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Die Erfindung bezieht sich auf eine ringförmige Druckkraftmesszelle mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Solche ringförmige Druckkraftmesszellen sind bekannt. Bei Messzellen für grosse Messbereiche sind die gegeneinander verschweissten Ringe stark dimensioniert, so dass seitlich des Bereiches, in welchem die umlaufenden Kabel für den Anschluss der Dehnmessstreifen vorgesehen sind, ohne weiteres eine Kabelanschlussbuchse befestigt werden kann, sei es durch Schweissen, sei es durch Schrauben (DE-PS 29 39 842).
Bei ringförmigen Druckkraftmesszellen dieser Art, die für geringe Messbereiche gebaut werden (bis etwa 100 N), werden jedoch die Wandungen der Messzelle, die bei der Belastung im elastischen Bereich verformt werden, und deren Verformung als Mass für die Bestimmung der Grösse der einwirkenden Kraft herangezogen wird, relativ dünn, so dass in diesem Bereich eine Kabelanschlussbuchse nicht mehr sicher befestigt werden kann. Eine Wand der Druckmesszelle ist im Sinne dieser Erfindung dann als dünn zu bezeichnen, wenn ihre Stärke im Bereich von ca. 1 mm oder gar darunter liegt.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, bei solchen Druckkraftmesszellen der gegenständlichen Art eine Lösung vorzuschlagen, dass das Kabel an die Dehnmessstreifen herangeführt bzw. an diese angeschlossen werden kann und verlässlich aus der Messzelle mit entsprechender Zugsicherung herausgeführt werden kann, wozu erfindungsgemäss jene Merkmale und Gegenstände vorgesehen sind, die Inhalt des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 sind.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, die zwei Ausführungsbeispiele beinhaltet. Es zeigen : Fig. 1 eine erste Ausführungsform im Querschnitt, Fig. 2 eine zweite Ausführungsform im Querschnitt, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie (in-ni) in Fig. 1 und Fig. 4 ein Detail aus Fig. 2 in einem gegenüber Fig. 2 vergrösserten Massstab.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer ringförmigen Druckkraftmesszelle.
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wesentlichen H-förmigen Querschnitt, wobei die Kreisringfläche, die dem unteren Ring (2) unmittelbar zugewandt ist, zur Bildung zweier umlaufender Ringkanäle (6) und (7) profiliert ausgestaltet ist. Der untere Ring (2) besitzt einen vollen Querschnitt von rechteckiger, beispielsweise quadratischer Form und die dem
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gestaltet sind.
Der durch die Einstiche (3) gebildete Steg (8) und der die Ringkanäle (6) und (7) aufweisende Teil des oberen Ringes (1) sind relativ dünnwandig ausgebildet in Hinblick darauf, dass die hier gezeigte und beschriebene Druckkraftmesszelle für einen niedrigen Messbereich ausgelegt ist. Dieser niedrige Messbereich geht bis etwa 100 N, die Wandstärke der erwähnten Teile liegt im Bereich von 1 mm oder gar darunter.
In diesen Ringkanälen (6), (7) sind in bekannter Weise Dehnmessstreifen (9) angeordnet (siehe Fig. 3), die eines Anschlusses an ein nach aussen führendes Kabel (14) bedürfen. Zu diesem Zweck ist im unteren Ring (2) nach dem ersten Ausführungsbeispiel eine winkelig verlaufende Bohrung (10) vorgesehen, die einerseits in die äussere Zylinderwand des Ringes (2) mündet und andererseits in den profilierten Kreisring an der Oberseite des Ringes. An der zylindrischen Aussenwand des Ringes (2) kann nun eine Kabelanschlussbuchse (12) angeordnet werden, beispielsweise mittels Schrauben oder durch Schweissung, da dieser untere Ring hinreichend stabil ist und daher solche Befestigungsmittel verlässlich und sicher aufnehmen kann. Die Kabelanschlussbuchse (12) besitzt zweckmässigerweise ein Innengewinde (11) und einen gestuften Innendurchmesser über ihre axiale Länge.
Im nachfolgenden wird dann im Detail erläutert werden, wie hier das Messkabel zu befestigen ist.
Das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich vom erstbesprochenen dadurch, dass die Bohrung (10) für das Kabel (14) hier parallel zur Achse der Druckkraftmesszelle verläuft. Über ihre Länge ist diese Bohrung (10) im Durchmesser abgesetzt und der nach aussen mündende Teil dieser Bohrung besitzt einen vergrösserten Durchmesser und ist ebenfalls mit einem Innengewinde (11) ausgestattet.
Der an diesem Teil der Bohrung anschliessende Teil (13) der Bohrung (das gilt auch für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1) ist mehrkantig ausgebildet.
Das anzuschliessende Kabel (14) besitzt an seiner Anschlussseite ein Kupplungsstück (15) mit einem Rohransatz, einer Scheibe und einem daran anschliessenden Vierkant, diese Teile sind einstückig ausgebildet und ihre mittige Bohrung ist vom Kabel (14) durchsetzt. Der Vierkant ragt in den Teil (13) der Bohrung und bildet so eine Verdrehsicherung. Am scheibenförmigen Teil dieses Kupplungsstückes kann noch ein Dichtring oder eine Dichtscheibe eingelegt sein. Zur Fixierung des eingefügten Kupplungsstückes wird eine Hohlschraube (16) eingedreht, deren Aussengewinde mit dem Innengewinde (11) in Wirkverbindung steht. In dazu korrespondierender Weise ist die Kabelbuchse (12) beim Ausführungsbeispiel l ausgestaltet.
