FI92352B

FI92352B - Method and measuring element for measuring a force acting in a tensile device

Info

Publication number: FI92352B
Application number: FI883150A
Authority: FI
Inventors: Manfred Becker; Hilmar Ortlepp; Heinz Stuhrmann
Original assignee: Deere & Co
Priority date: 1987-07-03
Filing date: 1988-07-01
Publication date: 1994-07-15
Also published as: FI92352C; ATE93356T1; FI883150A0; FI883150A

Description

9//3529 // 352

Menetelmä ja mittauselin vetolaitteeseen kohdistuvan voiman mittaamiseksi Förfarande och mätorgan för att mätä en vid en draganord-ning angripande kraft Tämä keksintö koskee menetelmää vetolaitteeseen kohdistuvan voiman mittaamiseksi, joka siirtyy kytkinelimestä mit-tauselimeen ja deformoi tätä elastisesti voiman suuruudesta riippuen, jossa on säätöpiiri voiman suuruuden muuttamiseksi.The present invention relates to a method for measuring a force applied to a traction device which moves from a coupling member to a measuring member and deforms it elastically depending on the magnitude of the force, with a control circuit for varying the force of the force. .

Menetelmää ja mittauselintä vetolaitteeseen kohdistuvan voiman mittaamiseksi käytetään erityisesti käytössä maan-muokkauslaitetta peltoa pitkin vetävissä traktoreissa traktorin, siis vetolaitteen ylikuormittumisen tai tukahtumisen estämiseksi vetovastusmuutoksien vaikutuksesta ja käyttöhenkilön työpanoksen vähentämiseksi.The method and measuring means for measuring the force applied to the traction device are used in particular in tractors cultivating a field tiller to prevent overloading or suffocation of the tractor, i.e. the traction device, due to changes in traction resistance and to reduce operator input.

Täten tunnetaan patenttijulkaisusta DE-OS-3 343 895 mittauselin, joka käsittää hoikin ja hoikin sisään liimatun anturielimen. Anturielin on varustettu venymänmittaussui-kaleilla ja vastusmuutoksien perusteella, jotka syntyvät mittauselimeen kohdistuvien voimien vaikutuksesta, muodostetaan signaaleja, jotka syötetään säätöpiiriin maanmuok-kauslaitteen säätämiseksi sellaisella tavalla, että veto-vastus muuttuu tiettyyn suuntaan.Thus, a measuring element is known from DE-OS-3 343 895, which comprises a sleeve and a sensor member glued inside the sleeve. The sensor member is provided with strain gauge strips, and based on the changes in resistance caused by the forces applied to the measuring member, signals are generated which are fed to the control circuit to adjust the tiller in such a way that the tensile resistance changes in a certain direction.

Tämä mittauselin ja siihen liittyvä menetelmä ovat siinä mielessä epäedullisia, että anturielimen ja hoikin välisen liimaliitoksen on oltava ehdottoman varma ja luotettava, mikä kuitenkin voidaan toteuttaa vain suurella vaivalla ja suurin kustannuksin. Sama pätee venymänmittaussuikaleiden ja anturielimen välisen kiinnityksen suhteen.This measuring element and the associated method are disadvantageous in the sense that the adhesive connection between the sensor element and the sleeve must be absolutely secure and reliable, which, however, can only be achieved with great effort and cost. The same applies to the attachment between the strain gauge strips and the sensor member.

Tämän keksinnön tehtävänä on saada aikaan menetelmä ja tämän menetelmän suorittamiseksi käyttökelpoinen mittauselin 2 92352 niin, että vetolaitteeseen kohdistuvat ja esimerkiksi maanmuokkauslaitteesta johtuvat vetovastusvoimat yksinkertaisella, kustannuksiltaan edullisella ja luotettavalla tavalla voidaan mitata ja niitä siihen liittyen säätää.The object of the present invention is to provide a method and a measuring element 2 92352 usable for carrying out this method, so that the tensile resistance forces acting on the traction device and due to, for example, the tillage device can be measured and adjusted in a simple, cost-effective and reliable manner.

Tämä tehtävä on keksinnön mukaan ratkaistu patenttivaatimuksien 1 vast. 3 tunnusmerkkien avulla, jolloin näitä tunnusmerkkejä on kehitetty edelleen riippumattomien patenttivaatimuksien mukaan. Keksinnön mukaisen menetelmän johdosta ei olla riippuvaisia edellä esitetyistä, erittäin luotettavista liimaliitoksista koska kymmenesosamillimet-rin tarkkuudella voidaan magneetin vast, tämän magneettikentän avulla määrittää mittauselimen tai sen sisällä tapahtunut asennonmuutos. Tai värähtelyliikkeeseen saatetun anturielimen avulla määritetään voimanvaikutus taajuusmuu-toksen perusteella. Tämä mittaus voi tapahtua induktiivisen tai kapasitiivisen pituusanturin avulla.According to the invention, this object is solved by claims 1 and 1, respectively. 3, these features being further developed according to the independent claims. Due to the method according to the invention, there is no dependence on the above-mentioned, highly reliable adhesive joints, because with a precision of one tenth of a millimeter, the change of position of the measuring element or inside it can be determined by means of this magnetic field. Or, by means of a sensor element subjected to the oscillating motion, the force effect is determined on the basis of the frequency change. This measurement can be done with an inductive or capacitive length sensor.

Huomattavia etuja kustannuksien suhteen saavutetaan silloin kun käytetään Hall-tuntoelimeksi muodostettua vastaanottoelintä koska tällaiset tuntoelimet jo tänä päivänä ovat massatavaraa, joita on saatavissa edullisilla hinnoilla ja lukuisina muunnoksina. Hall-tuntoelimet ovat kytkentäteknisesti ja asennuksensa kannalta helposti käsiteltäviä.Significant cost advantages are obtained when using a receiving element formed as a Hall sensor, since such sensors are already a bulk product available today at low prices and in numerous modifications. Hall sensors are easy to handle in terms of connection technology and installation.

