SE460310B - Lastoeverfoeringsanordning foer elektromekanisk kraftmaetning och vaegning - Google Patents

Description

2 469 åoïag laster eller till otillförlitliga konstruktioner. 10 15 20 25 30 35 För den sistnämnda lösningen finns ett antal kända lösningsmetoder. ftergivande överföringar görs med fördel sä, att de är självstabiliserande dvs strävar efter att inta sin utgângsposition. Härigenom behövs inga stag för att hälla lastbäraren i ett entydigt läge.

Exempel på sådana konstruktioner beskrivs i svenska patentet, nr 386 268, där lastmätgivaren är försedd med sfäriska ändytor med radien större än halva lastmätgivarens höjd, vilket ger en självstabiliserande effekt. Dessutom är den anordningen utformad, så att transversalrörelserna och vinkelrörelserna begränsas av mekaniska stopp. Andra exempel på eftergivande konstruktioner beskrivs i svenska patenten 366 116 och 451 891.Dessa konstruktioner är för- sedda med cylindriska pendelstycken, som är placerade ovanför lastmätgivaren, och vilka har sfäriska ändytor. Med de sistnämnda konstruktionerna undviks fel som uppkommer i lastmätgivarna på grund av deras vinkeländringar från verti- kalaxeln vid transversalrörelser hos lastbäraren. Med sfäriska ytor uppstår emellertid stora mekaniska spänningskoncentrationer i kontaktytorna. ökas radierna hos de sfäriska ytorna för att reducera spänningskoncentrationerna, flyttas angreppspunkten på lastmätgivarens kontaktyta proportionellt mot pen- delstyckets eller lastmätgivarens vinkeländring, varigenom mätfel uppkommer, som visserligen (enligt det ena patentet) kan utnyttjas till att kompensera svagheter hos lastmätgivaren. Spänningskoncentrationernas storlek medför där- l för begränsningar i storleken av den återställande kraften i förhållande till mätlasten. Denna begränsning medför krav på precision vid uppställningen av lastbäraren på lastmätgivarna och alltid justerlngsarbeten för att pendela- nordningarna skall få ett stabilt vertikalt utgångsläge.

Föreliggande uppfinning har till uppgift att åstadkomma en självstabiliserande lastöverföringsanordning, som kan utföras med valbart stor stabiliserings- grad, med måttliga spänningskoncentrationer i kontaktytorna och utan att transversalrörelser ger upphov till vinkeländringar hos lastmätgivarna och _ därmed medföljande fel. Dessutom kan anordningen även överföra dragande las- ter. Sådana uppkommer t ex på grund av vindkrafter på behållare placerade i utomhus. Dessa egenskaper gör anordningen universell till sin användning och lättmonterad under lastbäraren, eftersom den utgörs av en färdig enhet - f överföríngsanordning tillsammans med lastmätgivare.

Lastöverföringsanordningen enligt uppfinningen har en lastmëtkropp med plana, parallella ändplan. Lastmätkroppens deformation, som är måttet på lasten den 15 20 25 30 35 460 310 3 utsetts för, kan mätas på induktiv eller resistiv väg och dess utformning mel- lan ändplanen utformas alltefter använd mätprincip. Mot varje ändplan anligger en lastöverföringskropp. De är utformade med samma geometri, så att överför- ringskroppen vid ena ändan av mätkroppen medger transversalrörelser och vin- keländringar i ena horisontalleden, medan den andra överföringskroppen är plan i denna led. Den senare kroppen är vriden vinkelrät mot den förra i horison- talplanet och den tillåter i sin tur rörelser och vinkeländringar i till den förra kroppens vinkelräta riktning. Mätkroppen behåller härigenom sin vertika- la position. Mätkroppen angripes av en utbredd belastning tvärs över ändpla- nen. Härigenom blir specifika yttrycket i kontaktytorna betydligt lägre, än om lasten angriper punktformigt. Radierna hos'överföringsenheterna kan därför väljas så att en motsvarande större självåterställande kraft uppstår.

För att fixera överföringsenheternas positioner förses kontaktytorna med häl för stift eller kulor, som förmår överföra den uppkommande, återställande sidkraftens storlek. Vidare är det lämpligt att komplettera anordningen med fundamentplattor. Dessa kan förses med distansskruvar och brickor med häl som anpassas till rännor i mätkroppens ändpartier, så att de båda fundamentplat- torna förbinds via lastmätkroppen. Anordningen kan därigenom även överföra dragande last.

