DE1980422U

DE1980422U - Vorrichtung zur zugkraftmessung.

Info

Publication number: DE1980422U
Application number: DEA28988U
Authority: DE
Original assignee: Arenco Electronics AB
Current assignee: Arenco Electronics AB
Priority date: 1966-12-30
Filing date: 1967-12-28
Publication date: 1968-03-07
Also published as: SE307463B; FI49881B; US3526129A; FI49881C; DE1648350A1; NO116997B; DE1648350B2; GB1198270A

Description

Vorrichtung zur Zugkraftmesswage

Die Erfindung betrifft .eine Vorrichtung- zur Bestimmung de* Eagkraft la Gegenständen wie Baader,» Drahts ei Ie₈ Drähte od_o dglc in Auflag© auf einer Rolle_e einem Zylinder oder eiaea ähnlich@n 0rgaa₈ welche Vorrichtung zwei parallele Plattem. _.-wad ©ine Aasahl Meßstäbe in Form von maga@to@lastischen Gebern besitzt₈ die zwischen dem Platten angeordnet sind₀ die Roll© auf der einen Platte angeordnet .ist₉ während die zweit© ,. Platte auf eiaem festen Träger angeordnet istg, wobei die , Rolle dureh ©ine Kraft" betätigt wird_& die ¥©n der Zögkraft . im. Gegenstand stammt'und in eine Kraftkomponenten die-im !'©eilten liink@l.gu den Platten wirkt _Q sowie im eine Kraftunterteilt werden kana_R die. ?3arall©i zu dem ®τ^α

1JL171

wähnten Platten wirkt»

Bei der kontinuierlichen Herstellung von Gegenständen SoB₀ in Bandform muß die Zugspannung im Band überwacht und₀ falls notwendig_ß diese Zugspannung auf eine bestimmte Grosse eingeregelt werden« Damit die Zugspannung im Band fortlaufend bestimmt werden kann^ wird dieses über eine Rolle oder Scheibe geleitet» Für diesen Zweck ist die Bewegungsbahn des Bandes zweckmässig so vorgesehen_β daß der Winkel g, mit welchem das Band auf die Oberfläche der Rolle gelangtρ mit Bezug auf eine Ebene durch die Achse der letzteren von dem Winkel verschieden ist, mit welchem das Band die erwähnte Oberfläche verläßt_o Eine solche Anordnung bzw₀ Vorrichtung ist in.- Figo S dargestellt»

In Figo 5 ist ©ine Rolle*26..dargestellt, die auf einer Achse 27 angeordnet ist₀ welche in einer Lageranordnung 28 gelagert istο Letztere ist an einer Platte 29 befestigte Eine weite Platte 3o ist auf einer festen Unterlage 32 befestigtο Msche'n den Platten-29 «Ed So₉ die zueinander parallel $ind<₈· ist ©in Körper 31 angeordnete der durch ein oder mehrer© magnetoelastische Gebereieiaente gebildet wird«, Ein Gegen·=» standg 8oB_o in. Form eines Bandes, wird über die Rolle 26 . : geleitet» Das Band kann ein Papierstreifen sein.. Die Bewegung?· bahn des Bandes wird auf der Rolle so umgelenkt₈ daß es einen

bestimmten Eintrittswinkel (U. und einen bestimmten Austritts« winkel &Z »lit der waagrechten Ebene bildete Die Zugspannung im Band hat die Grosse F. Diese Kraft kann auf eine horizontale und auf eine vertikale Komponente aufgeteilt werden. Auf die Achse der Rolle 26 wirkt daher eine resultierende waagrechte Komponente Ph₉ die sich parallel zu den Platten erstreckt, und eine resultierende vertikale Komponente Pv, die senkrecht zu den erwähnten Platten wirkt« Die letzterwähnte Komponente umfaßt ferner das Gewicht der Rolle· Die ' Geberelemente zwischen den Platten 29 und 3o können daher zur Bestimmung der waagrechten Komponente Ph verwendet werden« Die Geberelemente müssen gleichseitig die vertikale Kraftkomponente Pv aufnehmen_o Dies bedeutet, daß im Falle grosser-' Kräfte eine Vielzahl von Geberelementen benutzt werden muß.