Keksinnön mukaisen menetelmän yhteydessä käytettävän mittauselimen keksinnön mukaisen rakenteen johdosta on antu-rielin kiinnitettävä vain toisesta päätyosastaan samalla kun sen toinen päätyosa on vapaa. Yksipuolinen kiinnitys ·. voi tapahtua aineelle, kitkalle ja muodolle sopivalla ta valla. Koska anturielimeen ei kohdistu mitään vetojänni-tyksiä voidaan aineelle sopiva tapa saavuttaa jopa liiman avulla. Anturielimen yksipuolinen kiinnitys sallii sen asennuksen erityisesti vielä silloin, kun mittauselimeen 3 92352 pääsee käsiksi ulkoapäin vain yhdeltä puolelta. Mittaus-elin voidaan myös esivalmistaa ja tarkastaa täydellisenä yksikkönä ja tämän jälkeen sijoittaa kyseiseen käyttökohteeseen tai kiinnittää siihen.Due to the structure of the measuring element used in connection with the method according to the invention, the sensor member only has to be fastened from one of its end parts while its other end part is free. One - sided mounting. may occur in a manner appropriate to the substance, friction and shape. Since no tensile stresses are applied to the sensor member, a suitable method for the substance can be achieved even with glue. The one-sided mounting of the sensor element allows it to be installed, especially when the measuring element 3 92352 is accessible from the outside from only one side. The measuring element can also be prefabricated and inspected as a complete unit and then placed or attached to that application.

Alivaatimuksien muiden tunnusmerkkien perusteella ilmenee yksityiskohtaisesti kuinka ja mihin anturi- ja vastaanot-toelimet tulee sijoittaa optimaalisen säätötuloksen saavuttamiseksi mitä erilaisimmissa olosuhteissa.Based on the other features of the subclaims, it is clear in detail how and where the sensor and receiver elements should be placed in order to achieve the optimal control result in the most diverse conditions.

Mittauselimen rungon geometrinen rakenne huolehtii lopuksi siitä, että määrätyt ja säätötoimenpidettä varten joko ei-toivotut tai toissijaiset voimat eivät saa aikaan mitään tai hyvin vähän muodonmuutosta rungossa ja siis anturieli-messä ja siten suodatetaan pois ennen säätötoimenpidettä.Finally, the geometric structure of the body of the measuring element ensures that the forces prescribed for the control operation, either undesired or secondary, do not cause any or very little deformation in the body and thus in the sensor element and are thus filtered out before the control operation.

Mittauselin runkoineen ja anturi- ja vastaanottoelimineen voidaan toteuttaa monipuolisesti käytettäväksi yksiköksi siten, että se pystyy vastaanottamaan minkä tahansa tyyppisen kytkinelimen. On mittauselimen yhdellä rakennemuo-dolla mahdollista tunnostaa erityisesti traktorin kolme-pistekytkentälaitteen ylätukivasteen ja myös sen alatuki-vasteen vaikuttavat voimat.The measuring member with its body and the sensor and receiving member can be implemented as a versatile unit so that it can receive any type of switching member. With one design of the measuring element, it is possible to identify, in particular, the forces acting on the upper support response of the tractor's three-point coupling and also on its lower support response.

Kiinnittämällä vastaanotto-osa runkoon, johon kytkinelin on kääntyvästi nivelletty, saavutetaan se etu, että kytkinelin voi aina olla suunnattuna säteettäisesti mittauselimen keskiakselin suhteen ja voiman vaikutussuunnassa.By attaching the receiving part to the body in which the coupling member is pivotally articulated, the advantage is obtained that the coupling member can always be oriented radially with respect to the central axis of the measuring element and in the direction of the force.

Seuraavassa on lähemmin selitetty menetelmä vetolaittee-seen kohdistuvan voiman säätämiseksi ja keksinnön mukaisen mittauslaitteen rakenne-esimerkki, jolloin mittauselin on esitetty piirustuksessa, jossa:The following is a more detailed description of a method for adjusting the force applied to a traction device and a structural example of a measuring device according to the invention, the measuring member being shown in the drawing, in which:

Kuv. 1 esittää vetolaitetta, jossa on mittauselin, 4 92352Fig. 1 shows a traction device with a measuring element, 4 92352

Kuv. 2 esittää perspektiivisesti mittauselimen runkoa,Fig. 2 shows a perspective view of the body of the measuring element,

Kuv. 3 esittää kahta kotelon seinämään sijoitettua, kuvion 2 mukaista mittauselintä, jossa kulloinkin yksi anturielin on esitetty poikkileikkauksena,Fig. 3 shows two measuring elements according to Fig. 2 placed in the wall of the housing, in which case one sensor element in each case is shown in cross section,

Kuv. 4 esittää kahta kotelon seinämään sijoitettua, kuvion 2 mukaista mittauselintä, jossa yhteinen anturielin on esitetty poikkileikkauksena,Fig. 4 shows two measuring elements according to Fig. 2 placed in the wall of the housing, in which the common sensor element is shown in cross section,

Kuv. 5 esittää kahta kotelon seinämään sijoitettua, kuvion 2 mukaista mittauselintä, jossa kaksi keskenään yhteydessä olevaa anturielintä on esitetty poikileikkauksena, jaFig. 5 shows two measuring elements according to Fig. 2 placed in the wall of the housing, in which two interconnected sensor elements are shown in cross-section, and

Kuv. 6 esittää mittauselintä, joka on tarkoitettu yhdistettäväksi ylätukivarreksi muodostettuun kytkinelimeen.Fig. 6 shows a measuring element intended to be connected to a coupling member formed as an upper support arm.

