NO156464B - Kraftavfoelende anordning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en kraftavfølende anordning

for måleapparater, såsom et veieinstrument.

Veieinstrumenter utstyrt med plater omfattende armer som danner et ledd-parallellogram er dyre og sårbare. Av den grunn har man foreslått kraftavfølende anordninger som består av en parallellepipedisk blokk utformet med åpninger og slisser som avgrenser tynnere seksjoner med mindre motstand mot mekaniske deformasjoner, deformasjonen måles f.eks. ved hjelp av en strekklapp under påvirkning av massen som skal veies.

De kraftavfølende anordninger av ovennevnte type omfatter generelt et utkragende opplagringsområde beliggende ved den ene ende av blokken på dennes underside og et mottagerområde for kraften som skal måles beliggende på dennes overside nær den motsatte ende.

Den største ulempen med slike avfølingsanordninger er at de påvirkes av bøyemomenter som oppstår pga de eksentriske krefter.

Der finnes idag anordninger som kan råde bot på slike

ulemper. Men disse anordninger er stort sett laget av materialer av forskjellig art, som krever variasjoner i tverrtykkelse og innebærer kompliserte maskineringsoperasjoner. De er derfor alltid vanskelige og dyre å fremstille. Slike anordninger er bl.a. beskrevet i FR patentskrifter 2 386 024 og 2 431 689, US patentskrift 3 495 669 eller EP patentskrift 0015 337.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en kraftavfølende anordning av den ovenfor beskrevne art som tillater nøyaktige målinger uavhengig av plasseringen av belastningen på opptaksområdet for kraften som skal måles, samtidig som den er enkel og billig i fremstilling.

Dette formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved en kraftavfølende innretning som angitt i det etterfølgende krav 1.

Ved anordningen ifølge oppfinnelsen blir den første tynnere midtsone mellom den første øvre og nedre åpning bare utsatt for vertikalkomponentene av kreftene som virker på kraftmottagerplaten, hvorved avfølingsanordningen blir ufølsom for virkningene av eksentriske krefter.

Ifølge en første utføringsform er anordningen ifølge oppfinnelsen karakterisert ved at de vertikale slisser har en parallellepipedisk form og er innbyrdes parallelle.

Ifølge en annen utføringsform består hver vertikale slisse av to i det vesentlige sylindriske kanaler, hvis akser er parallelle og beliggende i samme vertikalplan, hvilke kanaler skjærer hverandre langs to tverrløpende innerkanter.

Oppfinnelsen vil bli bedre forstått på bakgrunn av følgende nærmere beskrivelse og studering av de medfølgende tegninger som viser, i form av ikke-begrensende eksempler to utføringsformer av oppfinnelsen.

Fig. 1 er et sideriss av en kraftavfølende anordning ifølge en første utføringsform av oppfinnelsen, og

fig. 2 er et sideriss av en kraftavfølende anordning ifølge en annen utføringsform av oppfinnelsen.

En kraftavfølende anordning som vist i fig. 1 og 2 består av en homogen metallblokk 1 med form som et rektangulært parallell-epiped med en lengde målt langs en horisontal akse X-X, som er større enn en høyde målt langs en vertikal akse Y-Y, mens høyden er større enn en bredde målt langs en akse Z-Z vinkelrett på aksene X-X og Y-Y. Blokken 1 er stort sett symmetrisk om nevnte tre akser. Den omfatter en forside og en bakside, en første vertikal side 4, en underside 5, en overside 6 og en andre vertikal side 7. På undersiden 5, nær den første vertikale side 4, er der anordnet et opplagringsområde 2 utstyrt med alle de nødvendige midler (ikke vist) for en utkragende befestigelse av blokken 1 til underlaget 3. På oversiden 6, nær den andre vertikale side 7, er der anordnet et mottagerområde 8 som er forbundet med en plate 9 innrettet til å motta kraften som skal måles.

Blokken 1 omfatter en første, øvre, tverrløpende åpning 10, en første, nedre, tverrløpende åpning 12 nær den første vertikale side 4, og en andre, øvre tverrløpende åpning 11 og en andre, nedre, tverrløpende åpning 13 nær den andre vertikale side. De tverrløpende åpninger er anordnet i et rektangulært arrangement. De øvre åpninger 10, 11 er forbundet via en øvre horisontal slisse 14 og de danner sammen med blokkens 1 overside 6 en første, øvre, tynnere sone 16 og en andre, nedre tynnere sone 17. De nedre åpninger 12, 13 er forbundet via en nedre horisontal slisse 15, og de danner sammen med blokkens 1 underside 5 en første, nedre, tynnere sone 18 og en andre, nedre, tynnere sone 19. Disse øvre og nedre, tynnere soner har samme tykkelse i aksens Y-Y retning. De første 10, 12 og de andre åpninger 11, 13 danner mellom seg henholdsvis en første tynnere midtsone 20 og en andre, tynnere midtsone 21, som er symmetriske i forhold til et horisontalt plan gjennom aksene X-X og Z-Z.

