DE2117805A1

DE2117805A1 - Wiegevorrichtung

Info

Publication number: DE2117805A1
Application number: DE19712117805
Authority: DE
Inventors: John-Erik; Gustafsson Jan Kenneth; Karlsson Bengt-Aake; Häggström Rolf Paul; Karlskoga Andersson (Schweden). M
Original assignee: Bofors AB
Current assignee: Saab Bofors AB
Priority date: 1970-04-13
Filing date: 1971-04-13
Publication date: 1971-11-11
Also published as: DE2117805C3; FR2086016A1; FI53359C; SE353793B; DE2117805B2; DK138244C; DK138244B; GB1347400A; US3741328A; NO127594B; FR2086016B1; FI53359B

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Wiegevorrichtung, insbesondere in der Form einer Plattformwaage, mit einem bei einer bestimmten Zahl von Punkten in einem Unterbau gelagerten beweglichen Teil, wobei diese Punkte einen Geber mit Dehnungsmessern für die Wiegung enthalten, wobei der Geber einen im wesentlichen balkenförmigen ersten Körper aufweist, der an seinem ersten Ende ungehindert gebogen werden kann und starr an dem ersten Ende eines balkenförmigen zweiten Körpers angebracht ist, der (hinsichtlich seiner Bewegung) ungehindert parallel neben dem ersten Körper verläuft, wobei der Geber mit seinem ersten Körper an dem

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Unterteil angebracht -ist und den beweglichen Teil mittels seines zweiten Körpers trägt (oder umgekehrt), so daß eine von einer auf dem beweglichen Teil gelegenen Last verursachte Kraft a«f te Geber unter rechtem Winkel zu dessen neutraler Ach®@ wirkt, wobei der bewegliche Teil mit den Gebern über ÜbertragUBgsanordnungen verbunden ist, die so angeordnet sind, daß Bsi einer seitlichen Bewegung des beweglichen TeIIs₂, die tob einer dynamisch©« Seitenkraft hervorgerufen ist ρ welche beispielsweise aa der aufgebrachten Last auftritt ρ ©ine Erhöhung der Energiestufe des beweglichen Tails bewirkt wird.

ist beispielsweise vorgeschlagen worden, an Wiege-"vorrichtungen ©inen Cteber in Übereinstimmung mit dem in Abbildimg 11 unten dargestelltes zu verwenden, der aus einem empfindlichen* tsmamAeten Element besteht, das mit Dehnungs-M@'£sem -vereehexä ist» deren Element© unter der aufgegebenen Last ■ ©xialea Zug- und Bruckkräf tea ausgesetzt sind und die uanter diesen i£räft@n auftretende Formänderungen des Materials in <ä©r Weise anteigen, daß sie ein elektrisches Signal erzeugen, von des angenommen wird, daß es mehr oder weniger proportional der auf gegebenen Last sei« Aufgrund der daß dies® 0©ber auf speziellen biegsamen Stützen düren kö®pl®xe Beschaffenheit und damit di© Hermit der gunehiaendeis M®ßgenauigköit stark " BAD ORlSWAL

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anwachsen, besteht ein ausgesprochener Wunsch nach Wiege-

geräten, die trotz hoher Heßgenauigkeit einen einfachen Aufbau haben.

Die vorliegende Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß ein bestimmter Geber bei der betrachteten Wiegevorrichtung verwendet werden kann, nämlich der Geber nach der schwedischen Patentschrift 311 373» und daß biegsame Stützen in dem Wiegegerät entbehrlich sind, weil dieser Geber die direkte übertragung der Kraft gestattet und darüber , hinaus unabhängig davon ist, wo die Kräfte längs der neutralen Achse auf den Geber aufgebracht werden.

Die vorliegende Erfindung ist richtungsweisend für eine Wiegevorrichtung mit besonders hoher Heßgenauigkeit, wobei es unabhängig ist, von wo die Last auf den beweglichen Teil aufgebracht wird. Die Wiegevorrichtung ist auch für schnelles Wiegen ausgelegt, weil ihr beweglicher Teil mittels Übertragungsanordnungen an den Gebern gelagert ist, die eine sanfte Verzögerung und eine sanfte Rückbewegung des beweglichen Teils gestatten, wenn z.B. Lastwagen, Fahrzeuge etc. auf dem beweglichen Teil anfahren und abbremsen. Außerdem ist die Wiegevorrichtung sehr robust, einfach herzustellen und zu eichen, wobei ebenfalls die Eichung nachher am Aufstellungsort leicht auszuführen sein wird. Ein