Kuviossa 1 esitetty vetolaitteena 10 käytetty traktori kannattaa taka- ja etupyörillä 12 ja 14 tuetun rungon 16 avulla pääasiassa moottoriosaa 18 ja ajohyttiä 20. Mootto-riosan 18 takana ja ajohytin 20 alapuolella on kotelo 22 vaihteistoa varten, joka puolestaan kannattaa puoliakseli-vaippoja 24, joihin takapyörät 12 ovat pyörivästi laakeroidut. Koteloseinämien 23 avulla ympäröityyn koteloon 22 on asennettu laitekytkin 26 kolmipistekiinnitystä varten. Tämä käsittää mm. kytkinelimiä 28, jotka ovat alatukivar-sia, kuhunkin tällaiseen liittyvän vinotuen 30 ja nosto-varren 32, joka on kiinnitetty ei myöskään esitettyyn nos-toakseliin, jolloin vinotuet 30 ovat niveltyvästi yhdistetyt kytkinelimiin 28 ja nostovarsiin 32. Kukin kytkinelin • 28 on kiinnitetty keksinnön mukaiseen mittauselimeen 34, joka on kiinnitetty kotelon 22 sisään tai siihen sen taka-alaosaan ajosuunnan poikkisuunnassa. Laitekytkin 26 on sijoitettu peilikuvallisesti vetolaitteen 10 pitkittäiskes-kitason suhteen, josta syystä selitys koskee vain ajosuun- li 9 7 λ R o s'- Ο o 5 nassa katsottuna pystysuuntaisen pitkittäiskeskitason oikeanpuoleista osaa; vasemmalla puolella olevan osan suhteen pätee sama selitys.The tractor used as a traction device 10 shown in Fig. 1 supports the engine part 18 and the cab 20 mainly by means of a frame 16 supported on the rear and front wheels 12 and 14. Behind the engine section 18 and below the cab 20 there is a housing 22 for the transmission, which in turn supports half-axle housings 24. the rear wheels 12 are rotatably mounted. A housing switch 26 for three-point mounting is mounted on the housing 22 surrounded by the housing walls 23. This includes e.g. coupling members 28 which are lower support arms, each associated with an inclined support 30 and a lifting arm 32 also attached to a lifting shaft not shown, the inclined supports 30 being articulated to the coupling members 28 and the lifting arm 32. Each coupling member • 28 is attached to a a measuring member 34 fixed inside the housing 22 or to its rear part in the direction of travel. The device switch 26 is mirror-positioned with respect to the longitudinal center plane of the traction device 10, for which reason the description applies only to the right-hand part of the vertical longitudinal center plane when viewed in the direction of travel 9 7 λ R o s'- Ο o 5; the same explanation applies to the part on the left.

Nostoakselin alueella, siis kotelon 22 ylä-takaosassa, on kiinnike 36 myös kytkinelimenä toimivaa ylätukivartta 38 varten, joka voidaan kytkeä ei esitetyn kiinnitettävän laitteen pylvääseen. Kiinnike 36 on kiinteä ja koska kyt-kinelimet 28 on sijoitettu mittauselimille 34, joista säätötoimenpide lähtee, on tällöin kyseessä nk. alatukivarsi-säätö.In the region of the lifting shaft, i.e. in the upper rear part of the housing 22, there is also a bracket 36 for an upper support arm 38 acting as a coupling member, which can be connected to a column of the device to be mounted, not shown. The bracket 36 is fixed, and since the coupling members 28 are located on the measuring elements 34 from which the adjustment operation originates, there is a so-called lower support arm adjustment.

Alatukivarsisäädössä ovat mittauselimet 34 päistään alttiina vetovoimille, jotka johtuvat kiinnitettyjen tai ripustettujen laitteiden työvastuksesta, jotka siirretään yhdestä päästään laitteeseen ja toisesta päästään mittau-selimiin 34 kiinnitettyjen kytkinelimien 28 avulla. Ylätu-kivarsi 38 toimii tällöin vastapidikkeenä laitteen taka-pään korkeussuunnassa tapahtuvien ei-toivottujen liikkeiden välttämiseksi. Nämä vetovoimat vaikuttavat taivutus-voimina kotelon 22 koteloseinämän 23 ulkoreunan ympäri ja johtavat siihen, että kukin mittauselin 34 kaareutuu suuremmassa tai pienemmässä määrin, jolloin sen näyttämä on suorassa suhteessa kytkinelimen 28 siirtämään voimaan. Mittauselimet 34 ovat kotelossa 22 yhdistetyt ei esitettyyn venttiilillä varustettuun säätöpiiriin, jonka kautta hydraulisylinteriin voidaan syöttää paineväliainetta, jota käytetään kytkinelinten 28 ja mittauselinten 34 nostamiseksi ja laskemiseksi. Säätäminen tapahtuu tällöin siten, että vetovastuksen kasvaessa kytkettyä laitetta nostetaan ylös ja vetovastuksen vähentyessä sitä lasketaan alas.In the lower arm control, the measuring members 34 are subjected at their ends to tensile forces due to the working resistance of the fixed or suspended devices, which are transferred from one end to the device and from the other end to the measuring members 34 by means of coupling members 28. The upper arm 38 then acts as a counter-holder to avoid undesired movements in the height of the rear end of the device. These pulling forces act as bending forces around the outer edge of the housing wall 23 of the housing 22 and result in each measuring member 34 being curved to a greater or lesser extent, its display being in direct proportion to the force transmitted by the coupling member 28. The measuring elements 34 are connected in a housing 22 to a control circuit with a valve (not shown), through which a pressure medium can be fed to the hydraulic cylinder, which is used for raising and lowering the coupling elements 28 and the measuring elements 34. The adjustment then takes place in such a way that when the traction resistance increases, the connected device is raised and when the traction resistance decreases, it is lowered.