Anordningen är billig att tillverka om man har tillgång till numeriskt styrda maskiner, vilket är en förutsättning för åstadkommande av enkelkrökta ytor såsom cirkelbågar utan mycket manuellt handhavande (filning mellan frästa koordinatsteg).

Uppfinningen beskrivs i Fig. 1 - 10.

Fig. 1 visar anordningens principiella utformning. Mätkroppen l, här visad med rektangulärt tvärsnitt, har plana, parallella ändplan 2 och 3 och har sin längdaxel längs y-axeln i ett koordinatsystem med x, y och z axlar. Mot änd- planen vilar överföringsenheter i form av pendelstycken 4 och 5, mot vars mot- stående sida lasten P och dess motkraft angriper via plana ytor (ej visade).

Pendelstyckena utgörs av liggande cylindrar, vars cylinderytor har enkelkrökt, sfärisk form med radierna R. Radierna är större än halva höjden H, vilket gör att pendelstycket intar ett stabilt läge mot ett plant underlag. förskjuts ena planet, som lasten P angriper frân, i riktning z, kommer pendelstyckets radiella ytor att rulla och vrida pendelstycket runt x~axeln. Vid detta sned- ställda läge kommer avståndet mellan planen att öka utöver avståendet H och 4,60 310 4 10 15 20 25 30 35 höjdökningen motsvarar ett arbete, som ger en horisontell sidkraft Pz med en riktning, som strävar att vrida tillbaka pendelstycket till sin ursprungliga position. Vid cirkulära cylindrar blir motsvarande kraft noll. Sidkraften Pz strävar även efter att vrida lastmätkroppen runt x-axeln. Det vid lastmät- kroppens andra ända placerade pendelstycket 5 har emellertid sin längdaxel vriden i rät vinkel mot längdaxeln för pendelstycke 4, dvs längs 2-axeln i koordinatsystemet. Den tvärställda cirkulära cylinderytan ligger i kontakt längs sin längd mot nedre ändplanet på mätkroppen och upptar momentet från kraften P2. Någon vridning av mätkroppen runt x-axeln uppstår således inte.

Förskjuts det nedre planet, via vilket motkraften P angriper, i x-led, kommer istället pendelstycket S att vridas runt z-axeln, motsvarande återställande kraft Px uppkommer och det moment, som strävar att vrida lastmätkroppen runt z-axeln, upptages av det tvärställda övre pendelstycket 4. Om angreppsplanen via vilka kraften P angriper ej är parallella, ger pendelstyckena efter för vinkeländringarna på motsvarande sätt. Kontaktytan, över vilken lasten införs i lastmätkroppen, har formen av en linje tvärs över hela mätkroppens ändplan och specifika yttrycket blir därför lägre, än vid sådana utföranden, där an- greppsytorna har sfärisk form. Detta ger möjlighet till dimensionering av pen- delstyckena, så att betydligt större âterställningskraft ernâs än vid använ- dande av sfäriska ytor. Fördelen härmed är, att lägestoleranserna vid monte- ringen av mätgivarna under lastbäraren är mindre kritiska och att horisontella störkrafter ej förskjuter lastbäraren i så hög grad. Egensvängningsfrekvensen efter transienta krafter blir högre och dämpas därmed ut fortare.

Eftersom de horisontala krafterna (Pz och Px) kan tillåtas bli relativt höga kan pendelstyckenas neutrallägen, dvs det läge där inga horisontala för- skjutningar eller vinkeländringar hos angreppsplanen föreligger, fixeras så att inte rullningsfriktion vid pendlingar medför hasning över ytplanen. Hur detta kan utföras visas på fig. 2, som är en vy av anordningen i z-axelns riktning. Mätkroppen 6 visas placerad mellan pendelstyckena 7 och 8 och last- bärarens undersida 9 respektive underlaget 10. Vid mätkroppens ändplan är införda styrande organ i form av kulor 11 insänkta i passande uttag i kontakt- planen- Fig. 3 och 4 visar i snitt 12-12 på fig. 2 ett par utföringsformar av de styrande organen. Fig. 3 visar en kula 13 placerad i cirkulära urtag 14 och 15 i respektive kropp 16 och 17. Kroppen 16 utgör pendelstycket i vridet läge med radien 18- Fig 4. visar ett styrande organ i form av en delvis konisk, cirkulär tapp 19, som är pressad ned i ett hål 20 i mätkroppens 21 symmetri- plan. Den övre delen av tappen har en konisk form med konvinkeln 22 anpassad sä, att öppningen av hål 23 i pendelstycket 24 kan röras fritt längs tapoens sida, när pendelstycket utsätts för en vridande kraft. 10 15 20 25 30 35 5 460 310 Det ena pendelstycket på fig. 2 visas i vy 25-25 på fig. 5. För att inte, vid en katastrofalt stor sidkraft (Px,Pz), okontrollerat stora vridningar skall uppstå på pendelstycket 7 kan den cirkulära delen med radien 26 begränsas till en, önskad maximal pendlingsvinkel 27 och de övriga delarna av den cylindriska kontaktytan utgöras av tvâ plan 28 i tangentens riktningar räknat från maxi- malvinkeln. Vid begränsningen av pendlingen uppstår ett läge enligt fig. 6, där kroppen 7 ligger an mot kontaktytorna 29 och 30 utefter de plana delarna 28 och lutar med vinkelvärdet markerat 31 på figuren.

