DE29820285U1 - Device for weighing loads - Google Patents
Device for weighing loadsInfo
- Publication number
- DE29820285U1 DE29820285U1 DE29820285U DE29820285U DE29820285U1 DE 29820285 U1 DE29820285 U1 DE 29820285U1 DE 29820285 U DE29820285 U DE 29820285U DE 29820285 U DE29820285 U DE 29820285U DE 29820285 U1 DE29820285 U1 DE 29820285U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- weighing
- measuring
- load
- bearing
- wuppertal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000005303 weighing Methods 0.000 title claims description 48
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 210000004379 membrane Anatomy 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 101150112468 OR51E2 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G21/00—Details of weighing apparatus
- G01G21/23—Support or suspension of weighing platforms
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
- G01G19/08—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles
- G01G19/083—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles lift truck scale
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Weight Measurement For Supplying Or Discharging Of Specified Amounts Of Material (AREA)
- Formation And Processing Of Food Products (AREA)
- Seal Device For Vehicle (AREA)
Description
BUSE MENTZEL LUDEWIG PatentanwälteBUSE MENTZEL LUDEWIG Patent Attorneys
Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt Dipl.-Phys. BuseAuthorized representative before the European Patent Office Dipl.-Phys. Buse
Postfach 201462 Kleiner Werth 34 Dipl.-Phys. MentzelPO Box 201462 Kleiner Werth 34 Dipl.-Phys. Mentzel
D-42214 Wuppertal D-42275 Wuppertal Dipl.-Ing. LudewigD-42214 Wuppertal D-42275 Wuppertal Dipl.-Ing. Ludewig
76 Wuppertal, 76 Wuppertal-Wuppertal,
Kennwort: „Torsionsfreie Lasteinleitung" Keyword: "Torsion-free load introduction"
Firma Runzheimer Sensortechnik GmbH, Holthauser Straße 65,
42369 WuppertalCompany Runzheimer Sensortechnik GmbH, Holthauser Straße 65,
42369 Wuppertal
Vorrichtung zum Wägen von LastenDevice for weighing loads
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Wägen von Lasten, die insbesondere geeignet ist für den Einsatz in mobilen Wägesystemen und Wägesysteme in Leichtbauweise.The invention relates to a device for weighing loads, which is particularly suitable for use in mobile weighing systems and lightweight weighing systems.
Jede direkte Wägemethode beruht grundsätzlich auf dem Prinzip, daß eine von der zu wägenden Last belastete Wägebrücke über Meßzellen mit einer feststehenden Basis verbunden ist. Hierbei sind vielfältige Ausführungsformen von Basis, Meßzellen, Lasteinleitungen und Wägebrücke verwirklicht worden.Every direct weighing method is fundamentally based on the principle that a weighing bridge loaded with the load to be weighed is connected to a fixed base via measuring cells. A wide variety of designs of base, measuring cells, load introductions and weighing bridge have been implemented.
Aufgrund ihrer Robustheit, kompakten Bauweise und der direkten Erzeugung eines elektrischen Signals, das z.B. leicht digitalisiert werden kann, habenDue to their robustness, compact design and the direct generation of an electrical signal that can be easily digitized,
• · ·♦• · ·♦
Buse · Menizef ·*Ludewig'Buse · Menizef ·*Ludewig'
sich im industriellen Bereich Meßzellen mit Dehnungsmeßstreifen durchgesetzt.In the industrial sector, measuring cells with strain gauges have become established.
Im allgemeinen bemüht man sich, Basis und Wägebrücke möglichst stabil zu konstruieren, wobei „stabil" in diesem Zusammenhang bedeutet, daß bei Einwirkung der zum Wägen vorgesehenen Lasten die auftretenden Verspannungen und elastischen Verformungen der Konstruktion möglichst minimiert werden. Dies erfordert, insbesondere bei großen Lasten von einigen 100 bis zu mehreren 1.000 kg, wie sie im industriellen Bereich häufig auftreten, besondere Versteifungsmaßnahmen, die material- und platzintensiv sind, und durch die notwendigen Entwicklungsarbeiten erhebliche Kosten verursachen.In general, efforts are made to construct the base and weighing bridge as stably as possible, whereby "stable" in this context means that the tensions and elastic deformations of the structure that occur when the loads intended for weighing are applied are minimized as much as possible. This requires special stiffening measures, particularly for large loads of several 100 to several 1,000 kg, as often occurs in the industrial sector, which are material and space-intensive and cause considerable costs due to the necessary development work.