Tässä rakenne-esimerkissä esitetty traktorikäyttö on vain yksi monesta käyttömahdollisuudesta. Tällainen mittauselin 34 voidaan nimittäin asentaa kaikkiin sellaisiin kohtiin, 6 92352 joissa voimat aikaansaavat taivutusmomentin, jota käytetään säätösignaalin muodostamiseksi, kuten esimerkiksi nostolaitteissa, rakennuskoneissa, työstökoneissa ja kiri stysli itoksissa .The tractor drive shown in this construction example is just one of many uses. Namely, such a measuring member 34 can be mounted at all points where the forces produce a bending moment which is used to generate a control signal, such as in lifting equipment, construction machines, machine tools and tensioning devices.

Kuviossa 2 esitetty mittauselin 34 ulottuu sylinterinmuo-toisesti keskiakselin 40 suhteen ja on varustettu rungolla 39, joka koostuu kolmesta osasta, eli sovitusosasta 42, taivutusosasta 44 ja vastaanotto-osasta 46, jotka yhdessä muodostavat yhtenäisen osan korkealaatuisesta teräksestä.The measuring member 34 shown in Fig. 2 extends cylindrically with respect to the central axis 40 and is provided with a body 39 consisting of three parts, i.e. a fitting part 42, a bending part 44 and a receiving part 46, which together form an integral part of high-quality steel.

Sovitusosa 42 on pyöreästi sylinterinmuotoinen, liittyy taivutusosaan 44 laipan 48 kautta ja sovitetaan seuraavis-sa kuvioissa esitettyyn koteloseinämässä 23 olevaan poraukseen 50.The fitting portion 42 is circularly cylindrical, joins the bending portion 44 through the flange 48, and fits into a bore 50 in the housing wall 23 shown in the following figures.

Taivutusosa 44 on pääasiassa kulmikkaan sylinterin muotoinen, se on siis poikkileikkaukseltaan nelikulmanmuotoinen ja siinä on kapea sivu 52 ja leveä sivu 54, joita vastapäätä kulloinkin sijaitsee samankokoinen sivu. Sivut 52, 54 päättyvät toisesta päästään laippaan 48 ja toisesta olakkeeseen 56, jolloin laipan 48 ulkomitta on huomattavasti suurempi kuin olakkeen 56. Laipan 48 läpi ulottuu useita reikiä 58, joiden läpi ulottuu ei esitettyjä ruuveja mittauselimen 34 kiinnittämiseksi koteloseinämään 23.The bending portion 44 is substantially rectangular cylindrical in shape, i.e. rectangular in cross-section, and has a narrow side 52 and a wide side 54, opposite to which a side of the same size is located in each case. The sides 52, 54 terminate at one end in a flange 48 and at the other in a shoulder 56, the flange 48 having a substantially larger outer dimension than the shoulder 56. A plurality of holes 58 extend through the flange 48 through which are shown screws (not shown) for attaching the measuring member 34 to the housing wall 23.

Vastaanotto-osa 46 koostuu kierteisestä osasta 60 ja kier-teettömästä osasta 62, joka ulottuu kierteisen osan 60 ja olakkeen 56 väliltä. Kuten seuraavista kuvioista ilmenee on kytkinelimet 28 sijoitettu kierteettömälle osalle 62 ja ne on kiinnitetty paikalleen kierteiselle osalle kierretyn mutterin 64 avulla. Toisaalta voitaisiin kierteisen osan 60 ja mutterin 64 sijasta myös käyttää toista kierteetöntä osaa ja nastan avulla kiinnitettyä hoikkia.The receiving portion 46 consists of a threaded portion 60 and a threadless portion 62 extending between the threaded portion 60 and the shoulder 56. As can be seen from the following figures, the coupling members 28 are located on the threadless portion 62 and are secured in place on the threaded portion by a threaded nut 64. On the other hand, instead of the threaded part 60 and the nut 64, another threadless part and a pin-mounted sleeve could also be used.

7 923527 92352

Muissa kuvioissa 3-5 on kulloinkin esitetty leikkausta kotelon 22 alaosasta, jolloin kuhunkin kotelon sivuseinämään 23 on sijoitettu mittauselin 34 siten, että niiden keski-akselit ovat samalla viivalla. Tästä poiketen voi vaihteiston kotelosta 22 tai mistä tahansa muusta kotelosta työntyä ulkonemia, joihin poraukset 50 muodostetaan. Eräässä toisessa hyvin edullisessa rakenteessa voidaan mittauselimet 34 myös sijoittaa erilliseen levyyn tai ulokkeeseen, joka ruuvien avulla kiinnitetään koneeseen, traktorin vaihteistokoteloon, nosturiin tai vastaavaan. Kuten edellä on selitetty on mittauselimen 34 kierteiselle osalle 60 kierretty mutteri 64 niin, että kytkinelin 28 pysyy paikallaan keskiakselin 40 suunnassa mutterin 64 ja olakkeen 56 välissä? kytkinelin 28 voi kuitenkin rajoitetusti kääntyä mittauselimellä 34 kiinnityspisteen ympäri ei esitetyn kuulasilmukkaripustuksen avulla.In other figures, Figures 3-5 in each case show a section from the lower part of the housing 22, in which case a measuring element 34 is arranged in each side wall 23 of the housing so that their central axes are in the same line. In contrast, protrusions may protrude from the transmission housing 22 or from any other housing into which the bores 50 are formed. In another very advantageous construction, the measuring elements 34 can also be placed on a separate plate or projection, which is fastened by means of screws to the machine, the gearbox of the tractor, a crane or the like. As described above, is the nut 64 threaded onto the threaded portion 60 of the measuring member 34 so that the clutch member 28 remains in place in the direction of the central axis 40 between the nut 64 and the shoulder 56? however, the coupling member 28 can be rotated to a limited extent by the measuring member 34 by means of a ball loop suspension (not shown).