Fig 7 visar en komplett kraftöverföringsanordning enligt uppfinningen.

Mätkroppen 32 är här utformad som en huvudsakligen cirkulär cylinder. l sin mellersta del har mätkroppen urtag 33 och 34 lika utformade vid motstående sidor med djupen på urtagen valda sä, att tvärsektionen har formen av ett H.

Utformningen framgår av fig. 8. Pâ mittdelen, i bottnarna på de djupaste ur- tagen 33, varav det ena visas, är töjningsgivare 35 placerade. Med dessa hop- kopplade i en bryggkoppling fås ett mått på lasten på känt sätt. Töjnings- givarnas 35 placering nära mätkroppens centrum, medför att inverkan av störan- de, böjande moment från horisontalkrafter minimeras. På figuren ovanför och under mätkroppens plana ändytor 36 är pendelstyckena 37 och 38 placerade. Des- sa är utformade på sätt som visas på fig. 5 och är styrda av ett par nedsänkta kulor 39 på ovansidan av mätkroppen och ett par delvis visade kulor 40, som till sin position är vridna 90 grader relativt kulorna 39 på ovansidan. Pen- delstyckena stöder mot fundamentplattor 41 på ovansidan respektive mot 42 på undersidan. För styrning av pendelstyckenas positioner mot plattorna, finns likaledes nedsänkta kulor 43 och delvis visade kulan 44. Fundamentplattan 41 har hål 45 för fästskruvar till en på figuren ej visad lastbärare med plan undersida och plattan 42 kan fästas via hålen 46 med fästskruvar till ett ej visat underlag. För att hålla samman anordningen och ge möjlighet att ta upp tillfälliga dragande laster finns en delbar bricka vid varje ända av lastmät- kroppen. Vid anordningens normala funktion är brickorna fixerade till funda- mentplattorna. Brickorna omsluter urtaget 47 vid mätkroppens 32 överända och på figuren delvis visade urtag 48 vid mätkroppens nederända. Brickornas utformning framgår av fig. 8, som visar ett snitt 49-49 genom anordningen.

Varje bricka, med kvadratisk form och häl 50 anpassat till urtag 48, består av två delade plattor. Hålet 50 har en diameter större än bottendiametern hos urtaget 48 och avpassat att medge en horisontell rörelse hos mätkroppen av önskad, maximal storlek. Plattornas sammanlagda tjocklek är avpassad så till urtagets 48 bredd, att viss vinkeländring hos plattorna kan uppstå, utan att plattorna kommer i kontakt med urtagets sidor. Av fig. 7 och 8 framgår bric- 460 510 10 15 20 25 30 35 6 kornas utformning. De består dels av delarna 51 och 52 med delningslinjen 53-54 och dels av under dessa placerade två identiska plattor 55 och 56 med delningslinjen 57-58. Plattorna hålls samman av skruvar 59,60 och 61,62 genom hälen 63. Genom optimal placering av delningslinjerna 53-54 och 57-58 kan plattorna vridas åt sidan för montering och demontering av lastmätkroppen. På fig. 7 framgår hur brickdelarna är fixerade med muttrar 64 på sidorna mot fun- damentplattorna 41, 42 och muttrarna 65, 66 på brickornas andra sida. Skruvar- na 59-62 är gängade i fundamentplattorna och de diagonalt placerade skruvarna 61, 62 är helgängade utan skallar och sträcker sig mot anordningens.mittsek- tion med längder avpassade så, att en viss distans 67 uppstår mellan dem. På fig. 7 är plattorna S1 och 55 hos den övre brickan utvridna, genom att en av skruvarna 59 tagits bort och muttrarna 65 lossats på skruvarna 61 och 62.

