DE2121357A1

DE2121357A1 - Lastmeßsystem und Kraftubertragungs anordnung hierfür

Info

Publication number: DE2121357A1
Application number: DE19712121357
Authority: DE
Inventors: Rune Nils Allan Nordstrom Kjell Helge Vasteraas Fhnth (Schweden) P GOIm 15 00
Original assignee: Safelink AB
Current assignee: Safelink AB
Priority date: 1970-05-05
Filing date: 1971-04-30
Publication date: 1972-01-27
Also published as: NL7106124A; CA925522A; FR2088353B1; BE766748A; CH537010A; FR2088353A1; DE2121357B2; SE341277B; FI53043B; US3736998A; GB1350775A; FI53043C

Description

PalentaüA -'">

Di?!.-! j. A. Grü;r-?c*.er

Cr.-■!.?. H. Kinkzldsy

Dr.-:>.-„. V-J. S^f.\~.^p:nr-ir

Dr. rer. nat. W. . / c ^ 2121357

β München 22, Maximii-ci-s-t. 43

3 & «April !071

P 3960 - 37/Ba

Safelink AB, Lidmansvägen. 7, 724 61 Västeras, Schweden

Lastmeßsystem und Kraftübertragungsanordnung hierfür

Die Erfindung betrifft ein Lastmeßsystem mit einem Lastträger, einer Lastmeßzelle zum Messen von Lasten, die in einer Lastmeßrichtung auf den Lastträger wirken, einer die Lastmeßzelle tragenden Auflage und einer Kraftübertragungsanordnung, die zwischen der Lastmeßzelle und dem Lastträger oder zwischen der Lastmeßzelle und dem Auflager angeordnet ist und aus einem oberen und einem unteren Element besteht, welche mittels einer Einrichtung derart verbunden sind, daß das untere Element in einer Richtung, die allgemein quer zu der Lastmeßrichtung liegt, relativ zu dem oberen Element verschwenkbar ist, wobei das frei aufgehängte untere Element sich in eine stabile Ruhestellung zu bewegen trachtet, wenn äußere Kräfte es aus dieser Stellung herauszubewegen suchen.

109885/ 1 UO

Die erfindungsgemäße Anordnung eignet sich insbesondere zum Übertragen von Kräften von einem Lastträger auf verschiedenartige Lastmeßeinrichtungen, z.B. Lastmeßzellen. Nachstehend wird die Erfindung anhand von Waagen, z.B. Plattformwaagen beschrieben, doch ist die Erfindung auf diese Anwendung nicht eingeschränkt. Sie ka.nn vielmehr auch bei anderen Arten von Waagen angewendet werden, z.B. bei Behälterwaagen, Kranwaagen, Rollenbahnwaagen, ferner bei Fahrzeugen oder Aufgabebehältern mit eingebauten Waagen und allgemein in allen Fällen, in denen Lastmeßzellen zum Messen eines Gewichts bzw. einer Kraft verwendet werden.

Es ist seit langem bekannt, daß es zweckmäßig ist, die seitliche Belastung einer Lastmeßzelle auf ein Minimum herabzusetzen, und es sind verschiedene Vorschläge in dieser Richtung gemacht worden. Beispielsweise ist der Einfluß seitlicher Belastungen auf eine Lastmeßzelle dadurch herabgesetzt worden, daß man zwischen der Lastmeßzelle und der lastaufnehmenden Fläche oder zwischen der Lastmeßzelle und ihrem Auflager Wälzlager, z.B. Rollenoder Kugellager, oder Gleitplatten mit niedrigem Reibungskoeffizienten vorgesehen hat. Man kann auch an beiden Enden der Lastmeßzelle je ein kugeliges Auflager vorsehen, so daß die Lastmeßzelle bei seitlicher Belastung kippen kann. Es kommt jedoch häufig vor, daß z.B. infolge einer Wärmedehnung des Lastträgers die Auslenkung der Lastmeßzelle so groß ist, daß dadurch die Meßgenauigkeit der Lastmeßzelle beeinträchtigt wird und die von ihr gemessene Kraft' der tatsächlichen Last nicht mehr entspricht. Dasselbe Problem tritt auf, wenn der Lastträger von einem Zugkraftwandler getragen wird.

