CS241773B1

CS241773B1 - Tenzometrický deformační člen

Info

Publication number: CS241773B1
Application number: CS842142A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Hrubant; Karel Kozak
Original assignee: Ladislav Hrubant; Karel Kozak
Priority date: 1984-03-26
Filing date: 1984-03-26
Publication date: 1986-04-17
Also published as: CS214284A1

Abstract

Tenzometrický deformační člen (11) pro převádění sily nebo tlaků, působících ve směru (P), pomocí odporového tenzometru f7) na výstupní elektrický signál se skládá z hrncovitého tělesa (1), v jehož dně (5) a stěně (9) je zahnutými mezerami (25) vymezen jedno-nebo víceramenný pružně deformovatelný nosník (16) s rameny (23), podepřenými stojinami (14, 18) o prstenec (8) podstavy (2). U dorazové stojiny (18) může být provedena dorazová mezera (22). vymezující celkový průhyb. Zbývající časti dna (3), případně i stěny (95, mohou být mezi bočními stěnami (20) sousedních ramen (23) odstraněny odříznutím .stěny (9) v rovině proložené horní plochou prstence (8).

Description

(54) Tenzometrický deformační člen

(11) B ·, (51) Int. Clí

G Ol L 1/22

H 23 16

Obr. 5

241 77!

- 1 Vynález ee týká tenzometrického deformačního členu a řeší problém snadno zhotovitelného víceúčelového deformačního Členu pro snímání sil řádu desetin N až kN a tlaků řádu setin až desítek MPa u mechanicko-elektrických převodníků.

Deformační členy s odporovými tenzometry pro měření sil a tlaků uvedených hodnot jsou obvykle řešeny jako ohybové nosníky, a to bu<5 jako nosníky^vna dvou podporách, nebo nosníky jednostranná vetknuté. Při měření tlaku snímá tento deformační člen deformaci membrány, vlnovce nebo tlakoměrné krabice, působenou tlakem· Základní nevýhodou dosud známých deformačních členů je poměrně vysoká nákladnost jejich výroby. Výroba vyžaduje velký podíl nákladného frézování.

Někdy se dosahuje úspory nákladů tím, že je deformační člen složen z většího množství tvarový tedy i výrobně jednoduchých dílů. Například v německé přihlášce vynálezu DE-OS 22 37 353 je popsán snímač tlaku principiálně jednoduché konstrukce, složený z většího množství dílů spojených šroubovými spojí. Takto docílená úspora výrobních nákladů má však za následek nižší přesnost působenou hysterezí v některých šroubových spojích*

Uvedené nevýhody v podstatné míře odstraňuje tenzometrický deformační člen podle vynálezu. Podstat® vynálezu spočívá v tom, Že defarmovatelný nosník a jemu příslušná alespoň jedna stojina jsou společně vymezeny ve dně a ve stěně hrncovitého tělesa nejméně dvěma mezerami, přičemž podstava tenzometrického deformačního členu je tvořena otevřeným koncem hrncovitého tělesa.

V alternativách provedení vynálezu jsou u jednoramenného nosníku mezery v dosedací ploše dna vedeny rovnoběžně a souměrně a dno je mezi dvěma předchozími mezerami rozděleno další mezerou.

V alternativách provedení s víceramenným nosníkem jsou; jedno rameno a jemu příslušná stojina ve dně a ve stěně hrneovitého tělesa vymezeny dvěma zahnutými mezerami a jednotlivá ramena jsou vzhledem k ose hrncovítého tělesa uspořádána sy241773

- 2 metricky, přičemž úhel sevřený dvěma sousedními rameny seL, ' rovná 18Ο^0, nebo je meněí než 180°.

V daláích alternativách se roviny proložené bočními stěnami defonnova telného nosníku protínají nad dosedací plochou dna hrncovitého tělesa, dosedací plocha dna je kolmá na osu hrncovitého tělesa, nefunkční části dna a stěny hrncovitého tělesa jsou odstraněny, mezi podstavou a jednou z více stojin je vytvořena dorazová mezera.

Podle posledních alternativ provedení vynálezu má hrncoví té těleso rotační, například válcovitý tvar, a deformovatelný nosník je v místě připevnění tenzometru zeslaben.