Dieser Nachteil wird durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung ausgeschaltet, mit welcher grosse Kräfte bestimmt werden könnenj> ohne daß mehr als ein oder zwei Geberelemente verwendet werden» Die Erfindung unterscheidet sich hauptsächlich 'dadurch, daß ein© Anzahl elastischer Elemente zwischen den parallelen Platten und im rechten Winkel zu diesen angeordnet ist₉ welche ©lastischen Elemente so bemessen sind, daß sie die zu den Platten senkrechte Kraftkomponente absorbieren^ und daß zwischen den erwähnten Platten im rechten Winkel zu diesen und von den elastischen Elementen nach innen min»

MJLZi

destens zwei starre Elemente vorgesehen sind, zwischen welchen ein oder mehrere magnetoelastische Meßstäbe angeordnet sind_p wobei zumindest eines der starren Elemente fest an der Platte angebracht ist, die die Rolle trägt _p und welche starren Elemente durch die erwähnte,, zu den Platten parallele Kraftkojnponente betätigt werden kann»

Nachfolgend wird die Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, in welchen Fig«, I und 2 verschiedene Ansichten einer Ausführungsform der Erfindung zeigenρ während Fig. 5 und 4 die gleichen Ansichten einer anderen Ausführungsform zeigen und in Figo 5 dargestellt istj wie die Meßeinrichtungen unterhalb einer Rolle angeordnet sind. ... ,

In Fig» 1, welche eine Ansicht im Schnitt nach der Linie II-II in Figo 2 zeigt _p ist eine Ausführungsfor« der erfindimgsgemässen Meßvorrichtung dargestellte Die Vorrichtung besitzt eine Bodenplatte_p welche durch zwei Plattenabschnitte ,.. 1 und 2 gebildet wirdo In den Platten sind Bohrungen zur Aufnahme von Schrauben vorgesehen^ durch welche die Vorrichte ung an einem festen Unterbau befestigt werden kann° Parallel. , zu der Bodenplatte bswo unteren Platte ist eine zweite Platt© angeordnet^ die ebenfalls durch zwei Plattenabschnitte 4 und . S gebildet wird_s und di© die Lagerung für die Rolle trägto .

ii m

»janwWrar wwnn»

Für diesen Zweck sind in den Plattenabschnitten 4 und S Bohrungen 6 vorgesehen. Zwischen den Platten befinden sich ■ vier elastische Elemente 7 in Form von Stäben, die sich biegen, wenn auf sie in ihrer Längsrichtung gerichtete Kräfte wirken, und zurückfedern, wenn die Wirkung dieser Kräfte aufhört» Die elastischen Elemente können gegebenenfalls die Form von Blattfedern haben, und so angeordnet sein, daß ihre Richtungslinien zur Achse der Rolle symmetrisch sfad» Die Stäbe 7 sind an den Ecken eines Rechtecks angeordnet» Innerhalb des Rechtecks befinden sich zwei starre Elemente 8 und 9, welche an der oberen Platte mittels Schrauben Io befestigt sind« Das andere Ende der starren Elemente be-" findet sich jedoch von der unteren Platte in Abstand«, In der unteren Platte sind Ausnehmungen 11 für die Elemente 8 und 9 als Sicherung gegen eine Oberbelastung, so daß, wenn auf die obere Platte eine Kraft wirkt, welche die Kraft überschreitet, für die die Stäbe bemessen sind, wird die Abwärtsbewegung der Platte durch die Enden der Elemente 8 und 9 zum Stillstand gebracht, da diese mit dem Grund der Ausnehmungen 11. in Berührung kommenο

Die magnetoelastischen Geber, auf welche die zu den Platten parallele Kraft wirkt, befinden sich zwischen den Elementen 8 und 9 und sind auf Armen 15 und 16 angeordnete Die Arme sind durch Träger 14 und 17 verbunden, wobei der Träger 17

-S«

in

aa d©r unteren Platte durch Schrauben 19 befestigt ist«, In d®n Elementen 8 und 9 sind zwei bolsensrtige Elemente 12 und 15 angeordnet, welche gegen den Träger 14 anliegen und di© Stellung der oberen Platte mit Bezug auf die Stellung der Geber festlegen«