Insbesondere im Bereich der mobilen Wägetechnik laufen diese Maßnahmen dem dort vorrangigen Ziel der Realisierung leichter und flexibler Konstruktionen entgegen. Dies wird besonders deutlich im Bereich der Hubwagentechnik. Herkömmliche Gabelhubwagen, die über ein hinreichend stabiles Chassis zum Einbau herkömmlicher Wägevorrichtungen verfügen können, bieten lediglich einen Hub von ca. 12 cm. Dies kann insbesondere beim Einsatz im Bereich von Laderampen, Arbeitstischen etc. nicht ausreichend sein. Es sind Hubwagen, sog. Scherenhubwagen, bekannt, die mit Hilfe von Hubscheren Hübe von 80 cm erreichen. Dieser Vorteil geht jedoch im allgemeinen auf Kosten der Stabilität. Beispielsweise wird das Chassis eines Scherenhubwagens häufig als Hohlprofilkonstruktion ausgebildet, wobei in den Hohlräumen, die beim herkömmlichen Hubwagen für Stabilisierungskonstruktionen vorgesehen werden können, Gleit- oder Rolllager für die Bewegung der Hubschere angeordnet sind. Zusätzliche Schwierigkeiten bereitet der je nach Hubhöhe unterschiedliche Unterstützungspunkt der Hubgabeln durch die Schere. Als Konsequenz treten bei Belastung der als Wägeschuhe ausgeprägten Wägebrücke mit der zuParticularly in the area of mobile weighing technology, these measures run counter to the primary goal of realizing light and flexible constructions. This is particularly evident in the area of pallet truck technology. Conventional pallet trucks, which can have a sufficiently stable chassis for the installation of conventional weighing devices, only offer a lift of around 12 cm. This may not be sufficient, especially when used in the area of loading ramps, work tables, etc. There are pallet trucks, so-called scissor lift trucks, which can achieve lifts of 80 cm with the help of lifting scissors. However, this advantage generally comes at the expense of stability. For example, the chassis of a scissor lift truck is often designed as a hollow profile construction, with sliding or roller bearings for the movement of the lifting scissors being arranged in the hollow spaces that can be provided for stabilization structures in conventional pallet trucks. Additional difficulties are caused by the different support point of the lifting forks through the scissors depending on the lifting height. As a consequence, when the weighing bridge, which is designed as a weighing shoe, is loaded with the
Buse · Menfzel ·* Ludew*g*Buse · Menfzel ·* Ludew*g*
verwiegenden Last erhebliche Durchbiege- und Torsionseffekte der Hubgabeln auf. Dieser Effekt ist um so stärker, je dezentraler die Last aufgelegt wird.The load to be weighed causes significant bending and torsion effects on the lifting forks. This effect is even stronger the more decentralized the load is placed.
Das Durchbiegen der Hubgabeln hat zwei Effekte zur Folge:The bending of the lifting forks has two effects:
Zum einen wird die lineare Distanz zwischen Spitze und Ansatz der Hubgabel verkürzt, zum andern nimmt die Auflagefläche der Hubgabel zur Gewichtskraft der zu verwiegenden Last an unterschiedlichen Positionen unterschiedliche Winkel ein. Unter „Torsion" sei in diesem Zusammenhang das Einwärts- oder Auswärtsdrehen der Hubgabelelemente verstanden.On the one hand, the linear distance between the tip and the base of the lifting fork is shortened, and on the other hand, the support surface of the lifting fork takes on different angles in relation to the weight of the load to be weighed at different positions. In this context, "torsion" is understood to mean the inward or outward rotation of the lifting fork elements.
Die drei genannten Verformungen führen dazu, daß die Gewichtskraft nicht mehr als Normalkraft auf die verwendete/n Meßzelle/n wirkt, was die Zellen zusätzlichen Torsions-, Biege- und Zugkräften aussetzt. Hier zeigen die sonst so besonders vorteilhaften Dehnungsmeßstreifen erhebliche Schwächen. Bereits minimale Verspannungen in den Meßzellen können zu erheblichen, nicht reproduzierbaren Fehlern in der Messung führen. Da nach anderem Prinzip arbeitende Meßzellen sich aus unterschiedlichen Gründen für den beschriebenen industriellen Einsatz verbieten, stehen derzeit insbesondere in der mobilen Wägetechnik nur unzureichende Lösungen zur Verfügung.The three deformations mentioned mean that the weight no longer acts as a normal force on the measuring cell(s) used, which subjects the cells to additional torsional, bending and tensile forces. This is where the otherwise particularly advantageous strain gauges show considerable weaknesses. Even minimal tension in the measuring cells can lead to significant, non-reproducible errors in the measurement. Since measuring cells that work according to a different principle are not suitable for the industrial use described for various reasons, only inadequate solutions are currently available, particularly in mobile weighing technology.
Der Einsatz von Gabelstaplern und Hochhubwagen mit Wägevorrichtung kann das Problem auch nur teilweise lösen und ist überdies in Anbetracht der damit verbundenen Kosten sehr viel ungünstiger.The use of forklifts and high-lift trucks with weighing devices can only partially solve the problem and is also much less costly considering the associated costs.
Aus dem Bereich des Flugzeugbaues oder der Behälterwägetechnik sind jedoch Meßzellen auf Grundlage von Dehnungsmeßstreifen bekannt mit besonderer Lasteinleitung. Solche Meßzellen bestehen aus einem Korpus, einem Meßkopf, der einstückig mit dem Korpus verbunden sein kann, und inHowever, measuring cells based on strain gauges with special load introduction are known from the field of aircraft construction or container weighing technology. Such measuring cells consist of a body, a measuring head, which can be connected in one piece to the body, and
Buse · Menfeel •"Ludewig*Buse · Menfeel •"Ludewig*
• ··
dem sich die Dehnungsmeßstreifen befinden und einem Lagerbock zur Lastaufnahme und -einleitung. Der Lagerbock ist über eine am Meßkopf angebrachte Lagerachse mit diesem verbunden. Dabei ist er so gelagert, daß er axial verschieblich ist, und einen Rotationsfreiheitsgrad um die genannte Lagerachse aufweist. Weiter ist ein Gelenklager vorgesehen, das zusätzliche Rotationsfreiheitsgrade um alle drei Raumrichtungen ermöglicht, wobei natürlich die Rotationen um die zur Lagerachse senkrecht stehenden Achsen winkelbeschränkt sind.on which the strain gauges are located and a bearing block for load absorption and introduction. The bearing block is connected to the measuring head via a bearing axis attached to it. It is mounted in such a way that it can be moved axially and has a degree of freedom of rotation around the bearing axis mentioned. A spherical bearing is also provided, which allows additional degrees of freedom of rotation around all three spatial directions, whereby the rotations around the axes perpendicular to the bearing axis are of course angle-limited.
