SE468023B - Lastcellshus med inbyggd kraftgivare - Google Patents

Description

Z 468 023 heller inga större tillverkningstekniska problem att få de båda okens yttre plana sidor planparallella.

En ytterligare förutsättning för att få bra noggrannhet är att lagerhusets mot lastcellshusets ok vända sida har en plan yta.

Samma krav ställs också på underlagets mot lastcellshusets andra ok vända yta. För att givna noggrannhetsdata skall kunna innehållas anges ofta specificerade planhetskrav.

Det är också mycket viktigt att alltid montera lastcellen exakt 900 mot brytrullen för att förhindra eventuella sidokrafter att komma in i mätriktningen.

Fastsättningen av lastcellshus mot lagerhus respektive underlag sker oftast med skruvar som från lagerhusets respektive underlagets sida skruvas in i gängade häl i oken. Även om det som regel föreskrivs bestämda àtdragningsmoment för iskruvningen har det visat sig att fastsättningen av lastcellshuset ofta på ett mycket negativt sätt påverkar mätnogrannheten pä grund av att det därvid kan uppstå icke oväsentliga inre böjmoment och krafter i lastcellshuset. Detta yttrar sig på så sätt att lastcellen känner av en dragkraft i en riktning parallell med oken utan att det finnes materialbana på brytrullen.

Man har försökt utforma oken på olika sätt för att minska detta problem. Ett exempel är att man i ställetför att låta okens yttre planparallella ytor ligga dikt an mot lagerhus respektive underlag har försett okens plana ytor med smala rillor parallella med brytrullens axel placerade pà var sin sida om de uppgängade hålen.

Sådana rillor framgår bl a av bilder i ABB-broschyren "PillowBlock tensiometer", A07-7505 E. l övrigt visas i broschyren uppbyggnaden av en komplett lastcell och hur denna integreras i en produktionsanläggning för en materialbana där dragkraft eller dragspänning i banan behöver mätas. Givaren som användes i detta fall utgöres av en magnetoelastisk givare som genom lämplig hàlplacering för magnetiserings- och mätlindning endast mäter kraft i okens längdriktning. Även om införandet av sådana rillor har medfört förbättringar relativt de plana parallella yttre oksidorna har inte problemen helt försvunnit. Den grundläggande orsaken till att dessa problem uppstår är så som omtalat ovan att råtdragning av skruvarna ger upphov till inre böjmoment och spänningar i oken som kan resultera i att lastcellen känner av dragkraft i en riktning parallell med oken utan att det finnes materialbana på brytrullen. Den tekniska förklaringen till att böjmoment kan uppstå i oken är att 3 458 925 kontaktytan runt varje skruv i de befintliga konstruktionerna inte ger ett symmetriskt mothåll. Med symmetriskt mothåll menas här att om kontaktytan runt varje skruvhål tänkes bestå av ett stort antal ytelement så skall summan av ytelementens "ytmoment", dvs respektive ytelementarea multiplicerat med dess yttryck och avstånd till skruvcentret, vara noll. Eftersom vare sig konstruktionslösningen med plana parallella yttre oksidor eller yttre oksidor med rillor uppvisar symmetriskt mothåll kommer det alltid att finnas inre böjmoment och därtill hörande mekaniska spänningar i oken.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN, FÖRDELAR Uppfinningen utgör ett konstruktivt utförande av området kring okens skruvhål som praktiskt taget medger symmetriska mothåll för samtliga skruvanslutningar mellan oken och lagerhus respektive underlag. Detta innebär att inverkan på mätningen av dragkraft och dragspänning i materialbanan från okens infästning, dvs inre böjmoment och mekaniska spänningar i oken, praktiskt taget elimineras.

