CH695167A5 - Plättchen für einen Kraftmesswandler und Kraftmesswandler. - Google Patents

Description

  



   Die Erfindung betrifft ein Plättchen für einen Kraftmesswandler. 



   Aus der EP-A 0 402 320 und der entsprechenden US-A 5 095 764 bekannte  Kraftmesswandler besitzen zwei ebene, in Abstand voneinander angeordnete,  bei verschiedenen Stellen miteinander verbundene Plättchen. Jedes  Plättchen hat zwei entlang einer Mittelebene bezüglich einander verschiebbare  Krafteinleitabschnitte und zwei aus einem Auge bestehende Halteabschnitte  zum Halten eines Wandelorgans mit einer die Mittelebene rechtwinklig  kreuzenden Saite. Jeder Halteabschnitt ist mit jedem Krafteinleitabschnitt  durch einen länglichen Steg und an jedem Ende von diesem angeordnete  Biegegelenke verbunden. Das Verhältnis zwischen der an das Wandelorgan  abgegebenen Kraft und der bei den Krafteinleitabschnitten in die  beiden Plättchen eingeleiteten Kraft ist vom Winkel abhängig, den  die Stege mit der Mittelebene bilden.

   Die bekannten Messwandler ermöglichen  Kraftuntersetzungsverhältnisse bis höchstens ungefähr 1:9 und sind  zum Messen von in die Messwandler eingeleiteten Kräften bis höchstens  ungefähr 100 N verwendbar. Zur Ermöglichung einer grösseren Kraftuntersetzung  müsste der Winkel zwischen den Stegen und der Mittelebene so klein  gemacht werden, dass keine zuverlässige Funktion mehr gewährleistet  würde. Zum Messen von mehr als etwa 100 N betragenden Kräften muss  einem derartigen Kraftmesswandler daher eine zusätzliche Kraftuntersetzungsvorrichtung  vorgeschaltet werden, welche die Herstellungskosten und den Platzbedarf  vergrössert. Ein    gewisser Nachteil der bekannten Messwandler besteht  auch noch darin, dass das Zusammenbauen von zwei Plättchen die Herstellung  des Messwandlers verteuert.

   Zudem muss man die beiden zu einem Messwandler  gehörenden Plättchen bei allfälligen Reparaturen, wie beispielsweise  beim Ersetzen eines Wandelorgans, vorübergehend trennen, was die  Unterhaltskosten erhöht. 



   Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Plättchen für  einen Kraftmesswandler zu schaffen, das Nachteile der bekannten Kraftmesswandler-Plättchen  vermeidet und insbesondere ermöglicht, das Verhältnis zwischen der  an das Wandelorgan abgegebenen Kraft und der in die Krafteinleitabschnitte  des Plättchens eingeleiteten Kraft in weiten Grenzen zu variieren  und beispielsweise im Bedarfsfall eine 1:10 oder mehr betragende  Kraftuntersetzung zu erzielen. Ferner sollen das Plättchen und der  dieses aufweisende Kraftmesswandler wirtschaftlich herstellbar sein.                                                           



   Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch ein Plättchen mit den  Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. 



   Die Erfindung betrifft ferner einen Kraftmesswandler, der erfindungsgemäss  die Merkmale des Anspruchs 9 aufweist. 



   Vorteilhafte Ausgestaltungen des Plättchens und des Kraftmesswandlers  gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor. 



   Das erfindungsgemässe Plättchen ermöglicht, das Übertragungsverhältnis  zwischen der an das Wandelorgan abgegebenen Kraft und der in das  Plättchen eingeleiteten Kraft in weiten Grenzen zu variieren. Man  kann insbesondere ohne weiteres Kraftuntersetzungen von 1:10 oder  mehr erzielen. Ein Messwandler mit einem solchen Plättchen und mit  einem eine Saite aufweisenden Wandelorgan kann dann bei    relativ  kleinen Gesamtabmessungen des Messwandlers und ohne zusätzliche Kraftuntersetzungsvorrichtung  grosse Kräfte messen, die abhängig vom gewählten Untersetzungsverhältnis  im Bedarfsfall mehr als 150 N, zum Beispiel bis 200 N oder bis 300  N oder sogar noch mehr betragen. 



