DE2235808A1

DE2235808A1 - FORCE MEASURING CELL

Info

Publication number: DE2235808A1
Application number: DE19722235808
Authority: DE
Inventors: Josef Woehrl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-07-21
Filing date: 1972-07-21
Publication date: 1974-02-07
Also published as: DE2235808B2; DE2235808C3

Description

KraftmeßzelIe, Gegenstand der Erfindung ist eine Kraftmeßzelle bestehend aus einem Kreisel, dessen durch die zu bestimmende Kraft hervorgerufene Präzessions.bewegung ein Maß dieser Kraft istl.and bei dem zur Krafteinleitung eine um die Vertikal-achse drehbar gelagerte Aufhängung an einem mit seinem einen Ende am inneren und mit seinem anderen Ende am äußeren Kreiselkäfig beweglich gelagerten Hebel vorgesehen ist. KraftmeßzelIe, the subject of the invention is a load cell consisting from a top, whose precession motion caused by the force to be determined This force is a measure of the vertical axis rotatably mounted suspension on one with its one end on the inside and with its the other end on the outer rotary cage movably mounted lever is provided.

Kreisel sind hinlänglich z.B. durch die Veröffentlichung von R. Grammel, "Der KrNeisellJ.J 115eine Theorie und seine Anwendungen", Brd 1 und 2, Springer Verlag Berlin - Göttingen - Heidelberg 1950 bekannt.Roundabouts are sufficient e.g. through the publication by R. Grammel, "The KrNeisellJ.J 115 a theory and its applications", Brd 1 and 2, Springer Publishing house Berlin - Göttingen - Heidelberg 1950 known.

Ferner ist ein Druckmesser (GB-PS 498 112) bekannt, bei dem der Druck über eine um die Vertikalachse drehbar gelagerte Aufhängung angreift, die ihrerseits mittels einer als Hülse ausgebildeten Schneide auf einem - zwecks Durchführung der Aufhängung mit einer Durchbohrung versehenem - Hebel gelagert ist, dessen eines Ende am Kopf des Kreiselrahmens und dessen anderes Ende auf einer sich auf der Kreiselrotorwelle abstützenden Stange mittels Schneiden gelagert sind.Furthermore, a pressure gauge (GB-PS 498 112) is known in which the pressure engages via a suspension rotatably mounted about the vertical axis, which in turn by means of a cutting edge designed as a sleeve on one - for the purpose of carrying out the Suspension provided with a through hole - lever is mounted, one of which End at the head of the gyro frame and the other end on one on the gyro rotor shaft supporting rod are mounted by means of cutting.

Es ist auch eine Kraftmeßzelle (OS 2 o55 794) bekannt, bei der die um die Vertikalachse drehbar gelagerte Aufhängung an dem mit seinem einen Ende am inneren und mit seinem anderen Ende am äußeren Kreiselkäfig mittels Stahlbändern gelagerten, Hebel über ein Stahlband angreift.There is also a load cell (OS 2 o55 794) known in which the about the vertical axis rotatably mounted suspension on one end of the inner and with its other end on the outer rotary cage by means of steel straps mounted, engages lever via a steel band.