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Der unterhalb des Steges (8) liegende ringförmige Teil mit den Ringkanälen (6) und (7), bzw. dessen Wandstärken ist ausschlaggebend für den Messbereich bzw. die Messempfindlichkeit. Um eine hohe Empfindlichkeit zu erhalten, sind diese Wandstärken im Sinne der Erfindung sehr dünn, worauf einleitend schon verwiesen worden ist. Trotz dieser geringen Wandstärke ist es dank des erfindungsgemässen Vorschlags möglich, den Kabelanschluss sicher und dauerhaft anzubringen. Die erfindungsgemässe Ausgestaltung kann an der hier beschriebenen ringförmigen Druckkraftmesszelle angebracht werden, ohne dass dadurch die Bauhöhe der Zelle verändert wird.
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The invention relates to an annular compression force measuring cell with the features of the preamble of claim 1.
Such annular pressure force measuring cells are known. In the case of measuring cells for large measuring ranges, the rings welded to one another are strongly dimensioned, so that a cable connection socket can be easily attached to the side in the area in which the circumferential cables are provided for connecting the strain gauges, be it by welding or by screws ( DE-PS 29 39 842).
In the case of annular pressure force measuring cells of this type, which are built for small measuring ranges (up to about 100 N), the walls of the measuring cell, which are deformed in the elastic range under load, and their deformation are used as a measure for determining the magnitude of the acting force becomes relatively thin, so that a cable connection socket can no longer be securely attached in this area. For the purposes of this invention, a wall of the pressure measuring cell can be described as thin if its thickness is in the range of approximately 1 mm or even less.
The invention now aims to propose a solution in such pressure force measuring cells of the type in question that the cable can be brought up to or connected to the strain gauges and can be reliably led out of the measuring cell with appropriate train protection, for which purpose those features and objects are provided according to the invention are the content of the characterizing part of claim 1.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing, which contains two exemplary embodiments. 1 shows a first embodiment in cross section, FIG. 2 shows a second embodiment in cross section, FIG. 3 shows a section along the line (in-ni) in FIG. 1 and FIG. 4 shows a detail from FIG. 2 in one compared to Fig. 2 enlarged scale.
Fig. 1 shows a cross section through a first embodiment of an annular pressure force measuring cell.
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essential H-shaped cross-section, the circular ring surface, which directly faces the lower ring (2), is profiled to form two circumferential ring channels (6) and (7). The lower ring (2) has a full cross section of rectangular, for example square, shape and that
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are designed.
The web (8) formed by the recesses (3) and the part of the upper ring (1) which has the ring channels (6) and (7) are relatively thin-walled in view of the fact that the compression force measuring cell shown and described here for a low measuring range is designed. This low measuring range goes up to about 100 N, the wall thickness of the parts mentioned is in the range of 1 mm or even less.
In these ring channels (6), (7) strain gauges (9) are arranged in a known manner (see FIG. 3), which require a connection to a cable (14) leading to the outside. For this purpose, an angled bore (10) is provided in the lower ring (2) according to the first embodiment, which on the one hand opens into the outer cylinder wall of the ring (2) and on the other hand in the profiled circular ring on the top of the ring. A cable connection socket (12) can now be arranged on the cylindrical outer wall of the ring (2), for example by means of screws or welding, since this lower ring is sufficiently stable and can therefore reliably and securely accommodate such fasteners. The cable connection socket (12) expediently has an internal thread (11) and a stepped internal diameter over its axial length.
In the following it will be explained in detail how to fix the measuring cable here.
The second exemplary embodiment according to FIG. 2 differs from the first one discussed in that the bore (10) for the cable (14) here runs parallel to the axis of the pressure force measuring cell. Over its length, this bore (10) is stepped in diameter and the part of this bore that opens outward has an enlarged diameter and is also equipped with an internal thread (11).
The part (13) of the bore adjoining this part of the bore (this also applies to the exemplary embodiment according to FIG. 1) is of polygonal design.
The cable (14) to be connected has on its connection side a coupling piece (15) with a tube extension, a washer and a square connected to it, these parts are formed in one piece and their central bore is penetrated by the cable (14). The square protrudes into part (13) of the bore and thus forms an anti-twist device. A sealing ring or a sealing washer can also be inserted on the disk-shaped part of this coupling piece. To fix the inserted coupling piece, a banjo bolt (16) is screwed in, the external thread of which is in operative connection with the internal thread (11). Correspondingly, the cable socket (12) in embodiment 1 is configured.
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The ring-shaped part below the web (8) with the ring channels (6) and (7), or its wall thicknesses, is decisive for the measuring range and the measuring sensitivity. In order to obtain a high sensitivity, these wall thicknesses are very thin in the sense of the invention, which has already been referred to in the introduction. Despite this small wall thickness, it is possible thanks to the proposal according to the invention to attach the cable connection securely and permanently. The configuration according to the invention can be attached to the annular compression force measuring cell described here without changing the overall height of the cell.