Skruvhålen kan antingen helgängas eller gängas från okens yttre plana ytor endast så långt in i oken som behövs för att med viss marginal säkerställa tillräcklig förspänning i skruvarna. Från okens yttre utàtvända plan upptages vid varje skruvhål en spalt med ett djup in i oket som är tillräckligt för att reducera inverkan av montagespänningar i lastcellen till en för aktuellt fall tillåten nivå. l regel innebär detta att djupet är större än en fjärdedel av skruvhålsdiametern. Den utåtvända plana yta hos den rörformade kropp som därvid bildas kring skruvhålen ligger något utanför okens i övrigt yttre plana ytor. Kroppens tvärsnittarea kan exempelvis vad den yttre periferien mot spalten beträffar ha formen av en mànghörning eller vara cirkelformad. Oken är i regel försedda med fyra skruvhål placerade parvis parallellt med och nära okens gavlar. Detta innebär att lastcellshusets båda ok kommer att som kontaktyta mot lagerhus respektive underlag ha fyra plana ytor centrerade kring skruvhålen. På grund av att de rörformade kropparna som nu bildar kopplingselement mellan oken och lagerhus respektive underlag kan komprimeras axiellt och expandera utåt vid monteringen, räknat från skruvhålets centrumlinje, praktiskt taget oberoende av de angräsande delarna av oken kommer endast en minimal deformation pga inre böjmoment och mekaniska spänningar att uppstå i oken. 468 023 4 De rörformade kropparnas yttre dimensioner får väljas på ett sådant sätt att hålplantrycket mellan de plana ytorna och lagerhus respektive underlag gott och väl ligger inom tillåtna gränser.

Rent allmänt är det dock önskvärt att minimera lastcellshusets kontaktyta mot omgivningen. Därigenom minskas risken för att skräp eller ojämnheter hos underlaget skall ge upphov till inre böjmoment eller mekaniska spänningar i oken. Detta var också tanken bakom införande av de under teknikens ståndpunkt redovisade rillorna. Dock fick man då inte fördelen med de symmetriska mothållen som rören medger.

Ur sidolastsynpunkt är det önskvärt att de två skruvinfästníngarna som befinner sig vid okens gavlar ligger så långt ut mot okens längdsidor som möjligt. Eftersom momentjämvikt ju måste råda mellan de kraftupptagande kontaktytorna hos oken och sidolasten blir belastningen på infästningarna mindre ju större avståndet är. I rillutförandet finnes däremot en onyttig kontaktyta mellan skruvarna. .

För att göra oken än mer anpassningsbara bl a till en eventuell nivåskillnad eller ojämnhet hos underlaget respektive lagerhuset vid skruvparens kontaktytor kan de rörformade kropparna förses med en eller flera midjor varigenom kropparnas böjstyvhet minskas.- Ett förtydligande av detta kommer att framgå av- beskrivningen av olika utförandeformer. Genom midjorna kommer det böjmoment som uppstår i kropparna vid ojämt underlag att bli lägre. En fördel med det reducerade böjmomentet är att återverkan på oken i form av inre spänningar och moment I oken minskar.

Midjorna kan åstadkommas på olika sätt genom att minska materialet i rörväggen.

RITNINGSFÖRTECKNING Figur 1 visar en lastcell enligt en utförandeform av uppfinningen.

Figur 2 visar hur midjorna underlättar de rörformade kropparnas anpassning till ett ojämt underlag.

BESKRIVNING AV UTFÖRANDEFORMER En föredragen utföringsform av uppfinningen framgår av figur 1 som visar en komplett lastcell bestående av ett lastcellshus med inbyggd lastgivare. Lastcellshuset består av två i huvudsak rätblocksformade ok 1 och 2 som sammanbinds av membranen 3, 4, 5 5 och 6. Bakom täckplåten 7G och parallellt med membranen är monterad en ej visad kraftgivare applicerad på ett sådant sätt att- endast kraften i okens längdriktning mäts. l det visade utförandet av Iastcellshuset är båda oken vid gavlarna försedda med två skruvhål 8...15 för infästning mot en icke visad kraftinförande anordning .i form av ett Iagerhus respektive ett underlag. Samtliga skruvhål och den närmast liggande delen av oken är utformade på samma sätt som framgår av snittbilden vid skruvhål 11.

