like a spoke.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein Zugbauteil, beispielsweise eine Zugstange oder ein Zugseil oder eine Zugkette, vorgesehen ist mit das erste Bauteil in Richtung auf das zweite Bauteil ziehbar ist. Besonders stabil und unempfindlich ist eine Ausführung bei der das Zugbauteil durch einen Durchbruch im zweiten Bauteil und/oder einen Durchbruch in der zumindest einen Feder verläuft. Diese Ausführung lässt sich besonders einfach rotationssymmetrisch – insbesondere zur Vermeidung von störenden Querkräften – ausführenIn an advantageous embodiment is a tension member, such as a pull rod or a pull rope or a pull chain is provided with the first component in the direction can be pulled on the second component. Especially stable and insensitive is an execution in which the tension member by a breakthrough in the second component and / or a breakthrough in the at least one spring. These execution let yourself Particularly simple rotationally symmetric - especially to avoid disturbing Transverse forces - execute

In einer vorteilhaften Ausführung weist die Federvorrichtung zur Erhöhung der Nennlast der Kraftmessvorrichtung mehrere mechanisch parallel geschaltete Federn – insbesondere Tellerfedern – auf. Es ist auch möglich, dass die Federvorrichtung mehrere mechanisch in Serie geschaltete Federn – insbesondere Tellerfedern – aufweist.In an advantageous embodiment has the spring device for increasing the nominal load of the force measuring device several mechanically parallel springs - especially disc springs - on. It is possible, too, that the spring device several mechanically in series Springs - in particular Disc springs - has.

In einer Ausführung sind das erste Bauteil und das zweite Bauteil koaxial zueinander angeordnet. Hierbei kann vorteilhafter weise vorgesehen sein, dass das erste Bauteil und das zweite Bauteil ineinander greifen. Hierdurch wird wirkungsvoll verhindert, dass sich das erste Bauteil das zweite Bauteil oder die Tellerfedern gegeneinander verschieben.In an execution the first component and the second component are coaxial with one another arranged. This can advantageously be provided that the first component and the second component interlock. hereby is effectively prevented that the first component, the second Move component or the plate springs against each other.

Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil und das zweite Bauteil jeweils als Hülse ausgeführt sind, wobei eine der Hülsen innerhalb der anderen Hülse verschiebbar angeordnet ist.Force measuring device according to one of the claims 1 to 13, characterized in that the first component and the second component are each designed as a sleeve, being one of the pods inside the other sleeve slidably arranged.

In einer vorteilhaften Ausführung weist die Kraftmessvorrichtung nach eine Überlastsicherung auf. Diese kann beispielsweise einen mechanischen Anschlag beinhalten, der den Bewegungsfreiraum zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil eingrenzt.In an advantageous embodiment the force measuring device has an overload protection. These may for example include a mechanical stop, the the freedom of movement between the first component and the second Part limited.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftmessvorrichtung ist eine Vorrichtung zur Erfassung einer elektromagnetischen Feldänderung vorgesehen. Die Vorrichtung zur Erfassung einer elektromagnetischen Feldänderung kann beispielsweise eine Spule mit zumindest einer Spulenwindung aufweisen. Vorteilhafterweise ist die Spule axialsymmetrisch zu der Federvorrichtung und/oder dem ersten Bauteil und/oder dem zweiten Bauteil angeordnet. In einer Variante ist zur Erfassung der elektromagnetischen Feldänderung lediglich eine Spulenhalbwindung oder ein Antennenstück vorgesehen.In an advantageous embodiment the force measuring device according to the invention is a device for detecting an electromagnetic field change intended. The device for detecting an electromagnetic Field change can For example, have a coil with at least one coil turn. Advantageously, the coil is axially symmetrical to the spring device and / or arranged the first component and / or the second component. In a Variant is for detecting the electromagnetic field change only a coil half-winding or an antenna piece is provided.

In einer vorteilhafterweise sehr kompakt ausführbaren Ausführungsform ist die Vorrichtung zur Erfassung einer elektromagnetischen Feldänderung zumindest teilweise auf einer Platine angeordnet. Die Platine kann beispielsweise als Folienplatine ausgebildet sein. In einer besonders robusten und kompakten Ausführung ist die Spule in die Platine integriert beziehungsweise auf die Platine aufgebracht. Es kann vorgesehen sein, dass eine auf der Platine angeordnete Leiterbahn die Spule bildet. Beispielsweise kann die Spule als Flachspule in Form einer gedruckten Schaltung – besonders kostengünstig – hergestellt sein.In an advantageously very compact executable embodiment is the device for detecting an electromagnetic field change at least partially arranged on a circuit board. The board can, for example be designed as a foil board. In a particularly robust and compact design the coil is integrated in the board or on the Board applied. It can be provided that one on the Board arranged conductor track forms the coil. For example The coil can be used as a flat coil in the form of a printed circuit - especially inexpensive - manufactured be.