Lisäksi voidaan todeta, että laippa 48 toisesta sivustaan on kosketuksessa seinämän 23 kanssa ja sovitusosa 42 on välyksettömästi sijoitettu poraukseen 50. Sen jälkeen kun ruuvit on tiukasti kierretty sisään koteloseinämään 23 on elin 34 liikkumattomasti kiinnitetty koteloon 22.Furthermore, it can be seen that the flange 48 on one side is in contact with the wall 23 and the fitting part 42 is spatially placed in the bore 50. After the screws are firmly screwed into the housing wall 23, the member 34 is fixedly fixed to the housing 22.

On tärkeätä että mittauselin 34 on sijoitettu koteloseinämään 23 siten, että lyhyempi sivu 52 ulottuu kuvion 3 nuolen suunnassa ja pitempi sivu 54 on kohtisuoraan tämän nuolen suuntaa vastaan. Tällä on se seuraus, että mittaus-elin 34 nuolen ja siten siis pääasiallisesti kohdistuvan voiman suunnassa on herkempi kuin erityisesti kohtisuoraan tätä suuntaa vastaan niin, että ei huomioonotettavilla voimilla on hyvin vähän tai ei ollenkaan vaikutusta sig-naalinantoon.It is important that the measuring member 34 is positioned in the housing wall 23 so that the shorter side 52 extends in the direction of the arrow in Figure 3 and the longer side 54 perpendicular to the direction of the arrow. This has the consequence that the measuring member of the arrow 34 and thus to force substantially against the direction is more sensitive than in particular perpendicularly to this direction so that it is taken into account and forces have little or no effect on the sig-naalinantoon.

Leikkauksista voidaan todeta, että keskiakselin 40 suuntainen poraus 66 on koko mittauselimen 34 pituinen, jolla 92352 8 sovitusosan 42 ja taivutusosan 44 läpi ulottuvasta osastaan 68 on suurempi halkaisija kuin vastaanotto-osan 46 läpi ulottuvasta osastaan 70. Poraus 66 voi olla porrastettu sen sopeuttamiseksi taipumakäyttäytymisen mukaan.From the sections it can be seen that the bore 66 in the direction of the central axis 40 is the entire length of the measuring member 34 having a larger diameter 68352 8 through the fitting portion 42 and the bending portion 44 than the through portion 46 extending through the receiving portion 46. The bore 66 may be stepped to adapt to .

Kuvion 3 mukaisessa rakenne-esimerkissä on pienen sauvan muotoinen anturielin 72 sijoitettu osaan 70 ja on aksiaa-lisesti ja tangentiaalisesti 1iikkumattomasti kiinnitetty siihen puristusliitoksen avulla, juottamalla, ruuvien avulla tai liimaamalla. Aineena voidaan käyttää sekä ei magneettista että myös magneettista terästä, esimerkiksi kylmävedettyä magneettisesti pehmeää terästä, tai myös muovia. Anturielin 72 on hyvin muotostabiili ja ulottuu vastaanotto-osan 46 ulkopäästä melkein sovitusosan 42 ul-kopäähän asti. Heti kun se poistuu pienemmän halkaisijan omaavasta porauksen 66 osasta 70 muodostuu rengasrako 74 sen vaippapinnan ja porauksen 66 sisäseinämän väliin, so. anturielin 72 voi liikkua säteensuunnassa tässä osassa 68.In the structural example according to Fig. 3, a small rod-shaped sensor member 72 is placed in the part 70 and is fixed to it axially and tangentially by means of a press connection, soldering, screws or gluing. Both non-magnetic and magnetic steel, for example cold-drawn magnetically soft steel, or also plastic can be used as the material. The sensor member 72 is very shape stable and extends from the outer end of the receiving portion 46 almost to the outer end of the fitting portion 42. As soon as it exits the smaller diameter portion 70 of the bore 66, an annular gap 74 is formed between its jacket surface and the inner wall of the bore 66, i. the sensor member 72 can move radially in this part 68.

Sovitusosan 42 ulkopäähän on porauksen 66 poisto-osaan, siis osaan 68 sijoitettu vastaanottoelin 76, joka tässä rakenne-esimerkissä on tunnettu, tavanomainen Hall-tunto-elin. Vastaanottoelin 76 voidaan sekä kiertää sisään, liimata kiinni että myös salvata kiinni porauksen 66 osaan 68. Signaalin kehittämiseksi vastaanottoelimessä 76 on an-turielimen 72 päätypintaan liimaamalla tai muulla tavalla kiinnitetty hyvin pieni kestomagneetti 78, joka muodostaa magneettikentän. Kustakin vastaanottoelimestä 76 johtaa kaapeli 80 ei esitettyyn säätöpiiriin.At the outer end of the fitting part 42 there is a receiving member 76 located in the outlet part of the bore 66, i.e. in the part 68, which in this structural example is a known, conventional Hall sensor. The receiving member 76 can be screwed in, glued together, or latched to the portion 68 of the bore 66. To generate a signal, the receiving member 76 has a very small permanent magnet 78 attached to the end surface of the sensor member 72 by gluing or otherwise, which generates a magnetic field. From each receiving member 76, a cable 80 leads to a control circuit not shown.

, Kun mittauselimeen 34 vaikuttaa voima kuviossa 3 esitetty jen nuolien suunnassa vastaanotto-osa 46 kääntyy sivulle ja taivutusosa 44 taipuu. Vastaanotto-osan 46 mukana liikkuu myös anturielin 72, joka tällöin kääntyy teoreettisen taivutuskeskipisteen ympäri niin, että magneetin 78 suh-When the measuring member 34 is subjected to a force in the direction of the arrows shown in Fig. 3, the receiving portion 46 turns to the side and the bending portion 44 bends. The receiving part 46 is also accompanied by a sensor member 72, which then pivots about the theoretical bending center so that the ratio of the magnet 78

IIII

9 92352 teellinen asento vastaanottoelimen 76 suhteen muuttuu. Tämän suhteellisen asennon muutos muodostaa ottoelimessä 76 signaalin, joka johdetaan edelleen piirustuksessa ei esitettyyn säätöpiiriin säätösignaalin kehittämiseksi venttiiliä varten hydraulisylinterin säätämiseksi.9 92352 the position relative to the receiving member 76 changes. The change in this relative position generates a signal at the intake member 76 which is passed on to a control circuit not shown in the drawing to generate a control signal for the valve to control the hydraulic cylinder.

