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Elektromagnetischer Kraftmesser
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen Kraftmesser, welcher zur Messung der Kräfte (der Zug- und Druckkraft) als Gewicht-Messelement für automatische Waagen mit Fernablesung bzw. unmittelbar als eine auf einem Seil aufgehängte Waage (z. B. Kranwaage) benutzt werden kann.
Es ist bereits eine Reihe von Kraftmessern mit mechanischer oder elektrischer Wirkungsweisebekannt.
Alle bisher bestehenden Lösungen besitzen jedoch den Nachteil, dass sie bei der verlangten Genauigkeit und Waagefähigkeit verhältnismässig kompliziert sind und zumeist die Fernablesung nicht ermöglichen.
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen Kraftmesser mit einem ferromagnetischen
Torsionskörper, der durch einen Erregungsstromkreis zylindrisch in den Sättigungszustand magnetisiert ist und mit einer Aufnahmespule zur Messung des durch die Torsionsbeanspruchung entstehenden axialen magnetischen Flusses versehen ist und ist dadurch gekennzeichnet, dass an jedem der beiden Enden des Torsionskörpers ein sich in axialer Richtung erstreckender Zapfen angebracht ist, der mit einem Paar diametral gegenüberliegender Laschen versehen ist, wobei jede Lasche des einen Paares mit einer Lasche des andern Paares mit einem Bügel verbunden ist und die Laschenpaar infolge der an den Bügeln angreifenden Zugoder Druckkraft die Torsion bewirkende Kräftepaare entgegengesetzten Sinnes bilden.
Der Kraftmesser gemäss der Erfindung ist vom Standpunkt der Konstruktion und Herstellung sehr einfach, verlangt keine komplizierte und teure Apparatur und verträgt ohneweiters eine rauhere Behandlung im Betrieb.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen elektromagnetischen Kraftmessers ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt, wobei in Fig. 1 die Vorrichtung im Aufriss und in Fig. 2 im Seitenriss veranschaulicht ist. In Fig. 3 ist das Schaltbild gezeigt.
Der Kraftmesser besteht aus einem ferromagnetischen Torsionskörper 1, an dessen beiden Enden die Zapfen 2 befestigt sind. Jeder dieser Zapfen 2 ist mit einem Paar Laschen 3 versehen, deren freie Enden durch zwei Bügel 4 verbunden sind. Die Verbindung der Laschen 3 mit den Zapfen 2 und den Bügeln 4 ist so eingerichtet, dass der mit dem Zapfen 2 fest verbundene Torsionskörper 1 bei der Belastung der Bügel 4 einer Torsionsbeanspruchung ausgesetzt wird, was dadurch erreicht wird, dass ein jedes Paar der Laschen 3 am Zapfen 2 so befestigt ist, dass bei der Belastung der Bügel 4 die Laschen an beiden Enden der Zapfen 2 entgegengesetzt gerichtete Kräftepaare ausüben.
Die Erregungsspule 5 und Aufnahmespule 6 können mit einem aus ferromagnetischen Material ausgeführten Mantel 7 überdeckt werden. Durch den Torsionskörper 1 wird eine mit dem Wechselstrom gespeiste Erregungswicklung 5 geführt. Auf dem Torsionskörper 1 ist eine an den Aufnahmestromkreis 8 angeschlossene Aufnahmespule 6 aufgesetzt.
Bei Belastung der Bügel 4 durch die Zug- oder Druckkraft ist der Torsionskörper 1 einer entsprechenden Torsionsbeanspruchung ausgesetzt. Dadurch wird in der Aufnahmespule 6 eine elektromotorische Kraft induziert, welche dem Drehmoment bzw. der Belastung der Bügel 4 proportional ist und welche durch den Aufnahmestromkreis 8 gemessen werden kann. Der Aufnahmekreis 8 und der Erregungskreis 5 können. untereinander vertauscht werden, was in manchen Gebrauchsfällen vorteilhaft erscheint. Durch die Änderung des Durchmessers bzw. des Dreharmes des. Torsionskörpers 1 kann man den Messbereich beliebig ändern.
Bei den Erregungsstromschwankungen, d. i. bei Netzspan'1ungsschwankungen wird die induzierte elektromotorische Kraft praktisch nicht geändert, so dass es nicht notwendig erscheint, das Netz zu stabilisieren.
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Auch die Schwankungen der Umgebungstemperatur üben keinen Einfluss auf den gemessenen Wert aus, was auch die Benutzung des Kraftmessers in den Betrieben mit ziemlichveränderlicher Raumtemperatur, z. B. in Giessereien ermöglicht.
Der erfindungsgemässe elektromagnetische Kraftmesser kann zum Messen der verschiedensten Kraftbereiche benutzt werden. Nach Durchführung kleiner Konstruktionszurichtungenkann man denselben direkt als Brücken-, Kran-, Waggon-, Lokomotiv-, Flugzeug-, Kraftwagenwaage u. dgl. einbauen bzw. als Messelement in elektrischen automatischen Dosierwagen oder in Verbindung mit den Rollen zum Messen der Zugkraft in den biegsamen Gliedern benutzen. Dieser Kraftmesser eignet sich nicht nur zur Fernablesung der Kräfte, sondern auch zur Signalisierung (z. B. bei der Überlastung des Kranes) und zur automatischen Betätigung verschiedener Mechanismen.