NO832285L - Understoettelsesenhet for akselerometerpendel. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår generelt akselerometere og er

mer spesielt rettet mot en enhet for understøttelse av en kraftavfølende pendel i et akselerometer.

Det har vært et vedvarende problem ved konstruksjonen av akselerometere som anvender dreibart opphengte kraftfølsomme pendler, og anordne en understøttelsesenhet som gir minimal rotasjons- eller svingningsfriksjon og samtidig sørger for en stiv understøttelse av pendelen slik at sideveis bevegelse av denne i forhold til akselerometerets bærende ramme, blir elimi-nert så langt som mulig. For nøyaktig kalibrering av denne type akselerometere er det nødvendig at det optimale trykk eller forbelastning blir utøvet gjennom det lager som dreibart understøtter pendelen for derved å redusere tili.et minimum rotasjonsfriksjonen, mens det blir sørget for tilstrekkelig sideveis understøttelse av pendelen. Tilstrekkelig sideveis understøttelse av pendelen er nødvendig for å sikre at pendelen er riktig innrettet i akselerometeret og at det blir et minimum av slitasje i det lager som gir rotasjons- eller svingnings-understøttelse for pendelen.

I tidligere kjente bøyningsenheter for akselerometere

som illustrert i US patent 3.246.525 og US patent 4.131.020

har det ikke vært noen virkelig effektiv måte til nøyaktig å justere forbelastningskraften på det eller de bøyningselementer som understøtter lagrene, som på sin side bærer pendelakslene.

I US patent 3.246.525 er det f.eks. beskrevet to fritt utragende bøyningselementer eller støtter hvor berøringstrykket på pendelens dreietapper blir innstilt ved å variere fjærstivheten i bøyningselementene. Bortsett fra de åpenbare unøyaktigheter ved en slik metode er bøyningsenheten som vist i US patent 3.246.525 utsatt for innretningsfeil samt potensielle problemer på grunn av vibrasjoner som er resultatet av den naturlige re-sonans frekvens for de to fritt utragende bøyningselementer. I US patent 4.131.020 er et enkelt bøyningselement fastklemt ved begge ender og forbelastningen innstilles ved hjelp av en skrue, hvilket gjør det vanskelig direkte å bestemme forbelastnings-kraf ten på bøyningselementet. Ved dette arrangement blir forbelastningen typisk bestemt indirekte ved måling av friksjons-moment eller klaring mellom dreietapp og lager.

Det er derfor et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en vinderstøttelsesenhet for akselerometerpendler, som omfatter et bøyningselement festet ved den ene ende til en bærende ramme for akselerometeret, hvilket bøyningselement omfatter et hengselparti og enheten videre omfatter et første lager innrettet til å oppta den ene ende av en aksel festet til pendelen, hvilket første lager er festet til bøyningselementet, et forbelastningselement for utøvelse av en forbelastningskraft på bøyningselementet, og et annet lager båret av den bærende ramme og innrettet til å motta den annen ende av pendelakselen.

Det er videre et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en understøttelsesenhet for en akselerometerpendel, omfattende et bøyningselement som har en første ende festet til akselerometerets bærende ramme' med et hengselparti utformet i dette nær den første ende, et forbelastningselement for utøvelse av en forbelastningskraft på bøyningselementet, et første lager innrettet til å motta den ene ende av pendelens aksel, og festet til bøyningselementet mellom hengselpartiet og det punkt hvor forbelastningskraften påtrykkes på bøyningselementet, og et annet lager innrettet til å motta den annen ende av pendelakselen, og festet til den bærende ramme.

Det er et ytterligere formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for utøvelse av en forutbestemt forbelastningskraft på en understøttelsesaksel for en kraftfølsom pendel i et akselerometer som også omfatter et bøyningselement festet med den ene ende til akselerometerets bæreramme, et forbelastningselement som ligger an mot bøyningselementet, et første lager festet til bøyningselementet og innrettet til å oppta den ene enden av pendelens understøttelsesaksel, og et annet lager understøttet av bærerammen samt innrettet til å oppta pendelens annen aksel, hvilken fremgangsmåte omfatter påtrykning av en forutbestemt kraft på forbelastningselementene og befestigelse av forbelastningselementet på bærerammen, samt fjernelse av forbelastningskraften.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor:

Fig. 1 er et snitt gjennom et akselerometer,

fig. 2 viser bøyningselementet for en pendelunderstøttel-se, og

fig. 3 viser akselerometeret på fig. 1 sett ovenfra.