In den herkömmlichen Anordnungen ist die Lasttragfläche

109885/1U0

oder das Lasttragglied mit dem Auflager z.B. durch horizontal angeordnete, "biegsame Glieder, Stäbe oder Lenker oder durch vertial angeordnete Lager, z.B. Kugellager, Führungen usw. verbunden. Alle diese Elemente sollen die seitlichen Belastungen aufnehmen. Dabei können diese seitlichen Belastungen aber verschiedene Ursachen haben und sehr verschieden stark sein. Daher sind die bekannten Anordnungen notwendigerweise so ausgebildet, daß sie seitlichen Belastungen in einem großen Bereich gewachsen sind. Infolgedessen haben die in diesen Anordnungen auftretenden Biegekräfte und/oder Reibungsverluste einen beträchtlichen Einfluß auf die Lastmeßfunktion der Zelle.

Ferner war in den bekannten Anordnungen die Auslenkung z.B. von biegsamen Gliedern oder Stäben nicht linear, weil in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren Nichtline.aritäten auftraten. Beispielsweise kann die Auslenkung durch die Veränderung der Lage einer gegebenen Last auf der Lasttragfläche verändert werden. Bei einer Lastmeßvorrichtung, die in einer fahrbaren Konstruktion eingebaut ist, z.B. in einem Fahrzeug, kann die die Last tragende Fläche uneben sein und der Rahmen des Wagens verdreht werden, wodurch die Lage der Anschlußstellen der biegsamen Glieder in der Vertikalebene verändert wird. Derartige Veränderungen können zu einer nichtlinearen Änderung der Lastverluste und daher zu einem Anzeigefehler der Waage führen.

Ein weiteres schwerwiegendes Problem bei der Verwendung von biegsamen Gliedern besteht darin, daß es schwierig und zeitraubend ist, diese Glieder genau in einer Horizontalebene anzuordnen. Wenn eines der Glieder von der Hori-

109885/1U0

zontalen nur um einen kleinen Betrag abweicht, wird durch diese Abweichung sofort das ganze System beeinflußt.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, zwischen dem Lasttragglied und der Lastmeßzelle ein elastisches Element anzuordnen, das z.B. aus Gummi besteht und eine gewisse Elastizität in horizontaler Richtung hat, so daß eine seitliche Auslenkung des Lasttraggliedes durch eine Scherverformung des Gummieleinentes aufgenommen wird. Die Horizontalbewegung wird durch Anschläge am Auflager begrenzt. Die

W Verwendung eines Gummielementes hat den Nachteil, daß es unter einer Last zi^angslaufig ausgelenkt wird und diese Auslenkung in vielen Fällen unzulässig ist. Die Anwendung von Einrichtungen mit Gummielementen ist ferner dadurch begrenzt, daß zur Gewährleistung einer genügend großen Scherverformung das Element aus relativ weichem Gummi bestehen muß, wodurch die Auslenkung des Elements in der Belastungsrichtung vergrößert wird. Infolgedessen kann man in der Praxis nur Gummielemente verwenden, die erst unter einer relativ starken Scherbelastung ausgelenkt werden, so daß diese Anordnung nur bei jenen Lastmeßzellen anwendbar ist, die während des Wiegevorganges starken seitlichen

t Belastungen gewachsen sind.

Es ist ein wichtiges Ziel der Erfindung, zum Übertragen einer Kraft von einer Lasttragfläche auf eine Lastmeßzelle eine Anordnung zu schaffen, in der die vorstehend angegebenen Probleme beseitigt sind und insbesondere eine unerwünschte seitliche Belastung der Lastmeßzelle vermieden wird.

Eine Lastmeßvorrichtung der eingangs angegebenen Art ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das obere

109885/1 UO

Element mit dem unteren Element durch mindestens drei kraftübertragende Zugglieder in solcher Anordnung verbunden ist, daß die Richtung der von einem der beiden Elenente auf die Lastmeßzelle abgegebenen Kraft eine horizontale Fläche schneidet, deren Begrenzungslinien die Berührungsflächen zwischen den Zuggliedern und dem oberen oder dem unteren Element miteinander verbinden, so daß die die Kraft auf die Lastmeßzelle übertragende Anordnung stets in einem stabilen Gleichgewichtszustand bleibt und keine Kraftnebenschlußstreben erforderlich sind.

