DE1648760A1 - Messgeraete - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DR. ING. A. VAN DERWERTH B ©%«?·* W DR. FRANZ LEDERER

521 HAMBURG-HARBURG 8 MÜNCHEN

WILSTORFER STR. 32 - TEL. (04IiI 7708 61 LUCILE-ORAHN-STR. 22 -TEL. (OSIK 440846

München, 9. Juni 1967 L/Bü

Anmelder: HNILEVER N«V_e, Museumpark 1, Rotterdam, Holland

Meßgeräte

Die Erfindung betrifft Meßgeräte und insbesondere Kraftumwandler, beispielsweise Wiegeköpfe, an die eine Kraft angelegt werden kann, um eine Leistungsablesung zu ergeben, deren Größenordnung von der Größenordnung der Kraftbelastung abhängt.

Gemäß der Erfindung wird ein Kraftumwandler, beispielsweise ein Wiegekopf geschaffen, der ein lühlglied umfaßt, an das eine zu messende Kraft angelegt werden kann und das gezwungen ist, in einer einzigen Richtung sich nach hinten und vorne zu bewegen; eine zu der Bewegungsrichtung des ITühlgliedes quer angeordnete Meßleiste, deren eines Ende befestigt und das andere Ende mit dem Fühlglied so verbunden ist, daß die Bewegung des tfühlglieds die Leiste durchbiegt, und eine Spannungsmeßvorrichtung zur Messung der dadurch in der Leiste bewirkten Biegespannung umfaßt, sowie eine biegsame

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im wesentlichen parellel zu der Bewegungsrichtung des Fühlglieds angeordnete Verbindungsstange, die mit einem Ende mit der Leiste fest verbunden ist und mit dem anderen mit dem Fühlglied fest verbunden und ausreichend biegsam ist, damit die geradlinige Bewegung des Fühlglieds in eine gekrümmte Bewegung des Leistenendes umgewandelt werden kann, ohne unerwünschte Beanspruchungen oder Reibungen einzuführen.

Durch die Verwendung einer fest mit der Leiste und dem Fühlglied verbundenen biegsamen Verbindungsstange wird die Winkelwechsel- und Querbewegung des Leistenendes, die zwangsläufig während ihres Durchbiegens auftritt, durch die Verbiegung der Verbindungsstange aufgenommen und dies vermeidet die Notwendigkeit komplizierter Gestänge und Stützpunkte, die sonst erforderlich würden und Fehler in dem System ergeben würden» Um die's zu erreichen, muß die Biegsamkeit der Stange erheblich größer sein als diejenige der Meßleiste, um eine unerwünschte Verformung der Meßleiste zu vermeiden, doch soll die Stange steif genug sein, um die erforderliche Bewegung auf die Leiste zu übertragen.

Das Fühlglied kann ein Rohr umfassen, das in der vorgenannten Bewegungsrichtung verläuft und durch mindestens zwei biegsame Membrane an Ort und Stelle gehalten werden, die die Bewegung auf die einzige Richtung einschränken, Zweckmäßigerweise, um eine kompakte Bauform zu erzielen, kann die biegsame Stange innerhalb eines Hohlteila des Rohrs angeordnet sein.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Kraftumwandler ein Gehäuse, worin die biegsame Stange und die Meßvorrichtung hermetisch abgedichtet sein können. Diese Anordnung wird insbesondere dann angewendet, wenn sie in Verbindung mit dem in unserer gleichzeitig laufenden Anmeldung U 13 281 IXb/4-2d beschriebenen elektrischen Selbstauswiegesystem verwendet wird, da dann keine Nulleinstellungen ausgeführt werden müssen. Eine in einem solchen abgedichteten Kraftumwandler verwendbare Abdichtungsform umfaßt eine ringförmige federnde Abdichtscheibe, deren Innenkante durch eine biegsame Scheibe, beispielsweise einen O-Hing gegenüber dem beweglichen Fühlglied abgedichtet ist, und deren Außenkante mittels einer biegsamen Scheibe, beispielsweise, ein O-Ring, gegenüber einem feststehenden Teil des Kraftumwandlergehäuses abgedichtet ist. Sie ringförmige Abdichtscheibe muß in allen Stellungen des Fühlglieds unter Spannung stehen, um plötzliche Spannungsänderungen während der Bewegung des Fühlglieds auszuschalten und dies kann durch Greif- und Spannungseinwirkung erreicht werden, indem Bauteile des Kraftumwandlers während des Zusammenbaus festgesogen werden·

Sie Erfindung wird nachstehend anhand schematischer Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert· Säbel zeigen:

