DE1698493C - - Google Patents

Description

I 698 493

Die Erfindung betrifft eine Kraftmeß vorrichtung, an, so daß der erreichte Druck ein Maß für das Ge-

bei der auf einen von der zu messenden Kraft belaste- wicht der Flasche ist. Da bei dieser bekannten Vor-

ten Ventilteller mittels eines unter Druck stehenden richtung nicht dauernd Luft ausströmt, wie dies der

Gases eine Gegenkraft ausgeübt wird und das unter Fall ist, wenn Gewichtsänderungen laufend über-

Druck stehende Gas mit einer Druckmeßvorrichtung 5 wacht werden sollen, ist es nicht erforderlich, even-

verbunden ist, die bei Gleichgewicht von Kraft und tuelle Schwingungen zu dämpfen.

Gegenkraft die Größe der auf den Ventilteller ein- Wenn zwischen einem frei beweglichen Ventilteller

wirkenden Kraft anzeigt und bei der Mittel zur und dem oberen Rand einer Druckmeßdose dauernd

Dämpfung von Schwingungen vorgesehen sind. Luft ausströmt, neigt der Ventilteller zu Schwingun-

Es ist manchmal notwendig, eine variable, auf das. 10 gen. Diese Schwingungen können zerlegt werden in

Glied einer Vorrichtung ausgeübte Kraft in einen eine axiale Komponente, bei der sich der Teller als

variablen Druck eines Fluids, beispielsweise von Luft Ganzes parallel hebt und senkt, und in Taumel-

oder eines anderen Gases, umzuwandeln, so daß der schwingungen, bei denen der Teller auf seinem Um-

Druck dann auf eine entfernte Stelle übertragen und fang abrollt. Die Taumelschwingungen sind möglich,

dort gemessen werden kann, entweder um eine An- 15 weil der Teller seitlich nicht geführt ist. Bei diesen

zeige der Kraft zu erhalten oder eine Steuerfunktion Schwingungen besteht zwischen der scharfen Kante

in Abhängigkeit von seiner Größe auszuführen. Die- des Tellers und der Sitzfläche nur ein sehr schmaler

ses Problem tritt z. B. bei Wiegevorrichtungen auf, Luftspalt, so daß die Frequenz der Taümelschwin-

bei denen das zu messende Gewicht an einem ent- gungen sehr hoch ist.

fernten Ort mittels einer Druckmeßvorrichtung ange- ao Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

zeigt werden soll. . Kraftmeßvorrichtung der eingangs genannten Gat-

Bei einer bekannten Kraftmeßvorrichtung tung so auszubilden, daß bei Verwendung eines frei (deutsche Patentschrift 561 575) wird als Strömungs- beweglichen Deckels einer Druckkammer sowohl mittel nicht Gas, sondern eine Flüssigkeit verwendet. Vertikalschwingungen als auch Taumelschwingungen Mittel zur Regelung der Flüssigkeitszufuhr oder 95 des Ventiltellers vermieden werden.
Dämpfungsmittel für den Ventilteller sind nicht vor- Die erfindungsgemäße Kraftmeßvorrichtung der gesehen. Die Flüssigkeit wird von einer Pumpe mit eingangs genannten Gattung ist dadurch gekennzeichkonstanter Leistung geliefert. Wenn die Belastung net, daß der Ventilteller in an sich bekannter Weise des Ventil tellers klein ist, wird sich dieser weit von ein frei beweglicher Deckel einer Druckkammer ist seinem Sitz abheben, was eine geringe Empfindlich- 30 und daß die Mittel zur Dämpfung eine mit dem keit der Meßvorrichtung zur Folge hat. Wenn der Deckel verbundene und nahe beim Boden der Druck-Ventilteller hingegen hoch belastet ist, wird er sich kammer angeordnete Dämpfungsscheibe aufweisen, nur wenig heben und die Flüssigkeit wird durch den die in eine Dämpfungsflüssigkeit eingetaucht ist.
schmalen Spalt mit sehr großer Geschwindigkeit aus-: Die in die Dämpfungsflüssigkeit eingetauchte strömen. Durch die große Strömungsgeschwindigkeit 35 Scheibe kann auch bei sehr kleinen Bewegungen des und das relativ große spezifische Gewicht von Flüs- zu dämpfenden Teiles eine ausreichende Dämpfungssigkeiten entstehen Trägheitswirkungen, die zur Folge kraft erzeugen, da die Scheibe durch ihre Relativhaben, daß das proportionale Verhältnis zwischen bewegung zur Flüssigkeit unmittelbar eine Verwirbe-Belastung des Ventiltellers und Druckkraft der Flüs- lung der Flüssigkeit bewirkt und nicht erst mittelbar, sigkeit nicht mehr besteht. 40 wie dies der Fall ist, wenn ein Kolben oder eine