Nach der Erfindung ist zwischen einer Lasttrageinrichtung und einer Lastmeßzelle eine Kraftübertragungsanordnung vorgesehen, die ein erstes, auf der Lascmeßzelle ruhendes und ein zweites Element aufweist, das mit der Lasttrageinrichtung verbunden ist. Diese beiden Elemente sind durch mindestens drei kraftübertragende Glieder so miteinander verbunden, daß sich bei der Einwirkung von seitlichen. Belastungskräften auf die Lasttragfläche die beiden Elemente relativ zueinander bewegen können, so daß die Lastmeßzelle von der Wirkung der seitlichen Belastung befreit ist. Nach der Wegnahme der seitlichen Belastung kehren die beiden Elemente automatisch in ihre Ausgangsstellung zurück. Die Vorrichtung enthält ferner elastische Elemente zur Kompensation von Stoß- oder Überbelastungen.

Erfindungsgemäß besitzt die Kraftübertragungsanordnung somit ein kraftabgebendes Element, ein kraftaufnehmendes Element und diese beiden Elemente verbindende kraftübertragende Glieder. Das kraftaufnehmende Element kann auf eine Lastmeßzelle gelegt werden und mittels der kraftübertragenden Glieder das kraftausübende Element tragen sowie schwenkbar lagern. Die kraftübertragenden Glieder sind so bemessen

109885/1 UO

und angeordnet, daß sich das kraftabgebende Element unter dem Einfluß von seitlichen Belastungen relativ zu dem kraftaufnehmenden Element und der Lastmeßzelle frei bewegen kann, so daß die seitliche Belastung im v/es ent 3-ichen nicht auf die Lastmeßzelle einwirkt. Bei Wegnähme der seitlichen Belastung kehrt das kraftabgebende Glied automatisch in seine Ausgangsstellung zurück. Ferner kann die Vorrichtung Federelemente enthalten, die in der Meßrichtung auslenkbar sind, so daß nachteilige Einflüsse von Stoßbelastungen und Oberbelastungen in der Meßrichtung beseitigt werden können.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Kraftübertragungsanordnung in einer Plattformwaage eingebaut, deren Plattform auf vier derartigen Kraftübertragungsanordnungen und vier Lastmeßzellen ruht. Die das Lasttragglied bildende Plattform wird von den kraftabgebenden Elementen getragen, so daß sich die Plattform in allen Eichtungen bewegen kann. Eine seitliche Belastung, die z.B. auf dynamische Kräfte oder auf eine Wärmedehnung bzw. -schrumpfung zurückzuführen sein kann und zu einer Bewegung der Plattform und der kraftabgebenden Elemente führt, wird von der Lastmeßzelle im wesentlichen ferngehalten, weil die kraftabgebenden Elemente relativ zu den kraftaufnehmenden Elementen verschoben und verschwenkt werden. Nach dem Aufhören der seitlichen Belastung bewirken die Kraftübertragungsanordnungen ein Zentrieren des Lasttraggliedes, so daß die Last ungestört gewogen werden kann.

Die Kraftübertragungsanordnung und die damit versehene Vorrichtung sind im Aufbau sehr kompakt mit geringen Kosten herstellbar sowie bequem einzubauen.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß

109885/1 UO

die Systemgenauigkeit einer elektronischen Waage, in der die Kraftübertragungsanordnungen eingebaut sind, nur durch die Präzision der Einheiten selbst bestimmt wird, von Einbaufehlern dagegen unabhängig ist. Infolgedessen kann in der Fabrik die Waage aufgebaut, geprüft und in der erforderlichen Weise kalibriert bzw. eingestellt werden, worauf die Waage auseinandergenommen und'.an der Veiwendungsstelle wieder zusammengesetzt werden kann, ohne daß dort eine erneute Prüfung oder Eichung erforderlich wäre. Daher werden Einbauzeit und -3costen herabgesetzt, und an der Baustelle brauchen keine Experten' eingesetzt zu werden. Günstig ist ferner, daß die Genauigkeit der Lastmeßzelle "bzw. des Wiegesystems von Temperaturveränderungen nicht beeinträchtigt wird.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung, in deren verschiedenen Figuren jeweils mit gleichen Bezugsziffern gleiche bzw. gleichartige Teile bezeichnet sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Kraftübertragungsanordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 1a einen Schnitt entsprechend der Linie 1a-1a in Fig. 1,

Fig. 1b eine Draufsicht auf die Kraftübertragungsanordnung nach Fig. 1,

Fig. 2, 2a, 3 und 3a schematische Ansichten zum Verananschaulichen der Aufnahme von seitlichen Belastungen durch die Anordnung,