Skruvhålen är, som det framgår, från okens plana yttre ytor sett, gängade en sträcka A. I en föredragen utföringsform enligt det i figuren- visade exemplet är spalterna utformade cirkulärt konce itriskt med de gängade hålen med ett djup något större är det gängade djupet. För att inte belasta figuren med för många hänvisningssiffror hänvisas i figuren endast till spalten 16 runt skruvhål 11. Den ringformiga utåtvända plana yta 17 som bildas hos den i det visade exemplet cirkulärt rörformade kroppen som omger skruvhålet ligger som det också framgår något över okens i övrigt yttre plana ytor. Kontaktytan för de båda oken mot Iagerhus respektive underlag kommer därvid att utgöras av fyra kring skruvhålen ringformiga plana ytor. l en alternativ utföringsform av uppfinningen består den rörformade kroppen av en separat både centriskt och åtminstone till viss del utvändigt gängad kropp. I oket upptas därför häl som gängas med gängor motsvarande kroppens utvändiga gängor. För att få den eftersträvade spalten görs hålet närmast okens yttre plana ytor med en motsvarande större diameter.

Inom ramen för uppfinningen kan den yttre periferien hos ett tvärsnitt av den rörformade kroppen förutom att som ovan vara formad som en cirkelperiferi vara formad på en mångfald olika sätt som i möjligaste mån tillfredsställer kravet på symmetriska mothåll. Kroppens tvärsnitt kan exempelvis vad periferien beträffar vara formad som en månghörning eller som delar av en cirkel och en eller flera kordor. Det senare blir fallet om skruvhålets centrum ligger så nära okens längdsidor och gavlar att den rörformade kroppens radie är större än avståndet mellan skruvhålets centrum och längdsidorna respektive gavlarna.

Som beskrivits under redogörelsen för uppfinningen kan man också göra oken mer anpassningsbara till en eventuell nivåskillnad eller ojämnhet hos underlaget respektive lagerhuset vid skruvparens kontaktytor genom att förse de rörformade kropparna med en eller flera midjor. I en föredragen utföringsform bildas midjorna så som det framgår av det visade exemplet i figur 1 genom att på båda 463 025 “ längdsidor på ett avstånd från okens yttre plana ytor och symmetriskt relativt skruvhàlets centrumlinje upptaga för varje skruvhål två rakt inåtgående cylindriska ursparningar 18 och 19 som företrädesvis kan ha cirkulärt tvärsnitt. Ursparningarna är så dímensionerade att de längst från skruvhålets centrumlinje liggande generatriserna hos ursparningarna åtminstone tangerar de runt hålen bildade rörformade kropparnas yttre periferi. l figur 2 visas hur midjorna medger en anpassning av ändytorna 17 och 20 hos de rörformade kropparna 21 och 22 till ett lagerhus 23 med en, för åskådlighetens skull förstorad, ojämn mot oket 1 vänd yta.

Inom ramen för uppfinningen ryms flera alternativa utförings- former och placering av midjorna. Som redan indikerat kan var och en av kropparna förses med endast en midja. Midjorna kan också tas upp som från okens ändgavlar mot kropparna gående hål. Även om det ur tillverkningssynpunkt är fördelaktigt' med »cirkulär cylindrisk utformning av midjorna kan också andra utföringsformer komma i fråga. f)

Claims (4)

I:- O\ C D CD P-J PATENTKRAV

1. Lastcellshus med inbyggd kraftgivare tillsammmans bildande en lastcell vilket lascellshus består av två rätblocksformade ok (1, 2) varav det ena vänder mot en kraftinförande anordning och det andra mot ett kraftupptagande underlag och att kraftgivaren tillsammans med membran (3...6) är anordnade mellan oken för att sammanbinda oken, att kraftgivaren är anordnad att endast mäta den på lastcellen applicerade kraften i okens längdriktning, att vid okens gavlar är anordnade skruvhäl (8...15) för infästning av oken mot den kraftinförande anordningen respektive underlaget, k ä n n e t e c k n a t av att en spalt (16) är upptagen vid varje skruvhäl så att det kring skruvhälen uppstår en rörformad kropp (20, 21) och att kropparnas plana utátvända ytor (17) är plan- parallella och ligger utanför okens i övrigt plana utàtvända ytor.

2. Lastcellshus enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att spalterna är anordnade sä att de rörformade kropparnas tvärsnitt har yttre form som en mànghörning.

3. Lastcellshus enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att spalterna är anordnade så att de rörformade kropparnas tvärsnitt har en yttre cirkulär form eller delar av en cirkulär form och en eller flera kordor.

4. Lastcellshus enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att de rörformade kropparna är anordnade med en eller flera midjor (18, 19). '