   Der Erfindungsgegenstand wird anschliessend anhand eines in der Zeichnung  dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigt      die Fig. 1 einen Schnitt durch eine vereinfacht gezeichnete  Kraftmesseinrichtung mit einem Kraftmesswandler,     die Fig. 2  einen Schnitt durch die Kraftmesseinrichtung entlang der Linie II-II  der Fig. 1,     die Fig. 3 einen Schnitt durch den Kraftmesswandler  entlang der Linie III-III der Fig. 1,     die Fig. 4 eine Ansicht  des separat gezeichneten Plättchens des Kraftmesswandlers,      die Fig. 5 einen Ausschnitt aus dem unbelasteten, undeformierten  Plättchen in grösserem Massstab und     die Fig. 6 einen Ausschnitt  aus dem Plättchen, wenn dieses durch eine Kraft deformiert ist.                                                              



   Die vereinfacht und nur zum Teil in den Fig. 1 sowie 2 gezeichnete  Kraftmesseinrichtung 1 kann zum Beispiel einen Teil einer Waage bilden.  Die Kraftmesseinrichtung 1 besitzt zum Beispiel ein mindestens zwei  Teile aufweisendes Gehäuse 2, einen im Gehäuse 2 angeordneten, starr  mit diesem verbundenen, als erstes Krafteinleitorgan 3 dienenden  Support und ein zweites Krafteinleitorgan 4, das mindestens zum Teil    bezüglich des Gehäuses und des Supports beweglich ist und beispielsweise  einen Hebel aufweist, der über ein Biegegelenk mit einem am Support  3 befestigten Lagerabschnitt zusammenhängt. 



   Die Kraftmesseinrichtung 1 weist einen im Gehäuse 2 angeordneten,  separat in der Fig. 3 gezeichneten Kraftmesswandler 11 auf. Dieser  besitzt ein separat in der Fig. 4 und teilweise in den Figuren 5  sowie 6 gezeichnetes, einstückiges Plättchen 12. Dieses ist mindestens  im undeformierten Ruhezustand eben und wird anschliessend zuerst  in diesem undeformierten Ruhezustand beschrieben. Das Plättchen 12  ist bezüglich einer zu seinen ebenen, zueinander parallelen Flächen  rechtwinkligen, durch sein Zentrum verlaufenden Mittelebene und/oder  Krafteinleitebene 13 symmetrisch und hat einen kreisförmigen Plättchenrand  12a. Das Plättchen 12 ist mit einem ersten Loch 12b, einem zweiten  Loch 12c, einem geraden Schlitz 12d, zwei teils gebogenen sowie teils  geraden Schlitzen 12e und zwei geraden Schlitzen 12f versehen.

   Die  beiden Löcher 12b, 12c sind zum Beispiel kreisförmig und haben in  der Mittel- und/oder Krafteinleitebene 13 liegende Zentren. Diese  Zentren sind auf einander abgewandten Seiten des Plättchen-Zentrums  angeordnet, haben beispielsweise gleiche Abstände von diesem und  werden im Folgenden auch als erste Krafteinleitstelle 14 bzw. zweite  Krafteinleitstelle 15 bezeichnet. Der gerade Schlitz 12d ist rechtwinklig  zur Ebene 13 und verläuft zwischen den beiden Löchern 12b, 12c hindurch  sowie durch das Zentrum des Plättchens. Die beiden Schlitze 12e befinden  sich auf einander abgewandten Seiten der Ebene 13 und haben einen  kreisbogenförmigen Abschnitt, der sich über einen mehr als 180 DEG  betragenden Zentriwinkel erstreckt.

   Die Zentren der beiden kreisbogenförmigen  Abschnitte der Schlitze 12e liegen zum Beispiel auf einer Geraden,  die rechtwinklig zur Ebene 13 durch das Plättchen-Zentrum und den  geraden Schlitz 12d verläuft. Der kreisbogenförmige Abschnitt     jedes Schlitzes 12e hängt mit einem Ende des geraden Schlitzes 12d  zusammen. Jeder Schlitz 12e hat ferner zwei gerade, zueinander und  zur Mittel- und/oder Krafteinleitebene 13 parallele Abschnitte, von  denen sich jeder von einem Ende des kreisbogenförmigen Schlitzabschnitts  in den Fig. 1, 4 bis 6 nach unten bis in die Nähe des Plättchenrandes  12a erstreckt. Die sich in der Nähe des Plättchenrandes 12a befindenden  Enden der geraden Abschnitte der Schlitze 12e sind vorzugsweise abgerundet,  d.h. durch bogenförmige Ränder begrenzt, die stetig an die geraden  Längsränder der geraden Schlitzabschnitte anschliessen.