109885/1 UO

Fig. 4 eine Seitenansicht mit unter einer seitlichen

Belastung verschobenen kraftübertragenden Gliedern,

Fig. 4a ein Kraftdiagramm,

Fig. 5-9 Schnittansichten anderer Ausführungsformen von in der Kraftübertragungsanordnung verwendbaren, kraftübertragenden Gliedern,

fc Fig. 10-14- schemati3che Ansichten verschiedener Anordnungen von elastischen Elementen, die zum Überlastungsschutz in der Vorrichtung vorgesehen sein können, und

Fig. 15 bis 17 schematische Ansichten von z.B. in einer

Plattformwaage eingebauten Kraftübertragungsanordnungen in einem normalen Wiegezustand, in einem Zustand bei seitlicher Belastung bzw. in einem Überlastungszustand.

In Figur 1 ist die erfindungsgemäße Kraftübertragungsanordnung mit A bezeichnet. Sie ist mit einer Lastmeßzelle 1 ™ kombiniert, die auf einem Sockel 2 montiert ist, der auf einem Fundament 3 ruht. Die Lastmeßzelle 1 und die Kraftübertragungsanordnung A sind in einer Vertiefung eines Lastträgers 4 angeordnet, auf den die zu messende Kraft F einwirkt.

Als Lastmeßzelle 1 kann jede übliche Lantmeßzelle verwendet werden. Die Einzelheiten der Lastmeßzelle gehören nicht zur Erfindung.

Die Kraftübertragungsanordnung A besitzt ein kraftabgebendes Element in Form einer Platte 5» die gemäß Figur 1 an

109885/114 0

der unteren Fläche des Lastträgers 4· angebracht ist. Das kraftabgebende Element 5 hat eine zentrale Ausnehmung 6, welche die Lastmeßzelle aufnehmen kann. In gleichen Abständen verteilt sind am Umfang der Ausnehmung 6 drei Zapfen 7 angeordnet, die von dem kraftabgebenden Element 5 getragen v/erden und radial in die Ausnehmung 6 hineinragen.

Dem Zapfen 7 ist je ein kraftübertragendes Glied in Form eines Lenkers 8 zugeordnet. Jedes kraftübertragende Glied hat an seinem untere-n Ende eine Öffnung 8a zur Aufn'ahme des Zapfens 7· An seinem oberen Ende weist jeder Lenker 8 eine Öffnung 8b zur Aufnahme eines Zapfens 10 auf, der von einem kraftaufnehmenden Element getragen wird, das aus einer Platte 9 besteht. Das kraftaufnehmende Element 9 wird von einem kugeligen Lastaufnahmeteil 1a der Lastmeßzelle 1 getragen und ist mit Hilfe einer Vertiefung in der unteren Fläche einer Zentrierschraube 11 auf der Lastmeßzelle zentriert.

Die öffnungen 8a, 8b sind im Durchmesser geringfügig größer als der entsprechende Zapfen 7 bzw. 10, so daß zwischen jedem Lenker 8 und dem ihm zugeordneten Zapfen im wesentlichen reibungsfreie Gelenke vorhanden sind. Die Zapfen 7j 10 sind allgemein zylindrisch und im Axialschnitt konkav. Der Rand der öffnungen 8a, 8b ist abgeschrägt oder abgerundet, so daß die Berührungsfläche des Lenkers sich im wesentlichen reibungsfrei auf der Berührungsfläche des Zapfens abwälzt, wenn der Lenker gemäß Figur 4- verschoben wird. Dort ist die relativ kleine von dem kraftübertragenden Glied in Figur 4- übertragene Komponente der seitlichen Belastung dargestellt.

109885/1 UO

Die in das kraftaufnehmende Element 9 eingeschraubte Zentrier schraube 11 ermöglicht eine Verstellung des kraftaufnehmenden Elements 9 derart, daß sich die Zapfen 7 und 10 in der in Figur 1a gezeigten Stellung in den zugeordneten Öffnungen befinden. In dieser Stellung ruht der Lastträger ¹V auf dem Lastaufnahmeteil 1a der Lastmeßzelle 1.

Figur 2 und 2a zeigen die Stellung der Teile der Kraftübertragungsanordnung in de r en normaler Wie ge stellung. Dabei ist das kraftabgebende Element 5 gegenüber der Lastmeßzelle 1 zentriert, und -die Lenker 8 sind im v/es entliehen vertikal parallel zu der Meßrichtung der Lastmeßzelle angeordnet, so daß die auf den Träger 4- ausgeübte Kraft F ir. der gewünschten Meßrichtung auf die Lastmeßzelle übertragen wird.