Die Lagerung des Hebels zur Krafteinleitung mittels Schneiden oder Stahlbändern - wie dies bei den bekannten anordnungen geschieht t ergibt - insbesondere bei großen Präzessionsgeschwindigkeiten -Kraftkomponenten, die ihrer Größe und Richtung nach unbekannt und zeitlich unvorhersehbaren Anderungen unterwor£en sind. Dies führt zu unerwünschten Anderungen der Präzessionsgeschwindigkeit des Kreisels und damit auch zu einer unerwünschten Beeinflussung des Meßergebnisses. Ferner neigen die bekannten Anordnungen dazu, daß der Angriffspunkt der um die Vertikalachse drehbar gelagerten Aufhängung unkontrollierbaren Verlagerungen aus der Vertikal achse unterliegt. Die Aufhängung macht dann um die Vertikalachse kreisende Bewegungen, die um so stärker sind, je größer die an der Aufhängung angreifenden Kräfte sind. Durch diese kreisenden Bewegungen wird das Meßergebnis ebenfalls unerwünscht beeinflußt. Die kreisenden Bewegungen können sich immer mehr aufschaukeln und letzlich die Zerstörung mindestens eines Teiles des Kreisels verursachen.The storage of the lever for force introduction by means of cutting or Steel belts - as happens in the known arrangements t results - in particular at high precession velocities -force components that affect their magnitude and direction are subject to unknown and unpredictable changes. this leads to undesirable changes in the precession speed of the Gyroscope and thus also to an undesirable influence on the measurement result. Also tend to the known arrangements mean that the point of application of the rotatable about the vertical axis The stored suspension is subject to uncontrollable displacements from the vertical axis. The suspension then makes circular movements around the vertical axis, which are all the stronger are, the greater the forces acting on the suspension. Through this circling Movements, the measurement result is also influenced undesirably. The circling Movements can build up more and more and ultimately destruction at least of part of the top.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe die Nachteile der bekannten Anordnungen zu vermeiden, und eine Kraftmeßzelle zur Verfügung zu stellen, bei der die Krafteinleitung besonders einfa zu und reibungsarm und ohne unerwünschte Beeinflussung des Meßergebnisses erfolgt, Diese Aufgabe wird bei einer Kraftmeßzelle der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Schnittpunkt des am inneren Kreiselkäfig (5) vorgesehenen KreuzbandlenkerS(6a) und die Achse, um die dieser Käfig (5) am äußeren Kreiselkäfig (7) beweglich gelagert ist, in oder nahezu in einer Horizontalebene und der Schnittpunkt des zwischen diesem Lenker (6a) und dem einen Ende des Hebels (4) vorgesehen,pn Kreuzbandlenkers 6b und die Schnittpunkte der beiden zwischen dem anderen Ende des Hebels 4 und dem äußeren Kreiselkäfig 7 nebeneinander vorgesehenen Kreuzbandlenkern 6c in oder nahezu in einer zu dieser Horizontalebene parallelen oder nahezu parallelen Ebene liegen. Zwecks Erleichterung der Einnivellierung der Schnittpunkte der Kreuzbandlenker 6a, 6b,6c in die entsprechnde Ebene ist zwischen einem dieser Lenker und dem ihm benachbarten Teil ein variables Abstandsstück 6d vorgesehen. Nach einem weiteren Merkmal wird vorgesehen, daß zwischen dem Lager der Aufhängung und dem Hebel 4 ein weiterer Kreuzbandlenker 6e vorgesehen ist.The invention addresses the disadvantages of the known To avoid arrangements, and to provide a load cell in which the introduction of force is particularly easy and low-friction and without undesirable interference of the measurement result takes place, This task is in a load cell of the initially mentioned type according to the invention solved in that the intersection of the on the inside Rotary cage (5) provided cruciate ligament handlebars (6a) and the axis around which this The cage (5) is movably mounted on the outer rotary cage (7), in or almost in a horizontal plane and the intersection of between this link (6a) and the one end of the lever (4) provided, pn cruciate ligament 6b and the intersection points of the two between the other end of the lever 4 and the outer rotor cage 7 cruciate ligament links 6c provided next to one another in or almost in one of these Horizontal plane parallel or nearly parallel plane. For the sake of relief the leveling of the intersection points of the cruciate ligament links 6a, 6b, 6c in the corresponding Level is a variable between one of these links and the part adjacent to it Spacer 6d is provided. According to a further feature it is provided that between the bearing of the suspension and the lever 4, a further cruciate link 6e is provided is.

Die erfindungsgemäße Kraftmeßzelle ist besonders einfach, äußerst reibungsarm und daher wartungsfrei und verursacht keine unerwünschten Beeinflussungen des Meßergebnisses, Anhand des in den beigefügten Zeichnungen aufgezeigten Ausführungsbeispieles sei die Erfindung im folgenden näher erläutert.The load cell according to the invention is particularly simple, extremely Low-friction and therefore maintenance-free and does not cause any undesirable influences of the measurement result, Based on the shown in the accompanying drawings Exemplary embodiment, the invention is explained in more detail below.