   Die beiden  geraden Schlitze 12f sind parallel zum Schlitz 12d und bezüglich  diesem spiegelsymmetrisch angeordnet. 



   Das Plättchen 12 hat einen ersten Krafteinleitabschnitt 12g, einen  zweiten Krafteinleitabschnitt 12h und zwei Halteabschnitte 12i. Die  Abschnitte 12g, 12h, 12i werden durch den geraden Schlitz 12d und  die beiden teils gebogenen, teils geraden Schlitze 12e gegeneinander  abgegrenzt. Der erste Krafteinleitabschnitt 12g befindet sich in  den Figuren 1, 4 bis 6 auf der unteren Seite des geraden Schlitzes  12d zwischen einander zugewandten Abschnitten der Schlitze 12e und  enthält das erste Loch 12b. Der zweite Krafteinleitabschnitt 12h  wird durch einen sich in den Fig. 1, 4 bis 6 oberhalb des Schlitzes  12d befindenden Teil des Plättchens 12 und durch sich zwischen den  Plättchenrand 12a und den Aussenrändern der Schlitze 12e befindende  Teile des Plättchens gebildet.

   Die beiden Halteabschnitte 12i befinden  sich auf verschiedenen Seiten der Mittel- und/oder Krafteinleitebene  13. Jeder Halteabschnitt 12e ist durch einen weitgehend von einem  der Schlitze 12e umschlossenen Teil des Plättchens gebildet und erstreckt  sich bei den beiden Enden eines Schlitzes 12e bis zu einem Abschnitt  des Plättchenrandes 12a. Jeder Halteabschnitt 12e hat einen geraden,  vorzugsweise mindestens    annähernd zur Ebene 13 parallelen Arm  12k und am einen Ende von diesem ein kreisförmiges Auge 12m, das  im Zentrum mit einem kreisförmigen Loch 12n versehen ist. Die Zentren  der Löcher 12n werden im Folgenden auch als Kraftabgabestellen 16  bezeichnet. 



   Das Plättchen 12 besitzt zwischen jedem Ende jedes Schlitzes 12e  und dem Plättchenrand 12a einen kurzen, schmalen Steg, der eine Einschnürung  bildet. Diese Stege oder Einschnürungen sind unter einer elastischen  Deformation biegbar und bilden Biegegelenke. Der Arm 12k jedes Halteabschnitts  12e ist daher an seinem dem Auge 12m abgewandten Ende durch ein erstes  Gelenk 12p mit dem ersten Krafteinleitabschnitt 12g und durch ein  zweites Gelenk 12q mit dem zweiten Krafteinleitabschnitt 12h verbunden.                                                        



   Jedes erste Gelenk 12p und zweite Gelenk 12q definiert einen ersten  Gelenkpunkt 17 bzw. zweiten Gelenkpunkt 18, der sich in der Mitte  der schmälsten Stelle des das betreffende Gelenk bildenden Steges  befindet und in den Fig. 5, 6 durch einen kleinen Kreis dargestellt  ist. Jedes Paar mit dem gleichen Halteabschnitt 12i verbundener Gelenke  12p, 12q definiert eine in den Figuren 5, 6 ersichtliche Gelenk-Verbindungsgerade  19, welche durch die Gelenkpunkte 17, 18 der betreffenden Gelenke  verläuft. Jede Gelenk-Verbindungsgerade 19 bildet mit der Mittel-  und/oder Krafteinleitebene 13 einen Winkel  alpha . Dieser beträgt  mindestens 10 DEG , vorzugsweise mindestens 20 DEG  und zum Beispiel  30 DEG  bis 90 DEG .