Vrids på motsvarande sätt det nedre plattparet 51 och 56 åt var sin sida, kan mätkropp och pendelstycken tagas ut från anordningen. Skruvarna 61, 62 har längder anpassade så, att en viss distans 67 uppstår. Denna hålls minimal och betäms av tillåtna vinkeländringar från horisontalplanet för fundamentplattor- na. Syftet med de intilliggande skruvändarna är, att förskjutningar i horison- talplanet mellan dem indikerar hur väl anordningen är uppriktad. Två andra ändamål med skruvlängderna framgår av fig. 9 och 10.

Fig. 9 visar ett av de diagonalt placerade skruvarna 61, varvid den övre betecknas 61a på figuren. Muttern 65 på skruv 61a har vridits till en position där den äntrat gängan på skruv 61 och därmed låser fundament- plattorna: lägen i förhållande till varandra. Vrids den diagonalt placerade muttern 65 i samma position är hela lastmätanordningen arreterad i korrekt utgångspositíon beträffande fundamentplattornas utgângslägen.

Fig. 10 visar samma detaljer som på fig. 9, men muttern 66, vars översida är konisk 68 (fig. 9) är vriden upp till överändan av skruv 61 och muttern 66, som har en invändig konisitet 69 (fig. 9), är vriden mot muttern 65.

Genom att hålla fast mutter 66 och vrida mutter 65 ytterligare nedåt komer fundamentplattorna 41 och 42 att fjärmas från varandra. Behövs en höjning, som överskrider spelet mellan brickornas tjocklek och bredden på urtaget 47 och 48, lossas skruvarna 59 och 60. Muttrarna 65, 66 kan alltså användas för att fjärma fundamentplattorna från varandra om lastmätkroppen och pendel- styckena skall monteras eller demonteras utan att någon domkraft behövs.

En sådan är förstås lämplig som komplement, am demontering behöver ske, när en lastbärare samtidigt har väsentligt stor mätlast på sig.

Pâ fig. 7 har inga kapslingsdetaljer visats. Runt pendelstyckena 37 och 38 kan lämpligen placeras en elastisk hylsa, som tätar mellan undersidan av fundament I! (f 10 460 310 7 plattan 41 respektive översidan av platta 42 och motstående sidor hos brickor- na 51, 52 respektive 55,56. Likaså visas ingen kapsling runt den centrala delen av mätkroppen. Kapslingen förutsätts att anpassas med hänsyn till mät- kroppens aktuella utformning, som är beroende av använd mätprincip.

Förutom utförandet på fig. 7-10 kan fundament- och fixeringsplattorna ha annan form, såsom cirkulär i stället för rektangulär. Antalet och utförandet av fästskruvarna för fixeringsplattorna kan även utformas på annat sätt inom ramen för uppfinningen. Uppfinningen omfattar även, att mätkroppen utformas på mycket olika sätt och behöver ej vara massiv utan kan vara utförd av ett fler- tal, hopmonterade delar, varav t.ex. den centrala delen kan utföras av plåt- laminat, som kan passa för en mätgivare av induktiv princip. Den centrala delen av mätkroppen kan även vara utförd med böjfjädrar på vilka töjnings- givarna är placerade, eller utformade så, att ett ytområde på mätkroppen med skjuvspänningar förefinns med på detta på lämpligt sätt placerade töjnings- givare.

Claims (10)

460 510 PATENTKRAV

1. Lastöverföringsanordning för elektromekanisk kraftmätning och Vägning innefattande en lastmätkropp med huvudsakligen plana, parallella änd- plan, bestående av en överföringsenhet vid varje ändplan hos mätkroppen, vilka enheter har till uppgift att leda in kraften och motkraften i mätkroppen och samtidigt tillåta förflyttning och vinkeländring hos trycklasten k ä n n e t e c k n a d av att varje överföringsenhet består av en cylindrisk kropp med längdaxeln (x-x resp. z-z) parallell med mätkroppens ändplan, att överföringsenheternas ändplan, både de som utgör kontaktytorna mot mätkroppen och de motsatta, har huvudsakligen cirkulär, enkelkrökt form med respektive radier (R) större än halva överföringsenhetens längd i kraftöverföringsriktningen (y-y) och att överföringsenheternas längdaxlar ( x-x resp. z-z) är vinkelrät placerade relativt varandra vid vardera ändplanet av mâtkroppen.