Auch die Messelektronik kann vorteilhafter Weise auf der Platine angeordnet sein.Also the measuring electronics can advantageously be arranged on the circuit board be.

In einer vorteilhaften Ausführung ist die Federvorrichtung auf der Platine angeordnet. In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist die Platine innerhalb der Federvorrichtung – insbesondere zwischen zwei Tellerfedernangeordnet.In an advantageous embodiment the spring device is arranged on the board. In a special advantageous embodiment is the board within the spring device - especially between two Belleville spring arranged.

Die Federvorrichtung, das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil sind in einer vorteilhaften und präzisen Ausführungsform als Drehteil ausgebildet. In einer anderen kostengünstigen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Federvorrichtung und/oder das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil jeweils Stanzteile sind.The Spring device, the first component and / or the second component are formed in an advantageous and precise embodiment as a rotating part. In another inexpensive embodiment can be provided that the spring device and / or the first Component and / or the second component are each stamped parts.

Vorzugsweise ist eine Auswertevorrichtung vorgesehen, die die von der Vorrichtung zur Erfassung einer elektromagnetischen Feldänderung erzeugten Messsignale verarbeitet. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Auswertevorrichtung in einem ersten Schritt aus den Signalen der Vorrichtung zur Erfassung einer elektromagnetischen Feldänderung zunächst die Relativposition des ersten und des zweiten Bauteils zueinander ermittelt. In einem zweiten Schritt ordnet die Auswertevorrichtung die ermittelte Relativposition einem Kraftwert zu, der beispielsweise auf einem Display angezeigt wird. Um die ermittelte Relativposition einem Kraftwert zuordnen zu können, ist eine Speichereinrichtung vorgesehen, in der Kalibrierwerte ablegbar und aus der Kalibrierwerte auslesbar sind. Die Speichereinrichtung kann beispielsweise als Look-up-Table ausgebildet sein.Preferably an evaluation device is provided, which is the one of the device measuring signals generated to detect an electromagnetic field change processed. In an advantageous embodiment, it is provided that the evaluation device in a first step from the signals the device for detecting an electromagnetic field change first determines the relative position of the first and the second component to each other. In a second step, the evaluation device assigns the determined Relative position to a force value, for example, on a Display is displayed. To the determined relative position a To be able to assign force value a memory device is provided in which calibration values can be stored and from the calibration values are readable. The storage device can for example be designed as a look-up table.

Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Kraftmessvorrichtung in einer Waage einsetzbar.Especially the force measuring device according to the invention is advantageous in a scale can be used.

Ganz besonders vorteilhaft lässt sich die erfindungsgemäße Kraftmessvorrichtung in einer Hubeinrichtung zum Heben von Gegenständen einsetzen. Insbesondere bei Hubeinrichtungen, die zumindest eine Gewindestange und/oder eine Hubspindel und/oder eine Hubhydraulik aufweisen, kann die erfindungsgemäße Kraftmessvorrichtung eingesetzt werden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Gewindestange und/oder die Hubspindel und/oder ein Teil der Hubhydraulik (beispielsweise der Zylinder) zusammen mit dem ersten Bauteil relativ zum zweiten Bauteil beweglich angeordnet sind. Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Kraftmessvorrichtung auch nachträglich in bereits bestehende Hubeinrichtungen eingebaut werden; insbesondere da durch den axialsymmetrischen beziehungsweise rotationssymmetrischen Aufbau der Kraftmessvorrichtung kein mechanischer Querversatz ausgeglichen werden muss.All particularly advantageous the force measuring device according to the invention in a lifting device for lifting objects use. Especially in lifting devices, the at least one threaded rod and / or have a lifting spindle and / or a lifting hydraulics, the force measuring device according to the invention be used. It can be provided that the threaded rod and / or the lifting spindle and / or a part of the lifting hydraulics (for example the cylinder) together with the first component relative to the second Component are arranged movably. Advantageously, the force measuring device according to the invention also later be installed in existing lifting devices; especially because of the axisymmetric or rotationally symmetric Structure of the force measuring device no mechanical transverse offset can be compensated got to.

In einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Hubeinrichtung ist zumindest ein Zugmittel, beispielsweise eine weitere Zugstange oder ein weiteres Zugseil oder eine weitere Zugkette, vorgesehen. Vorzugsweise wirkt das Zugmittel auf die Kraftmesseinrichtung. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Zugmittel zusammen mit dem ersten Bauteil relativ zum zweiten Bauteil beweglich angeordnet ist.In an advantageous embodiment the lifting device according to the invention is at least one traction means, such as another tie rod or another pull rope or another pull chain, provided. Preferably the traction means acts on the force measuring device. For example can be provided that the traction means together with the first Component is arranged movable relative to the second component.

Ganz besonders vorteilhaft ist ein Gabelstapler, der mit einer erfindungsgemäßen Kraftmessvorrichtung, beziehungsweise mit einer erfindungsgemäßen Hubeinrichtung ausgerüstet ist, verwendbar. Bei einem solchen Gabelstapler ist gewährleistet, dass eine maximalzulässige Höchstlast nicht überschritten wird. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Hubeinrichtung des Gabelstaplers automatisch abgeschaltet wird, sobald ein maximaler Lasthebegrenzwert erreicht ist.Very particularly advantageous is a forklift, which is equipped with a force measuring device according to the invention, or with a lifting device according to the invention, usable. With such a forklift it is ensured that a maximum permissible maximum load is not exceeded. For this purpose, for example, be provided that the lifting device of the forklift is automatically switched off as soon as maximum load limit is reached.

Mit der erfindungsgemäße Kraftmessvorrichtung lässt sich in vorteilhafter weise auch eine Anhängerkupplung ausrüsten, so dass die beim Ziehen der Last auftretenden Kräfte erfasst werden können. Auf diese weise kann beispielsweise einem Überschreiten der maximal zulässigen Anhängelast vorgebeugt werden.With the force measuring device according to the invention let yourself equip advantageously also a trailer hitch, so that the forces occurring when pulling the load can be detected. On This example, for example, exceeding the maximum permissible trailer load be prevented.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleich wirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:In the drawing of the subject invention is shown schematically and will be described with reference to the figures below, wherein the same acting elements are provided with the same reference numerals. there demonstrate:

1 eine erfindungsgemäße Kraftmessvorrichtung, 1 a force measuring device according to the invention,

2 eine erfindungsgemäße auf einer Platine angeordnete Kraftmessvorrichtung, 2 a force measuring device according to the invention arranged on a circuit board,

3 eine andere erfindungsgemäße Kraftmessvorrichtung, 3 another force measuring device according to the invention,

4 eine erfindungsgemäße Hubeinrichtung, 4 a lifting device according to the invention,

5 eine weitere erfindungsgemäße Kraftmessvorrichtung, 5 another force measuring device according to the invention,

6 eine andere erfindungsgemäße Hubeinrichtung, und 6 another lifting device according to the invention, and

7–10 eine weitere erfindungsgemäße Kraftmessvorrichtung in verschienenen Darstellungen. 7 - 10 a further force measuring device according to the invention in various representations.

1 zeigt eine Kraftmessvorrichtung 1 mit einem ersten Bauteil 3, das relativ gegen die Kraft einer Federvorrichtung 5, die als Tellerfeder 7 ausgebildet ist, zu einem zweiten Bauteil 9 beweglich angeordnet ist. Die Relativposition des ersten Bauteils zum zweiten Bauteil ist induktiv mit einer Vorrichtung 11 zur Erfassung einer elektromagnetischen Feldänderung und mit einer an diese angeschlossenen Auswertevorrichtung 13 ermittelbar. Die Vorrichtung 11 zur Erfassung einer elektromagnetischen Feldänderung weist eine Spule 15 auf. 1 shows a force measuring device 1 with a first component 3 that is relatively against the force of a spring device 5 as a plate spring 7 is formed, to a second component 9 is movably arranged. The relative position of the first component to the second component is inductive with a device 11 for detecting an electromagnetic field change and with an evaluation device connected thereto 13 determined. The device 11 for detecting an electromagnetic field change has a coil 15 on.

