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KraftmeßzelIe, Gegenstand der Erfindung ist eine Kraftmeßzelle bestehend
aus einem Kreisel, dessen durch die zu bestimmende Kraft hervorgerufene Präzessions.bewegung
ein Maß dieser Kraft istl.and bei dem zur Krafteinleitung eine um die Vertikal-achse
drehbar gelagerte Aufhängung an einem mit seinem einen Ende am inneren und mit seinem
anderen Ende am äußeren Kreiselkäfig beweglich gelagerten Hebel vorgesehen ist.
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Kreisel sind hinlänglich z.B. durch die Veröffentlichung von R. Grammel,
"Der KrNeisellJ.J 115eine Theorie und seine Anwendungen", Brd 1 und 2, Springer
Verlag Berlin - Göttingen - Heidelberg 1950 bekannt.
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Ferner ist ein Druckmesser (GB-PS 498 112) bekannt, bei dem der Druck
über eine um die Vertikalachse drehbar gelagerte Aufhängung angreift, die ihrerseits
mittels einer als Hülse ausgebildeten Schneide auf einem - zwecks Durchführung der
Aufhängung mit einer Durchbohrung versehenem - Hebel gelagert ist, dessen eines
Ende am Kopf des Kreiselrahmens und dessen anderes Ende auf einer sich auf der Kreiselrotorwelle
abstützenden Stange mittels Schneiden gelagert sind.
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Es ist auch eine Kraftmeßzelle (OS 2 o55 794) bekannt, bei der die
um die Vertikalachse drehbar gelagerte Aufhängung an dem mit seinem einen Ende am
inneren und mit seinem anderen Ende am äußeren Kreiselkäfig mittels Stahlbändern
gelagerten, Hebel über ein Stahlband angreift.
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Die Lagerung des Hebels zur Krafteinleitung mittels Schneiden oder
Stahlbändern - wie dies bei den bekannten anordnungen geschieht t ergibt - insbesondere
bei großen Präzessionsgeschwindigkeiten -Kraftkomponenten, die ihrer Größe und Richtung
nach unbekannt und zeitlich unvorhersehbaren Anderungen unterwor£en sind. Dies führt
zu unerwünschten Anderungen der Präzessionsgeschwindigkeit des
Kreisels
und damit auch zu einer unerwünschten Beeinflussung des Meßergebnisses. Ferner neigen
die bekannten Anordnungen dazu, daß der Angriffspunkt der um die Vertikalachse drehbar
gelagerten Aufhängung unkontrollierbaren Verlagerungen aus der Vertikal achse unterliegt.
Die Aufhängung macht dann um die Vertikalachse kreisende Bewegungen, die um so stärker
sind, je größer die an der Aufhängung angreifenden Kräfte sind. Durch diese kreisenden
Bewegungen wird das Meßergebnis ebenfalls unerwünscht beeinflußt. Die kreisenden
Bewegungen können sich immer mehr aufschaukeln und letzlich die Zerstörung mindestens
eines Teiles des Kreisels verursachen.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe die Nachteile der bekannten
Anordnungen zu vermeiden, und eine Kraftmeßzelle zur Verfügung zu stellen, bei der
die Krafteinleitung besonders einfa zu und reibungsarm und ohne unerwünschte Beeinflussung
des Meßergebnisses erfolgt, Diese Aufgabe wird bei einer Kraftmeßzelle der eingangs
erwähnten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Schnittpunkt des am inneren
Kreiselkäfig (5) vorgesehenen KreuzbandlenkerS(6a) und die Achse, um die dieser
Käfig (5) am äußeren Kreiselkäfig (7) beweglich gelagert ist, in oder nahezu in
einer Horizontalebene und der Schnittpunkt des zwischen diesem Lenker (6a) und dem
einen Ende des Hebels (4) vorgesehen,pn Kreuzbandlenkers 6b und die Schnittpunkte
der beiden zwischen dem anderen Ende des Hebels 4 und dem äußeren Kreiselkäfig 7
nebeneinander vorgesehenen Kreuzbandlenkern 6c in oder nahezu in einer zu dieser
Horizontalebene parallelen oder nahezu parallelen Ebene liegen. Zwecks Erleichterung
der Einnivellierung der Schnittpunkte der Kreuzbandlenker 6a, 6b,6c in die entsprechnde
Ebene ist zwischen einem dieser Lenker und dem ihm benachbarten Teil ein variables
Abstandsstück 6d vorgesehen. Nach einem weiteren Merkmal wird vorgesehen, daß zwischen
dem Lager der Aufhängung und dem Hebel 4 ein weiterer Kreuzbandlenker 6e vorgesehen
ist.
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Die erfindungsgemäße Kraftmeßzelle ist besonders einfach, äußerst
reibungsarm und daher wartungsfrei und verursacht keine unerwünschten Beeinflussungen
des Meßergebnisses,
Anhand des in den beigefügten Zeichnungen aufgezeigten
Ausführungsbeispieles sei die Erfindung im folgenden näher erläutert.
