FI102013B - Voima-anturijärjestelmä vetovoimien tunnistamiseksi - Google Patents

Description

102013

Voima-anturijär jestelxnä vetovoimien tunnistamiseksi Kraftsensorsystem för avkänning av dragkrafter Tämä keksintö koskee voima-anturijärjestelmää kahteen 5 poikkisuunnassa välimatkan päässä toisistaan olevaan vetoelimeen kohdistuvien voimien tunnistamiseksi, erityisesti maataloustraktorien laitekiinnityksiä varten. Ve-toelimet ovat kiinnitetyt poikkisuunnassa ulottuvan taivu-tussauvan päihin. Taivutussauva tukeutuu poikkisuunnassa 10 välimatkan päässä toisistaan oleviin tukiosiin. Tämän taivutussauvan keskiosaan on sijoitettu laite sen taipuman tunnistamiseksi.

Maataloustraktorin vetovoiman ohjaamiseksi tarvitaan 15 laitetta vetovoiman mittaamiseksi. Patenttijulkaisuissa US- A 2,864,295, US-A 2,974,733 ja US-A 3,022,831 on esitetty vetovoiman mittauslaitteita traktorin vetovoiman ohjausjärjestelmää varten. Näissä tunnetuissa ratkaisuissa vetovoima vaikuttaa taivutussauvan vastakkaisiin päihin, 20 joka sauva pysyy paikallaan poikkisuunnassa välimatkan päässä toisistaan sijaitsevien tukiosien avulla. Taivutus-sauvan keskiosan taipuma-arvo siirretään vivuston kautta traktorin laitekiinnitystä varten tarkoitetun ohjausjärjestelmän servomekanismiin. Patenttijulkaisussa US-A 4,266,616 25 on esitetty vastaavantyyppinen vetovoiman mittauslaite, jossa taivutussauvan taipuma määritetään Hall-anturin avulla, joka on sijoitettu taivutussauvan keskiosaan. Näiden laitteiden kohdalla taivutussauvan jäykkyys ja siitä johtuva pieni taipuma-arvo kuitenkin rajoittaa mittausherk-30 kyyttä.

Tämän keksinnön tehtävänä on saada aikaan aikaisemmin esitetyn tyyppinen yksinkertainen, kustannuksiltaan edullinen ja herkkä voima-anturijärjestelmä, joka sopii ohjaus-35 signaalien lähettämiseksi elektroniseen vetovoiman ohjaus järjestelmään. Taivutussauvan taipuman tunnistaminen tulee tällöin olla mahdollista kaupallisen anturin avulla.

2 102013 Tämä tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksen 1 lajimääri-telmän pohjalta sen tunnusmerkkien avulla.

5 Vetovoiman tunnistamisjärjestelmä käsittää taivutussauvan, joka ulottuu kahden poikkisuunnassa välimatkan päässä toisistaan olevan tukiosan väliltä ja on niiden tukema. Taivutussauvan kumpaankin päähän on niveltyvästi kiinnitetty vetoelin. Joustava liuska on sijoitettu tukiosien 10 väliin. Sen kumpikin pää on kiinnitetty taivutussauvaan tukiosien läheisyydessä. Liuska on kuormittamattomana kaareva ja on kovera taivutussauvan suunnasta katsottuna. Matka-anturi, esimerkiksi suoraviivainen potentiometri, suoraviivaisesti muutettava jännitteenmuunnin tai muuntyyp-15 pinen sähkölaite, joka reagoi matkamuutoksiin, on sijoitettu taivutussauvan ja liuskan keskiosan väliin. Matka-anturi tunnistaa taivutussauvan ja liuskan kaaren välisen etäisyyden muutokset ja kehittää sähkösignaalin, joka vastaa vetoelimiin kohdistuvaa voimaa. Kun taivutussauvan 20 päitä kuormitetaan se taipuu. Liuska taipuu tällöin vastakkaiseen suuntaan. Taivutussauva ja liuska toimivat tällä tavalla mekaanisena vahvistimena.

Keksinnön mukainen voima-anturijärjestelmä voi tunnistaa 25 sekä veto- että myös painevoimia. Se on suhteellisen yksinkertaisesti ja kustannuksiltaan edullisesti valmistettavissa ja omaa suuren herkkyyden. Matka-anturin käyttäminen, jonka kohdalla kyseessä voi olla kaupallinen tuote, mahdollistaa yksinkertaisen sopeuttamisen elektroniseen 30 vetovoiman ohjausjärjestelmään.