2 zeigt eine andere erfindungsgemäße Kraftmessvorrichtung 1 bei der das erste Bauteil 3 auf einer Platine 17 angeordnet ist. Die Platine 17 ist als Elektronikplatine ausgebildet und die zur Erfassung einer elektromagnetischen Feldänderung verwendete Spule ist lithographisch als Leiterbahn 19 der Platine 17 hergestellt. Alle übrigen elektronischen Bauteile sowie auch die Auswertevorrichtung selbst sind auf der Platine 17 – der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt – angeordnet. 2 shows another force measuring device according to the invention 1 at the first component 3 on a circuit board 17 is arranged. The board 17 is formed as an electronic board and the coil used to detect an electromagnetic field change is lithographically as a conductor track 19 the board 17 produced. All other electronic components as well as the evaluation device itself are on the board 17 - For the sake of clarity, not shown - arranged.

3 zeigt eine andere erfindungsgemäße Kraftmessvorrichtung 1 in einer Schnittdarstellung. Die Kraftmessvorrichtung ist rotationssymmetrisch aufgebaut und ein weist ein erstes Bauteil 3 auf, das relativ gegen die Kraft einer Federvorrichtung 5 zu einem zweiten Bauteil 9 beweglich angeordnet ist. Das erste Bauteil 3 weist zur Befestigung der Kraftmessvorrichtung ein axialsymmetrisch angeordnetes Innengewinde auf. Die Relativbewegung des ersten Bauteils 3 zum zweiten Bauteil 9 wird unter anderem mit Hilfe einer relativ zum zweiten Bauteil ortsfest angeordneten Spule 15 erfasst. Die Federvorrichtung 5 weist eine erste Tellerfeder 21 und eine zweite Tellerfeder 23 auf. Die Tellerfedern sind konvex ausgebildet und diesbezüglich einander gegensinnig angeordnet. 3 shows another force measuring device according to the invention 1 in a sectional view. The force measuring device is rotationally symmetrical and has a first component 3 on, relative to the force of a spring device 5 to a second component 9 is movably arranged. The first component 3 has for attachment of the force measuring device on an axisymmetric arranged internal thread. The relative movement of the first component 3 to the second component 9 is among other things using a relative to the second component fixedly arranged coil 15 detected. The spring device 5 has a first plate spring 21 and a second plate spring 23 on. The disc springs are convex and in this regard arranged opposite to each other.

4 zeigt eine erfindungsgemäße Hubeinrichtung mit einer ersten Kraftmessvorrichtung 25 und einer zweiten Kraftmessvorrichtung 27. Die erste Kraftmessvorrichtung 25 und die zweite Kraftmessvorrichtung 27 weisen je ein erstes Bauteil, das relativ zu je einem zweiten Bauteil beweglich angeordnet ist, auf. Jeweils das erste Bauteil der beiden Kraftmessvorrichtungen 25, 27 ist zusammen mit einer ersten Hubspindel 29, beziehungsweise einer zweiten Hubspindel 31, jeweils relativ zum zweiten Bauteil beweglich angeordnet. Die erste Hubspindel 29, beziehungsweise die zweite Hubspindel 31, sind jeweils um ihre Längsachsen drehbar in dem jeweils ersten Bauteil gelagert. Bezüglich ihrer Längsachse sind die erste Hubspindel 29 und die zweite Hubspindel 31 jeweils unabhängig voneinander und jeweils gemeinsam mit dem ersten Bauteil der Kraftmessvorrichtung 25, beziehungsweise der Kraftmessvorrichtung 27, verschiebbar gelagert. Mit Hilfe von nicht gezeigten Motoren können die erste Hubspindel 29 und die zweite Hubspindel 31 um ihre Längsachsen gedreht werden, wodurch ein Querträger 33 der Gewindebuchsen 35, 37 in denen sich die erste Hubspindel 29, beziehungsweise die zweite Hubspindel 31 drehen, nach oben beziehungsweise nach unten – je nach Drehsinn der Hubspindeln – bewegt werden. Auf dem Querträger 33 ist ein erstes Zahnrad 39 und ein zweites Zahnrad 41 drehbar angeordnet. Über das erste Zahnrad 39 läuft eine erste Kette 43 (Zugmittel), die an einem ersten Fixierpunkt 45 befestigt ist. Das andere Ende ist an einem ersten Zinken 55 einer Hubgabel 47 angeordnet. Analog läuft über das zweite Zahnrad 41 eine zweite Kette 49 (weiteres Zugmittel), die an einem zweiten Fixierpunkt 51 an einem Ende befestigt ist. Das andere Ende der Kette 49 ist an dem zweiten Zinken 53 der Hubgabel 47. 4 shows a lifting device according to the invention with a first force measuring device 25 and a second force measuring device 27 , The first force measuring device 25 and the second force measuring device 27 each have a first component which is arranged to be movable relative to a respective second component on. In each case the first component of the two force measuring devices 25 . 27 is together with a first lifting spindle 29 , or a second lifting spindle 31 , In each case arranged movable relative to the second component. The first lifting spindle 29 , or the second lifting spindle 31 , Are each rotatably mounted about their longitudinal axes in the respective first component. With regard to their longitudinal axis are the first lifting spindle 29 and the second lifting spindle 31 each independently and in each case in common with the first component of the force-measuring device 25 , or the force measuring device 27 , slidably mounted. With the help of motors, not shown, the first lifting spindle 29 and the second lifting spindle 31 rotated about their longitudinal axes, creating a cross member 33 the threaded bushes 35 . 37 in which the first lifting spindle 29 , or the second lifting spindle 31 Turn, up or down - depending on the direction of rotation of the lifting spindles - to be moved. On the crossbeam 33 is a first gear 39 and a second gear 41 rotatably arranged. About the first gear 39 runs a first chain 43 (Traction means), which at a first fixation point 45 is attached. The other end is at a first tine 55 a lifting fork 47 arranged. Analog runs over the second gear 41 a second chain 49 (further traction means), which at a second fixation point 51 attached at one end. The other end of the chain 49 is at the second tine 53 the lifting fork 47 ,

