DE3109880A1

DE3109880A1 - "praezisionswaegeeinrichtung fuer lange stabaehnliche lasten"

Info

Publication number: DE3109880A1
Application number: DE19813109880
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. DDR 8036 Dresden Doschek; Wolfgang DDR 8028 Dresden Freudiger; Siegfried Dipl.-Ing. DDR 8020 Dresden Honecker; geb. Schulze Helga DDR 8021 Dresden Pilz
Original assignee: Nagema VEB
Current assignee: Nagema VEB
Priority date: 1980-05-27
Filing date: 1981-03-14
Publication date: 1982-01-28
Also published as: SU1328683A1; CH659522A5; DD153989A3

Description

Präzisionswägeeinrichtung für lange stabähnliche Lasten
Die Erfindung betrifft eine Präzisionswägeeinrichtung für lange stabähnliche Lasten, die auch ungleichmäßig verteilt sein können, insbesondere für Brennstäbe von Kernreaktorbrennelementen, bei der die Last durch eine Wägebrücke aufgenommen, die dabei auftretenden Kräfte in Kraftwandler oder Kraftkompensationssysteme eingeleitet und in einen elektronischen Meßbereich umgewandelt und als Massewert angezeigt werden.
Es sind Wägeeinrichtungen bekannt, bei denen der Massewert des zu wägenden Gegenstandes (mindestens zwei Meter lange stabförmige Lasten) an zwei Punkten aufgenommen wird, angehoben wird und die dabei auftretenden Kräfte in zwei Kraftmeßdosen eingeleitet und in elektronische Meßwerte umgewandelt, addiert und angezeigt werden. Dieses Prinzip ist zum Beispiel in bestimmten Ausführungsformen von Kranhakenwaagen realisiert.
In der DE-AS 26 22 586 ist eine Lösung für stabförmige Lasten, insbesondere für Brennstäbe von Kernreaktorbrennelementen, beschrieben. Die Wägebrücke, die die Last aufnimmt, hat zwei Unterstützungspunkte die sich auf zwei parallelogrammartig geführte Auflager abstützen und die dabei auftretenden Kräfte in je ein Kraftwandler oder Kraftkompensationssystem einleitet und in elektronische Meßwerte umwandelt, addiert und anzeigt. Im Ausführungsbeispiel der genannten Druckschrift sind zwei Kraftwandler durch zwei Druokmeßdosen mit je 5 kg Höchstlast realisiert.
Bei einer Taralast der Wägebrücke von 4 kg wird ein Meßbereich von 6 kg erreicht. Hierbei wird durch die Taralast der mögliche Wägebereich um 40 % eingeengt. Neben dem genannten Nachteil, daß die Taralast den möglichen Meßbereich einengt, kommt noch hinzu, daß jeweils zwei Kraftwandler oder Kraftkompensationssysteme mit Auswerteeinheiten und einer Additionseinheit für eine Wägeeinrichtung benötigt werden. Daraus ergeben sich relativ hohe Kosten und weitere mögliche Fehlerquellen bezüglich der Funktion und der Meßgenauigkeit.
Ziel der Erfindung ist es, bei einer Präzisionswägeeinrichtung für lange stabähnliche Lasten, die auoh ungleichmäßig verteilt sein können, insbesondere für Brennstäbe von Kernreaktorbrennelementen, den bisher bei bekannten Lösungen erforderlichen hohen Realisierungsaufwand unter Beibehaltung eines maximalen Meßbereiches erheblich zu reduzieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Präzisionswägeeinrichtung vorgenannter Art so zu gestalten, daß durch eine entsprechende Anordnung der Krafteinleitungsmittel und Kraftwandler oder Kraftkompensationssysteme keine Einengung des möglichen Wägebereiohes durch die Taralast erfolgt und Fehlerquellen bezüglich der Funktion und der Meßgenauigkeit zu minimieren sind.
ErSindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß einer Präzisionswägeeinrichtung dieser Art nur ein Kraftwandler oder Kraftkompensationssystem zugeordnet ist und dieses mit einem aus einem Lastträger, einem Hebel, einem Lenker und einem Gehänge bestehenden Gelenkviereck über den Hebel mittels eines Zugdrahtes mit einem Umlenkhebel gekoppelt ist und Gelenkviereck sowie Umlenkhebel über das Gehänge mit Abstützlager im Eingriff stehen und einer Wägebrücke zugeordnet sind. Die Eigenmasse der Wägebrücke (Taralast) ist dabei durch vorhandene Ausgleichsmassen, die im Kraftkompensationssystem angeordnet sind, ständig ausgeglichen.