Keksinnön muut edulliset rakennemuodot ja edelleenkehitetyt rakennemuodot ilmenevät alivaatimuksista. 1

Keksintö sekä muut edut ja edelleenkehitetyt rakennemuodot tullaan seuraavassa selittämään lähemmin keksinnön rakenne-esimerkkiä esittävän piirustuksen pohjalta, jossa piirus- 3 102013 tuksessa:

Kuviot la ja Ib esittävät kukin vaakaleikkausta keksinnön mukaisen voima-anturijärjestelmän oikeasta ja vasemmasta 5 osasta# joka on varustettu traktorin vetovoimanohjausjärjestelmää varten sopivalla taivutussauvalla,

Kuv. 2 esittää osaleikkausta kuvion Ib viivaa 2-2 pitkin, 10 Kuv. 3 esittää perspektiivisesti keksinnön mukaisen lius-kanpitimen sopivaa rakennetta ja

Kuv. 4 esittää perspektiivisesti keksinnön mukaisen lius-kanpitimen toista sopivaa rakennetta.

15

Voima-anturi 10 käsittää voima- tai taivutussauvan 12, joka ulottuu poikkisuunnassa tukiosien 14 ja 16 läpi. Tukiosat 14, 16 muodostuvat ei lähemmin esitetyn traktorin taka- akselikotelon takapäässä olevan runko- tai kotelo-osan 20 avulla. Kahden vetoelimen 18, 20, esimerkiksi alatukivarsi-en etupäät ovat niveltyvästi kiinnitetyt taivutussauvan 12 vastakkaisiin päihin, joka sauva ulottuu poikkisuunnassa tukiosien 14, 16 läpi niiden ulkopuolelle. Tukiosa 14 kannattaa kuulalakeroinnin tai kuulaholkin 22 avulla, joka 25 on tuettu tukiosassa 14 pitimen 23 avulla, taivutussauvan 12 halkaisijaltaan suurennettua osaa 21. Kuulaholkki 22 sallii taivutussauvan kulma-asennon muutoksen kun taivutus-sauva 12 taipuu vetoelimiin 18, 20 kohdistuvan vetovoiman va ikutuksesta.

30

Tukiosa 16 vastaanottaa löysästi taivutussauvan halkaisijaltaan suurennetun osan 24 ja kannattaa tätä. Halkaisijaltaan suurennettu osa 24 on varustettu kahdella pyöristetyllä sylinterinmuotoisella pinnalla 26 ja 27, joiden välissä 35 sijaitsee ylä- ja alapuolinen vaakasuuntainen tasainen pinta 28 ja 29 (kuv. 2). Poikkipultti 30 ulottuu pystysuunnassa halkaisijaltaan suurennetussa osassa 24 olevan 4 102013 porauksen 32 läpi. Poikkipultin 30 päät ovat sovitetut holkkeihin 34, 36, jotka ovat vuoratut pienen kitkan omaavalla aineella, esimerkiksi teflonilla, jonka vuoksi voidaan välttyä voitelusta. Pultin 30 kumpaankin päähän 5 sijoitetut holkit 34, 36 ovat puristetut sisään tukiosassa 16 oleviin porauksiin. Kunkin kahden hoikin 22, 34 kummallekin puolelle on kiinnitetty rengastiiviste 38 hoikkien 22, 34 suojaamiseksi likaantumiselta.

10 Liuskan 40 vastakkaisiin päihin on kiinnitetty liuskanpiti-met 42, jotka ovat kiinnitetyt taivutussauvaan 12 tukiosien 14, 16 läheisyyteen ja niiden väliin. Liuska 40 on oleellisesti ohuempi ja siis siten myös oleellisesti joustavampi kuin taivutussauva 12. Silloin kun mikään voima ei vaikuta 15 on liuska 40 kaareva ja on taivutussauvasta 12 katsottuna koveran muotoinen.

