DE2917363A1 - Messfuehler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Meßfühler zur Aufnahme von Kräften, der allein oder parallel mit anderen Meßfühlern ein Gewicht, eine Last oder eine Kraft in Druck umwandelt und bedingt durch den Einsatz eines Druckgebers die Bereitstellung eines kontinuierlichen elektrischen Signals, das für bestimmte Zwecke genutzt werden kann, ermöglicht sowie exakt die jeweils beaufschlagte Kraft mißt.

Ein solches System hat folgende Vorteile:

a) von einigen einfachen Komponenten ausgehend lassen sich Kräfte im Bereich von einigen Gramm bis zu mehreren hundert Tonnen messen;

b) mit Hilfe von gegenüber den gemessenen Kräften sehr geringen Lasten ist es unter Zuschaltung ei*?es zum Hauptkreis parallelen Kreises möglich, die jeweilige Vorrichtung zu eichen;

c) es besteht die Möglichkeit, über den gesamten Umfang einer voluminösen und großen zu wiegenden Einrichtung hinweg eine Mehrzahl von Meßfühleranordnungen zu installieren, die nach dem Gesetz der kommunizierenden Röhren die beaufschlagten Lasten verteilen und so die stellenweise hohen Gegenkräfte und Beanspruchungen reduzieren, so daß leichtere und von daher wirtschaftlichere Konstruktionen möglich sind;

d) die Meßfühler-Geber-Vorrichtung bildet eine feste Apparatur, die, da sie keinerlei mechanische Verbindung erfordert, absolut unempfindlich gegen die in der Industrie Ubliohen

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Schwingungen und Erschütterungen ist;

e) die Kräfteraeßkurve ist praktisch geradlinig und die erreichbare Genauigkeit ist besser als 0.25 %, wodurch bei Anwendung in der kontinuierlichen Dosierung eine unter o.5# Fehlerquote liegende Gesamtgenauigkeit garantiert werden kann, und dies insbesondere bei Anwendung in Verbindung mit dem aus dem belgischen Patent 850 54d bekannten Dosiergerät;

f) durch seine relativ große Auflagefläche und seinen konstruktionsmäßigen Aufbau als solchen bedingt läßt sich der Meßfühler ohne besondere Vorkehrungen einbauen;

g) die ZusammendrUckung des Körpers infolge der Kraftoder Lastbeaufschlagung ist vernachlässigbar gering und hat keinerlei Einfluß auf die Punktion oder Haltbarkeit der Einrichtungen, in denen der Meßfühler eingebaut ist;

h) bei seiner Verformung nimmt dieser Meßfühler keinerlei Energie auf, weil einerseits diese Verformung gering ist und es andererseits keine Reibung gibt und die Festigkeit des Meßfühlerkörpers praktisch Null bzw. vernachlässigbar klein ist.

Ein zur Messung von Kräften bzw. Gewichtslasten bestimmter und erfindungsgeraäß ausgebildeter Meßfühler ist gekennzeichnet durch einen in seiner Länge elastischen und in seinem Querschnitt unveränderlichen Körper, der zwischen einer die beaufschlagte Kraft aufnehmenden und einer tragenden Fläche angeordnet ist, eine Flüssigkeit zur Umwandlung von Kraft in Druck beinhaltet und mit einem Druckgeber verbunden ist.

Die Erfindung soll nunmehr in ihren Einzelheiten mit Bezug auf die lediglich als Beispiele zu betrachtenden beiliegenden Sehemazeichnungen beschrieben werden. Xn den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Meßfühlers; Fig. 2 eine Ansicht eines anderen erfindungsgemäßen Meßfühlers in Verbindung mit einem zweiten

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Meßfühler zur Eichung;

Fig. Z> eine Darstellung der Anwendung der Erfindung auf eine in der 3E-PS Nr. 850.543 beschriebene und mit einem zweiten Meßfühler zur Eichung zusammenwirkende Dos iere inrichtung;

Fig. 4 eine Darstellung der Erfindung beim Einsatz als Schnellwaage unter einer langen und mltverwogenen Transportvorrichtung;

Fig. 5 bzw. 6 eine Seitenansicht bzw. Draufsicht, aus welcher der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Schnellwaage unter Silos ersichtlich ist;