5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Kraftmessvorrichtung 1 in einer Schnittdarstellung. Die Kraftmessvorrichtung 1 ist rotationssymmetrisch aufgebaut und ein weist ein erstes Bauteil 3 auf, das mit der Zugstande 57 gegen die Kraft einer Federvorrichtung 5 relativ zu einem zweiten Bauteil 9 (ortsfester Ring) beweglich angeordnet ist. Die Federvorrichtung 5 weist eine erste Tellerfeder 21 und eine zweite Tellerfeder 23 auf, deren konvexe Seiten voneinander weg weisen. Die Zugstange 57 verläuft durch Durchbrüche in den Tellerfedern 21, 23 und durch eine Platine 17 hindurch, auf der eine Spule 15 zur Erfassung der Relativbewegung angeordnet ist. 5 shows a further force measuring device according to the invention 1 in a sectional view. The force measuring device 1 is rotationally symmetrical and has a first component 3 on, with the train stand 57 against the force of a spring device 5 relative to a second component 9 (ortsfes ter ring) is movably arranged. The spring device 5 has a first plate spring 21 and a second plate spring 23 on whose convex sides point away from each other. The drawbar 57 runs through breakthroughs in the disc springs 21 . 23 and through a circuit board 17 through, on a coil 15 is arranged to detect the relative movement.

6 zeigt eine andere erfindungsgemäße Hubeinrichtung. Die Hubeinrichtung arbeite nach demselben Hubprinzip, wie die in 4 dargestellte Hubeinrichtung. Die erste Kraftmessvorrichtung 25 ist an einem ersten Zugmittel, nämlich der ersten Kette 43 angeordnet. Hierfür wird eine Kraftmessvorrichtung eingesetzt, wie sie in 5 dargestellt ist. Die ersten Kette 43 ist hierbei mit der Zugstange 57 verkoppelt. Die zweite Kraftmessvorrichtung 27 ist analog an einem zweiten Zugmittel, nämlich der zweiten Kette 49 angeordnet. 6 shows another lifting device according to the invention. The lifting device work on the same lifting principle as in 4 illustrated lifting device. The first force measuring device 25 is at a first traction means, namely the first chain 43 arranged. For this purpose, a force measuring device is used, as in 5 is shown. The first chain 43 is here with the drawbar 57 coupled. The second force measuring device 27 is analogous to a second traction means, namely the second chain 49 arranged.

7 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Kraftmessvorrichtung 1 mit einer ersten Tellerfeder 21 und einer zweiten Tellerfeder 23. Die erste Tellerfeder 21 und die zweite Tellerfeder 23 sind derart ausgeformt und angeordnet, dass sich zwischen ihnen ein Hohlraum ausbildet, in dem eine Spule 15 angeordnet ist. Das erste Bauteil 21 und das zweite Bauteil 23 ist jeweils als Hülse ausgeführt sind, wobei die erste Hülse 59 (erstes Bauteil) teilweise innerhalb der zweiten Hülse 61 (zweites Bauteil) verschiebbar angeordnet ist. 7 shows a further force measuring device according to the invention 1 with a first disc spring 21 and a second plate spring 23 , The first disc spring 21 and the second plate spring 23 are formed and arranged such that a cavity is formed between them, in which a coil 15 is arranged. The first component 21 and the second component 23 is in each case designed as a sleeve, wherein the first sleeve 59 (first component) partially within the second sleeve 61 (second component) is arranged displaceably.