Figur 1 illustrerer i tverrsnitt de mest betydelige kom-ponenter i et servo-akselerometer 10. Denne type akselerometer er kjent i teknikken og representative eksempler er beskrevet i detalj i US patentene 3.176.521, 3.246.525 og 4.131.020. Ved denne type akselerometer vil en pendel 12 være følsom for en akselerasjonskraft langs en akse 14, ved å svinge i forhold til akselerometerets bærende ramme 16, omkring et dreiepunkt 18, Svingning av pendelen 12 detekteres av en følespole 20 og en tilbakeføringskraft meddeles pendelen 12 ved hjelp av en moment^ spole 22 som samvirker magnetisk med en permanent magnet 24,

et polstykke 26 og en magnetisk returvei 28.

På bærerammen 16 er det festet et bøyningselement 30 som vist på figurene 2 og 3 samt på fig. 1. Som det fremgår av fig. 3 er den ene ende av bøyningselementet 30 festet til bærerammen 16 langs en kant 32 på bærerammen 16. Til bøyningsele-mentet 30 er det festet et første lager 34 som er innrettet til å oppta en første akseltapp 36 ved den ene ende av en aksel 38 som er festet til pendelen 12. Ved den annen ende er bøynings-elementet 30 i anlegg mot en forbelastningstapp 40 som går gjennom et hull 42 i bærerammen 16. Direkte til denne bæreramme 16 er det også festet et annet lager 44 som er innrettet til å oppta en annen akseltapp 46 på den annen ende av akselen 38.

Under påvirkning av akselerasjonskrefter langs følsomhets-aksen 14 vil pendelen søke å dreie seg om dreiepunktet 18 idet dreietappene 36 og 46 dreier seg i lagrene 34 og 44. For å op-timalisere akselerometerets ydelse må pendelens opphengnings-system være tilstrekkelig stivt til å opprettholde innretning av dreiétappene 36 og 46 i lagrene 34 og 44, men samtidig må den kraft som utøves av lagrene 34 og.44 på akselen 38 ikke være så stor at det bevirkes feil som følge av for høyt hvile-moment i lagrene. Som følge av dette er et av formålene med bøyningselementet 30 og forbelastningstappen 40 å påtrykke det ønskede nivå av forbelastningstrykk eller -kraft på aksel-tappene 36 og 46 på akselen 38. For dette formål er bøynings-elementet 30 som vist på figurene 2 og 3, utformet med et hengselparti 48 nær den ende av bøyningselementet .30 som er festet til bærerammen 16. En av virkningene av hengselet 48 er å tillate at bøyningselementet kan ansees å være en statisk bestemt bjelke, slik at det blir mulig nøyaktig å påtrykke en forutbestemt forbelastningskraft gjennom lageret 34 til akselen 38. I det bøyningselement 30 som er vist på figurene 2 og 3, hvor motstandsmomentet er konstant langs elementets akse 50, og hvor avstanden A mellom det punkt 52 hvor forbelastningskraften påtrykkes av forbelastningstappen 40 og lageret 34, er lik avstanden B mellom lageret 34 og hengslet 48, vil den forbelastningskraft som utøves på lageret 34 av bøyningselementet 30 være to ganger den kraft som påtrykkes bøyningselementet 30 i punktet 52 av forbelastningstappen 40.

I den foretrukne utførelse av bøyningselementet 30 som vist på fig. 2, innbefatter den trekantformede del av bøynings-elementet 30 to ben 54 og 56 som sørger for større konstruktiv stivhet i bøyningselementet langs den aksen som står vinkelrett på bøyningselementets akse 50. Men fordi bredden av benene 54 og 56 er lik og fordi summen av breddene er lik bredden av bøyningselementet mellom lageret 34 og punktet 52, vil motstandsmomentet for bøyningselementet 30 være symmetrisk om lageret 34.