Bekannt (USA.-Patentschrift 2 593 906) ist auch Membran Dämpfungsflüssigkeit durch eine Drosseleine Kraftmeßvorrichtung der eingangs genannten bohrung drückt. Durch die Anordnung der Scheibe Art, bei der ein Arm über ein Druckstück eine Mem- nahe am Boden der Druckkammer entsteht bei den bran belastet. Zur Vermeidung von Schwingungen sehr hochfrequenten Schwingungsbewegungen ein des Armes ist am Ende des Armes eine hydraulische 45 Saugeffekt, der die Dämpfungswirkung noch stark Dämpfungseinrichtung angebracht, die dadurch erhöht. Außerdem können mit einer solchen mit dem wirkt, daß Dämpfungsflüssigkeit zwischen zwei Räu- Ventilteller verbundenen Dämpfungsscheibe auch men über eine Drosselbohrung hin- und herbewegt Taumelbewegungen gedämpft werden, da auch bei wird. Eine solche Dämpfungseinrichtung setzt, um solchen Taumelbewegungen eine starke Verwirbelung zur Wirkung kommen zu können, hin- und her- 50 der Dämpfungsflüssigkeit auftritt, obwohl eine Vergehende Bewegungen des Armes voraus. Ohne Flüs- drängung nicht stattfindet und damit ein mit Drossigkeitsaustausch zwischen den beiden Räumen würde selbohrung arbeitender Dämpfer wirkungslos wäre, eine Dämpfung nicht zustande kommen. wenn man einmal annimmt, daß ein Dämpferkolben

Ferner ist eine Vorrichtung zur Überwachung des überhaupt Taumelbewegungen mitmachen kann.
Inhaltes von Propangasflaschen durch Wiegen be- 55 Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erkannt (deutsche Patentschrift 657 713) mit einer findung ist in der Leitung für die Zuführung des Druckkammer, die durch einen Deckel abgeschlossen Druckgases zur Druckkammer ein regelbares Drosist, der als Plattform zum Aufstellen der zu wiegen- selventil angeordnet.

den Flaschen ausgebildet ist. Der Deckel hat an Durch die Verwendung einer regelbaren Drossel-

seinem unteren Rand eine ringförmige Schneide, mit 60 stelle kann die Vorrichtung leicht an einen bestimmder er auf der Oberseite einer elastischen Dichtung ten Meßbereich angepaßt werden, da garade so viel

aufliegt, die sich auf dem oberen Rand der Druck- Gas durchgelassen wird, daß unter Berücksichtigung

kammer befindet. An die Druckkammer isteinMano- der Größe des von der Kammer und dem Drosselmeter und eine Luftpumpe angeschlossen. Wenn der ventil begrenzten Spaltes (dieser bestimmt den Ver-

von unten her auf den Deckel einwirkende Luftdruck 65 lust an Druckgas) der größte Druck des Meßbereiso groß ist, daß er das Gewicht des Deckels und der ches noch aufgebaut werden kann. Um eine hohe aufgesetzten Flasche zu heben vermag, kann die Luft Genauigkeit der Messung zu erhalten, ist es wichtig, ausströmen und der Druck steigt nicht mehr weiter daß so wenig wie möglich Luft aus der Druckkammer