Kuviossa 4 esitetty rakenne-esimerkki eroaa kuviossa 3 esitetystä rakenne-esimerkistä siinä suhteessa, että antu-rielin 72 on kieli, joka on kiristetty mittauselimien 34 vastaanotto-osien 46 välille. Tätä tarkoitusta varten on vastaanotto-osan 46 tai mutterin 64 ulkopäätypinnalle sijoitettu kiristyslaite 82 vast, yhdistetty siihen, jonka avulla kieleksi muodostetun anturielimen 72 jännitystä ja siis taajuutta voidaan säätää. Optimaalisen signaalinannon saavuttamiseksi voidaan anturielin 72 siis myös jännittää sen ominaistaajuudelle.The structural example shown in Fig. 4 differs from the structural example shown in Fig. 3 in that the sensor member 72 is a tongue clamped between the receiving portions 46 of the measuring members 34. For this purpose, a clamping device 82, respectively, is arranged on the outer end face of the receiving part 46 or the nut 64, by means of which the tension and thus the frequency of the tongue-shaped sensor member 72 can be adjusted. Thus, in order to achieve optimal signal output, the sensor element 72 can also be energized to its characteristic frequency.

Kun mittauselimiin 34 kohdistuu voima nuolien suunnassa liikkuvat vastaanotto- ja taivutusosat 46 ja 44 myös nuolien suuntaan ja saavat siten aikaan sen, että anturielimen 72 asento muuttuu. Yhtäaikaisesti tämän asennonmuutoksen kanssa muuttuu myös anturielimen 72 jännitys ja siis sen taajuus.When a force is applied to the measuring members 34, the receiving and bending portions 46 and 44 moving in the direction of the arrows also in the direction of the arrows and thus cause the position of the sensor member 72 to change. Simultaneously with this change of position, the voltage of the sensor element 72 and thus its frequency also changes.

Eräs toinen ero on se, että käytetään vain yhtä vastaanot-toelintä 76, joka on sijoitettu siten, että se aina voi tunnistaa anturielimen 72 suurimman poikkeaman. Se on siis sijoitettu anturielimen 72 puoleenväliin. Ottoelin 76 voi olla Hall-tuntoelin, taajuusmittari, induktiomittari tai mikä tahansa teknisesti tunnettu kosketukseton pituus-anturi ja on myös kaapelin 80 kautta liitetty säätäpiiriin.Another difference is that only one receiving member 76 is used, which is positioned so that it can always detect the largest deviation of the sensor member 72. It is thus located halfway between the sensor member 72. The receiver 76 may be a Hall sensor, a frequency meter, an induction meter or any technically known non-contact length sensor and is also connected to the control circuit via a cable 80.

Jos vastaanottoelin 76 on Hall-tuntoelin on anturielimessä 72 jälleen magneetti 78, joka kehittää magneettikentän, jonka muutos aiheuttaa signaalin Hall-tuntoelimessa.If the receiving member 76 is a Hall sensor, the sensor member 72 is again a magnet 78 which generates a magnetic field, the change of which causes a signal in the Hall sensor.

92352 1092352 10

Jos vastaanottoelin 76 on taajuusmittari käytetään lisäksi ei esitettyä magnetointipiiriä anturielintä 72, siis kieltä varten, joka saattaa sen värähtelyliikkeeseen, joka, niin kauan kun mittauselimiin 34 ei kohdistu voima, vastaa anturielimen 72 ominaistaajuutta. Tätä tarkoitusta varten voidaan poraukseen 66 sijoittaa herätysmagneetteja.If the receiving member 76 is a frequency meter, a magnetizing circuit 72, not shown, is further used, i.e. for tongue which causes it to oscillate, which, as long as no force is applied to the measuring elements 34, corresponds to the characteristic frequency of the sensor element 72. For this purpose, excitation magnets can be placed in the bore 66.

Jos vastaanottoelin 76 on induktiomittari se kehittää itse magneettikentän, jossa anturielin 72 voi liikkua.If the receiving member 76 is an induction meter, it itself generates a magnetic field in which the sensor member 72 can move.

Kun anturielimen 72 asento tai jännitys muuttuu mittaus-elimiin 34 kohdistuvan voiman johdosta tunnistaa vastaanottoelin 76 tämän ja ilmoittaa siitä säätöpiiriin kaapelin 80 kautta, mikä jälleen aikaansaa signaalin venttiilille hydraulisylinterin säätämiseksi.When the position or tension of the sensor member 72 changes due to the force on the measuring members 34, the receiving member 76 detects this and notifies the control circuit via the cable 80, which again provides a signal to the valve to adjust the hydraulic cylinder.

Kuviossa 5 on esitetty rakenne-esimerkki, joka suurin piirtein vastaa kuviossa 4 esitettyä rakenne-esimerkkiä. Kielestä muodostetun anturielimen 72 sijasta käytetään sen sijaan versiota, joka vastaa kuviossa 3 esitettyä rakenne-esimerkkiä. Anturielin 72 on nimittäin muodostettu kahdesta sauvasta 84, joiden keskipitkittäisakselit mittauselin-ten 34 kuormittamattomassa tilassa ovat samalla viivalla. Sauvojen 84 pituus on valittu siten, että ne päistään melkein koskettavat toisiaan. Sauvojen 84 keskinäinen liitos on tällöin toteutettu yhdysholkin 86 avulla.Fig. 5 shows a structural example which roughly corresponds to the structural example shown in Fig. 4. Instead, a version corresponding to the structural example shown in Fig. 3 is used instead of the sensor member 72 formed of the tongue. Namely, the sensor member 72 is formed of two rods 84, the central longitudinal axes of which in the unloaded state of the measuring elements 34 are on the same line. The length of the rods 84 is selected so that their ends almost contact each other. The interconnection of the rods 84 is then effected by means of a connecting sleeve 86.