Fig. 7 bzw. d eine Seitenansicht bzw. Draufsicht, aus welcher die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Schnellwaage unter einem senkrecht geführten kleinen Wiegetrichter ersichtlich ist, und

Fig. 9 bis 11 Jeweils eine Darstellung von drei verschiedenen AusfUhrungsformen des erfindungsgemäßen elastischen Körpers.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht der erfindungsgemäße Meßfühler aus einem über seine Länge L elastischen und über seinen Querschnitt D formstabilen Körper 1, der zwischen einer Fläche 2 zur Aufnahme der beaufschlagten Kraft F oder P, die zwischen einigen Gramm und mehreren hundert Tonnen betragen kann, und einer tragenden Fläche J> angeordnet ist.

Dieser Körper 1 enthält eine Flüssigkeit 4, welche Kraft in Druck umwandelt und über eine öffnung 5 des Körpers 1 und eine Leitung 6 zu einem Druckgeber 7 fließt. Dieser den Druck in ein kontinuierliches Signal umwandelnde Druckgeber 7 kann von handelsüblicher Form sein, wie zum Beispiel das von der Firma Honeywell unter dem Namen "Diffused Silicon Transmitter" (Siliziumdiffusionsgeber) vertriebene Gerät.

In solchen Fällen, wo eine Messung mit Eichung durchgeführt werden soll, wird dem vorbeschriebenen Meßfühler gemäß Fig. 2 ein zweiter Fühler zugeordnet.

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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird ein dem Hauptfühler (1-6) ahnlicher zweiter Meßfühler (I¹-6'), der jedoch einen kleineren Querschnitt aufweist, einem zweiten Einlaß 7" eines direkt oder invers wirkenden Differenzdruckgebers 7 zugeschaltet, wobei die Leitung 6 des Hauptmeßfühlers ihrerseits mit dem ersten Eingang 7^f dieses Druckgebers 7 verbunden wird.

Durch Aufbringung der Last ρ auf die lastaufnehmende Fläche 2' oder V.'egnahme von dieser läßt sich die Vorrichtung eichen.

Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Meßfühler ist in allen Fällen einsetzbar, wo gewichtsmäßige Lasten oder Kräfte erfaßt werden müssen.

Gemäß Fig. J ist der vorbeschriebene Kraftmeßfühler am Ende des beweglichen Teils einer mit der Bezugsziffer 9 bezeichneten und Gegenstand des belgischen Patents 850.54b bildenden Dosiervorrichtung angeordnet. Außerdem ist dieser Meßfühler mit einer Abwandlung der Eichvorrichtung gemäß Fig. 2 ausgestattet.

Wie aus Fig. J> ersichtlich, ist ein dem Körper 1 identischer Körper 1" symmetrisch zwischen der Fläche 2 und einer mit der Fläche 3 fest verbundenen Auflage 5" angeordnet. Eine in der Auflage 3" ausgebildete öffnung 5" bringt den Körper 1" in Verbindung mit einem zweiten Meßfühler 8, der dem ersten ähnlich ist, aber einen kleineren Querschnitt aufweist. Auf die lastaufnehmende Fläche dieses Meßfühlers 8 wird die Eichkraft ρ aufgebracht.

Bei der kontinuierlichen Dosierung läßt sich das Ausgangssignal zur Dosierregelung heranziehen.

Fig. 4 zeigt eine weitere Anwendung eines erfindungsgemäßen

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Meßfühlers. Eine lange Transportvorrichtung Ic wird in ihrer Gesamtheit von zwei getrennten Heßfühlergruppen (1-6) gewogen, wobei die Meßfühler in Jeder Gruppe miteinander in Verbindung stehen und jede Gruppe mit einem Druckgeber 7 verbunden ist. In dem Falle gemäß Fig. 4 ist zusätzlich eine Sichvorrichtung (l'-6') zugeordnet.

In einem weiteren Anwendungsfall entsprechend den Figuren 5 und 6 wird ein Silo (Bunker) 11 mit hohem Fassungsvermögen durch drei separate Meßfühlergruppen (1-6) gewogen, die eine praktisch gleichmäßige Verteilung der Lasten über den gesamten Umfang der Auflage ermöglichen. Diese solcherart angeordneten Gruppen ermöglichen bzw. gewährleisten die Stabilität der Silo-Gesamtkonstruktion.

Die Figuren 7 und 8 veranschaulichen einen Einzelfall mit einem Kleintrichter 12, der auf drei untereinander in Verbindung stehenden und mit einem gemeinsamen Druckgeber verbundenen Meßfühlern (1-6) angeordnet ist. Die Stabilität des Ganzen ist durch eine senkrechte Führung gewährleistet.

Außerdem sei bemerkt, daß die Elastizität über die Länge des Meßfühlers (Meßfühlerkörpers) hinweg nicht nur über die Verformung des Körpers selbst, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, erzielt werden kann, sondern bei starrer Ausbildung dieses Körpers auch entweder durch Verformung einer auf die lastaufnehmende Fläche 2 aufgebrachten und am Ende des Körpers I¹" (Fig. 9) angeordneten Membran IjJ oder aber durch teleskopartige Bewegung eines aus zwei Elementen I"¹ A, Γ^Μ B bestehenden Körpers, wobei das Element 1'" B die lastaufnehmende Fläche (Fig. lo) bildet, bzw. durch Verschiebung eines die lastaufnehmende Fläche (Fig. 11) bildenden Kolbens 14 im Innern des Körpers 1^|M. In den beiden letzteren Fällen muß die Reibung vernachlässigbar gering oder aber entsprechend berücksichtigt sein.

Ein erfindungsgemäßer Meßfühler ist darüberhinaus verwendbar als:

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Schnellwaage oder Kraftmeßdose für Wiegebrücken Schnellwaage oder Kraftmeßdose für Bandherstellungsanlagen, wo die Zugkräfte in den hergestellten oder behandelten Bändern reguliert werden müssen; Gerät zur Erfassung der Grb*ße einer Verschiebung (Eewegung), beispielsweise beim Auftreffen einer Materialmenge auf einen entsprechenden Fühler bzw. durch Messung des Gegendrucks infolge Verschiebung (Bewegung) einer gegebenen Materialmenge.

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Claims (9)

Patentansprüche:

1.) Meßfühler zur Messung von Kräften bzw. Gewichtslasten, gekennze lehnet durch einen in seiner Länge elastischen und in seinem Querschnitt formstabilen Körper (1, 1', 1", 1'") der zwischen einer die beaufschlagte Kraft aufnehmenden und einer tragenden Fläche (2, 2' bzw. 3) angeordnet ist, eine Flüssigkeit (^) zur Umwandlung von Kraft in Druck beinhaltet und mit einem Druckgeber (7) verbunden ist.

(' \ 2. Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung einer Messung mit Eichung dem Meßfühler ein zweiter Fühler zugeordnet ist.

3· Meßfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ähnliche zweite Meßfühler einen kleineren Querschnitt aufweist und mit einem zweiten Einlaß (7^M) eines direkt oder invers wirkenden Differenzdruckgebers (7) verbunden ist.

4. Meßfühler nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen doppelt symmetrischen Körper, wobei eines der beiden Körperelemente mit einem einfachen Meßfühler geringeren Querschnitts und das andere Körperelement mit dem Druckgeber (7) verbunden ist.

5· Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längselastizität des Körpers durch Verformung des Körpers selbst bedingt ist.

6. Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längselastizität des an sich starren Körpers durch Verformung einer am Körperende angeordneten Membran (13) gewährleistet ist.

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7· Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längselastizität des an sich starren Körpers bedingt ist durch die teleskopartige Bewegung eines aus zwei Elementen (1"¹A und l'ⁿ B) gebildeten Körpers,

8. Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längselastizität des an sich starren Körpers erzielt wird durch Verschiebung eines Kolbens (14) im KörperInnern.

BEZUGSZIFFERNLISTE

1, 1', l^w

2, 2^f 3

4, 4"

5, 5" 6

7'

9 Io 11 12 13 14 I¹¹¹ A, B F, P

^tn

Körper

kraftaufnehmende Fläche tragende Fläche Auflage Flüssigkeit öffnung Leitung Druckgeber erster Einlaß zweiter Einlaß zweiter Meßfühler Dos iervorrichtung Transportvorrichtung Silo (Bunker) Kleintrichter Membran Kolben Körperelemente beaufschlagte Kraft Querschnitt Länge Eichkraft

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