Wenn die bolsenartigen Element® gegen den Träger 14 geschraubt werden„ wird eine feste Verbindung zwischen dem letzteren und den Elementen 8 und 9 und damit auch zwischen den Geber* elementen 18_s 18 und den oberen Plattenabschnitten 4, S erhalten ₀ Wenn die oberen Plattenabschnitte 4,5 der Wirkung einer Kraft ausgesetzt werden, die zu den Abschnitten parallel istj, werden die Elemente 8 und 9 zusammen mit den bolzen* artigen Elementen verlagert, was zur Folge hat« daß das Element 14 ebenfalls etwas verlagert wird. Die Betätigung des Trägersl4 führt dazu, daß der eine Meßstab einer Zugbeanspruch» ung und der andere einer Druckbeanspruchung ausgesetzt wird« In Verbindung hiermit sind die Wicklungen der beiden Stäbe so geschaltet_D daß in einem mechanisch unbelasteten Zustand kein Ausgangssignal aus den Meßwicklungen erhalten wird und daß erst nach dem Aufbringen einer Last ein Ausgangssignal aus .ihnen-erzielt'wird. Daher stellt das*Signal, welches dl© Fon einer Spannung haben kann^ ein Maß für die parallel zur oberen Platte wirkende Kraft dar₉ doho für die Kraft- die auf die Rolle in ©iner Richtung parallel ^u der Platte wirkt« -

-6-

Diese Kraft ist ein Maß für die Zugspannung, die in dem über die Rolle laufenden Gegenstand auftritt.

Infolge der Anordnung der elastischen Stäbe 7 wird die senk· recht zur Platte 4, 5 wirkende Kraft durch die erwähnten Stäbe absorbiert^ so daß auf die Geberstäbe nur die erwähnte parallele Kraftkomponente einwirkt.

Bine weitere Ausführungsform der Meßvorrichtung ist in Figο3 und 4 dargestellt, wobei Fig. 4 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie IV-IV in Hfg.3 zeigt· Ähnlich wie bei der in Verbindung mit Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsform besitzt die Vorrichtung eine untere Platte bestehend aus Plattenabschnitten 1 und 2, die mit Bohrungen 3 versehen sind, und eine obere Platte, bestehend aus Plattenabschnitten 4, 5, die mit Bohrungen 6 versehen sind, welche obere Platte zur unteren Platte parallel istο Ähnlich wie bei der vorangehend beschriebenen Ausführungsform sind vier elastische Stäbe 7 in den Ecken eines Rechtecks zwischen den Platten angeordnet» Von diesen Stäben nach innen befinden sich Elemente 8 und 9₈ von denen nur das eine Ende des einen Elements fest an der unteren Platte 1 und 2 angebracht ist_s während das eine End© des anderen Elements &n der oberen Platte 4, 5 befestigt ist« Das jeweils entgegengesetzte Ende der Elemente 9 und 8 erstreckt sich frei in eine Ausnehmung H₀ die in der oberen

11 171

bzw· in der unteren Platte vorgesehen ist» Wie bei der Aus* führungsform nach Fig. 1 und 2 dienen die Elemente zur Sicherung gegen eine Oberbelastung, damit die Platte 4, S nicht 2u stark nach unten gedrückt wird« Xn den Elementen 8 und 9 sind bolzenartige Elemente 12 angeordnetο Zwischen den bolzen« artigen Elementen 12 ist mittels Druckscheiben 24 ein nagnetoeletischer Keßstab 21 eingespannt, der mit Magnetisier- und Meßwicklungen versehen ist« Oer Meßstab 21 ist von einem Körper 22 eingeschlossen, in welchem ferner eine Kompensation*» einrichtung vorgesehen ist. Der Körper 22 ist an der Platte durch Befestigungsmittel 23 festgemacht»

Eine feste Verbindung zwischen der oberen Platte 4, 5 und der unteren Platte l_c 2 wird dadurch erhalten, daß die bolzen* artigen Elemente 12 gegen die Stange 21 über die Druckscheiben 24 festgeschraubt werden» Wenn auf die obere Platte eine Kraft in einer Richtung vom Element 9 zum Element 8 wirkt, wird die obere Platte mit Bezug auf die untere Platte etwas verlagert« Dies bedeutet, daß sich das Element 9 mit dem zugeordneten bolzenartigen Element 12 zum Element 8 bewegt« Auf den Meßstab 21 wirkt daher eine Druckkraft, wodurch die Permeabilität des Stabes verändert wird«, Dies führt wiederum zu einer Veränderung im Stromfluß durch die Wicklungen auf dem Stab, so daß ein Signal aus der Meßwicklung erhalten wird» Das Signalg beispielsweise in Form einer Spannung, bildet

-8-

daher ein Maß der Belastung,, die parallel sott oberen Platte wirkt₉ doho ein Maß für die im Band, im Drahtseil, Draht öd« dglο beim Lauf über die Rolle auftretende Zugspannung«

Die in Verbindung mit FigoS rand 4 beschriebene Ausführungshorn! ist vorzuziehen„ wenn gross® Kraftkomponenten bestimmt werden sollenο