   Jedes Paar mit dem gleichen Halteabschnitt 12e  verbundener Gelenke 12p, 12q definiert ein Gelenkpaar-Zentrum 20,  das auf der Gelenk-Verbindungsgeraden 19 in der Mitte zwischen den  Gelenkpunkten 17, 18 der beiden Gelenke 12p und 12q liegt. Jeder  Halteabschnitt 12i definiert eine Schwenk-Gerade 21, die durch die  Kraftabgabestelle 16 des Halteabschnitts sowie das diesem zugeordneten  Gelenkpaar-   Zentrum 20 verläuft. Jede Schwenk-Gerade 21 bildet  zum Beispiel einen kleinen Winkel mit der geraden, Mittellinie des  Arms 12k des betreffenden Halteabschnitts, könnte jedoch auch mit  dieser Mittellinie zusammenfallen. Eine durch die beiden Kraftabgabestellen  16 verlaufende Kraftabgabestellen-Verbindungsgerade 22 kreuzt die  Mittel- und/oder Krafteinleitebene 13 rechtwinklig. 



   Der Kraftmesswandler 11 weist noch zwei Halter 23 auf, von denen  jeder aus einem mindestens zum grössten Teil zylindrischen Stift  besteht, fest im Loch 12n eines Halteabschnitts 12e des Plättchens  12 sitzt und mindestens auf einer Seite des Plättchens aus diesem  herausragt. Die zwei Halter 23 halten ein längliches, einstückiges  Wandelorgan 24 mit einer Saite und zwei Ösen, von denen jede fest  auf einem der Stifte sitzt. Der Kraftmesswandler weist ferner mindestens  einen Magnet auf, wobei zum Beispiel in jedem Schlitz 12f ein Magnetjoch  25 befestigt ist, an dem zwei entgegengesetzt polarisierte Permanentmagnete  26 befestigt sind.

   Die Saite des Wandelorgans 24 verläuft durch den  zwischen den zwei Permanentmagnet-Paaren vorhandenen Spalt hindurch,  ist im Ruhezustand gerade sowie parallel zur Kraftabgabestellen-Verbindungsgeraden  22 und kreuzt die Mittel- und/oder Krafteinleitebene 13 rechtwinklig.                                                          



   Jede Schwenk-Gerade 21 ist vorzugsweise ungefähr parallel zur Mittel-  und/oder Krafteinleitebene 13 oder bildet mit dieser einen Winkel,  der zweckmässigerweise höchstens 45 DEG , vorzugsweise höchstens  30 DEG  und zum Beispiel höchstens 10 DEG  beträgt. Jedes Gelenkpaar-Zentrum  20 hat von der Kraftabgabestellen-Verbindungsgeraden 22 die in der  Fig. 5 mit a bezeichnete Entfernung, wobei diese rechtwinklig zur  Geraden 22 und also parallel zur Mittel- und/oder Krafteinleitebene  13 gemessen wird. Dementsprechend hat insbesondere auch die Kraftabgabestelle  16 jedes Halteabschnitts 12i von dem diesem    zugeordneten Gelenkpaar-Zentrum  20 in einer zur Ebene 13 parallelen Richtung die Entfernung a.

   In  der Fig. 5 ist auch noch die parallel zur Kraftabgabestellen-Verbindungsgeraden  22 sowie rechtwinklig zur Mittel- und/oder Krafteinleitebene 13 gemessene  Entfernung e der beiden dem gleichen Halteabschnitt 12i zugeordneten  Gelenkpunkte 17, 18 eingezeichnet. 



   Der erste Halteabschnitt 12g und der zweite Halteabschnitt 12h des  Plättchens 12 sind durch Verbindungsmittel 29 starr mit dem Krafteinleitorgan  3 bzw. 4 verbunden. Die Verbindungsmittel 29 weisen zum Beispiel  eine das Loch 12b bzw. das Loch 12c durchdringende, in eine Gewindbohrung  des Krafteinleitorgans 3 bzw. 4 eingeschraubte Schraube, einen zwischen  dem Krafteinleitorgan 3 bzw. 4 sowie dem zugeordneten Halteabschnitt  12g bzw. 12h angeordnete Distanzhülse sowie eine zwischen einem Halteabschnitt  und einem Schraubenkopf angeordnete Unterleg- und/oder Federscheibe  auf. Die beiden Ösen des Wandelorgans 24 sind durch elektrische Leiter  30 - beispielsweise isolierte Drähte - mit nicht gezeichneten, elektronischen  Schaltungsmitteln verbunden. 