Figuren 3 und 3a zeigen die Stellung der Kraftübertragungsanordnung unter der Einwirkung einer seitlichen Belastung F Jetzt hat sich das kraftabgebende Element 5 seitwärts in eine Stellung bewegt, in der es an dem Sockel 2 für die Lastmeßzelle 1 angreift, und die Lenker 8 sind um einen Winkel O\ aus der vertikalen Stellung von Figur 2a ausgelenkt worden. Die auf die Lastmeßzeile übertragene Komponente der seitlichen Belastung F hängt von dem Neigungswinkel der Lenker 8 und kann deshalb auf einen zulässigen Wert beschränkt werden, indem das Spiel des Sockels 2 in der Ausnehmung 6 des kraftaufnehmenden Elements 5 und die Länge der Lenker 8 entsprechend gewählt werden.

Diese Beziehung ist in dem Kraftdiagramm der Figur 4a dargestellt. Die stärkste seitliche Belastung F. , der die Lastmeßzellen ausgesetzt v/erden dürfen, kann wie folgt berechnet werden:

103885/1 UO

Da bei kleinen Winkeln tan ■'■-, annähernd gleich sin ■ \ ist, kann die Beziehung wie folgt ausgedrückt werden:

¹W ^ ^vert^;"^Uin '^{Λ ;} " ^Uvert^;*^CL ^;

Dabei ist S die maximale Horizontalbewegung und L die wirk-" same Länge des Lenkers .

Nach Festlegung der höchstzulässigen seitlichen Belastung der Lastüießzelle kann man daher die Länge der Lenker 8 und die Größe der Ausnehmung 6 so wählen, daß der Betrag von Γ, den höchstzulässigen Wert nicht überschreitet. Eine zu hohe seitliche Belastung wird durch sperrende Anlage des Elements 5 an dem Sockel 2 verhindert.

Nach der Wegnahme der .seitlichen Belastungskraft F kehrt

das kraftabgebende Element 5 unter der Wirkung der Schwerkraft automatisch in die zentrierte Wiegestellung (Fig. 2a) zurück.

Es versteht sich, daß in der in Figuren 3 und 3a gezeigten Stellung die von der Lastmeßzelle gemessene Last nicht genau der Kraft 3? entspricht, weil die Reibungsberührung zwischen dem Element 6 und dem Sockel 2 zu Reibungskräften führt, die in der Heßrichtung wirken. Die Anordnung ist jedoch in allen Stellungen, mit Ausnahme der in Fig. 3 gezeigten Extremstellung, funktionsfähig. Beispielsweise kann unter dem Einfluß von Temperaturveränderungen sich das Element 5 in eine Stellung verschieben, in der es gegenüber der Lastmeßzelle 1 e-^ontrisch ist, und eine Zeitlang in dieser Stellung bl iben. Trotzdem kann lait Hilfe der Anordnung der Be tr a ; der Kraft F gemessen werden, sofern sich das Element '·) noch im Abstand zu

109885/1 UO

dem Sockel 2 befindet;.

Gemäß Fig. 1 bestehen die kraftubertragenden Glieder beispielsweise aus Lenkern. Andere Ausführungsforirren von kraftübertragenden Gliedern 8 sind in den Figuren 5 bis 9 dargestellt.

Fig. 5 zeigt eine zylindrische Stange, die an ihren Enden mit sphärischen Axiallagern 13 verbunden ist, welehe eine Relativbewegung zwischen den Teilen 5 und 9 gestatten.

In der Anordnung gemäß Fig. 6 werden Zapfen verwendet, die den Zapfen 7 und 10 in Fig. 1 ähneln, wobei die Verschiebung jedoch von sphärischen Radiallagern 14-aufgenommen wird.

Fig. 7 zeigt kraftübertragende Glieder in Form von Metallstäben, die fest an den Teilen 5 und 9 angebracht und derart verformbar sind, daß bei einer Bewegung des Elements 5 gegenüber dem Element 9 die kraftübertragenden Glieder 8 elastisch etwa S-förmig.verformt werden. Bei dieser Anordnung wird die Rückkehr des kraftabgebenden Elements 5 in seine zentrierte Stellung nicht nur von der Schwerkraft, sondern auch durch die Rückfederkraft infolge der Elastizität der verformten Glieder 8 unterstützt. In der Ausführungsform nach Fig. 7 kann der Betrag dieser zusätzlichen Zentrierkraft durch V/ahl von Länge und Durchmesser der kraftubertragenden Glieder 8 bestimmt werden.