Unter Belastung verformen sich die beiden Tellerfedern 21, 23. Während die erste Tellerfeder 21 ihren Abstand zur Spule 15 vergrößert, nähert sich die zweite Tellerfeder 23 an die Spule 15 an. Dabei ist die Verschiebung der zweiten Tellerfeder 23 wesentlich größer, da sich zum Federweg der zweiten Tellerfeder 23 auch der Federweg der ersten Tellerfeder 21 addiert. Als Summenwirkung ergibt sich damit eine Annäherung insbesondere des metallischen (Stahl) zweiten Bauteils an die Spule. Durch einen Sicherungsring 63, der an der ersten Hülse 59 angebracht ist, wird der Kraftsensor 1 zusammengehalten. Die Krafteinleitung in die zweite Hülse 59 erfolgt über eine nicht dargestellte Lastaufnahme.Under load, the two disc springs deform 21 . 23 , While the first plate spring 21 their distance to the coil 15 enlarged, the second plate spring approaches 23 to the coil 15 at. Here is the displacement of the second plate spring 23 much larger, since the spring travel of the second plate spring 23 also the spring travel of the first disc spring 21 added. As a cumulative effect, this results in an approximation, in particular of the metallic (steel) second component to the coil. Through a circlip 63 who is on the first sleeve 59 is attached, the force sensor 1 held together. The introduction of force into the second sleeve 59 takes place via a load, not shown.

8 zeigt die in 7 dargestellte Kraftmessvorrichtung 1 in einer seitlichen Schnittdarstellung. Der Kraftsensor besitzt eine integrierte Überlastsicherung. Das Maß X wird so gewählt, dass bei Überlastung des der Kraftmessvorrichtung die Oberkante der ersten Hülse 59 mit der (nicht dargestellten) Lastaufnahme kurzschließt und damit eine Beschädigung der Kraftmessvorrichtung 1 verhindert wird. 8th shows the in 7 illustrated force measuring device 1 in a lateral sectional view. The force sensor has an integrated overload protection. The dimension X is chosen so that when overloading the force measuring device, the upper edge of the first sleeve 59 short-circuits with the (not shown) load bearing and thus damage the force measuring device 1 is prevented.

9 zeigt die in 7 dargestellte Kraftmessvorrichtung 1 in einer perspektivischen Darstellung. 9 shows the in 7 illustrated force measuring device 1 in a perspective view.

10 zeigt die in 7 dargestellte Kraftmessvorrichtung 1 in einer seitlichen Darstellung. 10 shows the in 7 illustrated force measuring device 1 in a side view.

Die Erfindung wurde in Bezug auf eine besondere Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch selbstverständlich, dass Änderungen und Abwandlungen durchgeführt werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.The The invention has been described in relation to a particular embodiment. It is, of course, that changes and modifications performed can be without departing from the scope of the following claims.

11
KraftmessvorrichtungForce measuring device
33
erstes Bauteilfirst component
55
Federvorrichtungspring device
77
TellerfederBelleville spring
99
zweites Bauteilsecond component
1111
Vorrichtung zur Erfassung einer elektromagnetischen Feldänderungcontraption for detecting an electromagnetic field change
1313
Auswertevorrichtungevaluation
1515
SpuleKitchen sink
1717
Platinecircuit board
1919
Leiterbahnconductor path
2121
erste Tellerfederfirst Belleville spring
2323
zweite Tellerfedersecond Belleville spring
2525
erste Kraftmessvorrichtungfirst Force measuring device
2727
zweite Kraftmessvorrichtungsecond Force measuring device
2929
erste Hubspindelfirst lifting spindle
3131
zweite Hubspindelsecond lifting spindle
3333
Querträgercrossbeam
3535
erste Gewindebuchsefirst threaded bushing
3737
zweite Gewindebuchsesecond threaded bushing
3939
erstes Zahnradfirst gear
4141
zweites Zahnradsecond gear
4343
erste Kettefirst Chain
4545
erster Fixierpunktfirst fixation
4747
Hubgabellifting fork
4949
zweite Kettesecond Chain
5151
zweiter Fixierpunktsecond fixation
5353
zweiter Zinkensecond prong
5555
erster Zinkenfirst prong
5757
Zugstangepull bar
5959
erste Hülsefirst shell
6161
zweite Hülsesecond shell
6363
Sicherungsringcirclip