Figur 1 und 2 ßchemazeichnungen, die das Arbeit «prinzip der Erfindung darstellen,

Figur 3 eine Draufsicht von unten eines Wiegekopfes; und Figur 4- eine seitliche Sohnittansicht des Wiegekopfes·

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8AD ORIGINAL

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Figur 1 zeigt in schematischer Art eine Wiegeplattform 1, die durch, führungen 2 gezwungen ist, sich in geradliniger Richtung AA zu "bewegen (NB. Führungen sind nicht notwendigerweise die beste Zwangsart, veranschaulichen aber das Prinzip in angemessener Weise)· Die Bewegung der Plattform 1 wird mittels einer Meßleiste 3 gemessen, deren eines Ende 4 befestigt ist und deren anderes Ende 5 mit der Wiegeplattform gekoppelt ist.

™ Aus Figur 1 ist ersichtlich, daß die geradlinige Bewegung der Wiegeplattform 1, wie durch Pfeile AA. angezeigt, in eine gekrümmte Bewegung, wie durch Pfeil B angegeben, am Ende 5 der lleßleiste 3 umgewandelt werden muß. Diese Umwandlung der geradlinigen in eine gekrümmte Bewegung wird in Übereinstimmung mit der Erfindung mittels einer biegsamen Verbindungsstange 6 durchgeführt, die mit einem Ende an der Wiegeplattform 1 und mit dem anderen Ende an dem Ende 5 der ließleiste 3 fest verbunden ist. Unter

) Bezugnahme auf Figur 2 ist ersichtlich, daß die Anwendung einer Kraft P auf die Wiegeplattform eine geradlinige Bewegung der Plattform 1 bewirkt, die als gekrümmte Bewegung auf das Ende 5 der Meßleiste 3 übertragen wird, , wodurch eine einfache Biegung mit vernachlässigbarer Verformung der Leiste bewirkt wird, wobei die Änderung der Bewegungsrichtung durch die Verbiegung der Verbindungsstange 6, wie dargestellt, aufgenommen wird (die Darstellung dieser Bewegungen wurde zur besseren Veranschaulichung des Prinzips übertrieben)·

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Unter Bezugnahme auf J¹Ig. 3 und 4 wird eine praktische Ausführungsform eines Wiegekopfes gemäß der Erfindung dargestellt. Ein bewegliches Fühlglied 10 ist federnd innerhalb eines feststehenden Eumpfteils 11 getragen, das im wesentlichen aus bearbeiteter Aluminiumlegierung hergestellt ist. Das Fühlglied 10 umfaßt einen nach oben vorstehenden Vorsprung 12, an dem eine Wiegeplattform befestigt sein kann und in den ein Rohr 13 eingeschraubt ist. Das Rohr 13 ist innerhalb einer Hülse 14 angeordnet, die Gegenlager 15 und 16 aufweist, um als Grenzanschlage zu wirken, wodurch die Bewegungsgrenze des Rohrs 13 gesteuert wird. Das Rohr und die Hülse werden durch. Membranen aus Phosphorbronze 17 und 18 getragen, die es der Einheit ermöglichen, sich federnd auf und ab zu bewegen, jedoch nur entlang der Achse des Wiegekopfes. Diese Membranen sind an ihren Innenkanten an der Rohr- und Hülseneinheit befestigt und mit ihren Außenkanten an dem Rumpf 11.

Innerhalb des Rohrs 13 wird eine biegsame Verbindungsstange 19 getragen, die an ihrem oberen Ende in eine in das Rohr 13 eingeschraubte Feststellschraube eingelötet ist und an ihrem unteren Ende an einer Meßleiste 20 befestigt ist. Das Rohr 13 ist hohl, um die Verbindungsstange 19 aufzunehmen und es ist ausreichender Raum vorhanden, damit die Stange eich durchbiegen kann, ohne die Rohrwandungen zu berühren.

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Die Meßleiste 20 ist mittels eines durch, eine Schraube festspannbaren gespaltenen Klemmstücks 21 an einem ihrer Enden an der Verbindungsstange 19 befestigt. Mit ihrem anderen Ende ist die Leiste 20 mittels Schrauben 23 fest an dem Rumpfteil 11 befestigt. Die Leiste trägt ein Paar Jeweils an ihren oberen und unteren Flächen befestigter Widerstandsspannungsmesser, so daß, wenn die Leiste gebogen wird, der eine an Widerstand zunimmt, ^ während der Widerstand des anderen nachläßt. Die elektrischen Verbindungen von diesen Spannungsmessern werden über eine hermetisch, abgedichtete Steckeraufnahme 24 hinausgeführt, wobei eine Höhlung hinter der Aufnahme die Unterbringung aller notwendigen Brücken- und Ausgleichswiderstände ermöglicht.