Die Aufgabe wird ferner gelöst, indem der Hebel, der Umlenkhebel, der Zugdraht und die Wägebrücke als getriebetechnisches Parallelogramm ausgebildet sind, welches mit dem Kraftwandler oder Kraftkoepensationssystem direkt gekoppelt ist, wobei der Zugdraht als biegesteifes Koppelelement ausgebildet ist.
Die erfindungsgemäße Präzisionswägeeinrichtung wird nachfolgend an zwei Beispielen mit je einer Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1: Schematische Darstellung einer Präzisionswägeeinrichtung (Kombination eines Gelenkviereckes mit Umlenkhebel) Fig. 2: Schematische Darstellung einer Präzisionswägeeinrichtung (als getriebetechnisches Parallelogramm ausgebildet) In Fig. 1 ist eine Wägebrücke 1 mit einem aufgenommenen Kernreaktorbrennelement 2 ersichtlich. Die Wägebrücke 1 steht mit einem Abstützlager 3 und einem Gelenkviereck, welches aus einem Lastträger 5, einem Hebel 6, einem Lenker 7 und einem Gestell 10 gebildet ist und über das Abstützlager 4 mit einem Gehänge 19 im Eingriff. Die Lager 8; 9 und 21 sind im Gestell 10 befestigt. Die Masse der Wägebrücke 1, die Masse des Lastträgers 5, die anteilige Masse des Lenkers 7 und die des Hebels 6 bilden ein linksdrehendes Kraftmoment. Eine Ausgleichsmasse 16, die Masse einer Spule 13 und die anteilige Masse des Hebels 6 bilden ein rechtsdrehendes Kraftmoment. Die anteilige Masse der Wägebrücke 1 und die Masse des Gehänges 19 sowie die anteilige Masse eines Umlenkhebels 20 bilden ein weiteres links drehendes Moment. Eine Ausgleichsmasse 22 und die anteilige Masse des Umlenkhebels 20 bilden ein weiteres rechtsdrehendes Moment. Der Hebel 6 und der Umlenkhebel 20 sind mit einem Zugdraht 23 gelenkig verbunden.
Bei nicht aufgelegter Last ist die Summe aller links- und reohtsdrehender Kraftmomente ausgegliahen, wobei der Zugdraht 23 zweckmäßigerweise <itiroh geeignete Dimensionierung der Kraftmomente eine Vorspannung aufweist.
Die Spule 13, ein Dauermagnet 14, ein induktiver Wegaufnehmer 11, ein Auswertebaustein 12 bilden gemeinsam das Kraftkompensationssystem 15, an dem ein Analog-Digital-Wandler 17 und eine Anzeigeeinheit 18 angeschlossen sind.
Entsprechend einem weiterem Beispiel ist aus Fig. 2 zu ersehen, daß das Abstützlager 3 direkt mit dem Hebel 6 im Eingriff steht und der Lastträger 5, der Lenker 7 und ein Lager 9 entfallen.
Bei Auflage eines Kernreaktorb-rennelementes 2 auf die Wägebrücke 1 wird die entsprechende Kraft über die Abstützlager 3 und 4 in den Hebel 6 und Umlenkhebel 20 über das Gehänge 19 eingeleitet und in Verbindung mit dem Zugdraht 23 addiert.
Dadurch entsteht gleichzeitig eine Auslenkung des Hebels 6 und des Umlenkhebels 20. Durch diese Auslenkung (Wegänderung) erfolgt am induktiven Wegaufnehmer 11 eine Induktivitätsänderung. Im Auswertebaustein 12 wird diese Induktivitätsänderung in einem der Auslenkung proportionalen Meßstrom I umgewandelt, der durch die Tauchspule 13 fließt. Dieser im Peld eines Dauermagneten 14 fließende Meßstrom erzeugt eine Kraft, die der Auslenkung des Hebels 6 und damit über den Zugdraht 23 auch des Umlenkhebels 20 entgegensteht. Der Meßstrom I ist der aufgelegten Masse des Kernreaktorbrennelementes 2 direkt proportional. Über den Analog-Digital-Wandler 17 wird der Massewert dimensionsgerecht an der Anzeigeeinheit 18 sichtbar und steht zur weiteren Datenverarbeitung bereit.
Die vorgeschlagenen Lösungen weisen gegenüber bekannten Wägevorrichtungen dieser Art wesentliche Vorteile auf. So wird bei Anwendung des Erfindungsgegenstandes nur ein Kraftwandler oder Kraftkompensationssystem und damit nur ein Auswertesystem benötigt. Weiterhin werden der gesamte Realisierungsaufwand und mögliche Fehlereinflüsse verringert. Ferner wird der Wägebereich durch die Eigenmasse der Wägebrücke nicht eingeschränkt und damit wird insgesamt eine höhere Wägegenauigkeit gewährleistet0 Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Wägebrücke 2 Kernreaktorbrennelement 3 Abstützlager 4 Abstützlager 5 Lastträger 6 Hebel 7 Lenker 8 Lager 9 Lager 10 Gestell 11 Wegaufnehmer 12 Auswertebaustein 13 Spule 14 Dauermagnet 15 Kraftkompensationssystem 16 Ausgleichsmasse 17 Analog-Digital-Wandler 18 Anzeigeeinheit 19 Gehänge 20 Umlenkhebel 21 Lager 22 Ausgleichsmasse 23 Zugdraht