   Das Plättchen 12 und das Wandelorgan 24 bestehen aus einem elastisch  deformierbaren, elektrisch leitenden, metallischen Material, beispielsweise  einer Kupfer-Beryllium-Legierung. Die als Halter 23 dienenden Stifte  bestehen aus einem elektrisch isolierenden Material und sind beispielsweise  aus künstlichem Saphir hergestellt. 



   Bei der Herstellung von Kraftmesswandlern 11 kann man Plättchen 12  und Wandelorgane 24 beispielsweise durch Stanzen und/oder Ätzen aus  Bändern herstellen. Beim Zusammenbauen eines Kraftmesswandlers kann  man die als Halter 23 dienenden Stifte in die Löcher 12b, 12c einpressen  und die Ösen des Wandelorgans 24 auf die Stifte aufpressen. Die Magnetjoche  25    können mit den Permanentmagneten 26 verbunden und in die Schlitze  12f eingepresst werden. Ferner können die Magnetjoche und/oder Permanentmagnete  eventuell noch mit dem Plättchen 12 verklebt werden. Auf diese Weise  können kostengünstig Kraftmesswandler 11 hergestellt und zusammengebaut  werden. Ferner kann man das Wandelorgan später nötigenfalls bei Versuchen  und/oder einer allfälligen Reparatur schnell und einfach auswechseln.                                                          



   Das Gehäuse 2 kann zum Beispiel starr an einem Gestell der Messeinrichtung  1 befestigt sein. Das erste Krafteinleitorgan 3 und der erste Krafteinheitabschnitt  12g sind dann bezüglich der "Welt" bzw. "Erde" unbeweglich. Bei der  Verwendung der Kraftmesseinrichtung 1 zum Messen einer Kraft - beispielsweise  für eine Wägung - überträgt das Krafteinleitorgan 4 eine zu messende  Kraft auf den Kraftmesswandler 11. Die zu messende Kraft ist parallel  zur Mittel- und/oder Krafteinleitebene 13. Diese Kraft ist zudem  ungefähr parallel zu der vom Plättchen 12 definierten Ebene oder  hat mindestens eine grosse, zur letzteren parallele Komponente.

   Das  Krafteinleitorgan 4 leitet daher beim zweiten Loch 12h eine in der  Fig. 6 mit F 1  bezeichnete, zum Plättchen 12 sowie zur Mittel- und/oder  Krafteinleitebene 13 parallele Kraft in den zweiten Krafteinleitabschnitt  12h ein, die parallel zu einer Geraden durch die beiden Krafteinleitstellen  14 und 15 ist. Die Kraft F 1  ist vorzugsweise von der zweiten Krafteinleitstelle  15 gegen die erste Krafteinleitstelle 14 gerichtet. Bei dieser greift  dann eine entgegengesetzt gerichtete, gleich grosse Reaktionskraft  F 1 * am Plättchen 12 an. Die Kraft F 1  drückt und verschiebt den  zweiten Krafteinleitabschnitt 12h gegen den unbeweglich am Gehäuse  2 befestigten, ersten Krafteinleitabschnitt 12g und deformiert das  Plättchen 12, so dass dieses in den in der Fig. 6 gezeichneten Zustand  gelangt. Dabei wird der gerade Spalt 12d schmäler.

   Ferner werden  die zweiten Gelenke 12q    ausgehend von ihren in den Figuren 1,  4, 5 ersichtlichen Stellungen relativ zu den ersten Gelenken 12p  nach unten verschoben, wobei die die Gelenke 12p, 12q bildenden Stege  des Plättchens elastisch deformiert und insbesondere ein wenig gebogen  werden. Zudem werden die beiden Halteabschnitte 12i etwa um den halben  Verschiebeweg des zweiten Krafteinleitabschnitts 12h in der gleichen  Richtung wie dieser verschoben und vor allem um eine zum Plättchen  rechtwinklige Schwenkachse verschwenkt. 