Diese Freiheitsgrade sollen wie folgt benannt werden:These degrees of freedom should be named as follows:
&Dgr; bezeichne die axiale Translation des Lagerbocks,
&phgr; den Rotationswinkel um die Lagerachse,&Dgr; denotes the axial translation of the bearing block,
φ is the angle of rotation around the bearing axis,
&THgr; den Kippwinkel um die Achse senkrecht zur Lagerachse und senkrecht zur
Gewichtskraft der zu verwiegenden Last und&THgr; the tilt angle around the axis perpendicular to the bearing axis and perpendicular to the
Weight of the load to be weighed and
&psgr; den Kippwinkel um die Achse parallel zur Gewichtskraft der zu
verwiegenden Last.&psgr; the tilt angle around the axis parallel to the weight of the
load to be weighed.
Derartige Wägezellen werden z.B. im Flugzeugbau eingesetzt, wo besonderer Wert auf leichte, wenn auch zum Teil sehr unterschiedliche Materialien, gelegt wird, die obendrein extremen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind. Hier kann es zu erheblichen Unterschieden der Ausdehnungslängen durch verschiedene Ausdehnungskoeffizienzen bei Temperaturwechseln kommen. In diesem Bereich wird insbesondere der axiale Freiheitsgrad &Dgr; genutzt. Bei der Behälterverwiegung, wo Behälter unterschiedlicher Größe an einem Gestell hängend befüllt werden, sind derartige Zellen an den Aufhängepunkten am Gestell vorgesehen. Die Aufhängevorrichtungen, wie z.B. Ketten oder Haken, nehmen je nach Größe des zu verwiegenden Behälters unterschiedliche Winkel zur Gewichtskraft ein. Diese UnterschiedeSuch load cells are used, for example, in aircraft construction, where particular emphasis is placed on light, albeit sometimes very different materials, which are also exposed to extreme temperature fluctuations. Here, there can be significant differences in the expansion lengths due to different expansion coefficients during temperature changes. In this area, the axial degree of freedom Δ is used in particular. In container weighing, where containers of different sizes are filled while hanging on a frame, such cells are provided at the suspension points on the frame. The suspension devices, such as chains or hooks, take different angles to the weight force depending on the size of the container to be weighed. These differences
Buse · Menfzel ·* LudewigBuse · Menfzel ·* Ludewig
können insbesondere über die Rotationsfreiheitsgrade &THgr; und &psgr; ausgeglichen werden.can be compensated in particular via the rotational degrees of freedom Θ and ψ.
Aufgabe der Erfindung ist es, die aus völlig anderen Bereichen bekannten Lasteinleitungen vorteilhaft auf dem Gebiet der mobilen Wägetechnik einzusetzen und somit zu Wägevorrichtung zu finden, die sowohl die gestellten Ansprüche an Leichtigkeit und Flexibilität, wie auch an Meßgenauigkeit erfüllen. Gleichzeitig soll auf den Einsatz besonderer Stabilisierungsvorrichtungen weitgehend verzichtet werden können, die arbeits- und materialintensiv sind, und bei raumkritischen Anwendungen nicht eingesetzt werden können. Als Beispiel hierfür diene wieder der Hubwagen, der etwa durch die Norm der Europalette in seiner möglichen Höhe drastisch beschränkt ist.The aim of the invention is to use the load introductions known from completely different areas to advantage in the field of mobile weighing technology and thus to find weighing devices that meet the requirements for lightness and flexibility as well as for measuring accuracy. At the same time, the use of special stabilization devices should be largely dispensed with, which are labor- and material-intensive and cannot be used in space-critical applications. An example of this is again the pallet truck, which is drastically limited in its possible height by the standard for the Euro pallet.
Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1, die im einzelnen folgende Bedeutung haben:These objects are achieved by the features of the characterizing part of claim 1, which have the following meaning in detail:
Ziel ist es, mehrere Meßzellen derart anzuordnen, daß sämtliche Verspannungen und Verformungen durch die Freiheitsgrade der Lasteinleitungen aufgefangen werden können. Hierzu werden die Meßzellen zunächst so angeordnet, daß ein gedachtes Vieleck, dessen Ecken durch die Positionen der Zellen, projiziert auf die Ebene der Wägebrücke, definiert sind, die belastbare Fläche der Wägebrücke weitestgehend umschließt. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Nichtnormalkräfte, d.h. also diejenigen Kraftkomponenten, die nicht in Richtung der von der zu verwiegenden Last ausgeübten Gewichtskraft wirken, wenigstens annähernd gleichmäßig auf die verschiedenen Meßzellen verteilt werden. Zur Definition eines solchen Vielecks sind mindestens drei Meßzellen erforderlich.The aim is to arrange several measuring cells in such a way that all tensions and deformations can be absorbed by the degrees of freedom of the load introduction. To do this, the measuring cells are first arranged in such a way that an imaginary polygon, the corners of which are defined by the positions of the cells projected onto the plane of the weighing bridge, largely encloses the load-bearing surface of the weighing bridge. This ensures that the non-normal forces, i.e. those force components that do not act in the direction of the weight force exerted by the load to be weighed, are distributed at least approximately evenly across the various measuring cells. At least three measuring cells are required to define such a polygon.
Buse · Menfeel ·* LudewigBuse · Menfeel ·* Ludewig
Weiter muß sichergestellt sein, daß die Meßzellen auch so angeordnet sind, daß sie die auf sie wirkenden Nichtnormalkräfte ausgleichen können. Schließlich muß auch noch sichergestellt sein, daß sich sämtliche Lasteinleitungen vor Auflegen der Last mechanisch in einer Position befinden, die den Ausgleich von Verspannungen und Verformungen in jeder möglicherweise auftretenden Richtung erlaubt, d.h. die Lagerböcke der Meßzellen dürfen sich nicht „am Anschlag" befinden.Furthermore, it must be ensured that the measuring cells are arranged in such a way that they can compensate for the non-normal forces acting on them. Finally, it must also be ensured that all load introductions are mechanically in a position before the load is applied that allows the compensation of tensions and deformations in any direction that may occur, i.e. the bearing blocks of the measuring cells must not be "at the stop".
