CH266678A - Messinstrument mit einem als Torsionsstab ausgebildeten Richtkraftorgan. - Google Patents

Messinstrument mit einem als Torsionsstab ausgebildeten Richtkraftorgan.

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CH266678A
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torsion bar
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Ag Landis Gyr
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Landis & Gyr Ag
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    • G01D11/00Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/02Bearings or suspensions for moving parts
    • G01D11/06Strip or thread suspensions, e.g. in tension
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description


  
 



     Meliinstrument    mit einem als Torsionsstab ausgebildeten Richtkraftorgan.



   Bei allen Messinstrumenten ist eine Richtkraft erforderlich, die für jeden Punkt der Skala die Gegenkraft zur ablenkenden Kraft der Messgrösse liefert. Die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Eichung und somit auch jeder vorgenommenen Messung ist von der Unveränderlichkeit und Reproduzierbarkeit der   Richtkraft    abhängig. Ein unzuverlässiges Arbeiten des die   Richtkraft    liefernden Organes lässt sich nur durch Vergleichsmessungen ermitteln, mit Ausnahme des Sonderfalles, wo die Kraft der Messgrösse Null wird. Aus diesem Grund ist die    Nullpunktsicherheit     als gesonderter Begriff gebräuchlich geworden.



   Werden mechanische Federn zur Erzeugung der   Richtkraft    in Messinstrumenten verwendet, so ist ihre Eignung für diesen Zweck abhängig von der Auswahl des Materials, der Formgebung und der Befestigung der Federenden.



   Die   Federform    mit der höchsten Ausnutzung der elastischen   Mat,erialeigenschaften    bei geringstem Eigengewicht ist der Torsionsstab, bei dem die   Endquerschnitte    um die Längsachse gegeneinander verdreht werden. Eine allgemeine Verwendung dieser   Federfonn.    wurde bisher durch die   Sehwierigkeit,    der Befestigung der Stabenden behindert.



   Die vorliegende Erfindung erstrebt eine Verbesserung der Messinstrumente durch Verwendung von Torsionsstäben, bei denen durch ihre Formgebung die   Befestigungssehwierig-    keiten behoben werden. Gemäss der   Erfinden.    weist der Torsionsstab, welcher als Riehtkraftorgan für das Anzeigemittel dient, zwischen den Befestigungsstellen mindestens teilweise eine Querschnittsform auf, die von derjenigen an den Befestigungsstellen verschieden ist, derart, dass die   Torsionsfestigkeit    an den Befestigungsstellen gross ist gegenüber derjenigen zwischen diesen Stellen, und wobei die Übergangszonen von den steiferen zu den weniger steifen Teilen des Torsionsstabes au sserhalb der   Befestigungsstellen    liegen.



   Die Zeichnung, die in allem schematisch gehalten ist, zeigt in den Fig. 1 bis 5 bekannte Ausführungsformen, an Hand derer die auftretenden Schwierigkeiten erläutert seien, während die Fig. 6 ein erstes und die Fig. 7 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulichen.



   Die Befestigung der   Stabenden    im Instrument kann durch Löten oder Klemmen erfolgen. In Fig. 1 ist eine solche Lötbefestigung dargestellt. 1 ist der Torsionsstab, dessen Querschnitt kreisförmig angenommen ist. 2 ist der Teil des Instrumentes, in dem das Ende des Torsionsstabes befestigt ist. 3 ist das Lot.



  Bei einer Torsion des Stabes, wie sie beim Spielen des Anzeigemittels des Instrumentes entsteht, erfolgt an der Stelle 4 eine Verformung des Lotmetalles, deren Grösse vom Verdrehungswinkel und dem Unterschied der Fe  stigkeitsziffern    des   Lot-lmd    Federmaterials abhängig ist. Da zu jeder Feder zwei Befestigungsstellen gehören, das heisst der Stab an  beiden Enden eingespannt ist, verdoppelt   sich    der durch diese Verformung entstehende Fehler, und er tritt bei der sog.

