EJE DE MEDICIÓN DE CONSTRUCCIÓN MODULAR.

Sistema (10) dinamométrico modular para la medición de fuerzas ("20),

que actúan esencialmente en sentido transversal sobre un eje (16), en especial un eje de medición, con: - un cuerpo (12) de eje, que se extiende a lo largo de un eje (16) longitudinal, poseyendo el cuerpo (12) de eje un tramo (18) de aplicación de la fuerza, al menos un tramo (28) de apoyo y al menos un tramo (22) de deformación y - una célula (30) de medición, que comprende un cuerpo (32) de célula de medición, caracterizado porque - la célula (30) de medición con su cuerpo (32) de célula de medición puede ser introducida en un taladro (14) axial del cuerpo (12) de eje de tal modo, que la célula (30) de medición pueda ser dispuesta esencialmente con unión cinemática de forma en el interior del cuerpo (12) de eje, - comprendiendo el taladro (14) axial un tramo (34'') destinado al alojamiento de la célula (30'') de medición y que se configura con forma cónica

El presente invento se refiere a un sistema dinamométrico modular para la medición de fuerzas, que actúan esencialmente en sentido transversal sobre un eje, en especial un eje de medición, con: un cuerpo de eje, que se extiende a lo largo de un eje longitudinal, poseyendo el cuerpo de eje un tramo de aplicación de la fuerza, al menos un tramo de apoyo y al menos un tramo de deformación y a una célula de medición, que comprende un cuerpo de célula de medición.

Un dinamómetro de esta clase es conocido a través del documento DE 103 03 349.

Un dinamómetro de esta clase se representa a título de ejemplo en la figura 5 y se designa con 110. El dinamómetro 110 representa un eje de medición. El eje 110 de medición se extiende a lo largo de un eje 116 longitudinal. Está subdividido en tres tramos. Un primer tramo para la aplicación de una fuerza 120 transversal al eje 116 longitudinal se designa con

118. A continuación del tramo 118 de aplicación de la fuerza se halla en cada sentido axial un tramo 122 de deformación. Los tramos 122 de deformación poseen un diámetro menor que el tramo 118 de aplicación de la fuerza. A los tramos 122 de deformación siguen nuevamente tramos 128 de apoyo soportados por brazos 129 soporte por medio de taladros 130. El tramo 118 de aplicación de la fuerza soporta por ejemplo una polea 131 para cable, como la que se utiliza por ejemplo en grúas. Por medio de la polea 131 para cable de transmite la fuerza (peso) al tramo 118 de aplicación de la fuerza.

En el sistema 110 dinamométrico representado en la figura 5 se tornean y fresan los tramos 122 de deformación a partir del material macizo del cuerpo 120 de eje. Al actuar una fuerza 120 se producen en estas zonas las deformaciones más grandes (flexión/recalcado/cizallamiento). Estas deformaciones se transforman por medio de células 134 de medición en señales eléctricas. Para ello se prevé una célula de medición como por ejemplo una galga extensométrica (DMS). La célula 134 de medición se aloja en una cavidad, que se extiende en el sentido radial, es decir perpendicularmente al plano del dibujo de la figura 5, en el cuerpo112 de eje. El cableado de la galga extensométrica (no representado aquí) tiene lugar a través de taladros no representados, que se hallan en el interior del cuerpo 112 de eje, de manera, que las señales pueden ser extraídas en una extremo axial del cuerpo 112 de eje a través de una conexión 132.

Las escotaduras necesarias para el funcionamiento del principio de cizallamiento, respectivamente de la viga de flexión en la zona de los tramos 122 de deformación, en los que están dispuestas las células 134 de medición, sólo se pueden construir con dificultad a causa del distinto radio y de la profundidad de taladrado variable. Las cavidades radiales para las células 134 de medición tienen que ser fresadas radialmente en una operación separada en el cuerpo 112 de eje. Lo mismo es válido para los taladros no representados necesarios para el cableado de las células de medición.

El cableado de las células 134 dinamométricas es laborioso, ya que los cables tienen que pasar por taladros de cableado con un diámetro pequeño, para conectarlos, por ejemplo, con la conexión 132.

El sellado, respectivamente el cierre de las células 134 de medición con relación al exterior representa otro problema. Las celas 134 de medición están expuestas fundamentalmente a influencias exteriores, como por ejemplo golpes y cambios climáticos. Si una célula 134 de medición no se hermetiza suficientemente con relación al medio ambiente, puede penetrar agua en la célula 134 de medición y perturbar su funcionamiento o incluso destruirla.

