NO842506L - Fremgangsmaate ved belastningsmaaling av lange akselformede gjenstander og innretning for gjennomfoering av fremgangsmaaten - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for måling av belastningen på lange, akselformede gjenstander, især for måling av belastningen på aksler, idet det især angår måling av krefter ved opptredende deformasjoner. Både strekk- og trykkrefter samt de bøyekrefter som virker på en aksel skal måles. Fremgangsmåten skal gjøre det mulig kontinuerlig å måle belastningen på aksler ved slik belastning og å opptegne denne. Videre angår oppfinnelsen en innretning for utøvelse av den foreslåtte fremgangsmåte.

For måling av belastningen på aksler i løpet av

selve belastningen kjennes ingen brukbare, enkle fremgangs- . måter som muliggjør å måle og registrere belastningen kontinuerlig. Ifølge oppfinnelsen ble det oppdaget at målingen av deformasjoner på lange, akselformede gjenstander av magnetiserbart materiale kan gjennomføres på enkel r..åte når det i akselformede anordnes et ikke magnetisertbart sjikt og dettes av belastningen betingede forandring registreres av sensorer. Hensiktsmessig anordnes i akselformede gjenstander et aksialt utad ragende ringsjikt, slik at ringsjiktet fremkommer som luftspalt. På enkleste anordnes i akselformede gjenstanders ene ende en ringformet utsparing som strekker seg aksialt utad.

Dersom den akselformede gjenstands dimensjoner ikke tillater den enkle fremstilling av en ringformet utsparing, - er det også mulig å anordne en aksialboring i den akselformede gjenstand og å innsette en stav i denne, som bortsett fra en luftspalt, fyller ut boringen.

For måling av luftspaltens forandring dannes et mag-netisk felt i dennes område, hvis styrke endrer seg avhengig av luftspaltens tykkelse. Endringen av det magnetiske felt overvåkes derved av en sensor.

For utførelse av den forelslåtte fremgangsmåte, be-nyttes en innretning som har en jernring anordnet på enden av den aksel som har en ringformet, aksialt forløpende luftspalt. På jernringens indre omkrets er permanente magneter fordelt, som står i forbindelse med sensorer som viser endringene i det magnetiske felt. Som sensorer egner Hall-effektsensorer seg, som er anordnet i luftspaltens område. Disse står derved via en forsterker i forbindelse med en viseranordning som registrerer og viser endringene i luftspalten i avhengighet av belastningen.

Tegningen viser en utførelse av innretningen skjematisk, hvor figur 1 viser et aksialsnitt gjennom en akselformet gjenstand med måleinnretning, figur 2 viser skjematisk et frontriss av innretningen på figur 1 og figur 3 viser en vari-ant av innretningen på figur 1. Ifølge eksemplet skal belastningen av en aksel 11 måles, som ved hjelp av lageret 2 bærer et drivhjul 3, innrettet til å overføre en bestemt effekt.

For å måle akselens belastning, dannes en konsentrisk til akselens akse 4 forløpende ringformet utsparing 5 som strekker seg frem til midtplanet 6 av det drivhjul 3 som dan-ner belastningen. Dersom fremstillingen av den ringformede utsparing gir vanskeligheter, dannes først en boring med den ringformede ut-.parings 5 ytre diameter D, frem til midtplanet 6, hvoretter en mindre boring 7 med gjenger anordnes. Denne strekker seg fra den første borings endevegg videre innover og tjener til opptak av en gjenget stav med en stavformet del 8 og en del 9 med gjenger (figur 3).

På denne måte fremkommer igjen en ringformet utsparing 5.

For måling av akselens 1 belastning, måles endringen i den luftspalt som oppstår i den ringformede utsparing 5. For dette formål foreligger en måleinnretning med en jernring 10 hvis ytre diameter tilsvarer akselens 1 diameter. I ringens 10 indre er permanentmagneter 11 fordelt ensartet over ringens 10 omkrets. Ifølge den viste utførelse foreligger 4 slike magneter. Foran hver magnet 11 kobles en Hall-effekt-sensor 12 som er anordnet i luftspaltens område, dannet av den ringformede utsparing 5.