Vastaanottoelin 76 voi tällöin myös jälleen olla Hall-tuntoelin tai induktiomittari, jolloin Hall-tuntoelimen kohdalla magneetti kiinnitetään yhdysholkkiin 86.The receiving member 76 can then again also be a Hall sensor or an induction meter, in which case the magnet is attached to the connecting sleeve 86 at the Hall sensor.

<<

Kuvio 6 taas esittää keksinnön mukaisen mittauselimen 34 järjestelmää, kun sitä edellä esitetystä poiketen käytetään ylätukivarren säätämiseen, joka periaatteessa toimii siten, että kohdistuvat voimat ovat puristusvoimia eikäFig. 6, on the other hand, shows the system of the measuring element 34 according to the invention when, contrary to the above, it is used for adjusting the upper support arm, which in principle operates so that the applied forces are compressive forces and not

IIII

11 92352 vetovoimia, mikä tunnetusti johtuu siitä, että traktoriin kytketty laite kääntyy alatukivarreksi muodostetussa kytkinelimessä 28 olevan yhdyskohtansa ympäri. Runko 39 vastaa edellisisssä piirustuksissa esitettyä osaa, ja vastaanotto- vast, anturielimenä 76 vast. 72 tulevat kysymykseen erityisesti kuvioissa 3 ja 5 esitetyt ratkaisut; siinä suhteessa vitataan edelliseen selitykseen ja kuvaukseen. Käytettäessä kuvion 5 mukaista anturielintä 72 riittää tietysti yksi sauva 84. Toinen sauva 84 ja yhdys-muhvi 86 voidaan jättää pois. On tietysti myös ajateltavissa, että toinen sauva 84 muodostetaan pelkäksi kiinnikkeeksi kiinteään osaan ilman minkäänlaista säätötoimintaa, joka sauva säilyneen yhdysmuhvin 86 välityksellä tukahduttaa ensimmäisen sauvan 84 ei-toivottuja värhtelyjä veto-laitteen 10 käytön aikana.11 92352 traction forces, which is known to be due to the fact that the device connected to the tractor pivots about its connection point in the coupling member 28 formed as a lower support arm. The body 39 corresponds to the part shown in the previous drawings, and as the receiving member 76. 72 especially the solutions shown in Figures 3 and 5; in that regard, the previous explanation and description are disputed. Of course, when using the sensor member 72 of Figure 5, one rod 84 is sufficient. The other rod 84 and the connecting sleeve 86 may be omitted. Of course, it is also conceivable for the second rod 84 to be formed as a mere attachment to a fixed part without any adjustment action, which rod, via a preserved connecting sleeve 86, suppresses undesired vibrations of the first rod 84 during use of the traction device 10.

Kuviosta 6 ilmenee että runko 39 on toisesta päästään yhdistetty kannattimeen 88 ja toisesta päästään pidikkeeseen 90.It can be seen from Figure 6 that the body 39 is connected at one end to the support 88 and at the other end to the holder 90.

Kannatin 88 on L-muotoinen ja sen ylöspäinsuunnatussa kaksiosaisessa haarassa 92 on useita porauksia 94 ei esitettyjä pultteja tai vastaavia varten. Näiden pulttien avulla kannatin 88 voidaan kinnittää vetolaitteeseen 10 järjestettyyn ei esitettyyn kiinnityskiskoon. Toinen vaakasuora haara 96 sisältää porauksen 50 sovitusosan 42 vastaanottamiseksi, jonka keskiakseli yhdistetyssä tilassa on pystysuuntainen. Siinä on tavanomaisella tavalla lisäksi ei esitettyjä ruuveja jotka ulottuvat rungon 39 reikien 58 läpi ja ovat ruuvatut vaakasuuntaisessa haarassa 96 ole-. viin vastaaviin kierreporauksiin rungon 39 kiinnipitämi seksi kannattimessa 88.The support 88 is L-shaped and its upwardly directed two-part leg 92 has a plurality of bores 94 for bolts or the like not shown. By means of these bolts, the bracket 88 can be fastened to a mounting rail (not shown) provided in the traction device 10. The second horizontal arm 96 includes a bore 50 for receiving a fitting portion 42 having a central axis in the connected state that is vertical. It also has, in the conventional manner, screws (not shown) which extend through the holes 58 of the body 39 and are screwed in the horizontal branch 96. corresponding threaded bores to hold the body 39 in the bracket 88.