■' ' '■■' ■' '■■ ■ ■ ³ ' ■ ■..■· ' ' -. .■ : ' " ' .' ■■ - ⁴ / -ausströmt. Es läßt sich dann eine laminare Strömung Druckmittelquelle 5 verbunden ist. Als Druckmittel erzielen, bei der keine unstabilen Zustände auftreten dient vorzugsweise komprimierte Luft. Wenn gekönnen, wie dies möglich ist, wenn eine turbulente wünscht, kann auch ein anderes Gas verwendet wer-Strömung herrscht. Die genaue Einstellung der Vor- den. Die Druckmittelquelle 5 kann ein fester oder richtung derart, daß der geringstmögliche Luftdurch- 5 tragbarer Drucklufterzeuger oder ein Druckluftspeisatz erzielt wird, ist nur mit Hilfe einer regelbaren eher sein.

Drosselstelle möglich, so daß die Kraftmeßvorrich- Die komprimierte Luft aus dem Speichers wird tung durch diese Drosselstelle wesentlich verbessert über Drosselmittel zugeführt, beim Ausführungsbeiwird. spiel durch ein Ventil 6, das von Hand oder automa-Die zu der Druckmeßvorrichtung führende Leitung io tisch gesteuert wird. Die Luft geht vor ihrem Einkann unmittelbar an die vom Drosselventil kommende tritt in das Rohr 2 durch eine Verengung 7, die eben-Leitung an der Stelle angeschlossen sein, an der die falls eine Drosselstelle darstellt. Die Drosselstelle 7 Zuführungsleitung zur Druckkammer abzweigt. Bei kann auch die einzige Drosselstelle sein. Der lichte einer solchen Anordnung genügt ein einziger Lei- Durchmesser der Verengung 7 liegt in der Größentungsanschluß an der Druckkammer, da der Druck 15 Ordnung von etwa 0,4 Millimeter. Die Drosselstelle 7 in dieser Kammer durch die gleiche Leitung abge- kann durch ein Nadelventil ersetzt werden,
tastet wird, die den Druck zuführt. Dies bedeutet für Eine Ableitung 8, die in der Strömungsrichtung ,die gesamte Anlage eine wesentliche Vereinfachung. hinter dem einstellbaren Ventil 6 und der Drossel-Vorteilhafterweise ist die Dämpfungsscheibe ge- stelle 7 liegt, verbindet das T-Stück 4 und damit auch genüber dem Ventilteller verstellbar. Die Verstellbar- ao die Kammer 1 mit einem Druckanzeigegerät 9. Wie keit der Dämpfungsscheibe gestattet eine Justierung in Fig. 1 dargestellt, steht die Ableitung8 direkt mit des Bodenabstandes, so daß leicht die beste Dämp- der Zuleitung 3 in Verbindung,
fungswirkung eingestellt werden kann. Eine Druckentlastungsöffnung 10 am oberen Ende Vorteilhafterweise hat der Ventilteller rings, um der Kammer 1 steht mit dem Inneren der Kammer seine untere Fläche eine scharfe Kante, mit der er »5 in Verbindung und ist durch einen losen Teller 11 auf dem Ventilsitz der Druckkammer ruht: Der Ven- abgedeckt, der an der Unterseite eine Ausnehmung tilsitz ist vorzugsweise eben und waagerecht. Durch 12 hat. Längs des Umfanges der unteren Fläche des die Verwendung einer scharfen Kante am Ventilteller Tellers 11 ist eine ringförmige Lippe 13 ausgebildet, ist der im Drosselspält zurückzulegende Weg mög- die eine scharfe Dichtkante aufweist. Sie liegt auf liehst gering, wodurch störende Strömungserschei- 30 der die Öffnung 10 umgebenden Sitzfläche 13 α auf. nungen, wie z. B. das Entstehen eines Unterdruckes, Wird auf die obere Fläche des Tellers 11 eine Kraft keine Auswirkungen auf das Meßergebnis haben. ausgeübt, so bewirkt die scharfe Kante der Lippe 13 Druckmeßeinrichtungen gemäß der Erfindung sind einen luftdichten Abschluß der Kammer 1. Wie in für viele Zwecke verwendbar. Sie können beispiels- den Zeichnungen dargestellt ist, liegt der Teller 11 weise in Meßgeräte eingebaut werden, die zur An- 35 horizontal und die Sitzfläche 13 α ist eben und ebenzeige des Flüssigkeitsstandes eines öl-oder anderen falls horizontal.