Dieses letztere Ziel wird durch das zweite Merkmal des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 erreicht. Ist nämlich der Lagerbock einer der Meßzellen in seinem axialen Freiheitsgrad &Dgr; blockiert oder zumindest stark eingeschränkt, so wird hierdurch der Lage-Nullpunkt vorgegeben. Die übrigen Meßzellen sind dann entsprechend angeordnet. Auf diese Weise wird verhindert, daß sich die Lasteinleitungen auch ohne Last, etwa durch Befahren einer schiefen Ebene oder Krafteinwirkung durch eine Kollision, bereits in ausgelenkter Lage befinden.This latter goal is achieved by the second feature of the characterizing part of claim 1. If the bearing block of one of the measuring cells is blocked in its axial degree of freedom Δ or at least severely restricted, the position zero point is thereby specified. The other measuring cells are then arranged accordingly. In this way, it is prevented that the load introductions are already in a deflected position even without a load, for example by driving on an inclined plane or the action of force in a collision.
Allerdings darf der in einer Meßzelle blockierte Freiheitsgrad &Dgr; nicht für die gesamte Wägevorrichtung blockiert sind. Daher wird gemäß dem dritten Merkmal des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 wenigstens eine zweite Meßzelle zumindest annähernd auf der gleichen Achslinie angeordnet. Die Ausrichtung kann hierbei parallel oder antiparallel zu der ersten Zelle erfolgen. Hintergrund dieser Maßnahme ist es, daß durch die Belastung auftretende Längenänderungen, die von der ersten, blockierten Lasteinleitung nicht ausgeglichen werden können, nun durch eine entsprechend größere axiale Verschiebung des Lagerbocks der zweiten Zelle ausgeglichen werden. Um hier Verspannungen zu vermeiden, ist es wichtig, daß die zweite Meßzelle sich in axialer Verlängerung der ersten befindet.However, the degree of freedom Δ blocked in a measuring cell must not be blocked for the entire weighing device. Therefore, according to the third feature of the characterizing part of claim 1, at least one second measuring cell is arranged at least approximately on the same axis line. The alignment can be parallel or antiparallel to the first cell. The background to this measure is that changes in length caused by the load, which cannot be compensated by the first, blocked load introduction, are now compensated by a correspondingly larger axial displacement of the bearing block of the second cell. In order to avoid tension here, it is important that the second measuring cell is in axial extension of the first.
Buse . Menfcfei .V' J- *** "* ·'"··'Buse . Menfcfei .V' J - *** "* ·'"··'
Die mindestens notwendige dritte Meßzelle wird gemäß dem vierten Merkmal des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 so ausgerichtet, daß sie weder parallel noch antiparallel zur ersten Meßzelle liegt. Auf diese Weise kann auch eine Längenänderung, die senkrecht zu den Lagerachsen der beiden erstgenannten Meßzellen erfolgt, durch axiale Verschiebung des Lagerbocks der dritten Meßzelle erfolgen. Eine weitere besondere Maßnahme zur Festlegung eines Nullpunktes ist hier nicht erforderlich, da die beiden ersten Meßzellen, deren Lasteinleitungen keinen Translationsfreiheitsgrad senkrecht zu ihrer Lagerachse aufweisen, einen entsprechenden Lage-Nullpunkt bilden.The at least necessary third measuring cell is aligned according to the fourth feature of the characterizing part of claim 1 so that it is neither parallel nor anti-parallel to the first measuring cell. In this way, a change in length that occurs perpendicular to the bearing axes of the first two measuring cells can also be achieved by axially displacing the bearing block of the third measuring cell. No further special measure for determining a zero point is required here, since the first two measuring cells, whose load introductions do not have a translational degree of freedom perpendicular to their bearing axis, form a corresponding position zero point.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen, der speziellen Beschreibung und den Zeichnungen. Es zeigen:Further advantages arise from the subclaims, the specific description and the drawings. They show:
Fig. 1 Ansicht der Längsseite einer Meßzelle,Fig. 1 View of the long side of a measuring cell,
Fig. 2 Ansicht der Stirnfläche einer Meßzelle,Fig. 2 View of the front face of a measuring cell,
Fig. 3 Draufsicht auf eine Meßzelle,Fig. 3 Top view of a measuring cell,
Fig. 4 Scherenhubwagen in belastetem und unbelastetem ZustandFig. 4 Scissor lift truck in loaded and unloaded condition
(Seitenansicht Längsseite),(Side view long side),
Fig. 5 Scherenhubwagen in belastetem und unbelastetem ZustandFig. 5 Scissor lift truck in loaded and unloaded condition
(Ansicht der Stirnseite),(Front view),
Fig. 6 erfindungsgemäße Anordnung der Meßzellen in einemFig. 6 inventive arrangement of the measuring cells in a
Scherenhubwagen in Draufsicht,Scissor lift truck in top view,