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Die Fig. 1 zeigt teilweise geschnitten eine Ansicht eines Kreisel
aufbaus, der besonders für Wägungen geeignet ist. Die Fig. 2 gibt eine Seitenansicht
der Anordnung der Fig. 1 wieder. Zur lagerung und Halterung des Kreisels dient das
auf einer Grundplatte ruhende Gestell 1, an dem die Platte 2 angeflanscht ist. Diese
Platte 2 trägt die Heizkörper und die Einrichtungen, die zur Sicherung eine konstanten
Temperatur innerhalb eines (nicht gezeigten) den'Kreisel umgebenden Gehäuses. Ferner
trägt die Platte 2 den Lagefühler 28 zur Steuerung des Stützmotors. Auf einer Abschlußplatte
am oberen Ende des Gestells 1 ist die 2entrierplatte 8 vorgesehen in de das untere
Radiallager 22 angeordnet ist. Dieses Lager 22, das im Lagerbügel 9 gelagerte obere
Axiallager 17 und das obere Radiallager 18 gewährleisten eine eindeutige Lagerung
der um die Vertikalachse rotierbaren Welle 21. Innerhalb des Lagerbügels 9 ist der
Stützmotor untergebracht, dessen auf der Welle 21 montierter Rotor mit 19 und dessen
Stator mit 20 bezeichnet ist, An ihrem oberen Ende trägt die Welle 21 das Schleifringpaket
15 zur Stromversprgung des Stütz- und Kreiselmotors und die Halterung 11 für die
Impulscheibe 12. Auf dem Lagerbügel 9 ist die Abtasteinrichtung 16, die die um die
Vertikalachse mit durch die zu wägende Last hervorgerufener Präzessionsgeschwindigkeit
rotierende Impuisscheibe 12 abtastet, und die Kohlenhalterung 14 angeordnet. Die
Verteilerplatte 1o für die Stromanschlüsse ist auf der Platte am oberen Ende des
Gestells 1 vorgesehen. Zur Abdeckung über der oberen Platte angeordneter Teile ist
die Abdeckung 13 vorgesehen. An ihren unteren Ende trägt die Welle 21 den äußeren
Kreiselkäfig 7, an dem über die beiden Kreuzbandlenker 23 der innere Kreiselkäfig
5 gelagert ist. Im inneren Kreiselkäfig ist der Kreiselmotor 24 rotierbar gelagert.
Zur Krafteinleitung dient der Hebel 4, dessen eines Ende über übereinander angeordnete
Kreuzbandlenker mit dem inneren Kreiselkäfig 5 und dessen anderes Ende über nebeneinander
angeordnete Kieuzbandlenker mit dem äußeren Kreiselkäfig 5 verbunden sind.
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Um unerwünschte horizontale Kraftkomponenten zu vermeiden, ist die
Anlenkung des Hebels 4 an die beiden Käfige derart vorgenommen, daß der Schnittpunkt
des am inneren Kreiselkäfig 5 vorgesehenen
Kreuzbandlenkers 6a und
die Achse, um die dieser Käfig 5 am äußeren Kreiselkäfig 7 beweglich gelagert ist,
in oder nahezu in einer Horizontalebene und der Schnittpunkt des zwischen diesem
Lenker 6a und dem einen Ende des Hebels 4 voresehenen Kreuzbandlenkers 6b und die
Schnittnunkte der beiden zwischen dem anderen Ende des Hebels 4 und dem äußeren
Kreiselkäfig 7 nebeneinander vorgesehenen Kreuzbandlenker 6c in oder nahezu in einer
zu dieser Horiz6ntalebene parallelen oder nahezu parallelen Ebene liegen, Für den
Fall, daß die Genauigkeitsanforderungon nicht zu groß sind, kann einer der beiden
nebeneinander angeordneten Lenker eingespart werden, der verbleibende Lenker 6c
sollte dann mit dem Kreuzbandlenker 6b auf der anderen Seite des Hebels 4 in einer
Horizontalen liegen.
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Auch die beiden übereinander angeordneten Kreuzbandlenker 6a und 6b
können notfalls durch einen ersetzt werden. Zwecks Erleichterung der EinnivellierunS
der Schnittpunkte in die entsprechenden Ebenen ist beim Ausführungsbeispiel zwischen
den Lenkern 6a und 6b ein Abstandsstück 6d vorgesehen. Der durch dieses Abstandsstück
6d zwischen den beiden Lenkern 6a und 6b bestimmte Abstand kann mittels Muttern
variiert werden. Dieses Abstandsstück kann auch zwischen dem Lenker 6a und dem inneren
Käfig 5 oder dem Lenker 6b und dem Hebel 4 vorgesehen werden. Es kann auch auf der
anderen Seite des Hebels 4 zwischen diesem und den Lenkern 6c oder diesen und dem
Käfig 7 vorgesehen werden. Um eine eindeutige Anlenkung des Axiallagers der Aufhängung
zu gewährleisten, wird zwischen dem Gehäuse 3 dieses Lagers und dem Hebel 4 ein
weiterer Kreuzbandlenker 6e vorgesehen, dessen Schnittpunkt vorzugsweise in der
von den Schnittpunkten der Lenker 6b und 6c bestimmten Ebene liegt.
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Im Axiallager 26 ist der Bolzen 25, dessen Achse mit der Vertikalachse
des Kreisels zusammenfällt, gelagert. Die zu wägende Last greift direkt oder indirekt
an dem von dem Bolzen 25 getragenen Gehänge 27 an. Das Gehäuse 3 kann auch direkt
am Hebel 4 befestigt werden