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anderer großer Vorteil ist, daß das Wiegegerät eine besonders niedrige Balihöhe hat, die es gestattet, Laderampen für Fahrzeuge, Fundamente etc. in der Konstruktion sehr viel einfacher auszulegen. Ferner bringt ein in der Bauhöhe niedrig gehaltenes Wiegegerät eine vereinfachte Handhabung der Last, insbesondere schwerer Lasten, mit sich.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht im wesentlichen darin, daß die Zahl der Geber und damit die der genannten Lagerungspufakte mindestens drei ist und daß Übertragungsanordnungen so angeordnet sind, daß bei Seitenbewegungen der bewegliche Teil beim Aufhören der dynamischen.Kraft unter dem Einfluß seiner erhöhten potentiellen Energie und gegebenenfalls derjenigen der Last eine sanfte Verzögerung und eine sanfte Rückbewegung in seine Ruhelage erfährt.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der anschauliche Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Wiegevorrichtung in der Form einer selbstrückstellenden Plattformwaage mit vier tragenden Punkten?

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Fig. 2 zeigt einen vertikalen Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 bei Längslinie A-A;

Fig. 3 ist eine räumliche Ansicht von Einzelheiten der Fig. 1-2;

Fig. 4a und 4b zeigen Draufsichten mit unterschiedlichen hauptsächlichen Anordnungen der tragenden Funkte der Wiegevorrichtung;

Fig. 5 bis 8b zeigen vertikale Schnitte unterschiedlicher Ausführungsformen der Übertragungsanordnungen;

Fig. 9a bis 10c zeigen vertikale Schnitte von Einzelheiten, die.bei der Vorrichtung nach Fig. 1 angewendet werden können;

Fig. 11 zeigt eine vertikale Ansicht eines bereits bekannten Gebers, der auch schon an bereits bekannten Wiegevorrichtungen verwendet worden ist.

In Fig. 1 ist ein zu einer Plattformwaage gehörender Unterbau bzw. Rahmen mit 1 bezeichnet, Dieser Unterbau ist in der horizontalen Ebene mit im wesentlichen.rechtwinkligem Querschnitt ausgestattet. In jeder Ecke des Rahmens ist ein Verbindungsstück 2 angeordnet, das in erster Linie zur An-

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bringung eines Gebers 3 vorgesehen ist, das aber ebenfalls als eine Verstärkung des Unterbaus verwendet werden kann. Jeder Geber 3 enthält einen balkenförmigen ersten Körper, der in seinem ersten Teil ungehindert gebogen werden kann und starr am ersten Ende eines balkenförmigen zweiten Körpers angebracht ist, der ungehindert parallel neben dem ersten Körper verläuft. Der Geber ist an dem betreffenden Teil 2 mit dem zweiten Ende des ersten Körpers befestigt, so daß seine neutrale Achse im wesentlichen mit der entsprechenden Winkelhalbierenden der Ecke des Unterbaus übereinstimmt. Der bewegliche Teil der Wiegevorrichtung ruht auf vier Gebern, und zwar auf den balkenförmigen zweiten Körpern dieser Geber, wobei die beweglichen Teile in diesem Ausführungsbeispiel als Plattform ausgebildet sind. Die Aussenabmessungen des horizontalen Querschnittes des beweglichen Teils sind kleiner als die Innenabmessungen des Unterbaus oder Rahmens in demselben Querschnitt, so daß ein vorbestimmter freier Bewegungsspielraum zwischen der Plattform und dem Unterbau erhalten wird« Von federn Geber geht ein elektrischer Leiter aus, wobei alle Leitungen in einer Kontakteinrichtung 6 zusammengefaßt sind, die mit einem nicht gezeigten Anzeigegerät verbunden werden kann.

Figo 2 veranschaulicht die -bei der gezeigten Plattformwaage erzielten gro0©n Vorteile, daö nämlich dies® Waage in

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der Bauhöhe extrem niedrig gehalten werden kann. Mehr noch zeigt Fig. 2, da0 die obere Fläche 4a der Plattform 4 im wesentlichen in gleicher Höhe wie die obere Fläche des Unterbaus oder Rahmens 1 angeordnet werden kann.

Fig. 3 zeigt im einzelnen wie der bewegliche Te£i auf dem Geber in jeder Ecke des Unterbaue liegt. Der bewegliche Teil ist mit einem Schalensitz 7 ausgestattet, der auf einem zylindrischen Lager 8 ruht, das in axialer Richtung auf dem balkenförmigen zweiten Körper 9 des Gebers beweglich ist. Selbstverständlich ist es möglich, wenn die Anforderung an die Genauigkeit nicht besonders groß ist, das Lager wegzulassen. Die übertragende Fläche 10 ist mit einer geeigneten Kurvenform wie z.B. die eines Teils eines Kreises, einer Ellipse, einer Parabel etc. ausgestattet. Der feste balkenförmige Körper des Gebers ist in einer Aushöhlung oder Bohrung in dem Verbindungsstück 2 befestigt.

Aus Fig. 1-3 entnimmt man, daß die Plattform in der gezeigten und beschriebenen Form in zwei Hauptrichtungen a-a und b-b beweglich ist, von denen jede sich im wesentlichen in rechtem Winkel zu demjenigen entsprechenden Paar von Gebern erstreckt, dessen Geber einander gegenüberliegend und entgegengesetzt angeordnet sind. Dieser Tatsache ist es zu verdanken, daß die Plattform in horizontaler Ebene auch in allen anderen Richtungen beweglich ist. Eine dem be-

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weglichen Teil in einer dieser Hauptrichtungen übertragene Bewegung verursacht auf diese Weise infolge der kurvenförmigen Fläche 10 an diesem Paar von einander gegenüberliegend angeordneten Gebern, daß die Plattform eine höhere potentielle Energie erhält, die die kinetische Energie der Plattform ganz oder, teilweise absorbiert. Der Rest der Energie mag z.B. vom Unterbau aufgenommen werden, so daß die Geber nicht zu großen Kräften ausgesetzt sind. Auf diese Weise kann die Plattform alle vorkommenden Bewegungen aufnehmen, die durch Temperatur, Rückstöße, Reaktionskräfte etc. verursacht werden. Um ein sich völlig selbstrückstellendes, stabiles System zu erhalten, ist die Anzahl der Auflagepunkte nicht nur auf vier begrenzt,und es ist nicht erforderlich, alle diese Punkte mit Übertragungeorganen auszustatten, die beim Auftreten der Seitenkraft die Zunahme der potentiellen Energie verursachen. Fig. 4a und 4b sollen dies veranschaulichen. Um die Drehbewegung des beweglichen Teils in seiner horizontalen Ebene anzuhalten, muß ein Minimum von Lagereinrichtungen zur Erhöhung der potentiellen Energie, wie die nach Fig. 3, vorgesehen werden. Eine Waage mit z.B. drei tragenden Punkten ist in Fig. 4a gezeigt. Diese Waage kann in Übereinstimmung mit dieser Überlegung mit noch weiteren Gebern ausgestattet sein, an denen die Plattform mit Übertragungsanordnungen anliegen kann, die aber die potentielle Energie des beweglichen Teils nicht erhöhen. Fig. 4 zeigt eine andere Ausführung. Der Querschnitt in der waagerechten Ebene ist rechtwinklig, und ^die Geber sind mit ihrer neutralen Achse

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in rej&hte» Iiilnfeel 2U den Seiteii 4es Besteckes und ziar zwei an äjeder kurzen wnd eine an $eder längen SeI te^. in dieser Ausführungsform 1st es ^weetoißig, zwei ein» ander gegenüberliegend angeordneten öeiaeirm m am Jfcurzen ,Seiten Mnd beide Geber an /den I^ngejj Selten mit 4ie potentielle Energie ej*h<9iejades
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kann das oben bescliriebene jkagjer 8 ans zylindrischen Lagern, Gleitlagern, Nadellageni, Jfe^geJLliagerjaf iRollenlagem etc * bestehen »wnd l?i bestlnOTtein JBHeix kann auf das I*ager ι

ganz

,1,

^Platt-

INSPECTED

und eine sätÜtt* Rückbewegung des beweglichen Teils bewirken, wenn an diesem Teil kurzzeitig Seitenkräfte wirken. In Fig.