Pidäke 90 vastaa muodoltaan ja toiminnaltaan kannatinta 88; porauksen 50 tilalla on tietysti poraus 98 joka on 12 92352 poikkileikkaukseltaan porausta 50 pienempi, mutta on jonkinverran suurempi kuin vastaanotto-osan 46 ulkoläpimitta sen kierteettömän osan 62 alueella. Tämän mitoituksen perusteella pidike 90 voidaan asettaa rungon 39 päälle, jolloin se tulee kosketukseen olakkeen 56 kanssa ja pystyy kääntymään vastaanotto-osan ympäri. Kitkavoimien pitämiseksi kääntövaiheen aikana niin pieninä kuin mahdollista voidaan asettaa voitelulaite, joka mahdollistaa voiteluaineen lisäyksen vastaanotto-osan 42 kierteettömän osan 62 pinnan ja porauksen 98 sisävaipan väliselle liukupinnalle. Kootussa tlassa pidike 90 on siis kääntyvästi liikuteltavissa kannattimen 88 vastapäätä. Pidike 90 voidaan pulttien avulla yhdistää ylätukivarreksi muodostettuun kytki-nelimeen 38, jolloin se aina kohdistuvan voiman vaikutuksesta on suunnattuna säteettäisesti mittauselimen 34 kes-kiakselin suhteen. Kun pidike 90 on aksiaalisesti asetettuna vastaanotto-osalle 42 kierretään joko ei esitetty mutteri kierteiselle osalle 60 tai työnnetään sokka kuviossa 6 esitetyn kierteisessä osassa 60 olevan poikkipo-rauksen läpi.The holder 90 corresponds in shape and function to the support 88; instead of the bore 50, there is, of course, a bore 98 which is 12,9252 in cross-section than the bore 50, but is somewhat larger than the outer diameter of the receiving portion 46 in the region of its unthreaded portion 62. Based on this dimensioning, the holder 90 can be placed on the body 39, whereby it comes into contact with the shoulder 56 and is able to pivot around the receiving part. To keep the frictional forces during the turning step as small as possible, a lubricating device can be placed that allows lubricant to be added to the sliding surface between the surface of the threadless portion 62 of the receiving portion 42 and the inner shell of the bore 98. Thus, in the assembled space, the holder 90 is pivotally movable opposite the support 88. The holder 90 can be connected by means of bolts to a clutch 38 formed as an upper support arm, whereby it is always radially directed with respect to the central axis of the measuring element 34 under the influence of the applied force. When the holder 90 is axially positioned on the receiving portion 42, either a nut (not shown) is threaded onto the threaded portion 60 or a pin is inserted through the cross hole in the threaded portion 60 shown in Fig. 6.

Kuvio 6 esittää hyvin selvästi, että poraukset 50 ja 94 ja rungon 39 keskiakseli 40 ovat linjassa, ja että pidike 90 on kannattimeen 88 nähden asetettuna nurinpäin.Figure 6 shows very clearly that the bores 50 and 94 and the central axis 40 of the body 39 are aligned, and that the holder 90 is positioned upside down relative to the support 88.

Menetelmä vetolaitteeseen 10 kohdistuvan voiman säätämiseksi, joka yhden tai useamman kytkinelimen 28 kautta siirretään yhteen tai useampaan mittauselimeen 34 ja voiman suuruudesta riippuen elastisesti deformoi tämän tai nämä, viedään tällöin läpi niin, että mittauselimen 34 anturielimessä 72 kehitetään värähtelyliike tai magneettikenttä, että mittauselimen 34 ja siis anturielimen 72 deformaatio määritetään värähtelyliikkeen taajuuden tai mag-nettikentän muutoksen kautta, ja että tätä muutosta vastaava signaali syötetään säätöpiiriin. Säätöpiirissä muo 13 92352 dostetaan signaali, joka syötetään venttiiliin hydraulisy-linterin säätämiseksi kytkinelimen tai kytkinelimien 28 säätämiseksi siten, että vaikuttavassa voimassa tapahtuu muutos.A method of adjusting the force on the traction device 10 transmitted to one or more measuring members 34 via one or more coupling members 28 and elastically deforming this or these depending on the magnitude of the force is carried out so as to generate an oscillating motion or magnetic field in the measuring member 34 of the measuring member 34. the deformation of the sensor member 72 is determined by a change in the frequency or magnetic field of the oscillating motion, and that a signal corresponding to this change is input to the control circuit. In the control circuit, a signal is applied to the valve for adjusting the hydraulic cylinder to adjust the clutch member or clutches 28 so that a change in effective force occurs.

Claims

A measuring device for measuring the force transmitted from a coupling member (28) to a traction device (10) having a body (39), 5. Which is a) connected at one end to the coupling member (28), b) fixedly fixed at the other end, and j) c) elastically deformable depending on its size, and having a sensor member (72) d) attached to the body (39) in the region of the attachment point of the coupling member (28) and e) extending from the rest of the region through the body (39) without contacting it, and having a receiving member (76) and a control circuit for changing the magnitude of the force, characterized in that f) the body (39) is more flexible in the main force-extending bending plane than in 20 adjacent, in particular perpendicularly opposing, bending planes, and g) the receiving member (76) and it functions to electrically detect the deviation of the sensor member (72). 25

Measuring device according to Claim 1, characterized in that the body (39) is provided at one end with a receiving element (76).

Measuring device according to Claim 2, characterized in that, in connection with the two bodies (39), each body (39) is provided with a receiving element (76) and a sensor element (72).

Measuring device according to Claim 2 or 3, characterized in that a magnet (78) is attached to the free end of the sensor element (72) for a receiving element (76) arranged in the end part of the body (39) and formed as a Hall sensor.

Measuring device according to Claim 1, characterized in that a single sensor element (72) and a single receiving element (76) are used in connection with the two bodies (39), the sensor element (72) being attached to one body ( 39), while a receiving member (76) for detecting the maximum deviation of the sensor member (72) 10 is interposed between the two bodies (39).

Measuring device according to Claim 5, characterized in that the sensor element (72) is formed as 15 tongues.

Measuring device according to Claim 6, characterized in that the sensor element (72) can be made to oscillate at a predetermined frequency. 20

Measuring device according to Claim 5 or 6, characterized in that the receiving element (76) is arranged at a predetermined distance from the sensor element (72) and is adapted to detect the distance between the sensor element (72) and the receiving element (76).

Measuring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the body (39) is formed as an indirectly or directly connecting upper support arm and / or a lower support arm for a three-point device attachment to the coupling element (28, 38).

Measuring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the body 35 (39) is provided with a receiving part (46) for receiving the tilting movement of the ground switching element (28, 38). O o z t: o. r / t J J 1 o