Behälters dienen, oder sie können in Steuer- oder An der Unterseite des Tellers 11 ist eine Stange 15

Servoeinrichtungen Anwendung finden, beispiels- befestigt, die eine Dämpfungsscheibe 14 trägt. Die

weise in einer Regelvorrichtung für die Spannung Scheibe 14 liegt dicht über dem Boden der Kammer 1

einer Papierbahn, bei der die Vorrichtung auf die 40 in öl oder in einer anderen Dämpfungsflüssigkeit, mit

Bremsen der Papiermaschine eine solche Kraft über- der der untere Teil der Kammer 1 gefüllt ist. Die

trägt, daß die Spannung der Papierbahnen einen ge- Dämpfungsscheibe dämpft die Bewegung des Tellers

wünschten Betrag erhält. Insbesondere können sie von und zum Sitz 13 α und verhindert so ein Vibrie-

bei Abwiegevorrichtungen verwendet werden, bei ren des Tellers.

denen das Gewicht des zu wiegenden Gegenstandes 45 Die zu messende Kraft kann auf die Oberseite des oder der abzuwiegenden Masse fernübertragen wer- Tellers in jeder gewünschten Weise aufgebracht werden soll. Solche Maschinen können beispielsweise den. Gemäß der Zeichnung geschieht dies durch ein in Mischanlagen für das Abwiegen der Stoffe benutzt Hebelsystem. Es besteht aus einem Waagebalken 16, werden, die nacheinander zwecks Herstellung von der an einem Ende auf einer Schneide 17 schwenkbar Beton miteinander gemischt werden sollen. Bei sol- 5° ist. Die Schneide wird von einem Rahmen 18 gechen Anlagen ist es wünschenswert, daß das Gewicht tragen, der auch die Kammer 1 trägt. Am Waagebalder Zuschlagstoffe dem Bedienungsmann des Beton- ken 16 ist zwischen seinen Enden ein unten zugemischers angezeigt wird, während dieser selbst sich spitzter Zapfen 19 befestigt, der mit der oberen Seite in einiger Entfernung von der Abwiegemaschine be- des Tellers 11 im Eingriff steht. Die die Last tragende findet. Zur Übertragung wird üblicherweise Druck- 55 Vorrichtung, als Schäkel 20 dargestellt, wird von luft verwendet, die bei einer Mischmaschine für an- einer Schneide 21 am freien Ende des Balkens 16 dere Zwecke vorhanden ist und demnach zur Ver- getragen. Die Abmessungen der Ausnehmung 12 des fügüng steht. Eine Druckluftübertragung ist sehr ro- Tellers sind entsprechend dem übersetzungsverhältbust und deshalb elektrischen Anlagen vorzuziehen. nis gewählt, das zwischen dem resultierenden Luftin der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel der 60 druck, der den Teller trägt und der bei Gleichgewicht Erfindung dargestellt. Es zeigt . des Hebelsystems mit dem Instrument 9 gemessen Fi^. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer werden soll, und der zu messenden Kraft besteht, Kraftmeßvorrichtung gemäß der Erfindung in Ver- wobei diese durch das Übersetzungsverhältnis des bindung mit einer Abwiegevorrichtung und mechanischen Hebelsystems und das zu wiegende