   Statt das erste Krafteinleitorgan 3 und den ersten Krafteinleitabschnitt  12g bezüglich der "Welt" unbeweglich festzuhalten, kann man die Messeinrichtung  1 derart ausbilden, dass beide Krafteinleitorgane 3, 4 sowie beide  Krafteinleitabschnitte 12g, 12h bezüglich der "Welt" beweglich sind  oder dass das erste Krafteinleitorgan 3 sowie der erste Krafteinleitabschnitt  bezüglich der "Welt" beweglich und das zweite Krafteinleitorgan 4  und der zweite Krafteinleitabschnitt 12h bezüglich der "Welt" unbeweglich  sind. 



   Man kann daher annehmen und/oder das Betrachtungssystem derart festlegen,  dass jeder Halteabschnitt 12i beim Deformieren des Plättchens 12  um einen Schwenkpunkt verschwenkt wird, der ungefähr mit dem Gelenkpaar-Zentrum  20 zusammenfällt. Die Verschwenkung eines Halteabschnitts 12i vergrössert  den Winkel  alpha , verändert die Richtungen der Arme 12k sowie Schwenkgeraden  21 und bewegt die beiden Augen 12m voneinander weg. Dadurch werden  die Abstände der beiden Kraftabgabestellen 16 von der Ebene 13 und  voneinander vergrössert. Wenn man annimmt, dass der sich zwischen  zwei Gelenkpunkten 17, 18 befindende Bereich eines Plättchens vollständig  starr ist, ändert sich zudem auch die Entfernung e ein wenig.

   Beim  Einleiten einer Kraft in das Plättchen werden daher wahrscheinlich  die sich auf den Aussenseiten der    Schlitze 12e zwischen diesen  sowie dem Plättchenrand 12a befindenden, relativ schlanken und mehr  oder weniger armförmigen Bereiche des zweiten Halteabschnitts 12h  geringfügig gebogen und voneinander weggespreizt, so dass sich der  Abstand der zwei Gelenkpunkte 18 voneinander ein wenig vergrössert.  Diese allfällige Abstandsvergrösserung ist jedoch wesentlich kleiner  als die Vergrösserung des Abstands zwischen den beiden Kraftabgabestellen  15. Ferner werden eventuell auch die Arme 12k ein wenig gebogen.  Im übrigen kann das Plättchen abhängig von der Ausbildung und Anordnung  der Krafteinheitsorgane 3, 4 beim Einleiten einer Kraft eventuell  auch noch ein wenig aus der vom Plättchen im Ruhezustand aufgespannten  Ebene herausgebogen werden.

   Es sei angemerkt, dass die vorgängig  beschriebenen Deformationen in der Fig. 6 mit übertriebenen Grossen  gezeichnet wurden und dass die Bewegungen der verschiedenen Plättchen-Abschnitte  in Wirklichkeit sehr klein und fast nur virtuell sind. Der Abstand  der beiden Kraftabgabestellen 15 ändert zum Beispiel zwischen dem  undeformierten Ruhezustand und der vorgesehenen, maximalen Belastung  des Plättchens vorzugsweise höchstens 1% oder sogar nur höchstens  0,5%. 



   Die zwischen den Löchern 12b, 12c und den Gelenken 12p bzw. 12q vorhandenen,  zu den Krafteinleitabschnitten 12g, 12h gehörenden Bereiche des Plättchens  sind entlang den Kraft-Wegen rechtwinklig zu diesen überall wesentlich  breiter als die schmälsten Stellen der die Gelenke 12p, 12p bildenden  Stege oder Einschnürungen und dementsprechend zwar nicht völlig starr,  aber doch wesentlich starrer als die letzteren. Das Plättchen 12  besitzt also ausser den Gelenken 12p, 12q im Wesentlichen keine anderen  Gelenke zwischen den Armen 12k der Halteabschnitte und den Löchern  12b, 12c der Krafteinleitabschnitte.

   Jeder Halteabschnitt 12e ist  also ausschliesslich durch ein einziges erstes Gelenk 12p direkt  mit dem im Wesentlichen starren, ersten Krafteinleitabschnitt     12g und ausschliesslich durch ein einziges, zweites Gelenk 12q direkt  mit dem ziemlich starren, zweiten Krafteinleitabschnitt 12h verbunden.                                                         



   Die Länge der Saite des Wandelorgans 24 ist derart bemessen, dass  die Saite bereits im unbelasteten Ruhezustand des Plättchens mit  einer gewissen Ruhe-Kraft vorgespannt wird. Die zu messende, in das  Plättchen 12 eingeleitete Kraft F 1  wird je zur Hälfte auf die sich  auf verschiedenen Seiten der Mittel- und/oder Krafteinleitebene 13  befindenden Hälften des Plättchens verteilt und von diesem umgewandelt  -insbesondere umgelenkt sowie verkleinert - und auf das Wandelorgan  24 übertragen. Das Plättchen 12 gibt dann bei den Kraftabgabestellen  16 der Augen 12m eine die Saite des Wandelorgans 24 zusätzlich spannende  Kraft F 2 an das Wändelorgan ab. 



   Die Saite des Wandelorgans 24 wird beim Messen einer Kraft in bekannter  Weise in dem von den Permanentmagneten 26 erzeugten, die Saite kreuzenden  Magnetfeld zum Schwingen gebracht. Das Wandelorgan 24 erzeugt dann  in Zusammenwirkung mit den Magneten und mit den mit ihm verbundenen,  elektronischen Schaltungsmitteln eine elektrische Wechselspannung  oder pulsierende Gleichspannung, mit einer Frequenz, die von der  die Saite spannenden Kraft abhängig ist. Diese elektrische Spannung  bildet also ein elektrisches Signal, das ein Mass für die zu messende  Kraft gibt. Jeder Halteabschnitt 12i wirkt bei der Kraftübertragung  gewissermassen als Hebel, der eine Kraftuntersetzung bewirkt. Ferner  wird die übertragene Kraft zusätzlich durch die zum Deformieren der  Gelenke 12p, 12q sowie anderer Bereiche des Plättchens erforderliche  Kraft reduziert.

   Diese für die Deformation "verbrauchte" Kraft ist  proportional zur eingeleiteten Kraft F 1  und vergrössert die durch  die Hebelwirkung erzeugte Kraftuntersetzung. Ein Plättchen mit    der gezeichneten Form, einem Durchmesser von ungefähr 30 mm und  einer Dicke von ungefähr 1 mm ergibt gemäss den durchgeführten Versuchen  ein Kraftuntersetzungsverhältnis zwischen der die Saite spannenden  Kraft und der in das Plättchen eingeleiteten Kraft von ungefähr 1:16.  Der durch die Hebelwirkung verursachte Anteil aus diesem Kraftuntersetzungsverhältnis  ist wahrscheinlich ungefähr gleich dem Verhältnis e/a und also bei  einem Plättchen mit der gezeichneten Form ungefähr 1:4.

   Der Kraftmesswandler  1 ermöglicht dann eine in das Plättchen eingeleitete Kraft F 1  zu  messen, deren Maximalwert zum Beispiel mehr als 150 N bis ungefähr  200 N oder sogar bis ungefähr 300 N beträgt. 



   Die Kraftmesseinrichtung 1 und insbesondere der Messwandler 11 und  das Plättchen 12 können auf verschiedene Weisen geändert werden.  Mann kann beispielsweise das Gehäuse 2 weglassen. Ferner kann jeder  Krafteinleitabschnitt 12g, 12h anstelle eines bei der Mittel- und/oder  Krafteinleitebene 13 angeordneten Lochs 12b bzw. 12c oder zusätzlich  zu diesem zwei auf verschiedenen Seiten der Ebene 13 angeordnete  und bezüglich dieser symmetrische Löcher aufweisen. Zudem kann das  Plättchen statt kreisförmig beispielsweise im Wesentlichen oval oder  quadrat- oder rechteckförmig sein oder irgendeine andere Form haben,  wobei es jedoch vorzugsweise symmetrisch bezüglich einer Mittel-  und/oder Krafteinleitebene ist. 



   Ferner und vor allem kann das Verhältnis a/e in weiten Grenzen variiert  werden. Desgleichen kann man auch den Winkel  alpha  und eventuell  die Winkel ändern, welche die Schwenk-Geraden 21 mit der Ebene 13  und der Kraftabgabestellen-Verbindungsgeraden 22 bilden. Solche Änderungen  ermöglichen das Verhältnis zwischen der die Saite spannenden Kraft  und der in das Plättchen eingeleiteten Kraft in weiten Grenzen zu  ä   ndern und beispielsweise wesentlich grösser oder kleiner als  1:16 zu machen.