De første åpninger 10 og 12 har fortrinnsvis større dimensjoner enn de andre åpninger 11 og 13, slik at den første, tynnere midtsone 20 har mindre tykkelse enn den andre tynnere midtsone 21. Blokken 1 får følgelig øket følsomhet samtidig som tilfreds-stillende stivhet opprettholdes.

De andre tverrløpende åpninger 11 og 13 består av sylindriske kanaler med akser 11' og 13' som er parallelle og beliggende i samme vertikalplan. Hver av de første åpninger 10, 12 består fortrinnsvis av to sylindriske kanaler med akser henholdsvis 10', 10" for åpningen 10 og 12', 12" for åpningen 12, hvilke åpninger skjærer hverandre, er parallelle og beliggende i samme vertikalplan.

Blokken 1 omfatter også to vertikale slisser som er horisontalt forskjøvet på hver side av vertikalaksen Y-Y og beliggende mellom de horisontale slisser. En første vertikal slisse 23, 25 munner ut i den andre horisontale slisse 15 nær den første, nedre, tverrløpende åpning 12, og en andre vertikal slisse 22, 26 munner ut i den øvre, horisontale slisse 14 nær den andre, øvre, tverrløpende åpning 11. Disse vertikale slisser danner mellom seg en enkelt, tynnere, vertikal sone 24, 35 med svekket styrke, som er symmetrisk i forhold til hver av aksene X-X, Y-Y og Z-Z.

Ingen tverrløpende fortynning er utført langs aksen Z-Z.

I den på fig. 1 viste utføringsform har de vertikale slisser 22, 23 en parallellepipedisk form og de er parallelle. De avgrenser en enkelt, tynnere sone hvis tykkelse målt langs aksen X-X er konstant.

På fig. 2 utgjøres de vertikale slisser 25, 26 bare av tverrløpende sylindriske kanaler. Den første vertikale slisse 25 består av en første midtkanal 27 og en nedre kanal 28 som skjærer den første midtkanal 27 langs to første tverrløpende innerkanter 29, 30, og den andre vertikale slisse 26 består av en andre midtkanal 32 og en øvre kanal 31 som skjærer den andre midtkanal 32 langs to andre tverrløpende innerkanter 33, 34. Aksene 27', 28', 31', 32' til de to kanaler til hver vertikal slisse er parallelle med aksen Z-Z og beliggende i to vertikalplan symmetrisk i forhold til planet gjennom aksene Y-Y og Z-Z. Aksene 27', 32<* >til midtkanalene passerer gjennom symmetriaksen X-X til de tynnere midtsoner 20, 21. Midtkanalene 27 og 32 har større ,i diameter enn den nedre kanal 28 og øvre kanal 31, og danner mellom seg en tynnere vertikal sone 35 som er symmetrisk i forhold til aksene X-X, Y-Y og Z-Z, hvis tykkelse langs aksen X-X er minst i planet gjennom aksene X-X og Z-Z.

På kjent måte vil strekklapper 36, 37, som er montert i de første åpninger 10 og 12 og tilkoplet en passende elektrisk krets (ikke vist), levere et signal som er proporsjonalt med bare de vertikale belastninger som skal måles, hvilket bevirker en parallell-forskyvning eller -deformasjon av blokken.

I retning av tykkelsen langs aksen Z-Z er blokken 1 tilstrek-kelig dimensjonert, slik at virkningene av momenter som oppstår pga i tverretningen eksentriske belastninger vil bli ubetydelige pga blokkens treghetsmoment.

Det skal bemerkes at visse målekarakteristika vil påvirkes

av forholdet mellom på den ene side dimensjonene til de øvre 16,

17 og nedre 18, 19 tynnere soner i parallellogramrammen og på den annen side dimensjonene til de tynnere middelsoner 20, 21, 35 eller 24 til de sentrale partier. Man kan derfor, ved å variere tykkelsesdimensjoner, oppnå forskjellige ytelser med denne føler, alt etter brukerens behov.

Konstruksjonen av en kraftføler ifølge oppfinnelsen, med en enkelt vertikal, tynnere sone, uten noen fortynning langs aksen Z-Z, fører til en vesentlig reduksjon av fremstillingsoperasjonene og tilknyttede omkostninger, i forhold til kjente anordninger. Lettelsene i fremstilling blir enda større pga at de to foretrukne utføringsformer vist i fig. 1 og 2 for de vertikale slisser bare krever én type maskinering tilsvarende henholdsvis de parallell-epipediske slisser eller de tverrløpende sylindriske kanaler.

Men denne snedige forenkling av den tynnere vertikale sones konstruksjon viser seg ikke å forstyrre elimineringen av de eksentriske krefter.

Det skal forstås at oppfinnelsen på ingen måte er begrenset til de som eksempel viste og beskrevne utføringsformer, idet den kan varieres på mange måter av en fagmann på området, avhengig av påtenkte anvendelser, uten å avvike fra oppfinnelsens ramme. Særlig kan befestigelsen av føleren på dens underlag samt forbindelsen mellom føleren og mottagerplaten for kraften som skal måles, utføres via de vertikale sider eller nær disse uten å avvike fra oppfinnelsens ramme.

Claims (6)

1. Kraftavfølende anordning for måleapparater såsom et veieinstrument, omfattende en homogen, parallellepipedisk blokk (1) som er stort sett symmetrisk om tre innbyrdes perpendikulære akser (X-X, Y-Y, Z-Z) henholdsvis horisontal, vertikal og tverrløpende, og som oppviser en forside og en bakside vinkelrett på tverraksen (Z-Z), en underside (5) og en overside (6) vinkelrett på vertikalaksen (Y-Y) og en første (4) og en andre (7) vertikal side vinkelrett på horisontalaksen (X-X), samt organer (2) for befestigelse av blokken til et underlag (3) nær den første vertikale side (4) og forbindelsesorganer (8) til en mottagerplate (9) for kraften som skal måles nær den andre vertikale side (7), utformet i blokken uten noen fortynning langs tverraksen (Z-Z), nær den første vertikale side (4), en første øvre tverrløpende åpning (10) og en første nedre tverrløpende åpning (12) som bestemmer en første tynnere midtsone (20), og nær den andre vertikale side (7) en andre øvre tverrløpende åpning (11) og en andre tverrløpende åpning (13) som bestemmer en andre tynnere midtsone (21), idet de tynnere midtsoner (20, 21) er symmetriske om horisontalaksen (X-X), idet de øvre og nedre tverrløpende åpninger er forbundet ved henholdsvis øvre (14) og nedre (15) horisontale slisser, idet blokken mellom de horisontale slisser (14, 15) ogå omfatter en første vertikal slisse (23, 25) som munner ut i den nedre horisontale slisse (15) og en andre vertikal slisse (22, 26) som munner ut i den øvre horisontale slisse (14), idet de vertikale slisser (22, 23, 25, 26) er horisontalt forskjøvet og mellom seg avgrenser en tynnere vertikal sone (24, 35) med svekket styrke, karakterisert ved at den tynne vertikale sone (24, 35) omfatter et enkelt område med en minste tykkelse, hvilket område er beliggende på horisontalaksen (X-X).

2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at de vertikale slisser (22, 23) har en parallellepipedisk form og er parallelle.

3. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at de første og andre vertikale slisser (25, 26) består av en nedre kanal (28) og en midtre kanal (27) som skjærer hverandre og en midtre kanal (32) og en øvre kanal (31) som skjærer hverandre, hvilke kanaler er stort sett sylindriske og aksene (17', 28', 31', 32') til kanalene til hvert vertikalt spor er parallelle og beliggende i samme vertikalplan.

4. Anordning i henhold til krav 3, karakterisert ved at midtkanalenes akser (27', 32') går gjennom horisontalaksen (X-X).

5. Anordning i henhold til et av kravene 1-4, karakterisert ved at de første tverrløpende åpninger (10, 12) har større dimensjoner enn de andre tverrløpende åpninger (11, 13), idet den første tynnere midtsone (20) oppviser en tykkelse langs vertikalaksen (Y-Y) som er mindre enn den andre tynnere midtsone (21).

6. Anordning i henhold til krav 5, karakterisert ved at hver av de første åpninger består av to sylindriske kanaler som skjærer hverandre og har samme radius, hvis akser (10", 10", 12', 12") er parallelle og beliggende i samme vertikalplan.