Kukin liuskanpidin 42 on varustettu rungolla 45, jossa on rako 46, johon liuskan 40 pää on sijoitettu ja kiinnitetty. 20 Kummastakin rungosta työntyy ulos kaksi haaraa 50, jotka ympäröivät taivutussauvaa 12. Kuten parhaiten voidaan todeta kuvioiden 1 ja 3 perusteella voivat haarat 50 olla varustetut revitetyillä päätyosilla 54, jotka ovat yhdistetyt taivutussauvaan 12 pulttien tai ruuvien 55 avulla, 25 jotka ulottuvat taivutussauvassa 12 olevan kiinnitysreiän 56 läpi. Vaihtoehtoinen liuskanpidin 42', joka on esitetty kuviossa 4, on varustettu haaroilla 50', joissa on taivutetut päätyosat tai tukijalat 54', jotka tulevat vastaanotetuiksi taivutussauvassa 12 olevien matalien kiinnityssyven-30 nyksien 56' tai läpimenemättömien reikien avulla. Kummankin liuskanpidinrakenteen kohdalla kierreporaus 58 ulottuu kunkin rungon 45 läpi, jota on kallistettu hieman tason suhteen, joka kulkee haarojen 50 keskiviivan läpi. Kuhunkin kierreporaukseen 58 on kierretty sisään säätö- tai kanta-35 ruuvi 60, joka vapaasta päästään tukeutuu taivutussauvaan 12 siten, että rungon 45 asentoa ja siten liuskan 40 päitä voidaan säätää ruuveja 60 kiertämällä.

, 102013 9

Kustannuksiltaan edullinen matka-anturi 70 on sijoitettu taivutussauvan 12 ja liuskan 40 keskiosan väliin. Matka-anturin 70 kohdalla voi kyseessä olla suoraviivainen matka-5 anturi, esimerkiksi suoraviivainen potentiometri, suoraviivaisesti muutettava jännitteenmuunnin tai muuntyyppinen sähkölaite, joka reagoi matkamuutoksiin. Vetoelimien 18, 20 avulla taivutussauvan 12 päihin siirretty vetovoima taivuttaa taivutussauvaa 12. Joustava liuska 40 toimii tällöin 10 mekaanisena vahvistimena. Valmistustoleranssit voivat tällöin johtaa siihen, että matka-anturi 70 ei osoita oikeata lähtöjännitettä, silloin kun mikään vetovoima ei vaikuta. Sen jälkeen kun matka-anturi 70 on kiinnitetty säädetään kantaruuveja 60 tästä syystä niin kauan kunnes 15 matka-anturi 70 antaa sähköisen nollalähtösignaalin.

Kun vetoelimiin 18, 20 kohdistetaan vetovoima, jonka vaikutuksesta kuvion 1 mukaisen taivutussauvan 12 päät taipuvat alaspäin, taipuu taivutussauvan 12 keskiosa 20 ylöspäin. Liuskanpitimet 42 ja liuskan päät liikkuvat poispäin toisistaan niin, että liuskan 40 keskiosa siirtyy lähemmäksi taivutussauvan 12 keskiosaa. Tämän vuoksi matka-anturin 70 lähtöjännite muuttuu. Tämä jännitesignaali voidaan kohdistaa ajoneuvon kiinnityslaitetta tai ajoneu-25 voon kiinnitettävää laitetta varten tarkoitetun elektroni-' sen ohjausjärjestelmän tuloon.

Poikkipultti 30 mahdollistaa pystysuoran suuntauksensa ansiosta taivutussauvan 12 keskeisen taipuman vaakatasossa. 30 Poikkipultti 30 estää taivutussauvan 12 kiertymisen akselinsa ympäri silloin kun vetoelimiä 18, 20 nostetaan tai lasketaan. Se estää lisäksi taivutussauvan 12 aksiaalisuun-taisen liikkumisen ja sen, että taivutussauvan 12 pää vetäytyy ulos jommastakummasta tukiosasta 14, 16. Poikki-35 pultti 30 vastaanottaa lisäksi ne sivuvoimat, jotka vetoelimien 18, 20 sivukuormituksen yhteydessä siirtyvät taivutussauvaan 12.

6 102013

Poikkipultit muodostavat välyssovitteen porauksen 32 kanssa. Kun taivutussauva 12 taipuu vierii poikkipultti 30 hoikin 34, 36 sisällä. Tämä vieriminen on mahdollinen koska 5 hoikkien 34, 36 kuormituspinnan ja poikkipulttien 30 päiden välinen kitka on paljon pienempi kuin poikkipultin 30 ja porauksen 32 sisäpinnan välinen teräs-teräs-kosketuksen kitka. Poikkipultin 30 vierinnän sallima välys mahdollistaa myös sen, että poikkipultti 30 voi taipua pystykuormitusta 10 vastaavasti ilman että poikkipultti 30 juuttuu kiinni niin kauan kun mitään liian suurta poikkeamaa ei esiinny.