2. Lastöverföringsanordning enligt krav 1, K ä n n e t e c k n a d av att överföringsenheternas (7,8) kontaktytor och mätkroppens (6) ändplan är försedda med styrande organ i form av tappar (19) i den ena ytan och däremot passande hål (20) i den andra ytan, så att transversalrörelser (x- och z-led) och vridning runt mätkroppens längdaxel (y-led) förhindras mellan överföringsenheterna och mätkroppen.

3. Lastöverföringsanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att överföringsenheternas (7,8) kontaktytor och mätkroppens (6) ändplan är försedda med styrande organ i form av motstående hål (l4,15 ) i båda ytorna med håldjup passande att utfyllas av en kulformig kropps (13) ena halva, så att transversalrörelser (x-resp y-led) och vridning runt mät- kroppens längdaxel (y-led) förhindras mellan överföringsenheterna och mätkroppen_ h? 9

4. Lastöverföringsanordning enligt något av fêáágzndš kïrgv , k ä n n e - t e c k n a d av att överförlngsenheternas ändplan, både de som utgör kontaktytorna mot mätkroppen och de motsatta har enkelkrökt form, som är cirkulär längs den del av Omkretsen, som kommer i kontakt mot motstående yta inom området för överföringsenheternas pendlingsvinkel (27) och att formen är rak (28) i tangentens riktning åt sidorna utanför nämnda kontaktområde.

5. Lastöverföringsanordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att överföringsenheterna (37,38) hålls i kraftöverförande läge till fundamentplattor (41,42 ), att dessa är placerade mot de kontaktytor hos överföringsenheterna, som ej är vända mot mätkroppen (32) , att dessa båda kontaktytor har styrande organ i form av tappar (22 ) i den ena ytan och hål (23) i den andra ytan, så att transversalrörelser (x-resp.z~led) och vridning runt mätkroppens längdaxel (y-led) förhindras mellan överföringsenheterna och fundament- plattorna, och att fundamentplattorna är försedda med hâllaranordningar, (51,52,55,56) som förbinder dessa med mätkroppens ändar.

6. Lastöverföringsanordning enligt krav 1-4, k ä n n e t e c k n a d av att överföringsenheterna (37,38) hålls i kraftöverförande läge till fundamentplattor (41,42),-att dessa är placerade mot de kontaktytor hos överföringsenheterna, som ej är vända mot mätkroppen (32) . att dessa kontaktytor har styrande organ i form av motstående hål (14,15) i båda ytorna med hàldjup passande att utfyllas av en kulformig kropps (13) ena halva, så att transversalrörelser (x- resp.z-led) och vridning runt mätkroppens längdaxel (y-led) förhindras mellan överföringsenheterna och fundamentplattorna, och att fundamentplattorna är försedda med hållar- anordningar(51,52,55,56), som förbinder dessa med mätkroppens ändar.

7. Lastöverföringsanordning enligt krav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d av att hållaranordningarna består av delade brickor (51,52,55,56 ) med centrala hål (50 ), avpassade så att brick- delarna kan inskjutas från sidorna i urtag (47,48) runt mätkroppens änd- delar, att brickorna är fästa med skruvar (59,60,61,62) till fundament- plattorna (41,42 ) och att brickornas delning är utförd så, att delarnas ena ända är utsvängbar i sitt plan och därigenom möjliggör montering och demontering av mätkroppen och överföringsenheterna. 460 310 10

8. Lastöverföringsanordning enligt krav 5 eller 6 och 7, k ä n n e t e c k n a d av att tvâ av de motstâende skruvarna (61), som håller brickorna på plats, är.förlängda mot kraftöverförarens mitt så, att skruvarna från vardera fundamentplattan motstående, förlängda ändar indikerar plattornas relativa positioner vinkelrät mot mätriktníngen i x- och z-riktningarna.

9. Lastöverföringsanordning enligt krav 5-8, k ä n n e t e c k n a d av att på varje par förlängda skruvar (61) finns en mutter (65), som kan vridas till en position som förbinder de motstâende skruvändarna och därigenom arreterar kraftöverförlngsanordningen.

10. Lastöverföringsanordning enligt krav 5-8, k ä n n e t e c k n a d av att på varje par förlängda skruvar (61) finns dels en mutter med ytter- _ konlsk ända (66) och dels en motstående mutter med innerkonisk ända (65), att muttrarna kan vridas mot varandra till en position, så att de förlängda skruvarnas ändar fjärmas från varandra och därigenom ger möjlighet till montering och demontering av mätkroppen och överföríngsenheterna efter drifttagandet. .rå