Der Raum zwischen den Platten 1 und 4 ist durch einen Deckel geschützt ₉ um zu verhindern_e daß Staub und Wasser in die Geberelemente ei&dringeru Infolgedessen sind die Platten** abschnitte Z und 5 kürzer und schmäler als die Plattenah· schnitte 1 und 4» Der Deckel ist zweiteilig hergestellt und ein elastisches Material» welches eine gewisse Verlagerung zwischen den beiden Teilen 2UIaEt₉ ist in der Stoßfuge zwischen diesen eingesetzt» Die geometrisch© Form der Meß« vorrichtung ist nicht auf die beschriebenen'Ausführungsformen beschränkt,,- sondern kann innerhalb des Rahmens der Erfindung

Claims

EA. 737 875*21 1 η ■# ns ρjrttc h e j

1. Vorrichtung zur Bestimmung der Zugkraft in Gegenständen in Form eines Bandes₈ eines Drahtseils, Drahtes od. dgl» in Auflage auf einer Rolle oder einem ähnlichen Organ, welche Vorrichtung zwei parallele Platten aufweist_B zwischen welchen magnetoelastische Meßstäbe angeordnet sind, wobei die Rolle auf der einen Platte angeordnet ist, während die andere Platte auf einem stationären Unterbau befestigt ist, und auf die Rolle eine Kraft wirkt, die von der Zugspannung im Gegenstand stammt und auf eine Komponente senkrecht zu den erwähnten Platten sowie auf eine Kompo- , nente parallel gu den erwähnten Platten aufgeteilt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den erwähnten Platten und sich senkrecht zu diesen erstreckend eine Anzahl elastischer Elemente angeordnet ist» die so bemessen sind₈ daß sie die senkrecht zu den Platten wirkend© Kraftkomponente absorbieren, mindestens zwei starre Elemente von den elastischen Elementen nach innen zwischen den Platten und parallel zu diesen angeordnet sind und sich ein oder mehrere Meßstäbe zwischen den starren Ele·

-lo«

V /ι

171

menten befinden« von welch letzteren mindestens eines an der die Rolle tagenden Platte befestigt ist, auf welche starren Elemente die parallel zu den Platten wirkende Kraftkomponente einwirken kannο

2» Vorrichtung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente durch Blattfedern gebildet werden» die so angeordnet sind, daß ihre Richtungslinien zur Achse der Rolle symmetrisch sind»

3ο Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn· zeichnet» daß in jedem starren Element ein bolzenartiges Element angeordnet ist, dessen Achse zu den Platten parallel ist und daß zwischen den bolzeneartigen Elementen ©in Körper eingespannt istβ in weichem ein oder mehrere

Meßstäbe angeordnet sind, ...

4> Vorrichtung nach den Ansprüchen I₉ 2 und 3, dadurch gekennzeichnet₅ daß die starren Elemente durch zwei Element® gebildet werdenj, von denen je das eine Ende an der die Rollenaehs® tragenden Platte befestigt ist» während sich das entgegengesetzte Ende jedes Elements frei in eine

-11·

171

Ausnehmung in der Platte erstreckt, die auf dem stationären Unterbau aufruht_o

So Vorrichtung nach den Ansprüchen 1,2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet j, daß zwischen dem erwähnten Körper _t eingespannt zwischen den bolzenartigen Elementen» und der Platte auf dem stationären Unterbau senkrecht zu den erwähnten Platten zwei parallele Meßstäbe angeordnet sind_o

6« Vorrichtung nach den Ansprüchen l_t 2 und 3, dadurch gekennzeichnet _p daß die- erwähnten starren Elemente durch zwei Elemente gebildet werden, von denen das eine Ende des einen Elements an der die Rolle tragenden Platte befestigt ist, während sich das andere Ende frei in eine Ausnehmung in äet Platte auf dem stationären Unterbau erstreckt^ und das entsprechende eine Ende des anderen Elements an der Platte auf dem Unterbau befestigt ist, während sich das entgegengesetzte Ende frei in eine Ausnehmung in der die Rolle tragenden Platte erstreckt«,

7ο Vorrichtung nach'd:en. Ansprüchen I₀ Z₀ 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die bolzenartigen Elemente ©ingespannt© Körper einen Meßstab umschließt, der so ange-

■■'. ■--'";■-i2- · ■

171

ordnet ist» daß sich seine Längsachse in Ausfluchtung mit der Achse der bolzenartigen Elemente befindete

-13-