ist die Aufhangung defc beweglichen Teils anhand eines zusammenarbeitenden Get>er$i*res dqrg^^t»llt, das in Übereinstimmung mit der oben beschriebenen!Tatsache durch weitere, in Fig. 5 nicht gezeigte Geher erg%i$ti werden kann. Einer der Geber ist mit Übertragungsanordnungen wie «taa oben gezeigten Schalensitz 7 ausgestattet, wobei der Schalensitz eine Erhöhung der potentiellen Energie und eine sanfte Verzögerung des beweglichen Teils bewirkt, wenn sich dieses Teil in einer seiner Hauptrichtungen bewegt, die alt der Zeichenebene übereinstimmt. Der andere Geber arbeitet mit einer glatten Fläche an dem beweglichen Teil zusaaaen und verursacht keine Erhöhung der potentiellen Energie· Beide Geber sind mit zylindrischen Lagern 14 bzw. 15 ausgestattet, die auf dem zugehörigen Geber in axialer Richtung im rechten Winkel zu der Zeichenebene beweglich angeordnet sein kön-r nen, wodurch das Gleiten des beweglichen Teils in dieser Richtung erleichtert ist. Es wird vorausgesetzt, daß die Geber 12 und 13 im Unterbau befestigt sind und daJ3 «ußerdep ein Stopper, der mit 16 bezeichnet 1st, die seitliche gung begrenzt.

Fig. 6 soll ein Beispiel desjenigen F*3»L#s bei uem der bewegliche Teil im Prinzip unter &m geordnet werdeu kann. Verglichen *i$ #ej> £*fceF im Wi&* 3

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ist das Geberpaar in dieser Darstellung um 90° gedreht. Die Übertragungsanordnungen sind mit verbindenden Elementen 17 ausgestattet, wobei der bewegliche Teil 4 und entsprechend Geber 12 die an den gekrümmten Flächen 18 und 19 anliegt. Der Geber 13 kann nicht in bestimmter Weise Seitenkräfte aufnehmen, weil nämlich Teil 20 eine dreh- oder schwenkbeweglich gelagerte Rolle ist.

Fig. 7a und 7b zeigen das Prinzip, wie eine Erhöhung der potentiellen Energie in einem Auflagepunkt in zwei rechtwinklig zueinander verlaufenden Hauptrichtungen erreicht wird, wobei Fig. 7a den Fall veranschaulicht, daß die neutrale Achse des Gebers sich mit der Zeichenebene deckt, und wobei Fig. 7b den Fall zeigt, dafi der gleiche Geber um 90° gedreht ist, so daß die neutrale Achse im rechten Winkel zur Zeicheneben· verläuft. In diesem Fall ist der bewegliche Teil mit zwei Lagerarmen 21 versehen, in denen eine Welle gelagert ist. Auf der Welle ist wiederum ein exzentrisches

Lager 23 dreh- oder schwenkbeweglich gelagert. Auch der Ge-

mlt ber ist einem exzentrischen Lager 24 ausgestattet·

Fig. 8a und 8b zeigen ein Prinzip für eine Erhöhung der potentiellen Energie, das vergleichbar ist mit demjenigen gemäß Fig. 7a und 7b, das ebenfalls eine effektive sanfte Verzögerung des beweglichen Teils im zwei Hauptrichtungen bewirkt. Di· Ansicht der Fig. 8b ist, verglichen mit

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der Ansicht von Fig. 8a, um 90° gedreht. Der bewegliche Teil ist mit einem drehsymmetrischen Körper 25 ausgestattet, der eine konkave Anlagefläche 25a hat. In diesem Fall hat der Geber ein exzentrisches Lager 26, das ebenfalls mit einer konkaven Anlagefläche 26a ausgestattet ist.

An den oben beschriebenen Übertragungsanordnungen erkennt man, daß es möglich ist, die Darstellungen von Fig. 7a und 7b mit denen in Fig. 8a und 8b zu kombinieren, um Übertragungsanordnungen zu erreichen, die in äußerst wirksamer Weise eine sanfte Verzögerung und Rückbewegung des beweglichen Teils verursachen, wenn kurzzeitige dynamische Seitenkräfte in dem beweglichen Teil vorkommen.

Fig. 9a und 9b sollen ein detailliertes Beispiel eines an einem Geber 27 angebrachten Lager veranschaulichen, wobei das Lager teils drehbar um die neutrale Achse 28 des Gebers und teils in axialer Richtung des Gebers beweglich ist. Der bewegliche Teil ruht auf dem Lager über einem Schalensitz 29, wie er in Fig. 3 gezeigt ist. Die Ansicht von Fig. 9b ist, verglichen mit der Ansicht von Fig. 9a, um 90° gedreht. Bei gewissen Abmessungen besteht der Wunsch, eine angemessenere Verteilung des Druckes an dem Lager zu erhalten. Fig. 10a bis 10c zeigen beispielhaft, wie eine solche gleichmässigere Verteilung erreicht werden kann, wobei die Ansichten von Fig. 10b und 10c, verglichen mit der Ansicht in Fig.