Fig. 7 Befestigung der Meßzellen am Schild einesFig. 7 Fastening of the measuring cells to the shield of a
Scherenhub wagens,Scissor lift trucks,
Buse · Menial ·· Ludewig· ··· ··* *'Buse · Menial ·· Ludewig· ··· ··* *'
Fig. 8 Befestigung der Meßzellen am Schild einesFig. 8 Fastening of the measuring cells to the shield of a
Scherenhubwagens,scissor lift truck,
Fig. 9 Befestigung der Meßzellen am Chassis einesFig. 9 Mounting of the measuring cells on the chassis of a
Scherenhubwagens.scissor lift truck.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen verschiedene Ansichten der im Rahmen der Erfindung zum Einsatz kommenden Meßzellen 10. Deutlich erkennbar ist der 3-teilige Aufbau aus Korpus 11, Meßkopf 12 und Lagerachse 13 mit Lagerbock 14. Korpus 11 und Meßkopf 12 sind bei der abgebildeten Ausführungsform einstückig miteinander verbunden. Der Lagerbock 14 wird mit Hilfe eines Sicherungsringes 15 auf der Lagerachse gehalten. Dabei bleiben jedoch vier Bewegungsfreiheitsgrade erhalten. Der axiale, translatorische Freiheitsgrad &Dgr; und der Rotationsfreiheitsgrad um eine Achse senkrecht zur Lagerachse 13 und senkrecht zur Normalkraft &THgr; sind in Figur 1 eingezeichnet. Der Rotationsfreiheitsgrad &phgr; um die Lagerachse 13 ist in FigurFigures 1 to 3 show various views of the measuring cells 10 used in the context of the invention. The 3-part structure of body 11, measuring head 12 and bearing axis 13 with bearing block 14 is clearly visible. Body 11 and measuring head 12 are connected to one another in one piece in the embodiment shown. The bearing block 14 is held on the bearing axis with the aid of a locking ring 15. However, four degrees of freedom of movement are retained. The axial, translational degree of freedom Δ and the degree of freedom of rotation about an axis perpendicular to the bearing axis 13 and perpendicular to the normal force Θ are shown in Figure 1. The degree of freedom of rotation φ about the bearing axis 13 is shown in Figure
2 erkennbar. Der dritte Rotationfreiheitsgrad &psgr; um eine Achse parallel zur Normalkraft ist in Figur 3 erkennbar.2. The third rotational degree of freedom ψ around an axis parallel to the normal force can be seen in Figure 3.
Die vier Freiheitsgrade werden vorzugsweise dadurch verwirklicht, daß der Lagerbock 14 für ein in den Zeichnungen nicht erkennbares Gelenklager gelagert ist, das seinerseits rotierbar und axial verschieblich auf der Lagerachse 13 gelagert ist.The four degrees of freedom are preferably realized in that the bearing block 14 is mounted for a joint bearing (not visible in the drawings), which in turn is mounted rotatably and axially displaceably on the bearing axis 13.
Der Meßkopf 12 umfaßt den eigentlichen Sensor, der auf dem Prinzip der doppelten Dehnungsmeßstreifen beruht. Zwei einander gegenüberliegende Sackbohrungen 16 lassen mittig einen schmalen Steg 17 von wenigen Millimetern Breite stehen, an dessen Wänden beidseitigThe measuring head 12 comprises the actual sensor, which is based on the principle of double strain gauges. Two blind holes 16 lying opposite one another leave a narrow web 17 in the middle, a few millimetres wide, on the walls of which
Buse · Menftfet ·" Ludewig· ···Buse · Menftfet ·" Ludewig· ···
Doppeldehnungsmeßstreifen 18 angebracht sind. Um die empfindlichen Dehnungsmeßstreifen und ihre elektrischen Zuleitungen 19 vor mechanischer Beschädigung oder Beschädigung durch Feuchtigkeit, Schmutz etc. zu schützen, sind die Sackbohrungen 16 mit Metallmembranen 20 nach außen hermetisch dicht abgeschlossen.Double strain gauges 18 are attached. In order to protect the sensitive strain gauges and their electrical leads 19 from mechanical damage or damage caused by moisture, dirt, etc., the blind holes 16 are hermetically sealed to the outside with metal membranes 20.
Der Meßkopf 12 ist in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform durch eine Kehle 21 vom Korpus 11, der auf dem Auflager 22 festgelegt ist, abgesetzt. Dadurch wird sehr genau eine Stelle definiert, die als Referenz für die Biegung dient, der die Meßzelle 10 ausgesetzt ist, wenn eine Last auf den Lagerbock 14 einwirkt.In a particularly advantageous embodiment, the measuring head 12 is separated from the body 11, which is fixed to the support 22, by a groove 21. This very precisely defines a point that serves as a reference for the bending to which the measuring cell 10 is exposed when a load acts on the bearing block 14.
Die zur Messung erforderliche Brückenschaltung und weitere elektronische Vorrichtungen wie Anzeigen, Digitalisierer etc. können entweder in den Korpus 11 integriert werden oder wenigstens teilweise in weiter entfernte Steuereinheiten verlegt werden, die mit dem Sensor über die Kabelzuführung 23 in Verbindung stehen.The bridge circuit required for the measurement and other electronic devices such as displays, digitizers, etc. can either be integrated into the body 11 or at least partially relocated to more distant control units that are connected to the sensor via the cable feed 23.