Claims (40)

Kraftmessvorrichtung mit einem ersten Bauteil, das relativ gegen die Kraft einer Federvorrichtung zu einem zweiten Bauteil beweglich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des ersten Bauteils relativ zum zweiten Bauteil induktiv und/oder kapazitiv und/oder nach dem Wirbelstromprinzip ermittelbar ist und dass die Federvorrichtung eine rotationssymmetrische Feder ist.Force measuring device with a first component, which is arranged movable relative to the force of a spring device to a second component, characterized in that the position of the first component relative to the second component inductively and / or capacitively and / or according to the eddy current principle can be determined and that the Spring device is a rotationally symmetrical spring. Kraftmessvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung eine Tellerfeder aufweist.Force measuring device according to claim 1, characterized that the spring device has a plate spring. Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung eine gewölbte Feder – insbesondere Tellerfeder – aufweist.Force measuring device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the spring device comprises a curved spring - in particular plate spring. Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung eine konvexe Feder – insbesondere Tellerfeder – aufweist.Force measuring device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spring device has a convex Spring - in particular Plate spring - has. Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung zwei einander entgegengesetzt orientierte konvexe Tellerfedern aufweist.Force measuring device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the spring device two each other having oppositely oriented convex disc springs. Kraftmessvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die konvexen Seiten der zwei einander entgegengesetzt orientierte Tellertedern voneinander weg weisen.Force measuring device according to claim 5, characterized in that that the convex sides of the two oppositely oriented Point Tellerteern away from each other. Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung mehrere mechanisch parallel geschaltete Federn – insbesondere Tellerfedern – aufweist.Force measuring device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the spring device a plurality of mechanical parallel springs - in particular Disc springs - has. Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung mehrere mechanisch in Serie geschaltete Federn – insbesondere Tellerfedern – aufweist.Force measuring device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the spring device a plurality of mechanical Series connected springs - in particular Disc springs - has. Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil als Ring ausgebildet ist.Force measuring device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first component and / or the second Component is designed as a ring. Kraftmessvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung mehrere das erste und zweite Bauteil verbindende Stege aufweist.Force measuring device according to claim 9, characterized in that that the spring device comprises a plurality of webs connecting the first and second components having. Kraftmessvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege speichenartig angeordnet sind.Force measuring device according to claim 10, characterized in that that the webs are arranged like a spoke. Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil und das zweite Bauteil koaxial zueinander angeordnet sind.Force measuring device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the first component and the second Component are arranged coaxially to each other. Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil und das zweite Bauteil ineinander greifen.Force measuring device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the first component and the second Interlock component. Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil und das zweite Bauteil jeweils als Hülse ausgeführt sind, wobei eine der Hülsen innerhalb der anderen Hülse verschiebbar angeordnet ist.Force measuring device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the first component and the second Component are each designed as a sleeve, being one of the pods inside the other sleeve slidably arranged. Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zugbauteil, beispielsweise eine Zugstange oder ein Zugseil oder eine Zugkette, vorgesehen ist mit das erste Bauteil in Richtung auf das zweite Bauteil ziehbar ist.Force measuring device according to one of claims 1 to 14, characterized in that a tensile component, for example a pull rod or a pull rope or a pull chain, is provided with the first component in the direction of the second component pulled is. Kraftmessvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugbauteil durch einen Durchbruch im zweiten Bauteil und/oder einen Durchbruch in der zumindest einen Feder verläuft.Force measuring device according to claim 15, characterized in that that the tension member by a breakthrough in the second component and / or a breakthrough in the at least one spring runs. Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überlastsicherung vorgesehen ist.Force measuring device according to one of claims 1 to 16, characterized in that an overload protection provided is. Kraftmessvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein mechanischer Anschlag, der den Bewegungsfreiraum zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil eingrenzt, vorgesehen ist.Force measuring device according to claim 17, characterized that a mechanical stop, which provides the freedom of movement between the first component and the second component limited provided is. Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zur Erfassung einer elektromagnetischen Feldänderung vorgesehen ist.Force measuring device according to one of claims 1 to 18, characterized in that a device for detecting an electromagnetic field change is provided. Kraftmessvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erfassung einer elektromagnetischen Feldänderung eine Spule aufweist.Force measuring device according to claim 19, characterized in that that the device for detecting an electromagnetic field change a Coil has. Kraftmessvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule zumindest eine Windung aufweist.Force measuring device according to claim 20, characterized in that that the coil has at least one turn. Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erfassung einer elektromagnetischen Feldänderung, zumindest teilweise, auf einer Platine angeordnet ist.Force measuring device according to one of claims 19 to 21, characterized in that the device for detecting a electromagnetic field change, at least partially, is arranged on a circuit board. Kraftmessvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine zumindest teilweise als Folienplatine ausgebildet ist.Force measuring device according to claim 22, characterized in that that the board at least partially formed as a foil board is. Kraftmessvorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule in die Platine integriert ist.Force measuring device according to claim 22 or 23, characterized characterized in that the coil is integrated in the circuit board. Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf der Platine angeordnete Leiterbahn die Spule bildet.Force measuring device according to one of claims 22 to 24, characterized in that a arranged on the board Track forms the coil. Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung auf der Platine angeordnet ist.Force measuring device according to one of claims 22 to 25, characterized in that the spring device on the board is arranged. Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine innerhalb der Federvorrichtung – insbesondere zwischen zwei Tellerfedern – angeordnet ist.Force measuring device according to one of the Claims 22 to 26, characterized in that the circuit board within the spring device - in particular between two disc springs - is arranged. Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung und/oder das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil ein Drehteil – insbesondere ein auf der Drehbank hergestelltes Bauteil – ist.Force measuring device according to one of claims 1 to 27, characterized in that the spring device and / or the first component and / or the second component a rotary part - in particular a manufactured on the lathe component - is. Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung und/oder das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil ein Stanzteil ist.Force measuring device according to one of claims 1 to 28, characterized in that the spring device and / or the first component and / or the second component is a stamped part. Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auswertevorrichtung vorgesehen ist, die eine Relativposition des ersten und des zweiten Bauteils zueinander einem Kraftwert zuordnet.Force measuring device according to one of claims 1 to 29, characterized in that an evaluation device is provided which is a relative position of the first and second components assigns each other a force value. Kraftmessvorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung eine Speichereinrichtung aufweist, in der Kalibrierwerte ablegbar und aus der Kallibierwerte auslesbar sind.Force measuring device according to claim 30, characterized in that the evaluation device has a memory device, can be stored in the calibration values and can be read out of the calliper values. Waage mit einer Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31.Libra with a force measuring device after a the claims 1 to 31. Hubeinrichtung zum Heben von Gegenständen mit einer Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31 und/oder mit einer Waage nach Anspruch 32.Lifting device for lifting objects with A force measuring device according to any one of claims 1 to 31 and / or with a A balance according to claim 32. Hubeinrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinrichtung zumindest eine Gewindestange und/oder eine Hubspindel und/oder eine Hubhydraulik aufweistLifting device according to claim 33, characterized in that the lifting device has at least one threaded rod and / or one Lifting spindle and / or has a lifting hydraulics Hubeinrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindestange und/oder die Hubspindel und/oder ein Teil der Hubhydraulik zusammen mit dem ersten Bauteil relativ zum zweiten Bauteil beweglich angeordnet ist.Lifting device according to claim 34, characterized that the threaded rod and / or the lifting spindle and / or a part the lifting hydraulics together with the first component relative to the second component is movably arranged. Hubeinrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Zugmittel, beispielsweise eine weitere Zugstange oder ein weiteres Zugseil oder eine weitere Zugkette, vorgesehen ist.Lifting device according to one of claims 33 to 35, characterized in that at least one traction means, for example another pull rod or another pull rope or another Pull chain, is provided. Hubeinrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel auf die Kraftmesseinrichtung wirkt.Lifting device according to claim 36, characterized that the traction means acts on the force measuring device. Hubeinrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel zusammen mit dem ersten Bauteil relativ zum zweiten Bauteil beweglich angeordnet ist.Lifting device according to claim 36, characterized that the traction means together with the first component relative to the second Component is arranged movably. Gabelstapler mit einer Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31 und/oder mit einer Waage nach Anspruch 32 und/oder mit einer Hubeinrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 38.Forklift with a force measuring device after one of the claims 1 to 31 and / or with a balance according to claim 32 and / or with A lifting device according to one of claims 33 to 38. Anhängerkupplung mit einer Kraftmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31.trailer hitch with a force measuring device according to one of claims 1 to 31st
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