188450. lajstromszámú szabadalom • Elektromechanikus mérőátalakító csap
1 188 450 2 bemetszés alatt legalább két-két mérőhídba kapcsolt nyúlásérzékelő van elhelyezve. A bemetszések a csap geometriai tengelyére nézve lehetnek szimmetrikusan vagy aszimmetrikusan elrendezve. Mindkét esetben lehetséges, hogy a bemetszések az erő, illetve reakcióerő hatásvonalára merőlegesen vagy azzal szöget bezáróan legyenek elhelyezve. A bemetszések fenékrésze célszerűen lekerekített, hogy a sarkoknál kialakuló feszültségcsúcsok elkerülhetők legyenek. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy a gépészeti gyakorlat egyik legelterjedtebben alkalmazott gépeleme: a csap, amely egyszerű esetben nyíró igénybevétellel biztosítja az erőfolyam útját két vagy több géprész között, megfelelő bemetszésekkel ellátva, az egyszerű nyíró igénybevétel helyett olyan feszültségelosztást biztosít, amely változó irányú hatásvonallal ható erők abszolút értékének mérésére alkalmas. A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerint kialakított mérőcsap egy kiviteli alakjának elölnézete, a 2. ábra az 1. ábrán bemutatott kiviteli alak távlati képe, a 3. ábra az 1. és a 2. ábrán látható megoldáshoz tartozó mérőelrendezés vázlata, a 4. ábra a mérőcsap geometriai méreteinek megválasztását illusztrálja, az 5. ábra két mérőkörös kapcsolást mutat, a 6. ábra a találmány szerinti csap olyan kivitelét mutatja, ahol a csapra ható erő által létrehozott hajlítás karja a két oldalra nézve nem azonos, a 7. ábra egy olyan változatot mutat, ahol a hajlítás karja a két oldalra nézve azonos, de a csap középvonalára nézve aszimmetrikus, és a 8. ábra olyan kiviteli alakot mutat, ahol a bemetszések a középvonalra nézve aszimmetrikus elhelyezkedésűek, a 9. ábrán a találmány szerinti mérőcsap egy felhasználási lehetősége látható szalagfeszítő erő folyamatos méréséhez fémszalagok hengerlése során, végül a 10. ábra a felhasználás egy másik példáját szemlélteti, ahol a találmány szerinti csap emelőgép gémjébe van beépítve. Az 1-3. ábrákon látható kiviteli alak olyan 1 csapot mutat be, amelyet 2 sikpalást felületek és 3 hengerpalást felületek határolnak. Az 1 csap 3 hengerpalást felületeire 4 és 5 erők hatnak. A 2 síkpalást felületek párhuzamosak a 4 és 5 erők, valamint az 1 csap 6 geometriai tengelye által alkotott síkkal. Az 1 csap két oldalról 7 és 8 bemetszésekkel van ellátva. A 7 és 8 bemetszések síkja párhuzamos a 6 geometriai tengely síkjával. A 2 síkfelületeken, a 7, illetve 8 bemetszésekkel szemközt 9, 10, illetve 11,12 deformáció érzékelőket helyeztünk el. A 9-12 deformáció érzékelők R ellenállású nyúlásmérő bélyegek, amelyeket a 3. ábrán látható 13 mérőhíd kapcsolásban lehet elhelyezni és ekkor a 14 tápforrásra kapcsolva a 4 és 5 erőkkel arányos 15 kimenőjelet (Ukl) szolgáltatnak. Ezt adott esetben ismert 16 adatfeldolgozó készülék közbeiktatásával 17 analóg és/vagy 18 számjegyes kijelző egységre lehet kivezetni. A rendszer szükség esetén kiegészíthető 19 határértékjelző és kapcsoló, illetve 20 előválasztó adagoló egységgel. Tartalmazhat a rendszer tetszőleges 21 mikroprocesszoros vezérlést is. A bemutatott rendszerrel az egyszerű erőméréstől a bonyolult biztonsági jelző és kapcsoló berendezéseken át a legösszetettebb mérlegtechnikai feladatig előforduló mérések elvégezhetők. A mérőkor huzalozásának elhelyezését az 1 csapban kialakítolt 22-25 furatok biztosítják. Az 1 csap koncentrikus 3 hengerpalást felületek helyett kialakítható különböző 26, 27 középponttal rendelkező 3a és 3b hengerpalástokból is. Ezeket az 1. ábrán szaggatott vonallal jelöltük. Az ilyen kialakítás, a mérés lehetősége mellett, egy önbeállási kényszert is létesít, ha a 4 és 5 erők hatásvonala nem halad át a 26, 27 középpontok által meghatározott egyenesen. Az átalakító mechanikai igénybevétele hajlítás, és annak értékét a geometriai méretek alkalmas megválasztásával lehet a kívánatosra beállítani. A 4 ábra jelöléseivel, ha a haló erők eredője FA, ill. Fr, úgy FA = FK = F erő, a b x h keresztmetszetre M = F • 1 nyomaték hat, és a 2 felületrészeken M o = X összefüggés szerint ébred húzófeszültség, amit a 9, 10, 11 és 12 deformációérzékelő R ellenállások alakítanak át R ellenállásváltozássá. Az adott elrendezésre igaz az Ukj = f(F), vagyis, ha az FA és FR közös hatásvonala eltér a 21 xb síkra merőleges síktól, azaz nem párhuzamos vele, úgy megjelenik a kimenőjel a sík és a hatásvonal szögének koszinusza: U'k, = Ukl cosa= f(F) cosa A méröátalakító méréshatárát az anyagi jellemző mellett (E, rugalmassági modulus), a geometriai méretek és az FA = FR=F erő határozzák meg. A mérőtestben 8 feszültséget megengedve, az b h-M = F- 1 nyomatékhozx= keresztmetszeti tényező tartozik, a M a mee “ X összefüggésen keresztül. A méröátalakitó oldalain elhelyezett R ellenállásokból és a feszültségmentes helyre elhelyezett R0 ellenállásokból épül fel a 131 és 132 mérőkör, amelynek kimenetén megjelenő Uki jelfeszültség arányos az M nyomatékot létesítő F erővel. Az R ellenállásokból 131 és 132 mérőköröket alakítunk ki, amelyek kimenőjelét 16 adatfeldolgozó alakítja kimenőjellé. Ezt hasznosítjuk a feladatnak megfelelően. Ha a megoszló terhelések F' eredője (90 — a) szöget zár be a 21 * b síkkal, úgy az erő karja az F = (l - c iga) cosa összefüggés szerint változik, azaz az a szögnek lesz. függvénye és így az Uk( jelfeszültség is Ukl = f*(F' u) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