Otro problema es el montaje de la galga extensométrica en los taladros radiales. Las cavidades radiales poseen generalmente un diámetro relativamente pequeño, respectivamente son relativamente profundas, de manera, que el encolado del galgas extensométricas peliculares resulta problemático y laborioso a causa del poco espacio disponible.

El documento WO 2004/063691, atribuido a la solicitante del presente invento, divulga un dinamómetro para la medición de fuerzas en ejes. Un dinamómetro de esta clase para la medición de fuerzas en ejes, que actúan esencialmente en sentido transversal sobre un eje, en especial un eje de medición, posee un cuerpo de eje, que se extiende longitudinalmente, que posee en una zona axial central un tramo de aplicación de la fuerza y exteriormente en el sentido axial del tramo de aplicación de la fuerza al menos un tramo de apoyo para el apoyo del dinamómetro en un alojamiento y exteriormente en el sentido axial del tramo de aplicación de la fuerza al menos un tramo de medición de la fuerza para la medición de las fuerzas en el eje. El cuerpo de eje es rodeado exteriormente al tramo de aplicación de la fuerza al menos en la zona del al menos un tramo de apoyo por una vaina, cuyo extremo orientado hacia el tramo de aplicación de la fuerza no está unido con el cuerpo de eje, sino que es libre.

El documento US 2002/0020213 A1 se refiere a una célula de carga para el registro de fuerzas ideada como sustitución directa de árboles de áncora existentes y que se utiliza como elemento soporte de una carga y como dispositivo para la medición y el diagnóstico en un sistema de frenado. Las dimensiones de trabajo de la célula y las piezas sustituidas son las mismas con la excepción de que la célula posee zonas cortas con diámetro pequeño, de manera, que las dilataciones se concentran en estos tramos. Las galgas extensométricas eléctricas están situadas en el interior de estos tramos y poseen conexiones con los dispositivos de medición y de vigilancia exteriores. La disposición y la orientación de las galgas en las zonas de concentración permiten una medición de la carga de frenado aplicada, tanto desde el punto de vista de su magnitud, como también de su dirección.

El documento DE 102 45 768 A1 divulga un dinamómetro para la medición de fuerzas en ejes, que actúan esencialmente en sentido transversal sobre un eje, en especial un eje de medición, que posee un núcleo de eje, que se extiende longitudinalmente y una vaina, que rodea el núcleo del eje y que se extiende esencialmente sobre la longitud del núcleo del eje y que está unida firmemente con el núcleo. La vaina posee, además, al menos dos zonas de apoyo distanciadas entre sí y el núcleo del eje posee en la parte entre las zonas de apoyo al menos una zona de medición de la fuerza para medir las fuerzas en el eje, en la que se dispone al menos un dispositivo dinamométrico. La vaina posee en la parte entre las zonas de apoyo al menos una zona de flexión en la que la vaina es flexible en la dirección esencialmente transversal a la dirección longitudinal del núcleo del eje.

El documento US 4,516,646 divulga una célula de carga basada en el principio de la fuerza de cizallamiento con un cuerpo de medición con forma de barra, que es soportada en las zonas finales exteriores y que se someta a una carga en su parte central.

El documento EP 0 175 917 divulga un dinamómetro. Un componente del dinamómetro está alojado en orificios de los brazos de una carcasa de un tractor. En un taladro longitudinal del componente se dispone de manera fija en la zona del apoyo de una biela de un arado un soporte deformable elásticamente a modo de disco. Sobre este soporte se hallan en la dirección de la fuerza de tracción de la biela y bajo 90º con relación a ella galgas extensométricas. El pandeo del componente y con ello la fuerza de tracción de la biela del arado es transmitido por medio de galgas extensométricas al dispositivo de regulación de un tractor. El dinamómetro posee una construcción sencilla y compacta y se presta para aplicaciones especiales.

Por ello, un objetivo del presente invento es crear un sistema dinamométrico mejorado, que se pueda fabricar de una manera manifiestamente más sencilla y barata. En especial se debe proteger la célula de medición frente a influencias externas. Si se utilizaran galgas extensométricas peliculares, que tiene que ser adheridas con un pegamento, debe ser posible incorporarlas con facilidad al cuerpo del dinamómetro.