Claims (10)

1. Plättchen für einen Kraftmesswandler (11), mit einem ersten Krafteinleitabschnitt (12g), einem zweiten Krafteinleitabschnitt (12h), zwei Halteabschnitten (12i) zum Halten eines Wandelorgans (24) und Gelenken(12p, 12q), so dass eine die Krafteinleitabschnitte (12g, 12h) parallel zu einer zwischen den Halteabschnitten (12i) hindurch verlaufenden Ebene (13) beaufschlagende Kraft eine von den Halteabschnitten (12i) auf das Wandelorgan (24) übertragbare, von diesem in ein elektrisches Signal umwandelbare Kraft erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Halteabschnitt (12i) über ein Gelenk (12p) mit dem ersten Krafteinleitabschnitt (12g) und über ein Gelenk (12q) mit dem, zweiten Krafteinleitabschnitt (12h) verbunden ist und dass die beiden mit dem gleichen Halteabschnitt (12i) verbundenen Gelenke (12p, 12q) eine Gelenk-Verbindungsgerade (19) definieren,

die mit der genannten Ebene (13) einen Winkel ( alpha ) bildet.

2. Plättchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel ( alpha ) zwischen jeder Gelenk-Verbindungsgeraden (19) und der genannten Ebene (13) mindestens 10 DEG beträgt.

3. Plättchen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Paar mit dem gleichen Halteabschnitt (12i) verbundener Gelenke (12p, 12q) ein sich in der Mitte zwischen ihnen befindendes Gelenkpaar-Zentrum (20) für den betreffenden Halteabschnitt (12i) definiert und dass jeder Halteabschnitt (12i) eine zum Abgeben einer Kraft an das Wandelorgan (24) ausgebildete Kraftabgabestelle (16) hat, die in einer parallel zur genannten Ebene (13) gemessenen Entfernung (a) vom Gelenkpaar-Zentrum (20) steht.

4.

Plättchen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zur genannten Ebene (13) gemessene Entfernung (a) der Kraftabgabestelle (16) eines Halteabschnitts (12i) von dessen Gelenkpaar-Zentrum (20) grösser ist als ein rechtwinklig zur genannte Ebene (13) gemessene Entfernung (e) der beiden mit den betreffenden Halteabschnitt (12i) verbundenen Gelenke (12p, 12q) voneinander.

5.

Plättchen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch das Gelenkpaar-Zentrum (20) und die Kraftabgabestelle (16) von einem den Halteabschnitt (12i) verlaufende Schwenk-Gerade (21) ungefähr parallel zur genannten Ebene (13) ist oder mit dieser einen Winkel bildet, der höchstens 45 DEG und vorzugsweise höchstens 30 DEG beträgt, wobei jeder Halteabschnitt (12i) vorzugsweise einen Arm (12k) und an dessen den Gelenken (12p, 12q) abgewandten Ende ein die Kraftabgabestelle (15) enthaltendes Auge (12m) aufweist.

6. Plättchen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es derart ausgebildet ist, dass die an das Wandelorgan (24) abgegebene Kraft höchstens 10% der in die Krafteinleitabschnitte (12g, 12h) eingeleiteten Kraft beträgt.

7.

Plättchen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Halteabschnitt (12i) zum grössten Teil von einem Schlitz (12e) umschlossen ist, der einen an den ersten Krafteinleitabschnitt (12g) angrenzenden Abschnitt einen an den zweiten Krafteinleitabschnitt (12h) angrenzenden Abschnitt besitzt.

8. Plättchen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem einstückigen Körper besteht und dass die genannten Gelenke (12p, 12q) durch Biegegelenke gebildet und im Wesentlichen die einzigen zwischen den Krafteinleitabschnitten (12g, 12h) sowie den Halteabschnitten (12i) vorhandenen Gelenke sind.

9. Kraftmesswandler mit einem Plättchen (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein Wandelorgan (24), das an den beiden Halteabschnitten (12i) des Plättchens (12) gehalten ist.

10.

Kraftmesswandler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Plättchen (12) das einzige Plättchen (12) zum Halten des Wandelorgans (24) ist, wobei das Wandelorgan (24) vorzugsweise eine elektrisch leitende Saite aufweist und wobei vorzugsweise mindestens ein Magnet (26) am Plättchen (12) befestigt ist.