188154. lajstromszámú szabadalom • Készülék erőbevezetésre nyomásmérőcellához
1 188 154 2 A találmány tárgya készülék erőbevezetésre nyomásmérőcellába mérleg, vagy erőmérőeszköz végkarjáról. Nyomásmérőcellával történő nyomóerőmérésnél általánosan szokásos olyan alkatrészeket alkalmazni, amelyek kiküszöbölik a mérőerőnek a mérőcellába történő átvitelénél a zavaró erőösszetevőket. Erre egész sor műszaki megoldás ismeretes, melyek kisebb vagy nagyobb mértékben tesznek eleget ennek a követelménynek. Az ismert műszaki megoldásokat lényegében három alapvető kialakítási rendszerre lehet visszavezetni. Ilyen ismert megoldás a több golyós csapágyazás, amely a Hottinger Baldwin féle cég, vagy a Siemens cég folyóirataiból ismerhető meg. Ennél a megoldásnál a mérőrendszer és az állvány vagy az alap közötti erőfolyamban elrendezett mérőcella olyan egységen van elrendezve, amely párhuzamos lemezek között guruló golyókból áll. A lemezek párhuzamossága és a hatásos síkjukban a lehetséges szabadsági fok következtében az erőt szigorúan központosán, tengely irányban és nyomatékmentesen viszik be a mérőcellába. A golyókkal kialakított, párhuzamos lemezekből álló egység súrlódása gördülő súrlódásból ered és függ a golyók számától, nagyságától, valamint a gördülési tulajdonságától. A golyók alakváltozása és a gördülési ellenállásuk megnövekszik a terhelés fokozásával. Hátrányos továbbá az, hogy a golyók kölcsönös érintkezésének a megakadályozásához szükség van az egység határoló széleihez képest definiált mozgásszabadságot biztosító speciális vezetőkosárra. Üzem közben nem lehet jól ellenőrizni ezt a játékot, mivel a készüléket kenik és porvédelemmel van ellátva. Más ismert készülékeknél a mérőrendszer és az alap, vagy a végkar és az állvány közé olyan elemeket helyeztek el, amelyek húzóerőt visznek át és ezt nyomóerővé alakítják a mérőcellába történő bevezetés céljából, mint az a 21 21 357 számú német közrebocsátási iratból megismerhető. A pálca alakú elemek azon tulajdonsága képezi a rendszer lényegét elsősorban, miszerint végeiknél fogva csuklósán vannak megfogva, hogy ne vigyenek át oldalirányú erőket. Mivel a húzórudak végén a támadási pontok és az állványon elrendezett mérőcella erőbevezetési pontja között ferde irányú húzóigénybevétel léphet fel, így csak viszonylag hosszú húzóelemmel tudunk központos és tengelyirányú erőbevezetést elérni. Ezenkívül hátrány még, hogy további kardáncsuklóra van szükség a mérleg vagy mérőrendszer átalakító függesztő rudazata és a végkarja között, ami megnöveli a műszaki ráfordítást. További szerkezeti javítás elérése céljából lengőtámaszokat alkalmaztak, amelyekkel lehetőség van a nyomóerőket közvetlenül egytengelyűén átvinni a mérőcellákra, vagy pedig ezek a lengőtámaszok szerkezetileg mérőcellát tartalmaztak, amint az a 18 06 668 számú német nyilvánosságra hozatali iratból megismerhető. Ezeknek jellemzője az, hogy olyan gördülőfelülettel vannak ellátva a homlokoldalukon, amely sík vagy gömb alakú a hozzá kapcsolódó felület alakjától függően. Hasonlóan a több golyós megoldáshoz, a lengőtámaszok is kiküszöbölik az oldalirányú erőket gördülékenységük folytán. Az erőbevezetés minőségére való tekintettel a lengőtámaszok összehasonlíthatók az előbb említett átalakító függesztő rudazattal. A lengőtámaszok gördülőfelületén a sugarak összege és a lengőtámasz magassága közötti viszonytól függően közömbös vagy stabil egyensúlyi helyzetek érhetők el. Teljesen mindegy, hogy adott esetben milyen alakot választanak, a lengőtámaszoknál jelentkezik a hátrány, hogy drága gördülőfelületet kell előállítani. Pontosan meghatározott mozgásfolyamat feltételének a biztositása céljából edzett anyagból készítik ezeket a részeket szigorú pontossággal, és nagyon jó felületi minőséggel rendelkeznek. Adott esetben még csak fokozódik a gyártási ráfordítás, ha a lengőtámaszok oldalirányú alakzáró megvezetéséhez olyan részeket használnak fel, amelyek hengeres felület helyett a gördülési folyamathoz illesztett, rotációszimmetrikus burkolófelülettel rendelkeznek. Igen sok esetben beépítik a lengőtámaszba a mérőcellát. Ekkor lép fel a hiányzó elfordulásbiztosítás hátránya, mivel még a pontszerű eröbevezetésnél attól is függ a mérési pontosság, hogy a lengőtámasz a mérési tengelyhez képest milyen elfordulási szögben van, és hogy ez a szög változhat-e a mérleg üzeme során. A találmány célja, hogy a mérleg vagy erőmérőeszköz végkarjáról nyomásmérőcellába az erőbevitelt kielégitő minőségben megvalósítsuk megfelelő készülékkel és a legkisebb műszaki ráfordítással. A találmánnyal feladatunk a mérleg vagy erőmérőeszköz végkarja és az állványa közé úgy elhelyezni az elektromechanikus nyomásmérőcellát, hogy legmesszebbmenően hasznosítsuk a pálca alakú nyomóelemek azon előnyös tulajdonságát, például miszerint a lengőtámaszok a legnagyobb mértékben küszöbölik ki az oldalirányú erőket, technológiai és funkcionális hátrányok, azaz az igényes gyártás és a hiányzó elfordulásbiztosítás következményei nélkül, amelyeket a nyomásmérőcelláknál el kell fogadni. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy a nyomásmérőcella gömbsüveggel kialakított erőbevezető eleme végkarral összekapcsolt központosító darabban van ágyazva radiálisjátékkal, ahol a központosító darab vezetőfészekkel és nyomólemezzel van ellátva, továbbá ahol a nyomólemeznek a végkar evolvense magasságában elhelyezkedő gördülőfelülete és a nyomásmérőcella erőbevezető elemének gömbsüvege között „A” csúcsponttal egybeeső érintkezési „B” pont van, továbbá a peremén keresztül és összekötő elemek segítségével a nyomásmérőcellával összekapcsolt pálca alakú tám egyik végén bemetszéssel van ellátva, továbbá a bemetszéséhez csatlakozó menetes végével állvány furatában elfordulásmentesen, vízszintes és függőleges x, y, z koordináták szerint rögzítőelemek segítségével beállíthatóan van elrendezve. Ha ilyen módon kapcsolunk össze egy nyomásmérőcellát a pálca alakú támmal és azt a végkar és az állvány közé ágyazzuk, akkor biztosítva van a nyomásvédőcella elfordulás ellen az állvánnyal megfelelő rögzítőelemekkel történt összekapcsolás következtében. Mivel a végkaron elrendezett nyomólemeznél az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