Fig. 8 zeigt die Verwendung eines Stahlseils, das an seinen Enden mit den Elementen 5 und 9 verbunden ist.

109885/1U0

Infolge der geringen Biegefestigkeit des Seils wird die in Fig· 8-dargestellte Anordnung unter seitlicher Belastung viel stärker ausgelenkt als beispielsweise die in Pig. 7 gezeigte Anordnung.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform von kraftübertragenden Gliedern in Form von Lenkern, die an beiden Enden je eine Stellschraube 17 ^mi"b einem kugeligen Berührungsteil tragen, der am Grund 18 einer "Vertiefung in dem entsprechenden Element 5 oder 9 angreift. Durch Verdrehen der Stellschrauben 17 kann man die wirksame Länge der Lenker verändern bzw. einjustieren.

Die in Fig. 1 bis 5 gezeigten Anordnungen ermöglichen eine Beeinflussung der nachteiligen Wirkung der seitlichen Belastung auf die Belastungszelle 1. Es ist ferner häufig erwünscht, die Lastmeßzelle vor einer überlastung in Lastmeßrichtung zu schützen. Fig. 10, 11 und 12 zeigen drei Ausführungsformen einer derartigen Überlastungssicherung.

Gemäß Fig. 10 ist zwischen dem Lastträger 4- und dem kraftabgebenden Element 5 ein elastisches Element 15 angeordnet, das beispielsweise aus einem Gummielement, einer vorgespannten Feder oder einem anderen nichtlinear zusammendrückbaren Glied bestehen kann. Es ist ferner ein Anschlag 16 vorgesehen, der die Bewegung des Lastträgers in der Lastmeßrichtung begrenzt. Bei dieser Anordnung kann die auf die Lastmeßzelle 1 einwirkende Last durch Auslenkung des elastischen Elements 15 und durch den Anschlag 16 begrenzt werden. Im normalen Betrieb wird die auf den Lastträger 4- wirkende Last durch das elastische Element 15 auf das kraftabgebende Element 5 übertragen. Wenn jedoch eine so starke Über-

109885/1 UO

"belastung vorhanden ist, daß das elastische Element 5 nichtlinear zusammengedrückt wird, bewegt sich der Lastträger 5 abwärts bis zur Anlage an dem Anschlag 16, der jetzt den Lastträger 4 abstützt und die zusätzliche Belastung von der Lastineßzeile fernhält.

Nach Fig. 11 ist unter dem Sockel 2 der Lastneßzelle 1 das elastische oder Federelement 15 angeordnet. Im normalen Betrieb stellt das elastische Element 15 ein im wesentlichen starres Auflager dar. Bei einer Überbelastung wird das elastische Element 15 dagegen zusammengedrückt, so daß sich die ganze Anordnung abwärts— bewegt, bis das kraftabgebende Element 5 auf dem Anschlag 16 ruht.

In der Anordnung gemäß Fig. 12 ist das elastische Element in den kraftübertragenden Gliedern 8 eingebaut. Im normalen Betrieb dieser Ausführungsform bilden die kraftübertragenden Glieder 8 im wesentlichen starre Lenker. Unter einer überbelastung werden sie dagegen ausgelenkt, so daß sich der Lastträger 4 abwärts bis zum Anliegen an dem Anschlag 16 bewegen kann.

Die Funktion der Überlastungs-Sicherung ist in Fig. 13 und 14 schematisch dargestellt. Fig. 13 zeigt einen Zustand, in dem der Lastträger 4 innerhalb des zulässigen Bereiches belastet wird, so daß das elastische Element 15 nur wenig zusammengedrückt und die Kraft vollständig auf die Lastmeßzelle 1 übertragen wird, Fig. 14 zeigt dagegen den Zustand bei einer Überbelastung, die zu einem weiteren Zusammendrücken des elastischen Elements 15 und zu einer weiter abwärtsgehenden Bewegung des Lastträgers 4 bis zum Anschlag 16 ge-

109885/1U0

geführt hat. Trotz der überbelastunp; des Lastträgers 4-hält sich die auf die Lastmeßzelle 1 übertragene Last innerhalb des zulässigen Bereichs, weil die überlast durch das Zusammendrücken des elastischen Gliedes 15 und die Abwärtsbewegung des Lastträgers M- bis zum Anschlag 16 aufgenommen wird. Danach werden die Last und der Lastträger 4- von dem Anschlag 16 getragen, bis die Überlast weggenommen wird, worauf sich das elastische Element 15 wieder in die in Fig· 13 gezeigte Stellung entspannt. ,

Fig. 15 bis 17 erläutern die Anwendung der vorstehend beschriebenen Kraftübertragungsanordriungen auf eine Plattformwaage, deren Plattform mit Hilfe von Einrichtungen der in Fig. 10 und 13 angegebenen Art auf den Lastmeßzellen ruht.