Slike Hall-effektsensorer består av små blader av

en Hall-leder med stor bærerbevegelighet. Når en strøm går gjennom disse blader oppstår i rett vinkel til denne strøm og i rett vinkel til et foreliggende magnetfelt, en magnet-feltavhengig spenning. Ved endringen av luftspalten påvirkes det av magnetene 11 utviklede magnetfelt. Magnetfeltets endring medfører en aktivering av Hall-sensorene, idet endrin-ger i luftsjiktet i størrelsesordenen 1-10 fvn , vil vises av Hall-effektsensorene. Hall-effektsensorene 12 står i for-

bindelse med en felles summeforsterker (ikke vist), som på-virker en viserinnretning. Denne viser en kurve som tilsvarer belstningsforløpet. På denne måte kan de strekk- og trykk-krefter, samt bøyekrefter som oppstår måles nøyaktig.

Den beskrevne fremgangsmåte og innretning kan endres på mange måter. Det er vesentlig at det dannes et mellomsjikt av ikke magnetiserbart materiale og at endringen i dette sjikt måles. Ifølge den beskrevne utførelse er mellomsjiktet en luftspalt. Det er også mulig å fremstille mellomsjiktet av plast eller av en væske. Endringen av dette mellomsjikt må alltid medføre endring av det magnetiske felt, idet denne endring deretter registreres av Hall-effektsensorene.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for måling av belastningen på lange, akselformede gjenstander, KARAKTERISERT VED at det i den akselformede gjenstand dannes et ikke magnetiserbart sjikt og at dette sjikts av belastningen betingede endring, regi- • streres ved sensorer.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at det i den akselformede gjenstand dannes et aksialt utad for-løpende ringsjikt.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1-2, KARAKTERISERT VED at ringsjiktet er en luftspalte.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, KARAKTERISERT VED at en ringformet , aksialt utad forløpende utsparing dannes i den akselformede gjenstands ene ende.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, KARAKTERISERT VED • at en aksialboring anordnes i den akselformede gjenstand og at en stav innsettes i boringen idet en luftspalt forblir fri.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5, KARAKTERISERT VED at et magnetfelt dannes i luftspaltens område, hvis styrke endres i avhengighet av luftspaltens tykkelse og at magnetfeltet overvåkes av en sensor.

7. Innretning for utførelse av fremgangsmåte ifølge krav 1-3, KARAKTERISERT VED at den har en jernring som er anordnet ved enden av akselen som har en ringformet, aksialt forløpende luftspalt, idet permanentmagneten er fordelt over jernringens indre omkrets og står i forbindelse med sensorer som viser endringene i magnetfeltet.

8. Innretning ifølge krav 7, KARAKTERISERT VED at Hall-effektsensorene er anordnet i luftspaltens område.

9. Innretning ifølge krav 7-8, KARAKTERISERT VED at sensorene via en forsterker står i forbindelse med en viseranordning.

1. Fremgangsmåte for kontinuerlig måling av belastningen på en lang akselformet gjenstand (1) av magnetiserbart materiale, KARAKTERISERT VED at et ikke magnetiserbart sjikt (5) som omgis av materiale, er anordnet i den akselformede . gjenstand (1), at det i sjiktets område er dannet et magnetfelt og at den ved belastningen gjennom endring i sjiktet betingede endring av. magnetfeltet måles.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at et aksialt utad forløpende ringsjikt (5) som luftspalt er dannet i den ene ende av den akselformede gjenstand (1).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1-2, KARAKTERISERT VED at en aksialboring er anordnet i den akselformede gjenstand (1) og at denne igjen er fylt bortsett fra en ringformet luftspalt (5) .

4. Innretning for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1-3, KARAKTERISERT VED at den har en jernring (10) som er anordnet ved enden av akselen (1) som har en ringformet, aksialt forløpende luftspalt (5), idet permanentmagneter (11) er fordelt over jernringens (10) indre omkrets og står i forbindelse med sensorer (12) som viser endringene i magnetfeltet .

5. Innretning ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at Hall-effektsensorer (12) er anordnet i luftspaltens område.

6. Innretning ifølge krav 4-5, KARAKTERISERT VED at sensorene (12) via en forsterker står i forbindelse med en viseranordning.