En annen fordel med det bøyningselement som er vist på fig. 2, hvor A = B = L/2, er at nedbøyningen av bøyningselemen-tet ved lageret 34 vil skje i det vesentlige ved translasjon slik at innretningen av lageret 34 med akseltappen 36 opprett-holdes. Da det annet lager 34 i den foretrukne utførelse av oppfinnelsen som vist på fig. 3, er fast anbragt på rammen 16 vil innretningen av lageret 44 ned akseltappen 46 også forbli i det vesentlig konstant og forbelastningskraften på akselen 38 blir fullstendig bestemt gjennom forbelastningstappen 40. Det skal bemerkes at translasjonsbevegelse av lageret 34 i den type arrangement som vist på fig. 3, kan bli oppnådd med lageret 34 plassert et eller annet sted utenom punktet L/2, men dette vil gjøre det nødvendig å variere motstandsmomentet av bøynings-elementet 30 langs bøyningselementets akse 50.

En spesiell fordel med pendelopphengningsenheten som vist på fig. 3 er at den muliggjør meget nøyaktig innstilling av forbelastningen. Den foretrukne metode til å innstille forbelastningen er å anbringe forbelastningstappen 40 i hullet 42 og så plassere en vekt 58 på tappen 40 slik at den presser nedad som vist. I kombinasjon med vekten av tappen 40 representer vekten 58 denønskede forbelastningskraft på bøyningselementet 30. Så blir et epoksymateriale 60 bragt til å tørke eller herde omkring tappen 40 slik at denne fastholdes på-plass. Vekten 58 blir så fjernet og den ønskede forbelastning er så innstilt med hensyn på pendelen.

Claims (8)

1. Understøttelsesenhet for svingbar opphenging av en kraft-følsom pendel med en aksel, i et akselerometer som har en bæreramme karakterisert ved et bøyningselement som har en første og en annen ende og er festet ved den første ende til akselerometerets bæreramme, hvilket bøyningselement er utformet med et hengselparti, et første lager festet til bøynings-elementet og innrettet til å oppta den ene ende av pendelakselen, en forbelastningsinnretning for påtrykning av en forbelastningskraft på bøyningselementet, et annet lager innrettet til å oppta den annen ende av pendelakselen, en innretning for understøttelse av det annet lager i forhold til akselerometerets bæreramme.

2. Enhet ifølge krav 1, karakterisert ved at hengselpartiet er utformet i bøyningselementet nær den nevnte ende som er festet til bærerammen.

3. Enhet ifølge krav 2, karakterisert ved at forbelastningsinnretningen påtrykker forbelastningskraften henimot,den annen ende av bøyningselementet og det første lager er festet mellom forbelastningsinnretningen og hengselpartiet slik at det første lager beveger seg med translasjonsbevegelse i forhold til pendelakselen.

4. Enhet ifølge krav 3, karakterisert ved at det første lager er festet i det vesentlige midt mellom hengselpartiet og forbelastningsinnretningen på bøyningselemen-tet.

5. Enhet ifølge krav 4, karakterisert ved at motstandsmomentet av bøyningselementet er i det vesentlige konstant mellom hengselpartiet og forbelastningsinnretningen.

6. Enhet ifølge krav 5, karakterisert ved at det parti av bøyningselementet som ligger mellom hengselpartiet og det første lager har i hovedsaken en trekantform og omfatter to separate deler.

7. Enhet ifølge ett av kravene 1 til 6, karakterisert ved at forbelastningsinnretningen omfatter et organ for direkte påtrykning av en forutbestemt forbelastningskraft på bøyningselementet.

8. Enhet ifølge ett av kravene 1 til 6, karakterisert ved at understøttelsesinnret-ningen for det annet lager omfatter et organ for direkte be^ festigelse av det annet lager til bærerammen.