ES2327886B1 - Varilla flexible para balanza aerodinamica de plataforma. - Google Patents
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Abstract
Varilla flexible para balanza aerodinámica de
plataforma.
La presente invención se refiere a una varilla
flexible para la transmisión de la fuerza axial, especialmente la
de compresión, eliminando las componentes normales, entre la
plataforma de una balanza aerodinámica y las células de carga.
Estas varillas representan una notable mejora respecto a otros
diseños usados hasta ahora, dado que, por un lado, es fabricada en
una única pieza, manteniendo de esta forma el eje sin perturbar y
facilitando su manipulación, y, por otro lado, por su construcción,
los elementos flexibles están protegidos frente a sobrecargas.
Description
Varilla flexible para balanza aerodinámica de
plataforma.
Para la transmisión de la fuerza que se realiza
en la plataforma de una balanza aerodinámica a las células de carga
se usan varillas que han de ser capaces de soportar una carga axial
relativamente grande y, sin embargo, apenas ofrezcan resistencia a
las cargas laterales. Habitualmente se consigue este efecto
mecanizando la varilla para conseguir dos planos diametrales
perpendiculares entre si en determinados puntos de la misma. La
longitud y grosor de estos planos varían en función del diámetro de
la varilla, de la carga axial que ha de soportar, de forma que el
plano no pandee, y de la flexibilidad lateral que se requiera de la
misma. Otra solución adoptada es el acoplamiento de dos secciones
de la varilla con un conjunto de 4 a 6 hilos de acero soldados a
unos discos con un ángulo de 45 grados con respecto al eje. Estos
mecanismos tienen el inconveniente de que en caso de sobrecarga
accidental, o manipulación indebida, la varilla puede deformarse o
romperse, debiendo entonces fabricarse una nueva pieza.
La varilla flexible para balanza aerodinámica de
plataforma es del tipo de tubo hueco (1) con cortes (2) realizados
en forma de arcos (4) para conseguir una planos de flexión (5) de
medidas adecuadas a la carga que se ha de soportar sin pandeo, y, a
la vez, protegidos por el propio tubo frente a una sobrecarga o una
flecha excesiva.
El tubo es de acero inoxidable y en los extremos
de la parte interna se realizan roscas (3) que permiten acoplar
varillas roscadas que realizarán la unión con la plataforma de la
balanza y las células de carga.
Los cortes (2) en forma de arco en los laterales
del tubo han de ser muy finos. Típicamente tienen un tamaño de
algunas décimas de milímetro. Deben ser realizados, pues, con
técnicas especiales, como corte por láser o electroerosión por hilo.
Se realizan cuatro cortes en cada pieza. Cada corte es finalizado
en un pequeño arco (4) para evitar tensiones internas.
Esta disposición de los planos de flexión tiene
varias mejoras respecto de los diseños habituales. En primer lugar,
como se ha indicado, los planos de flexión se encuentran protegidos
por el tubo frente a una deformación excesiva o una sobrecarga. En
segundo lugar, al ser realizado en una sola pieza, no hay
posibilidad de desplazamiento del eje. Por último, la disposición
en paralelo (Figura 2) de los dos planos de flexión comporta una
disminución de la longitud de la varilla y la hace idónea para
diseños compactos de balanzas.
Si bien las varillas se han ideado en relación
con una balanza aerodinámica, pueden ser usadas en cualquier
aplicación en la que se requiera transmitir fuerza axial sin
resistencia lateral.
La invención se encuadra dentro del sector
técnico de tecnología de la instrumentación, concretamente en el
relativo a la medida precisa de cargas axiales en balanzas de
plataforma.
La figura 1 de los dibujos adjuntos es una vista
en alzado lateral de la varilla flexible, con un corte en la mitad
derecha. En la parte izquierda de la figura se muestra una vista en
alza del tubo (1) con los cortes (2), en direcciones opuestas, así
como uno de los pequeños arcos al final de los planos de flexión
(4), realizados para evitar tensiones internas.
En la parte de la derecha de la figura 1 se
muestran las roscas (3) que se practican para facilitar su unión
mediante varillas roscadas a la plataforma y a las células de
carga. Los cortes (2) generan 4 láminas muy finas (5) dispuestas en
dos planos perpendiculares.
La figura 2 es un corte horizontal de la figura
1, según el plano A-A. Se advierten las 4 láminas
(5) dispuestas en los dos planos de flexión perpendiculares.
Como se ha descrito anteriormente, el material y
las medidas de la varilla flexible va a depender de las
características técnicas de la balanza en las que van a ser usadas.
Se ha realizado la fabricación de un conjunto de estas varillas para
un caso particular que es descrito a continuación.
Las varillas fabricadas como prototipo se han
diseñado para una balanza con células de carga con una capacidad
máxima de 2,5 LBF que equivalen a 11 N y 5 LBF que equivalen a 22
N. Los tubos son de 8 mm de diámetro y el orificio del hueco es de
3,2 mm. Las roscas M4 han sido realizadas en forma de hembra en la
parte interna del tubo, como se muestra en la Figura 1. Los cortes
realizados en el tubo, mediante la técnica de electroerosión por
hilo, tienen un ancho de 0,3 mm. Las láminas de flexión tienen una
anchura también de 0,3 mm, y una longitud de 16 mm. Dado que hay dos
láminas en cada plano de flexión, se ha calculado la longitud de
forma que, con una base de 0,3x2,4 mm, sea capaz de soportar una
carga de 11 N sin pandeo. La longitud total de la varilla es de 30
mm.
En este caso, el corte de 0,3 mm es suficiente,
puesto que la célula de carga permite tan sólo un desplazamiento
lateral de 0,13 mm y, dado que de la célula a la plataforma hay una
distancia típica de 100 mm, esto implica un desplazamiento lateral
de una lámina de 0,02 mm.
Los ensayos en el laboratorio han mostrado que
esta varilla puede soportar una fuerza de hasta 32 N antes de
mostrar un pandeo apreciable.
Claims (2)
1. Varilla flexible para balanza aerodinámica en
forma de tubo hueco, caracterizada por cuatro cortes en
forma de arco que crean cuatro láminas dispuestas en dos planos de
flexión perpendiculares entres sí, de forma que las cuatro láminas
tienen una disposición paralela.
2. Varilla flexible según la reivindicación 1
caracterizada por dos roscas en los extremos del tubo que
permiten la unión de diferentes varillas, o de la varilla con la
célula de carga o la plataforma de la balanza.
Priority Applications (2)
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Ref document number: 2327886B1 Country of ref document: ES |