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10a, um 90° gedreht sind. In diesem Fall ist das Lager 27 exzentrisch und nach unten hin abgeschnitten, was jedoch nicht die Verteilung selbst betrifft. Wie die Abbildung zeigt, liegt der Sitz 29 mit einer größeren Fläche an dem Lager 27 an.

Es versteht sich, daß verschiedene Änderungen an den Einzelheiten des Aufbaus und der Anordnung der Teile vom Fachmann ohne Abweichung vom Erfindungsgedanken vorgenommen werden können. Beispielsweise brauchen die Übertragungsanordnungen nicht nur aus Metall zu bestehen, sondern können auch aus elastischem Material und mit Gummiteilen, Schraubenfedern und/oder Bandfedern, Tellerfedern etc. hergestellt sein. Die Übertragungsanordnungen können auch in Kombination elastische und unelastische Element enthalten.

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Claims

Patentansprüche

Wiegevorrichtung, insbesondere in der Form einer Plattformwaage, mit einem bei einer bestimmten Zahl von Punkten in einem Unterbau gelagerten beweglichen Teil, wobei diese Punkte einen Geber mit Dehnungsmessern für die Wiegung enthalten, wobei der Geber einen im wesentlichen balkenförmigen ersten Körper aufweist, der an seinem ersten Ende ungehindert gebogen werden kann und starr an dem ersten Ende eines balkenförmigen zweiten Körpers angebracht ist, der ungehindert parallel neben dem ersten Körper verläuft, wobei der Geber mit seinem ersten Körper an dem Unterbau angebracht ist und den beweglichen Teil mittels seines zweiten Körpers trägt (oder umgekehrt), so daß eine von einer auf dem beweglichen Teil gelegenen Last verursachte Kraft auf den Geber unter rechtem Winkel zu dessen neutraler Achse wirkt, wobei der bewegliche Teil alt den Gebern über Übertragungsanordnungen verbunden ist, die so angeordnet sind, daß bei einer seitlichen Bewegung des beweglichen Teils, die von einer dynamischen Seitenkraft hervorgerufen ist, welche beispielsweise an der aufgebrachten Last auftritt, eine Erhöhung der Energiestufe des beweglichen Teils bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Geber (3) und damit der genannten Lagerungs-

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punkte mindestens drei ist und daß die Übertragungsanordnungen so angeordnet sind, daß bei Seitenbewegungen der bewegliche Teil (4) beim Aufhören der dynamischen Kraft unter dem Einfluß seiner erhöhten potentiellen Energie und gegebenenfalls derjenigen der Last eine sanfte Verzögerung und eine sanfte Rückbewegung in seiner Ruhelage erfährt.
2. Wiegegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß die Übertragungsanordnung ein auf dem Geber (4) exzentrisch oder konzentrisch schwingbares Element aufweist, dessen in Längsrichtung des Gebers gerade oder gekrümmte Anlagefläche mit einer gekrümmten, entsprechenden Fläche an dem beweglichen Teil derart zusammenwirkt, daß dieses Element vorzugsweise in der Längsrichtung des Gebers beweglich ist.
3. Wiegegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechende Fläche auf dem beweglichen Teil gelegen ist in einem Schalensitz (7), auf einem rotationssymmetrischen Körper oder auf einem exzentrisch oder konzentrisch beweglich gelagerten weiteren Teil, und daß diese Fläche dabei eine Kurvenform aufweist, welche Teil eines Kreises, einer Parabel, einer Ellipse oder einer anderen geeigneten Kurvenform ist.
4. Wiegegerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch

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gekennzeichnet, daß die Übertragungsanordnung elastisch ist.
5. Wiegegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsanordnung ein gummielastisches Element, Schraubenfedern, Scheibenfedern, Bandfedern etc. umfaßt.
6. Wiegegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil unterhalb des Gebers angeordnet ist und daß die Übertragungsanordnung verbindende Elemente (17) umfaßt^
7. Wiegegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbau und der bewegliche Teil (4) im wesentlichen rechteckigen Querschnitt besitzen und der Unterbau als Rahmen den beweglichen Teil mit einem freien Bewegungsspielraum umfaßt, daß vier Auflagepunkte vorhanden sind und der Unterbau in jeder Ecke einen Geber aufweist, dessen neutrale Achse im wesentlichen mit der Winkelhalbierenden der jeweiligen Ecke des Unterbaus zusajmenfällt, so daß der bewegliche Teil (4) seitliche Bewegungen in allen seinen Seitenrichtungen ausführen kann.

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