Die Fig. 1 zeigt teilweise geschnitten eine Ansicht eines Kreisel aufbaus, der besonders für Wägungen geeignet ist. Die Fig. 2 gibt eine Seitenansicht der Anordnung der Fig. 1 wieder. Zur lagerung und Halterung des Kreisels dient das auf einer Grundplatte ruhende Gestell 1, an dem die Platte 2 angeflanscht ist. Diese Platte 2 trägt die Heizkörper und die Einrichtungen, die zur Sicherung eine konstanten Temperatur innerhalb eines (nicht gezeigten) den'Kreisel umgebenden Gehäuses. Ferner trägt die Platte 2 den Lagefühler 28 zur Steuerung des Stützmotors. Auf einer Abschlußplatte am oberen Ende des Gestells 1 ist die 2entrierplatte 8 vorgesehen in de das untere Radiallager 22 angeordnet ist. Dieses Lager 22, das im Lagerbügel 9 gelagerte obere Axiallager 17 und das obere Radiallager 18 gewährleisten eine eindeutige Lagerung der um die Vertikalachse rotierbaren Welle 21. Innerhalb des Lagerbügels 9 ist der Stützmotor untergebracht, dessen auf der Welle 21 montierter Rotor mit 19 und dessen Stator mit 20 bezeichnet ist, An ihrem oberen Ende trägt die Welle 21 das Schleifringpaket 15 zur Stromversprgung des Stütz- und Kreiselmotors und die Halterung 11 für die Impulscheibe 12. Auf dem Lagerbügel 9 ist die Abtasteinrichtung 16, die die um die Vertikalachse mit durch die zu wägende Last hervorgerufener Präzessionsgeschwindigkeit rotierende Impuisscheibe 12 abtastet, und die Kohlenhalterung 14 angeordnet. Die Verteilerplatte 1o für die Stromanschlüsse ist auf der Platte am oberen Ende des Gestells 1 vorgesehen. Zur Abdeckung über der oberen Platte angeordneter Teile ist die Abdeckung 13 vorgesehen. An ihren unteren Ende trägt die Welle 21 den äußeren Kreiselkäfig 7, an dem über die beiden Kreuzbandlenker 23 der innere Kreiselkäfig 5 gelagert ist. Im inneren Kreiselkäfig ist der Kreiselmotor 24 rotierbar gelagert. Zur Krafteinleitung dient der Hebel 4, dessen eines Ende über übereinander angeordnete Kreuzbandlenker mit dem inneren Kreiselkäfig 5 und dessen anderes Ende über nebeneinander angeordnete Kieuzbandlenker mit dem äußeren Kreiselkäfig 5 verbunden sind.Fig. 1 shows a partially sectioned view of a gyroscope structure that is particularly suitable for weighing. Fig. 2 gives a side view the arrangement of FIG. 1 again. This is used to store and hold the gyro Frame 1 resting on a base plate, to which plate 2 is flanged. These Plate 2 carries the radiators and the facilities that ensure a constant Temperature within a housing (not shown) surrounding the gyro. Further the plate 2 carries the position sensor 28 for controlling the support motor. On an end plate At the upper end of the frame 1, the 2entrierplatte 8 is provided in de the lower Radial bearing 22 is arranged. This bearing 22, the upper one mounted in the bearing bracket 9 Axial bearing 17 and the upper radial bearing 18 ensure a clear bearing the rotatable about the vertical axis shaft 21. Inside the bearing bracket 9 is the Support motor housed, the rotor mounted on the shaft 21 with 19 and the Stator is designated by 20, At its upper end, the shaft 21 carries the slip ring package 15 to the power supply of the support and gyro motor and the bracket 11 for the Pulse disc 12. On the bearing bracket 9 is the scanning device 16, which is around the Vertical axis with precession speed caused by the load to be weighed rotating impulse disc 12 scans, and the carbon holder 14 is arranged. the Distribution plate 1o for the power connections is on the plate at the top of the Frame 1 provided. To cover parts arranged above the top plate the cover 13 is provided. At its lower end, the shaft 21 carries the outer one Gyroscopic cage 7, on which the inner rotary cage via the two cruciate ligament links 23 5 is stored. The centrifugal motor 24 is rotatably mounted in the inner centrifugal cage. The lever 4, one end of which is arranged one above the other, serves to introduce the force Cross-band handlebars with the inner gyro cage 5 and the other end over one another arranged Kieuzbandlenker are connected to the outer rotary cage 5.

Um unerwünschte horizontale Kraftkomponenten zu vermeiden, ist die Anlenkung des Hebels 4 an die beiden Käfige derart vorgenommen, daß der Schnittpunkt des am inneren Kreiselkäfig 5 vorgesehenen Kreuzbandlenkers 6a und die Achse, um die dieser Käfig 5 am äußeren Kreiselkäfig 7 beweglich gelagert ist, in oder nahezu in einer Horizontalebene und der Schnittpunkt des zwischen diesem Lenker 6a und dem einen Ende des Hebels 4 voresehenen Kreuzbandlenkers 6b und die Schnittnunkte der beiden zwischen dem anderen Ende des Hebels 4 und dem äußeren Kreiselkäfig 7 nebeneinander vorgesehenen Kreuzbandlenker 6c in oder nahezu in einer zu dieser Horiz6ntalebene parallelen oder nahezu parallelen Ebene liegen, Für den Fall, daß die Genauigkeitsanforderungon nicht zu groß sind, kann einer der beiden nebeneinander angeordneten Lenker eingespart werden, der verbleibende Lenker 6c sollte dann mit dem Kreuzbandlenker 6b auf der anderen Seite des Hebels 4 in einer Horizontalen liegen.To avoid unwanted horizontal force components, the Linkage of the lever 4 to the two cages made in such a way that the point of intersection the one provided on the inner rotary cage 5 Cruciate ligament handlebars 6a and the axis around which this cage 5 is movably mounted on the outer rotary cage 7, in or almost in a horizontal plane and the intersection of the between these Handlebar 6a and one end of the lever 4 provided cruciate ligament handlebar 6b and the Points of intersection of the two between the other end of the lever 4 and the outer one Gyro cage 7 side-by-side cross-band links 6c in or almost in one a plane parallel or almost parallel to this horizontal plane, for the If the accuracy requirements are not too great, one of the two can be used adjacently arranged handlebars can be saved, the remaining handlebar 6c should then be in one with the cruciate ligament handlebar 6b on the other side of the lever 4 Lying horizontally.