Vaikkakin keksintö on esitetty vain yhden rakenne-esimerkin pohjalta avautuu ammatti-ihmiselle edellä olevan selityksen 15 perusteella useita erilaisia vaihtoehtoja, muutoksia ja muunnoksia, jotka sopivat keksinnön puitteisiin.

Claims (10)

1. Voima-anturijär jestelmä kahteen poikkisuunnassa välimatkan päässä toisistaan olevaan vetoelimeen (18, 20) kohdis- 5 tuvien voimien tunnistamiseksi, erityisesti maataloustraktorien laitekiinnityksiä varten, jolloin vetoelimet (18, 20) ovat kiinnitetyt poikkisuunnassa ulottuvan taivutus-sauvan (12) päihin, joka tukeutuu poikkisuunnassa välimatkan päässä toisistaan oleviin tukiosiin (14, 16) ja jonka 10 keskiosaan on sijoitettu laite taivutussauvan (12) taipuman tunnistamiseksi, tunnettu siitä, että poikkisuunnassa ulottuvan liuskan (40) päät ovat kiinnitetyt taivutus-sauvaan (12), että liuska (40) on oleellisesti joustavampi kuin taivutussauva (12) ja muuttaa muotoaan taivutussauvan 15 (12) taipumisen yhteydessä ja tällöin keskiosastaan lähes tyy taivutussauvaa (12) tai etääntyy siitä, ja että matka-anturi (70) on sijoitettu taivutussauvan (12) ja liuskan (40) keskiosan väliin, joka on tarkoitettu taivutussauvan (12) ja liuskan (40) välisen etäisyyden muutoksien mittaa-20 miseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen voima-anturijärjestelmä, tunnettu siitä, että tukiosaan (14) on kiinnitetty kuula-holkki (22), joka vastaanottaa taivutussauvan (12) ensim- 25 mäisen osan ja mahdollistaa sen, että taivutussauva (12) voi kallistua ensimmäisessä kuulaholkissa (22) taipumaa vastaavasti.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen voima-anturijärjβει 0 telmä, tunnettu siitä, että poikkipultti (30) yhdistää taivutussauvan (12) toisen osan toiseen tukiosaan (16) ja estää sen, että taivutussauva (12) vetäytyy ulos tukiosista (14, 16). 1

4. Patenttivatimuksen 3 mukainen voima-anturijärjestelmä, tunnettu siitä, että poikkipultin (30) akseli ulottuu pääasiassa kohtisuoraan taivutussauvan (12) taivutustasoa * 102013 vastaan.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen voima-anturi-järjestelmä, tunnettu siitä, että liuska (40) taivutus- 5 sauvan (12) suunnasta katsottuna on koverasti kaareva ja sijaitsee päistään lähempänä taivutussauvaa (12) kuin keskiosastaan.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen voima-anturi-10 järjestelmä, tunnettu siitä, että ainakin yksi liuskan (40) pää on kiinnitetty taivutussauvaan (12) yhdistettyyn liuskanpitimeen (42).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen voima-anturijärjestelmä, 15 tunnettu siitä, että liuskanpidin (42) käsittää rungon (45), jossa on rako (46) liuskan (40) pään vastaanottamiseksi.

7 102013

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen voima-anturijärjes-20 telmä, tunnettu siitä, että liuskanpidin (42) on varustettu kahdella haaralla (50), jotka ulottuvat taivutus-sauvan (12) kummaltakin puolelta ja ovat yhdistetyt taivutussauvaan (12) siten, että liuskanpitimen (42) kääntäminen kohtisuoraan taivutussauva-akselia vastaan olevan akselin 25 ympäri on mahdollinen.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen voima-anturi-järjestelmä, tunnettu siitä, että käytetään säätölaitetta (60) liuskan (40) yhden pään asennon säätämiseksi taivutus- 30 sauvan (12) suhteen.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen voima-anturijärjestelmä, tunnettu siitä, että säätölaitteena toimii ruuvi (60), joka voidaan kiertää sisään liikkuvasti taivutussauvaan 35 (12) kiinnitettyyn liuskanpitimeen (42) ja joka yhdestä päästään tukeutuu taivutussauvaan (12). 9 102013