Fig· 15 zeigt die Waage in der normalen Wiegestellung, in der alle Kräfte in der normalen Lastmeßrichtung auf die Lastsellen übertragen werden.

In dem in Fig. 16 gezeichneten Zustand wirkt auf die Waage eine äußere seitliche Belastung F ein, die beispielsweise durch das Bremsen eines Lastwagens auf der Waage verursacht werden kann. Wie vorstehend beschrieben wurde, verschieben die seitlichen Belastungskräfte die kraftabgebenden Elemente 5 aller Kraftübertragungsanordnungen seitwärts, so daß mindestens ein Element 5 eine exzentrische Stellung einnimmt, in der es an dem Sockel 2 der ihm zugeordneten Lastmeßzelle 1 angreift. Infolge der vorstehend beschriebenen Verschwenkung der kraftübertragenden Glieder 8 bleibt die auf die Lastmeßzellen übertragene Komponente der seit-

109885/1 UO

lichen Belastungen in einem zulässigen, kleinen Bereich. Wenn die seitliche Belastungskrnft F nicht mehr wirkt, kehren die kraftabgebenden Elenente 5 unter der Wirkung der Schwerkraft automatisch in ihre Ausgangsstellung zurück.

Fig. 17 zeigt einen Zustand der überbelastung durch eine Überlastkraft F , unter deren Wirkung die elastischen Elemente 15 zusammengedrückt sind und die ganze Lasttragplattform 4 soweit abwärtsbewegt worden ist, daß sie auf den Anschlägen 16 ruht. ITach dem Wegnehmen der Überlast entspannen sich die elastischen Ele mente 15» so daß die Waage in die in Fig. 15 gezeigte Stellung zurückkehrt.

Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Kraftübertragungsanordnung werden drei kraftübertragende Glieder 8 verwendet; dies ist die bevorzugte Anordnung. Die Verwendung von drei kraftübertragenden Gliedern hat den Vorteil, daß die Lastverteilung zwischen den drei Gliedern statisch bestimmt ist. Ferner wird eine exzentrische Belastung der Lastmeßzelle 1 selbst im Falle einer seitlichen Belastung vermieden, weil sich die kraftabgebenden Elemente 5 parallel verschieben. Bei weniger als drei kraftübertragenden Gliedern ist die gewünschte Parallelbewegung nicht gewährleistet, bei mehr als drei kraftübertragenden Gliedern hingegen die Lastverteilung zwischen den Gliedern nicht statisch bestimmt; in vielen Fällen kann man dennoch eine andere Anzahl von kraftübertragenden Gliedern verwenden.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Er-

10 9 8 8 5/1140

findung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in "beliebiger Kombination erfindungüweσ ent1ich s ein.

109885/1 UO

Claims

Patentansprüche

rO Lastmeßvorrichtung mit einem Lastträger, einer Lastmeßzelle zum Messen von Lasten, die in einer Lastmeßrichtung auf den Lastträger wirken, einem die Last-

" 'meßzelle tragenden Auflager und einer Kraftübertragungsanordnung, die zwischen der Lastmeßzelle und dem Auflager angeordnet ist und aus einem oberen und einem unteren Element besteht, welche mittels einer Einrichtung derart verbunden sind, daß das untere Element in einer Richtung, die allgemein quer zu der Lastmeßrichtung liegt, relativ zu dem oberen Element verschwenkbar ist, wobei das frei aufgehängte untere Element sich in eine stabile Ruhestellung zu bewegen trachtet, wenn äußere Kräfte es aus dieser Stellung herauszubewegen suchen, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Element(9) mit dem unteren Element (5) durch mindestens drei kraftübertragende Zugglieder (8) in solcher Anordnung verbunden ist, daß die Richtung der von einem der beiden Elemente an die Lastmeßzelle (1) abgegebenen Kraft eine horizontale Fläche schneidet, deren Begrenzungslinien die Berührungsflächen zwischen den Zuggliedern (8) und dem oberen (9) oder dem unteren Element (5) miteinander verbinden, so daß die die Kraft auf die Lastmeßzelle (1) übertragende Anordnung stets in einem

109885/1140

stabilen Gleichgewichtszustand bleibt und keine Kraftnebenschrußstreben erforderlich sind.

2. Lastneßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i chne t, daß zwischen dem unteren Element (5) "und dem Lastträger (4) oder zwischen der Lastmeßseile (1) und dem Auflager (^) elastische Einrichtungen (15) angeordnet sind, und daß unter dem Lastträger (4) oder dem unteren Element (5) ein Anschlag (16) angeordnet ist, so daß die auf die Bastmeßzelle (1) übertragene Kraft auf einen Betrag begrenzt ist, der im wesentlichen durch die elastischen Eigenschaften der elastischen Einrichtungen (15) "und. das Ausmaß der zwischen dem Anschlag (16) und dem Lastträger (4) oder dem unteren Element (5) möglichen Bewegung bestimmt ist, wodurch einen vorherbestimmten Betrag übersteigende Kräfte mittels des Anschlages (16) von der Lastneßzelle (1) ferngehalten werden.

3. Lastmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftübertragenden Glieder in der Lastmeßrichtung elastisch sind und daß unter dem Lastträger (4) oder dem unteren Element ein Anschlag (16) angeordnet ist, so daß die an die Lastmeßzelle abgegebene Kraft auf einen Betrag begrenzt ist, der im wesentlichen durch die .Biegeeigenschaften der kraftübertragenden Glieder (8) und das Ausmaß der zwischen dem Anschlag (16) und dem Lastträger (4) oder den unteren Element (5) möglichen Bewegung bestimmt wird, wodurch einen vorherbestimmten

109885/1 HO

Betrag übersteigende Kräfte von der Lactmeßzelle (1)
ferngehalten werden.

Kraftübertragungsanordnung zur Verwendung insbesondere in einer Lastmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3_? dadurch gekennzeichnet, daß das obere Element (9) mit dem unteren Element (5) durch mindestens drei kraftübertragende Zugglieder (8) verbunden ist und daß die Berührungsflächen zwischen den¹ kraftübertragenden Gliedern (S) und dem oberen (9) oder unteren Element (5) Ecken eines
Vielecks definieren, dessen Fläche von der Richtung
der auf die Lastmeßzelle (1) übertragenen Kraft geschnitten wird.

5. Kraftübertragungsanordnung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elemente (5, 9) im wesentlichen konzentrisch angeordnet sind und das untere Element (5) oder das obere Element (9) eine zentrale Ausnehmung besitzt, die
einen größeren Durchmesser hat als ein Sockel (2) für die Lastmeßzelle (1), so daß die Horizontalbewegung
des unteren Elements (5) gegenüber dem oberen Element (9) begrenzt ist.

6. Kraftübertragungsanordnung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugglieder (8) Stäbe mit Öffnungen aufweisen, die zur
schwenkbaren Lagerung des oberen und des unteren Elements (9, 5) an diesen angeordnete Zapfen (10, 7) aufnehmen.

109885/1140

7. Kraftubertragungsanordnung nach Anspruch. 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftübertragenden Glieder in wesentlichen aus Stahlseilen "bestehen.

8„ Kraftübertragungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftübertragenden Glieder (8) aus langgestreckten Stäben (13, 14) bestehen, die durch sphärische oder Pfannen-Lager mit den Elementen (5, 9) "verbunden sind.

9. Kraftübertragungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß \tfenigstens eines der Elemente (5, 9) eine zentrale Bohrung besitzt, in die eine Schraube eingeschraubt ist, über welche die Kraft auf die Lastmeßzelle (1) übertragbar und mittels welcher der Abstand zwischen den beiden Elementen (5* 9) einstellbar ist.

10.Kraftübertragungsanordnung wenigstens nach Anspruch und 5» dadurch gekennzeichnet, daß das durch den Abstand zwischen der die Lastmeßzelle (1) aufnehmenden, zentralen Ausnehmung (6) und deren Sockel bestimmte Spiel so bemessen ist, daß das untere Element (5) eine gev/isse Seitwärtsbewegung ausführen kann, bis es an dem Sockel oder der Sockel an dem oberen Element angreift, so daß ein die horizontale Seitwärtsbewegung begrenzender Anschlag vorhanden ist.

109885/1140

ΛΑ

Leerseite