Este problema se soluciona con un sistema dinamométrico modular de la clase mencionada más arriba, siendo posible introducir la célula de medición con su cuerpo de célula de medición de tal modo en un taladro axial del cuerpo del eje, que la célula de medición se pueda disponer con unión cinemática de forma en el interior del cuerpo del eje, poseyendo el taladro axial un tramo... [Seguir leyendo]

1. Sistema (10) dinamométrico modular para la medición de fuerzas (“20), que actúan esencialmente en sentido transversal sobre un eje (16), en especial un eje de medición, con:

- un cuerpo (12) de eje, que se extiende a lo largo de un eje (16) longitudinal, poseyendo el cuerpo (12) de eje un tramo (18) de aplicación de la fuerza, al menos un tramo (28) de apoyo y al menos un tramo (22) de deformación y

- una célula (30) de medición, que comprende un cuerpo (32) de célula de medición,

caracterizado porque

- la célula (30) de medición con su cuerpo (32) de célula de medición puede ser introducida en un taladro (14) axial del cuerpo (12) de eje de tal modo, que la célula (30) de medición pueda ser dispuesta esencialmente con unión cinemática de forma en el interior del cuerpo (12) de eje,

- comprendiendo el taladro (14) axial un tramo (34'') destinado al alojamiento de la célula (30'') de medición y que se configura con forma cónica.

2. Sistema dinamométrico modular según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo (12) de eje rodea el cuerpo con relación al eje (16) longitudinal. (32) de célula de medición en el estado introducido en el sentido (24) del contorno.

3. Sistema dinamométrico modular según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el taladro (14) axial se dispone coaxial con el eje (16) longitudinal.

4. Sistema dinamométrico modular según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el taladro (14) axial se halla en la zona del tramo (22) de deformación.

5. Sistema dinamométrico modular según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el taladro (14) axial se extiende a través del cuerpo (12) de eje.

6. Sistema dinamométrico modular según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el taladro (14) axial posee tramos (34, 36) axiales con distintos diámetros.

7. Sistema dinamométrico modular según la reivindicación 1, caracterizado porque el taladro (14) axial posee un tramo

(72) adicional provisto de una rosca (74) para que en el estado en el que la célula (30'') de medición está introducida en el tramo cónico se pueda roscar allí desde el exterior un cuerpo (76) de cierre provisto de una rosca correspondiente de tal modo, que la célula (30'') de medición se aprisione esencialmente con su superficie en el tramo (34'') cónico.

8. Sistema dinamométrico modular según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la célula (30'') de medición se construye con forma de mancuerna.

9. Sistema dinamométrico modular según la reivindicación 8, caracterizado porque el cuerpo de la célula de medición comprende dos cabezas (40, 42) de mancuerna y un elemento (44) puente, uniendo el elemento (44) puente las cabezas (40, 42) de mancuerna en la dirección axial.

10. Sistema dinamométrico modular según la reivindicación 9, caracterizado porque el cuerpo (32) de la célula de medición se construye en una pieza.

11. Sistema dinamométrico modular según la reivindicación 9, caracterizado porque las cabezas (40, 42) de mancuerna y el elemento (44) puente se construyen de manera modular.

12. Sistema dinamométrico modular según la reivindicación 11, caracterizado porque las superficies (46, 48) frontales enfrentadas de las cabezas (40, 42) de mancuerna poseen cada una cavidad (50) para el alojamiento con unión cinemática de forma del elemento (44) puente.

13. Sistema dinamométrico modular según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque el elemento (44) puente con construye con forma de plaquita.

14. Sistema dinamométrico modular según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque el elemento (44) puente posee una sección transversal con forma de cruz..

15. Sistema dinamométrico modular según una de las reivindicaciones 9 a12, caracterizado porque el elemento (44) puente se configura con forma (68) cuadrangular y es hueco interiormente.

16. Sistema dinamométrico modular según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque el elemento (44) puente se construye con forma cilíndrica.

17. Sistema dinamométrico modular según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque se prevén dos células (30) de medición de las que cada una puede ser introducida en al taladro (14) axial.

18. Sistema dinamométrico modular según la reivindicación 17, caracterizado porque se prevén dos taladros (14) axiales enfrentados a lo largo del eje (16) longitudinal.

19. Sistema dinamométrico modular según la reivindicación 16, caracterizado porque se prevén al menos dos taladros

(14) axiales orientados en la misma dirección y desplazados con relación al eje (16) longitudinal.