In den Figuren 4 und 5 wird das hauptsächliche Problem, für welches die vorliegende Erfindung eine Lösung anbietet, illustriert. Dargestellt ist ein Scherenhubwagen 24 in seiner tiefsten Stellung (strichpunktiert) und in einer Stellung mit wenigstens teilweise ausgefahrener Hubschere 25. Die unterschiedlichen Stellungen der Hubschere 25 in beiden Lagen lassen sich etwa an der Stellung der Rolle 26 ablesen. In der oberen Lage ist die Hubgabel 27 einmal in unbelastetem Zustand (durchgezogene Linie) und einmal in mit einer Last 28 belastetem Zustand (gestrichtelte Linie) dargestellt. Wie in Figur 5 deutlich erkennbar ist, besteht die Hubgabel 27 aus zwei über einen Schild 29 verbundene Gabelelemente. Bei Belastung der Hubgabel 27 mit der Last 28 treten die in den Figuren 4 und 5 übertrieben dargestellten Durchbiege- und Torsionseffekte auf. Figur 4 zeigt deutlich, daßFigures 4 and 5 illustrate the main problem for which the present invention offers a solution. A scissor lift truck 24 is shown in its lowest position (dash-dotted line) and in a position with the lifting scissors 25 at least partially extended. The different positions of the lifting scissors 25 in both positions can be seen from the position of the roller 26. In the upper position, the lifting fork 27 is shown once in an unloaded state (solid line) and once in a state loaded with a load 28 (dashed line). As can be clearly seen in Figure 5, the lifting fork 27 consists of two fork elements connected by a shield 29. When the lifting fork 27 is loaded with the load 28, the bending and torsion effects shown exaggeratedly in Figures 4 and 5 occur. Figure 4 clearly shows that
Buse · Mentrei »*Ludewig· ··· ·· *··Buse · Mentrei »*Ludewig· ··· ·· *··
bei Einwirken der Last die beiden Enden der Hubgabel ein- und aufwärts gebogen werden, wodurch sich die lineare Distanz zwischen Schild 29 und Gabelspitze 30 verkürzt. Gleichzeitig ist ein rechter Winkel zwischen der Gabelebene und der Normalkraft nur noch in einem Punkt unter der Last bewahrt. In Figur 5 wird der zusätzliche Torsionseffekt der einzelnen Gabelelemente deutlich. Es ist offensichtlich, daß die Durchbiege- und Torsionseffekte von der Masse der Last sowie ihrer Positionierung auf der Hubgabel 27 abhängen.When the load is applied, the two ends of the lifting fork are bent in and upwards, which shortens the linear distance between the shield 29 and the fork tip 30. At the same time, a right angle between the fork plane and the normal force is only maintained at one point under the load. Figure 5 clearly shows the additional torsional effect of the individual fork elements. It is obvious that the deflection and torsional effects depend on the mass of the load and its positioning on the lifting fork 27.
Es wird deutlich, welche Probleme sich für die Wägetechnik ergeben, wenn verspannungsempfindliche Lasteinleitungen bei Sensoren verwendet werden.It becomes clear what problems arise for weighing technology when strain-sensitive load introductions are used in sensors.
Abhilfe geschaffen werden kann durch den Einsatz der Eingangs beschriebenen Meßzellen mit torsionsfreier Lasteinleitung. Hierbei ist jedoch die besondere Anordnung der Meßzellen von zentraler Bedeutung. Die Hubgabel 27, die im Wesentlichen das Chassis 31 des Gabelhubwagens bildet, ist gemäß Figur 9 als Hohlprofil ausgebildet. Eine darüber liegende Wägeplattform, die sich aus zwei über den Wägeschild 33 miteinander verbundenen Wägeschuhen 32 zusammensetzt, ist mittels der vier Meßzellen MZ 1, MZ 2, MZ 3 und MZ 3', wie aus Figur 6 ersichtlich, mit dem Chassis verbunden. Bei der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform ist der axiale Freiheitsgrad &Dgr; des Lagerbocks 14 blockiert. Wie bereits Eingangs erläutert, wird hierdurch ein mechanischer Lage-Nullpunkt definiert. Das notwendige axiale Spiel wird jedoch durch den nicht blockierten Lagerbock 14 der zweiten Meßzelle MZ 2 gewährleistet. Diese ist auf der gleichen Achslinie wie MZ 1 angeordnet. Eine besonders vorteilhafte Art der Festlegung der Meßzellen ist in den Figuren 7 und 8 gezeigt. Ein an den Schild 29 angeschweißtes Auflager 21a bietet das Fundament, auf dem jeweils der Korpus 11 einer Meßzelle vorzugsweise mittels Schrauben festgelegt ist. Der Wägeschild 33 ist an den Lagerböcken 14 der Meßzellen MZ 1 und MZ 2This can be remedied by using the measuring cells described at the beginning with torsion-free load introduction. However, the special arrangement of the measuring cells is of central importance here. The lifting fork 27, which essentially forms the chassis 31 of the pallet truck, is designed as a hollow profile according to Figure 9. A weighing platform above it, which consists of two weighing shoes 32 connected to one another via the weighing plate 33, is connected to the chassis by means of the four measuring cells MZ 1, MZ 2, MZ 3 and MZ 3', as can be seen in Figure 6. In the embodiment shown in Figure 6, the axial degree of freedom Δ of the bearing block 14 is blocked. As already explained at the beginning, this defines a mechanical position zero point. The necessary axial play is, however, ensured by the unblocked bearing block 14 of the second measuring cell MZ 2. This is arranged on the same axis line as MZ 1. A particularly advantageous way of fixing the measuring cells is shown in Figures 7 and 8. A support 21a welded to the plate 29 provides the foundation on which the body 11 of a measuring cell is fixed, preferably by means of screws. The weighing plate 33 is attached to the bearing blocks 14 of the measuring cells MZ 1 and MZ 2.
Buse · Men«** »»Ludewig· ··· ··'Buse · Men«** »»Ludewig· ··· ··'
befestigt. In Figur 7 und Figur 8 ist deutlich zu erkennen, daß die Meßzellen MZ 1 und MZ 2 in der Verlängerung ihrer jeweiligen Achsenlinie angeordnet sind. In der gezeigten Ausführungsform ist die Anordnung antiparallel. Selbstverständlich würde der Effekt der Auslenkungsübernahme von MZ 1 durch MZ 2 auch bei paralleler Ausrichtung erzielt. Aus Symmetriegründen ist jedoch die gezeigte Ausführungsform vorzuziehen.In Figure 7 and Figure 8 it can be clearly seen that the measuring cells MZ 1 and MZ 2 are arranged in the extension of their respective axis lines. In the embodiment shown, the arrangement is antiparallel. Of course, the effect of MZ 1 taking over the deflection by MZ 2 would also be achieved with a parallel alignment. For reasons of symmetry, however, the embodiment shown is preferable.
Um auch den senkrecht zur Achslinie von MZ 1 und MZ 2 stehenden Translationsfreiheitsgrad zu berücksichtigen, muß mindestens eine weitere Meßzelle MZ 3 vorgesehen sein, die weder parallel noch antiparallel zur genannten Achslinie steht. Vorzugsweise ist MZ 3 senkrecht zu MZ 1 und MZ 2 ausgerichtet. Dies ist aus Figur 6 ersichtlich. Wegen der speziellen Symmetrie eines Gabelhubwagens empfiehlt es sich, eine weitere Meßzelle MZ 3' nahe der zweiten Gabelspitze 30 anzuordnen. Figur 9 zeigt eine besonders vorteilhafte Art der Festlegung. In das als Hohlprofil ausgeführte Chassis 31 des Scherenhubwagens 24 ist ein Auflager 22b eingeschweißt. Auf diesem ist der Korpus der Meßzelle MZ 3 bzw. MZ 3' vorzugsweise mittels Schrauben festgelegt. Die Verbindung mit dem Wägeschuh 32 erfolgt durch eine Ausnehmung 34 im Chassis 31. Diese kann als Durchbruch, oder wie in Figur 6 gezeigt, als Schlitz ausgeführt sein. Der Wägeschuh 32 wird dann vorzugsweise mittels Schrauben an den Lagerböcken 14 der Meßzellen MZ 3 und MZ 3' befestigt. Eine Blockierung eines Freiheitsgrades der Lastaufnahmen von MZ 3 oder MZ 3' ist nicht notwendig, da die senkrecht zu ihr stehenden Meßzellen MZ 1 und MZ 2, die keinen Translationsfreiheitsgrad senkrecht zu ihrer Achslinie aufweisen, einen hinreichend stabilen Lage-Nullpunkt definieren.In order to take into account the translational degree of freedom that is perpendicular to the axis line of MZ 1 and MZ 2, at least one additional measuring cell MZ 3 must be provided that is neither parallel nor antiparallel to the axis line mentioned. MZ 3 is preferably aligned perpendicular to MZ 1 and MZ 2. This can be seen in Figure 6. Due to the special symmetry of a forklift truck, it is advisable to arrange an additional measuring cell MZ 3' near the second fork tip 30. Figure 9 shows a particularly advantageous type of attachment. A support 22b is welded into the chassis 31 of the scissor lift truck 24, which is designed as a hollow profile. The body of the measuring cell MZ 3 or MZ 3' is attached to this, preferably by means of screws. The connection to the weighing shoe 32 is made through a recess 34 in the chassis 31. This can be designed as an opening or, as shown in Figure 6, as a slot. The weighing shoe 32 is then preferably attached to the bearing blocks 14 of the measuring cells MZ 3 and MZ 3' using screws. Blocking a degree of freedom of the load bearings of MZ 3 or MZ 3' is not necessary, since the measuring cells MZ 1 and MZ 2, which are perpendicular to it and do not have a translational degree of freedom perpendicular to their axis line, define a sufficiently stable position zero point.
Durch die gezeigte, vorteilhafte Anordnung der Meßzellen wird gewährleistet, daß sämtliche auftretenden Torsionen und Verspannungen bereits von der Lastaufnahme der Meßzellen kompensiert werden, so daß dieThe advantageous arrangement of the measuring cells shown ensures that all torsions and tensions that occur are compensated by the load absorption of the measuring cells, so that the
Buse · Mentetei ·» LudeWig* ···Buse · Mentetei ·» LudeWig* ···
Dehnungsmeßstreifen lediglich mit der durch die Normalkomponente der Gewichtskraft ausgeübte Scherkraft belastet werden. Dies stellt eine zuverlässige und reproduzierbare Messung auch bei asymmetrischer Belastung des Hubwagens sicher. Gleichzeitig kann in dem Hohlprofil 31 auf stabilisierende bzw. versteifende Vorrichtungen verzichtet werden, was es ermöglicht, die Lager der Hubschere 25 in diesem Hohlprofil laufen zu lassen. Auf diese Weise wird es möglich, einen Gabelhubwagen mit Wägeeinrichtung zu konstruieren, der einerseits die durch die Norm der Europalette vorgegebene geringe maximale Bauhöhe (Paletten-Unterfahrhöhe) nicht überschreitet, der aber dennoch hohe Hübe gestattet und eine zuverlässige Wägung der Lasten sicherstellt. Aufgrund der fehlenden Versteifungsmaßnahmen ist ein derartiger Scherenhubwagen mit Wägeeinrichtung wesentlich kostengünstiger als ein Gabelstapler oder Hochhubwagen mit ähnlichen Leistungsmerkmalen.Strain gauges are only subjected to the shear force exerted by the normal component of the weight. This ensures reliable and reproducible measurement even when the lifting truck is asymmetrically loaded. At the same time, stabilizing or stiffening devices can be dispensed with in the hollow profile 31, which makes it possible to run the bearings of the lifting scissors 25 in this hollow profile. In this way, it is possible to construct a forklift truck with a weighing device that on the one hand does not exceed the low maximum construction height (pallet clearance height) specified by the Euro pallet standard, but which nevertheless allows high lifts and ensures reliable weighing of the loads. Due to the lack of stiffening measures, such a scissor lift truck with a weighing device is significantly more cost-effective than a forklift truck or high-lift truck with similar performance characteristics.