Fig. 2 eine teilweise Draufsicht auf die Vorrich- 63 Gewicht bestimmt ist.

tung nach F i g. 1. Beim Messen wird das Ventil 6 geöffnet, um kom-

Die Vorrichtung hat eine Druckkammer 1, die über primierte Luft aus dem Speicher 5 über die Drossel-

die Zuleitung 2, 3 mit einem T-Stück 4 mit einer stelle 7 in die Kammer 1 mit einem Druck eintreten

zu lassen, der größer ist als der zu übertragende Druck. Die Drosselstelle verursacht einen Druckabfall in der Zuführungsleitung. Eine von dem Schäkel 20 auf den Balken 16 übertragene Last übt auf den äußeren Teil des Tellers durch den Zapfen 19 eine Kraft aus und veranlaßt so den Teller zu einem dichten Abschluß des oberen Endes der Kammer 1. Der Luftdruck aus dem Speichers, der durch die Drosselstelle 7 in die Kammer eintritt, bewirkt einen Druckaufbau in der Kammer und in der Ableitung 8 bis zum Abheben des Deckels 11. Es entweicht dann Luft aus der Kammer 1, was den Druck in der Kammer vermindert, bis er in linearer Beziehung zu der auf den Balken 16 ausgeübten Kraft steht. Der Teller 11 und der Balken 16 sind dann im Gleichgewicht. Die Luftströmung ist sehr gering, und der Druck am T-Stück ist dann derselbe wie in der Kammer 1, Er wird auf das Instrument 9 übertragen, das dann das an den Schäkeln 20 hängende Gewicht anzeigt. Vertikalschwingungen und Taumelschwingungen, die der Deckel 11 auf Grund seiner Lagerung an dem zugespitzten Zapfen 19 ausführen könnte, werden dadurch gedämpft, daß die fest mit dem Teller verbundene Dämpfungsscheibe 14 die ölfüllung verwirbelt, in die sie eingetaucht ist. Durch die Anordnung nahe am Boden, der Druckkammer 1 entsteht auch ein Saugeffekt, wenn sich die Dämpfungsscheibe vom Boden entfernt, welcher Saugeffekt zusätzlich zur Dämpfung beiträgt.

Claims (6)

' Patentansprüche:

1. Kraftmeßvorrichtung, bei der auf einen von der zu messenden Kraft belasteten Ventilteller mittels eines unter Druck stehenden Gases eine Gegenkraft ausgeübt wird und das unter Druck stehende Gas mit einer Druckmeßvorrichtung verbunden ist, die bei Gleichgewicht von Kraft und Gegenkraft die Größe der auf den Ventilteller einwirkenden Kraft anzeigt und bei der Mittel zur Dämpfung von Schwingungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (11) in an sich bekannter Weise ein frei beweglicher Deckel einer Druckkammer (1) ist und daß die Mittel zur Dämpfung eine mit dem Deckel (11) verbundene und nahe beim Boden der Druckkammer (1) angeordnete Dämpfungsscheibe (14) aufweisen, die in eine Dämpfungsflüssigkeit eingetaucht ist.

2. Kraftmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (3, 2) für die Zuführung des Druckgases zur Druckkammer (1) ein regelbares Drosselventil (6) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Druckmeß vorrichtung (9) führende Leitung (8) unmittelbar an die vom Drosselventil (6) kommende Leitung (3) an der Stelle angeschlossen ist, an der die Zuführungsleitung (2) zur Druckkammer (1) abzweigt.

4. Kraftmeßvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsscheibe (14) gegenüber dem Ventilteller (11) verstellbar ist.

5. Kraftmeßvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (11) ringsum seine Untere Fläche eine scharfe Kante (13) hat und mit dieser auf dem Ventilsitz (13 a) der Druckkammer (1) ruht.

6. Kraftmeßvorrichrurig nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (13 α) eben und waagerecht ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen