DE865822C

DE865822C - Vorrichtung zur Waegung von Lasten auf der Grundlage der elektrischen Dehnungs-Feinmessung

Info

Publication number: DE865822C
Application number: DEP939A
Authority: DE
Inventors: Kurt Eberhard Dipl-Ing Poppe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-03-11
Filing date: 1950-03-11
Publication date: 1953-02-05

Description

Vorrichtung zur Wägung von Lasten auf der Grundlage der elektrischen Dehnungs-Feinmes sung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wägung von Lasten auf der Grundlage der an sich bekannten elektrischen Dehnungs-Feinmessung mittels Dehnungs-Meßstreifen, bei der in den Kraftfluß zwischen der Lastaufnahmevorrichtung (Lasthaken, Kupplung, Waagenbrücke usw.) und jedem ihrer Aufhänge- oder Unterstützungspunkte ein stets unterhalb der Proportionalitätsgrenze seines Werkstoffes beanspruchtes Verformungs- oder Tragglied angeordnet ist, dessen Formänderung sich auf daran befestigte Dehnungs-Meßstreifen als Längenänderung überträgt, in Verbindung mit einer Meßbrückenschaltung zur Ermittlung der Widerstandsänderungen in diesen Meßstreifen und damit ihrer Längenänderung, welche wiederum der Formänderung des Traggliedes und damit der zu messenden Last oder Kraft proportional ist. Die Erfindung bezweckt vor allem, bei einer Vorrichtung dieser Art die Ergebnisse von je einer unmittelbar nacheinander erfolgenden Tara- und Nettowägung bis nach der Durchführung beider Wägungen erkennbar zu machen.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß an der verwendeten Meßbrücke getrennte Einstellmöglichkeiten für die unmittelbar nacheinander erfolgende Tara- und Nettowägung vorgesehen sind.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem Unteranspruch. In der Zeichnung ist ein derartiges Beispiel in Abb. I und die angewendete Schaltung in Abb. 2 dargestellt.
Zwischen dem Lasthaken und der unteren Seilfläche des Krans ist ein Verformungsglied eingebaut, das im Beispiel die Gestalt eines nur auf Zug beanspruchten zylindrischen Rohrstücks A haben möge.
Auf der Innenwand dieses Rohrstücks ist ein Dehnungs-Meßstreifen B in der Kraftrichtung so befestigt, daß der in ihm enthaltene Meßdraht den gleichen Längenveränderungen unterworfen wird, wie sie das Rohrstück unter Einwirkung der Anhängelast erleidet.
Der Draht des Meßstreifens B bildet den ersten Zweig der Meßbrückenschaltung. Ein weiterer gleicher Meßstreifen C ist daneben nur mit einem seiner beiden Enden an der Innenfläche des Rohrstückes so befestigt, daß er zwar die gleiche Temperatur wie das Rohrstück und der Meßstreifen B annimmt, aber keinen Längenänderungen bzw. mechanischen Spannungen ausgegesetzt ist. Er dient zur Kompensation veränderlicher Temperatureinflüsse auf den Meßstreifen B, dadurch, daß er in den zweiten Zweig der Meßbrücke geschaltet ist. Kann mit einer gleichmäßigen Verteilung der Zugspannung auf den ganzen Umfang des RohrstückesA nicht gerechnet werden, so können z. B. drei um 1200 am Umfang versetzte Meßstreifen B und dementsprechend drei Kompensationsstreifen C angeordnet werden.
Die Stromzuführung zu den Meßstreifen geschieht über ein biegsames dreiadriges Kabel D, das über einen gewichtsbelasteten umgekehrten Flaschenzug E geführt ist, um den Höhenänderungen der Lasten folgen zu können. Hierdurch werden Schleifringe und Schleifkontakte, wie etwa bei einer Kabeltrommel, vermieden, deren Übergangswiderstände die Genauigkeit der Messung in Frage stellen würden.
Die beiden übrigen Zweige der Meßbrücke werden gebildet durch zwei WiderstandsgruppenF und G, deren jede im vorliegenden Beispiel in drei Teilwiderständer1, F2 und F3 bzw. G1, G2 und G3 unterteilt ist.
Diese Unterteilung ist so gewählt, daß jeweils der Teilwiderstand mit Index 3 zehnmal so groß ist wie derjenige mit dem Index 2 und dieser wiederum zehnmal so groß wie der mit dem Index I, wobei jeder dieser Teilwiderstände zehn Abgriffsstellen mit gleichen Intervallen, o bis 9, besitzt. Es ist also möglich, mit jeder der Widerstandsgruppen F bzw. G Widerstandsgrößen von ooo bis 999 in lückenloser Reihe darzustellen, ähnlich wie bei den bekannten dekadisch eingeteilten Stöpselwiderständen von Meßbrücken.
Ein Potentiometerwiderstand H dient zur Herstellung des Gleichgewichts der Brücke vor Beginn der Messungen. An seinem verschiebbaren Abgriff liegt ein Ende der Diagonalverbindung, in welche das Anzeigeinstrument I geschaltet ist und deren anderes Ende über das Zuleitungskabel D dort angeschlossen wird, wo die beiden Meßstreifen B und C miteinander verbunden sind.
Zur Stromversorgung dient eine BatterieK. Das Gesamtbild der Schaltung, die in bekannter Weise auch für Betrieb mit Wechselstrom abgewandelt werden kann, ist übersichtlich nochmals in Abb. 2 dargestellt.
Wird der Kranhaken belastet, so erhöht sich infolge Dehnung des Verformungsgliedes A der Widerstand des Meßstreifens B, die vorher ausgeglichene Brückenschaltung wird dadurch aus dem Gleichgewicht gebracht, und ein Ausschlag des Zeigers am Meßinstrument I ist die Folge. Um das Gleichgewicht wiederherzustellen, ist es nötig, entweder den Widerstand F zu erhöhen oder den Widerstand G zu vermindern.
Bei der als Beispiel dargestellten Ausführung werden beide Möglichkeiten benutzt, und zwar eine Erhöhung des Widerstandes F zum Ausgleich des Taragewichtes, z. B. einer angehängten leeren Gießpfanne, und eine Verminderung des Widerstandes G zum Ausgleich des Nettogewichtes, z. B. das Gewicht des nachträglich eingebrachten Pfanneninhaltes. Da die Widerstände F und G entsprechend geeicht und in je zehn Schritte von o bis g eingeteilt sind, kann man nunmehr sowohl das Tara- wie auch das Nettogewicht an den Skalen L der zur Verschiebung des Abgriffs betätigten Handgriffe in Dezimalzahlen ablesen. Gleichzeitig werden die mit diesen Betätigungsorganen verbundenen Typenstangen M der Druck- oder Prägeeinrichtung so verschoben, daß die dem Wägungsergebnis entsprechenden Ziffern in einer Zeile N stehen und durch eine geeignete, hier nicht dargestellte Druckeinrichtung auf einerWiegekarte oder einem Schreibstreifen abgedruckt werden können.
Der Meßbereich des bei diesem Verfahren benutzten Anzeigeinstrumentes I kann wesentlich kleiner sein, als dem in der Brückendiagonale fließenden Höchststrom entspricht, und sein Zeigerausschlag durch Anschläge begrenzt werden. Die dadurch gesteigerte Empfindlichkeit des Anzeigeinstrumentes kommt der Genauigkeit der Wägung zugute, wenn bei deren Durchführung durch Veränderung der Widerstände F und G die Abgleichung der Brücke erneut so erfolgt, daß der Zeigerausschlag aufeine Mittelstellung, d. h. auf Null, zurückgebracht wird.
Handelt es sich um ein Kranhubwerk mit zwei Lasthaken oder um eine Brückenwaage, die an drei Punkten unterstützt ist, so sind sinngemäß zwei bzw. drei Verformungsglieder zu verwenden und deren Meßstreifen hintereinanderzuschalten.
Der Meßstreifen C zur Kompensation von Wärmeeinflüssen kann gegebenenfalls fortfallen und durch einen entsprechenden unveränderlichen Widerstand in dem betreffenden Brückenzweig ersetzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Vorrichtung zur Wägung von Lasten auf der Grundlage der an sich bekannten elektrischen Dehnungs-Feinmessung mittels Dehnungs-Meßstreifen, wobei in den Kraftfluß zwischen der Lastaufnahmevorrichtung (Lasthaken, Kupplung, Waagenbrücke usw.) und jedem ihrer Aufhänge- oder Unterstützungspunkte ein stets unterhalb der Proportionalitätsgrenze seines Werkstoffes beanspruchtes Verformungs- oder Tragglied angeordnet ist, dessen Formänderung sich auf daran befestigte Dehnungs-Meßstreifen als Längenänderung überträgt, in Verbindung mit einer Meßbrückenschaltung zur Ermittlung der Widerstandsänderungen in diesen Meßstreifen und damit ihrer Längenänderung, welche wiederum der Formänderung des Traggliedes und damit der zu messenden Last oder Kraft proportional ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der verwendeten Meßbrücke getrennte Einstellmöglichkeiten (F1 bis F3 und G1 bis G3) für die unmittelbar nacheinander erfolgende Tara- und Nettowägung vorgesehen sind und daher nach Durchführung beider Wägungen die beiden Wägungsergebnisse an diesen Einstellorganen erkennbar bleiben.
2. Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige der Gewichtswerte geeichte Skalen (L) unter den Zeigern der Betätigungsgriffe der veränderlichen Brückenwiderstände (F, G) vorgesehen sind, mit deren Hilfe der Zeiger des in der Brückendiagonale liegenden Meßinstrumentes (I), der bei Belastung des Verformungsgliedes (A) einen Ausschlag macht, zur Durchführung jeder Wägung auf Null gestellt wird, wobei zweckmäßig diese Skalen (L) dekadisch geteilt und diese Widerstände (F, G) nach Zehnerpotenzen abgestuft sind, derart, daß z. B. der erste die Einer, der zweite die Zehner, der dritte die Hunderter usw. der Gewichtseinheit in je zehn gleichen Schritten einzustellen erlaubt, so daß unter den Zeigern der Betätigungsgriffe das Wägungsergebnis in Dezimalzahlen abgelesen, mit Hilfe von mit ihnen verbundenen Typenstangen (M) eines Druck- oder Prägewerkes auf Wiegekarten usw. abgedruckt und durch gleichzeitig betätigte Addierwerke bekannter Art festgehalten werden kann.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 401 697, 534 507, 622 I36; USA.-Patentschrift Nr. 2 488 347; VDI-Zeitschrift, Bd. 92, Nr. 4 vom I. Februar 1950, S. 89 bis 94.