Claims

Patentansprüche G Präzisionswägeeinrichtung für für lange stabähnliche auch ungleichmäßig verteilte Lasten, insbesondere für Brennstäbe von Kernreaktorbrennelementen, bei der die Last durch eine Wägebrücke aufgenommen wird, dabei auftretende Kräfte in mindestens zwei Kraftwandler oder Kraftkompensationssysteme eingeleitet, in einen elektronischen Meßwert umgewandelt und als Massewert zur Anzeige kommen, dadurch gekennzeichnet, daß der Präzisionswägeeinrichtung nur ein Kraftwandler oder Kraftkompensationssystem (15) zugeordnet ist und dieses mit einem an sich bekannten Gelenkviereck, welches aus einem Lastträger (5), einem Hebel (6), einem Lenker (7) und einem Gehänge (19) besteht, über den Hebel (6) mittels eines Zugdrahtes (23) mit einem Umlenkhebel (20) gekoppelt ist und das Gelenkviereck sowie der Umlenkhebel (20) über das Gehänge (19) mit Abstutzlager (3; 4) in Eingriff stehen und diese der Wägebrücke (1) zugeordnet sind0
2. Präzisionswägeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftmoment der Eigenmasse der Wägebrücke (1) und das einer Ausgleichsmasse (16), des Hebels (6) und/oder das Kraftmoment einer Ausgleichsmasse (22) des Umlenkhebels (20) ausgegliohen ist.
3. Präzisionswägeeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (6), der Umlenkhebel (20), der Zugdraht (23) und die Wägebrücke (1) als getriebetechnisches Parallelogramm ausgebildet sind, welches mit dem Kraftwandler oder Kraftkompensationssystem (15) direkt gekoppelt ist.
4. Präzisionswägeeinrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, dß der Zugdraht (23) als biegesteifes Koppelelement ausgebildet ist.