Natürlich ist es auch möglich, die am Beispiel des Scherenhubwagens gezeigte vorteilhafte Anordnung auf andere Bereiche zu übertragen. Hier sei insbesondere an die stationäre Wägetechnik gedacht, bei der die Anordnung insofern vorteilhaft eingesetzt werden kann, als bislang als notwendig erachtete Versteifungsmaßnahmen zum Teil entfallen können, was zu wesentlich kostengünstigerer Herstellung führt. Hierbei muß die Anordnung offensichtlich den jeweiligen Geometrien von Basis und Wägebrücke angepaßt werden. Dabei ist auch die Anzahl der verwendeten Wägezellen variabel. Insofern dienen die gezeigten Ausführungsformen der Illustration der Erfindung und sollen deren Schutzumfang in keiner Weise beschränken.Of course, it is also possible to transfer the advantageous arrangement shown using the example of the scissor lift truck to other areas. This is particularly true of stationary weighing technology, where the arrangement can be used to advantage in that stiffening measures previously considered necessary can be partially omitted, which leads to significantly more cost-effective production. The arrangement must obviously be adapted to the respective geometries of the base and weighing bridge. The number of load cells used is also variable. In this respect, the embodiments shown serve to illustrate the invention and are not intended to limit its scope of protection in any way.
BUSE MENTZEL LUDEWIG PatentanwälteBUSE MENTZEL LUDEWIG Patent Attorneys
Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt Dipl.-Phys. BuseAuthorized representative before the European Patent Office Dipl.-Phys. Buse
Postfach 201462 Kleiner Werth 34 Dipl.-Phys. MentzelPO Box 201462 Kleiner Werth 34 Dipl.-Phys. Mentzel
D-42214 Wuppertal D-42275 Wuppertal Dipl.-Ing. LudewigD-42214 Wuppertal D-42275 Wuppertal Dipl.-Ing. Ludewig
1 ° Wuppertal, 1 ° Wuppertal,
Kennwort: „Torsionsfreie Lasteinleitung" Keyword: "Torsion-free load introduction"
Firma Runzheimer Sensortechnik GmbH, Holthauser Straße 65, 42369 WuppertalCompany Runzheimer Sensortechnik GmbH, Holthauser Straße 65, 42369 Wuppertal
Bezugszeichenliste:List of reference symbols:
10 Meßzelle10 Measuring cell
11 Korpus11 Corpus
12 Meßkopf12 Measuring head
13 Lagerachse13 Bearing axis
14 Lagerbock14 Bearing block
15 Sicherungsring15 Retaining ring
16 Sackbohrung16 Blind hole
17 Steg17 Bridge
18 Dehnungsmeßstreifen18 strain gauges
19 elektr. Zuleitung19 electrical supply line
20 Membran20 Membran
21 Kehle21 Throat
22 Auflager22 supports
22a Auflager an22a Support on
22b Auflager in22b Support in
23 Kabelzuführung23 Cable feed
24 Scherenhubwagen24 scissor lift trucks
25 Hubschere25 Scissor lifts
26 Rolle26 Role
27 Hubgabel27 Lifting fork
28 Last28 Load
29 Schild29 Shield
30 Gabelspitze30 Fork tip
31 Chassis31 Chassis
32 Wägeschuh32 Weighing shoe
33 Wägeschild33 Weighing plate
34 Ausnehmung in34 Recess in
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29820285U DE29820285U1 (en) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | Device for weighing loads |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29820285U DE29820285U1 (en) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | Device for weighing loads |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE29820285U1 true DE29820285U1 (en) | 1999-01-28 |
Family
ID=8065271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE29820285U Expired - Lifetime DE29820285U1 (en) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | Device for weighing loads |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE29820285U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006028550B4 (en) | 2006-06-22 | 2023-11-09 | Linde Material Handling Gmbh | Forklift with detection of the axle load on a rear axle using a double shear force sensor |
-
1998
- 1998-11-13 DE DE29820285U patent/DE29820285U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006028550B4 (en) | 2006-06-22 | 2023-11-09 | Linde Material Handling Gmbh | Forklift with detection of the axle load on a rear axle using a double shear force sensor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0080702A2 (en) | Device for measuring forces | |
DE2117805B2 (en) | Platform scale | |
DE69213506T2 (en) | Load cell | |
EP0949493A1 (en) | Force Transducer of the twin beam type | |
EP2356416B1 (en) | Force plate | |
DE29613668U1 (en) | Upper pan electronic scale with two translation levers | |
EP3847121A1 (en) | Mounting system for performing an installation operation in an elevator shaft of an elevator system | |
EP0914595A1 (en) | Support base for a measuring cell | |
CH625617A5 (en) | ||
DE2855469A1 (en) | POINT LOADING LOAD CELL | |
DE2121357B2 (en) | LOAD MEASURING DEVICE | |
DE60030830T2 (en) | weighing System | |
DE3212890C2 (en) | ||
DE3330532A1 (en) | WEIGHING DEVICE, IN PARTICULAR FOR VEHICLES | |
EP1530035B1 (en) | Force measuring cell with fastening decoupling by raised surfaces and short incisions | |
DE29820285U1 (en) | Device for weighing loads | |
EP0332213B1 (en) | Platform balance | |
DE102020130437A1 (en) | load cell | |
DE3833291A1 (en) | PLATFORM SCALE | |
DE3340438A1 (en) | Measuring arrangement for force measurements by means of strain gauges | |
DE69527554T2 (en) | BUILT-IN WEIGHING DEVICE | |
DE2331149A1 (en) | Bridge balance with a load bridge - is connected with a dynamometer and rests on a support consisting of several parts | |
DE69514758T2 (en) | Load cells | |
DE9401459U1 (en) | Truck weighing equipment | |
EP0116170A2 (en) | Weighing apparatus with rod-shaped transducer beams |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 19990311 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20020226 |
|
R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20050601 |