Die Betriebsteile des Fühlglieds sind innerhalb des Rumpfteils 11 mittels biegsamer Scheiben und O-Ringe hermetisch abgedichtet. Am oberen Ende dichtet eine k ringförmige Scheibe 25 aus synthetischem Gummi das bewegliche Sühlglied 10 gegenüber dem feststehenden Rumpfteil 11 mittels O-Ringen 26 und 27 an seinen Außenbzw. Innenkanten ab. Während des Zusammenbaus werden die verschiedenen Bauteile so festgezogen, daß die Scheibe in der dargestellten Art und Weise gespannt wird, wodurch eine gute Abdichtung und eine Spannung der Scheibe In der Art erreicht wird, daß plötzliche Spannungswechsel nicht eintreten können, wenn sieh das Fühlglied bewegt* Ein weiterer Q-Ring 28 dichtet die obere Abschlußkappe 29 ab.

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Am unteren Side "bewirkt eine Scheibe 30 aus synthetischem Gummi eine Abdichtung mit Hilfe eines O-Eings 31» während ein weiterer O-Ring 32 die Abdichtung vervollständigt» Eine (in Figur 3 nicht dargestellte) Bodenkappe 33 deckt die Scheibe 30 ab und wird über die Kanäle 34- zur Außenluft entlüftet.

Im Betrieb bewirkt eine auf* den Vorsprung 12 angelegte Last die senkrechte Bewegung des Fühlglieds 10, die als Biegespannung auf die Meßleiste 20 mittels der biegsamen Verbindungsstange übertragen wird, die eich während der Übertragung der Bewegung in der in Figur 2 dargestellten Art und Weise durchbiegt·

Bei einem praktischen Beispiel -dieser Ausführunggform war die Meßleiste 2,5 cm lang und hatte eine solche Biegsamkeit, daß ein Kilogramm einen Ausschlag am Leistenende von 0,1 mm bewirkte. Sie Verbindungsstange war 9,5 on lang und erheblich biegsamer', wobei ein Ausschlag von 0,3 im an einen Ende durch die Belastung mit 8 Gramm bewirkt wurde.

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Claims (4)

** München, 9. Juni 19^6^8760 L/Bü Patentansprüche

1.) Kraftumwandler, beispielsweise ein Wiegekopf, umfassend ein Eühlglied, an das eine zu messende Kraft angelegt werden kann und das gezwungen ist, in einer einzigen Richtung sich nach hinten und vorne zu bewegen, eine zu der Bewegungsrichtung des Fühlglieds quer angeordnete Messleiste, deren eines Ende befestigt und deren anderes

. Ende mit dem Fühlglied so verbunden ist, daß die Bewegung des Fühlglieds die Leiste durchbiegt, und eine Spannungsmessvorrichtung zur Messung der dadurch in der Leiste bewirkten Biegespannung, gekennzeichnet durch eine biegsame im wesentlichen parallel zu der Bewegungsrichtung des Fühlglieds (10) angeordnete Verbindungsstange (19)» die an einem Ende mit der Messleiste (20) und am anderen Ende mit dem Fühlglied (10) fest verbunden und ausreichend biegsam ist, damit die geradlinige Bewegung des Fühlglieds ) (10) in eine gekrümmte Bewegung des Endes der Leiste (20) umgewandelt wird, ohne unerwünschte Beanspruchungen oder Reibungen einzuführen.

2.) Kraftumwandler gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eühlglied (10) ein Rohr (13) umfasst, das in der erwähnten Bewegungsrichtung verläuft und durch mindestens zwei biegsame Membranen (17ι18), welche die Bewegung auf die einzige Richtung einschränken, in Stellung gehalten wird.

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3·) Kraftujttwandler gemäß Anspruch 2, dadurch, gekennzeichnet, daß die biegsame Stange (19) innerhalb eines Hohlteiles des erwähnten Eohres (13) angeordnet ist.

4.) Kraftumwandler gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Messleiste (20), das Pühlglied (10) und die biegsame Stange (19) mittels einer ringförmigen federnden Abdichtscheibe (25) innerhalb eines Gehäuses hermetisch, abgedichtet sind, wobei die Innenkante der Abdichtscheibe (25) durch eine biegsame Scheibe (27) gegenüber dem beweglichen Fühlglied abgedichtet und ihre Außenkante durch eine biegsame Scheibe (26) gegenüber einem feststehenden Teil des Kraftumwandlergehäuses abgedichtet ist.

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