   Spannbandanfhängung vervielfacht in Erscheinung.   Ein    Messinstrument mit einer solchen   Befestigung    ist daher immer mit einer elastischen Hysteresis behaftet, die nur durch   Verlängerung    des Stabes herabgesetzt werden könnte, wofür aber durch die Dimensionierung des ganzen Instrumentes Grenzen bestehen.



   In Fig. 2 ist eine Klemmbefestigung dargestellt.   Hier    ist der Torsionsstab, der durch einen Federdraht 1 gebildet ist und wieder runden Querschnitt hat, in ein entsprechen- des Loch des Befestigungsteils 2 des Instrumentes eingeklemmt Abgesehen davon, dass bei den verwendeten Durchmessern (max.



     0,03 mm)    die Herstellung einer Klemmstelle in der gezeichneten guten Passung praktisch nicht möglich ist, ist es auch bei Annahme einer mechanisch vollkommenen Ausführung   erkenntlich,    dass an der Stelle 4 ein mehr oder weniger tief gehendes Verrutschen in der Drehrichtung der dort liegenden Drahtpartie unter Überwindung der   Elemmreibung    eintreten kann, so dass der gleiche Fehler resultiert wie bei der geschilderten Lotbefestigung.



   Wird statt eines runden Querschnittes für den Torsionsstab ein rechteckiger genommen, das heisst ein Band statt eines Drahtes verwendet, so ergibt sich für die Befestigung wohl der Vorteil, dass eine Beanspruchung eines Befestigungsmaterials wie beim Löten bzw. ein Verrutschen wie beim Klemmen nicht mehr eintreten kann; der Fehler wird aber nur gemildert und nicht behoben, da die Unsicherheit der Zahl der Berührungspunkte zwischen der Oberfläche des Bandes und derjenigen des Loches im Instrumententeil verbleibt. Dies ist durch Fig. 3 illustriert. Dort ist 5 das Federband und 2 wieder der Befestigungsteil des Instrumentes.

   Da bei den erforderlichen Bandabmessungen   (0, 01 X    0,005) eine planparallele Anlage der Oberflächen aneinander nicht erreichbar ist, ergibt   sicn    etwa eine Anlagestelle. wie sie in Fig. 3 stark   vergrössert    bei 6 angedeutet ist. Es wurde hier schon versucht, eine   Verbesserung      d'irch    Eilllegen   kurzer      Bandstüeke,    wie in Fig.4 durch angedeutet,   zn    erzielen; der Erfolg   war    doch gering und   entsprach    nicht dem Auf- wand.



   Bei der Verwendung von Bändern ergibt sich aber eine neue Fehlerquelle, denn bei derart   kleinen    Abmessungen lassen sieh solche Bänder nur durch   Auswalzen    eines dünnen Drahtes herstellen, und trotz   genanester      Her-    stellung und   Lagerung    der   N\Talzen    gelingt es praktisch nicht, Unebenheiten und Exzentrizitäten in der Grössenordnung von etwa 1/1000 mm zu vermeiden. Die Folge   davon    ist, wie Fig. 5 übertrieben zeigt, etwa eine Form der Breitseite 8 des   Bandes;    die nicht nach einer Geraden verläuft.

   Der Fehler lässt sich bei der Breite des Bandes von   nur    0,1 mm oder noch weniger mit blossem Auge nicht erkennen; es ergeben sich aber bei Verwendung; eines solchen Bandes als Torsionsstab Knick- effekte, die an gewissen Stellen der Skala eine störende Unsicherheit der Einstellung des   An-    zeigeorganes des Instrumentes bewirken. Dieser Fehler   könnte    gemildert   werden,    weun das Band möglichst kurz gehalten wird, was aber wieder den eingangs geschilderten Nachteil elastischer Hysteresis zur Folge haben würde.



  Wählte man dagegen eine mittlere Stablänge, so wäre man wieder in der konstruktiven Durchbildung des Messinstrument es behindert.



   Erfindungsgemäss wird nun ein Torsions- stab verwendet, dessen Torsionssteifigkeit zwischen den Befestigungsstellen kleiner ist als an diesen selbst. Dadurch   wird    die   Verfor-    mung des Stabes an den   Befesfiguigsstellei    verringert, und damit werden die oben   ganzen    führten Schwierigkeiten   weitgehend      beseitigr-.   



   Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 hat. der Torsionsstab 8 an den Befestigungsstellen 3 kreisförmigen   Quersehnitt    und ist eingelötet oder   eingeklen; nit    oder auch durch   Punkt -    schweissung befestigt. Zwischen diesen eingespannten Enden ist der Stab annähernd auf seiner ganzen   Länge    durch eine   Flachpressung    9 im Querschnitt verformt. Diese Flachpres- sung 9 kann sowohl vor dem Einspannen als  wie auch nach dem erfolgten Einspannen vorgenommen werden.



   Ein solches   Torsionselement    hat den bekannten gegenüber den grossen Vorteil, dass die elastischen Verformungen und Beanspruehungen bei der Torsion nur in dem flachgepressten Teil des Elementes auftreten, während die eingespannten Enden desselben an der Torsion praktisch nicht teilnehmen, so   dass    bei Lötung keine   Verlorlllllllg    von Lotmaterial und bei klemmung kein Verrutschen der am Rand der Befestigung liegenden Stellen eintritt.

   Durch ein solches Flaehpressen ist   aueh    eine höhere Verdichtung des   materials    erzielbar, wie etwa durch Ziehen oder   Walzen,    und die   llerstellung    gerader Bandkanten ist leicht möglich, weil das bezügliche Werkzeug nur einmal mit planparallelen Pressbacken ausgerüstet werden muss und jederzeit ein Nachstellen des Werkzeuges erfolgen kann.



   Bei Torsionselementen grösserer Länge   köiiii-    ten, wie das   Ausführungsbeispiel    nach Fig. 7 zeigt, mehrere flachgepresste Teile 9 vorgesehen sein, die durch   relative    kurze Stücke von beispielsweise   kreisförmigcni      Quersehnftt    voneinander getrennt sind.



   Die Querschnittsform an den Befestigungsstellen kann statt rund auch eckig sein.   

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Messinstrument mit einem als Torsionsstab ausgebildeten Richtkraftorgan, dadurch ge kemlzeielmet, dass der Torsionsstab zwischen den Befestignngsstlellen mindestens teilweise eine Querschnittsform aufweist, die von derjenigen an den Befestigungsstellen verschie den ist, derart, dass die Torsionsfcstigkcit an den Befestigungsstellen gross ist gegenüber derjenigen zwischen diesen Stellen, und wobei die Übergangszonen von den steiferen zu den weniger steifen Teilen des Torsionsstabes ausserhalb der Befestigungsstellen liegen.
    UNTERANSPRÜCHE: I. Messinstrument nach dem Patentan- spruch, dadurch gekennzeiehnet, dass der Stab an dem zwischen den Einspannstellen liegenden Teil mindestens teilweise flachgepresst ist 2. Messinstrument nach dem Patentanspruch und dem Unteransprueh 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab annähernd auf seiner ganzen Länge zwischen den Einspannstellen flachgepresst ist.
    3. Messinstrument nach dem Patentanspruch und dem Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab auf seiner Länge zwischen den Einspannstellen verteilt mehrere flachgepresste Teile aufweist.
CH266678D 1948-08-19 1948-08-19 Messinstrument mit einem als Torsionsstab ausgebildeten Richtkraftorgan. CH266678A (de)

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CH266678D CH266678A (de) 1948-08-19 1948-08-19 Messinstrument mit einem als Torsionsstab ausgebildeten Richtkraftorgan.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3514340A1 (de) * 1985-04-19 1986-10-23 August Sauter Gmbh, 7470 Albstadt Biegelager, insbesondere fuer waagen
DE102011076175A1 (de) * 2011-05-20 2012-11-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Übertragung eines Drehmoments mit einer Einrichtung zur Messung des übertragenen Drehmoments, insbesondere für einen Querstabilisator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3514340A1 (de) * 1985-04-19 1986-10-23 August Sauter Gmbh, 7470 Albstadt Biegelager, insbesondere fuer waagen
DE102011076175A1 (de) * 2011-05-20 2012-11-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Übertragung eines Drehmoments mit einer Einrichtung zur Messung des übertragenen Drehmoments, insbesondere für einen Querstabilisator

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