Auch die beiden übereinander angeordneten Kreuzbandlenker 6a und 6b können notfalls durch einen ersetzt werden. Zwecks Erleichterung der EinnivellierunS der Schnittpunkte in die entsprechenden Ebenen ist beim Ausführungsbeispiel zwischen den Lenkern 6a und 6b ein Abstandsstück 6d vorgesehen. Der durch dieses Abstandsstück 6d zwischen den beiden Lenkern 6a und 6b bestimmte Abstand kann mittels Muttern variiert werden. Dieses Abstandsstück kann auch zwischen dem Lenker 6a und dem inneren Käfig 5 oder dem Lenker 6b und dem Hebel 4 vorgesehen werden. Es kann auch auf der anderen Seite des Hebels 4 zwischen diesem und den Lenkern 6c oder diesen und dem Käfig 7 vorgesehen werden. Um eine eindeutige Anlenkung des Axiallagers der Aufhängung zu gewährleisten, wird zwischen dem Gehäuse 3 dieses Lagers und dem Hebel 4 ein weiterer Kreuzbandlenker 6e vorgesehen, dessen Schnittpunkt vorzugsweise in der von den Schnittpunkten der Lenker 6b und 6c bestimmten Ebene liegt.Also the two cruciate ligament links 6a and 6b arranged one above the other can be replaced by one if necessary. To facilitate leveling the points of intersection in the corresponding planes is between in the exemplary embodiment a spacer 6d is provided for the links 6a and 6b. The one through this spacer 6d between the two links 6a and 6b certain distance can by means of nuts can be varied. This spacer can also be between the handlebar 6a and the inner Cage 5 or the handlebar 6b and the lever 4 are provided. It can also be on the other side of the lever 4 between this and the links 6c or these and the Cage 7 are provided. A clear linkage of the axial bearing of the suspension to ensure, between the housing 3 of this bearing and the lever 4 is a further cruciate ligament link 6e provided, whose intersection is preferably in the is determined by the intersection of the links 6b and 6c plane.

Im Axiallager 26 ist der Bolzen 25, dessen Achse mit der Vertikalachse des Kreisels zusammenfällt, gelagert. Die zu wägende Last greift direkt oder indirekt an dem von dem Bolzen 25 getragenen Gehänge 27 an. Das Gehäuse 3 kann auch direkt am Hebel 4 befestigt werdenIn the axial bearing 26 is the bolt 25, its axis with the vertical axis of the top collapses, stored. The load to be weighed takes effect directly or indirectly on the hanger 27 carried by the bolt 25. The housing 3 can also directly be attached to the lever 4

Claims

Claims force measuring line consisting of a gyro, its through the force to be determined precession movement a measure of this force is, and for the introduction of force a rotatably mounted about the vertical axis Suspended at one end with one end on the inside and one with its other end movably mounted lever is provided on the outer rotary cage, characterized in that that the intersection of the cruciate ligament link provided on the inner rotary cage (5) (6a) and the axis around which this cage (5) is movable on the outer rotary cage (7) is stored, in or almost in a horizontal plane and the intersection of the between this link (6a) and one end of the lever (4) provided cruciate ligament link (6b) and the intersections of the two between the other end of the lever (4r and the outer rotor cage (7).; Cross-band links (6c) provided next to one another in or lie almost in a plane parallel or almost parallel to this plane.

2) load cell according to claim 1, characterized in that between the bearing (3.26) by suspension and the lever (4) another KreuzbandlenWext (6e) is provided 3) load cell according to claim 1, characterized in that between one of the cruciate ligament links (6a, 6b, 6c) and the part adjacent to it variable spacer (6d) is provided.