Přednos tí tenzometrického deformačního členu podle vynálezu je, že celé základní duté hrncovité těleso lze vyrobit lisováním, protlačováním nebo soustružením namísto dřívějšího frézování, > následným rozbruuSením jeho dna a stěny lze vytvořit značný počet různých typů deformovatelného nosníku podle požadavků na konstrukční provedení mechanicko-elektriekého převodníku.

Příklad provedení vynálezu je znázorněn na výkresech, kde představuje v axonometrickém zobrazení obr. 1 tenzometrický deformační člen s pružným deformovatelným nosníkem na dvou stojinách s odstraněnou postranní částí nefunkčního zbytku dna a stěny, obr. 2 deformovatelný nosník jednostranně vetknutý, obr. 3 jednoramenný nosník s dorazovou mezerou, obr· 4 tříramenný deformovatelný nosník, obr. 5 čtyřramenný nosník s dorazovou mezerou u jedné stojiny, a obr. 6 až 16 v půdorysném pohledu dno β alternativami provedení různých typů deformovatelného nosníku.

Hrncovité těleso i má přednostně rotačně válcovitý tvar s případně rozšířeným prstencem 8. vytvářejícím na otevřeném konci hrncovitého tělesa X podstavu χ tenzometrického deformačního členu 11. a se dnem J, jehož dosedací plocha je kolmá na jeho osu.

V horní části hrncovi télío tělesa i o menším průměru jsou podle obr. 1 vytvořeny dvěma rovnoběžnými mezerami souměrnými k jeho ose, ve dně J. deformovatelný nosník £ a ve stěně £ dvojice podpůrných stojin £. Podle obr, 3 může být v jedné z nich, například ve stojině 12, podle potřeby provedena dorazové mezera 12. Jedna postranní nefunkční část zbytku dna 3. a stěny 5 je odstraněna a druhé postranní část je pro názornost ponechána . Na deformovatelném nosníku £ je připevněn odporový tenzometr 2· V místě připevnění tenzometrů 2 ^múže být deformovatelný nosník 6 zeslaben odebráním prstencová drážky 19 v dosedací ploše dna 2 nebo na jeho opačně vnitřní straně a/nehb odebráním neznázorněného vybrání v boční stěně ifi· :/

Na obr. 2 je alternativa provedení tenzometrického deformačního členu 11 s vnější stěnou £ o stejném průměru s podstavou £. Ve dně J j® další mezerou 15. vedenou kolmo na předchozí dvě rovnoběžné mezery 2» vytvořen deformovatelný nosník & jako jednostranně vetknutý nosník spojený stojinou ££ β podstavou £*·.

Podle obr. 4 je u tenzometrického deformačního členu 21 ve dně Ja ve stěně £ vytvořen víceramenný deformovatelný nosník 16 s třemi rameny 13. Podépřenými na třech stojinách vyčnívá jících z podstavy £. Ramena 13 jsou navzájem spojena ve středu dna J a jsou uspořádána symetricky. Ramena 13 ma.ií boční stěny 20. tvořící poloviny zahnuté mezery 25. provedená v průběhu výroby ve dně J a ve stěně £. Odporové tensometry £ mohou být nalepeny na kterémkoliv rameno 13. případně může být každé rameno Í3 osazeno samostatným měřícím systémem můstkově zapojených odporových tenzometrů 2· Ramena 13 mohou: být v místě připevnění tenzometrů 2 zeslabena vytvořením prstencové drážky 19 v dosedací ploše dna J nebo na jeho opačná vnitřní straně a/nebo odebráním vybrání v boční stěně 20.

Na obr. 5 je tenzometrický deformační člen 21 s víceramenným deformovatelným nosníkem 16 se čtyřmi symetricky uspořádanými rameny 23. V dorazové stojině 18 je provedena dorazová mezera 22.

Jednotlivá ramena 13. 23 u víceramenných deformoVatelných nosníků 16 navzájem svírají zpravidla stejný úhel. Jejich uspořádání múžé být i podle osy symetrie, kde potom úhel svírá- , ný alespoň jednou dvojicí ramen 13 je odlišný od ostatních.

- 4 Roviny proložené rovnými bočními stěnami 10 deformovatelného nosníku 6 nebo bočními stěnami 20 jednotlivých ramen 13, se mohou vzájemně protínat nad dosedací plochou dna J.

Jsou-li boční stěny 20 zakřivené podle obr. 16, může být jejich plocha zakřivená podle pláště kužele nebo válce, jejichž osy protínají nad dosedací plochou dna J osu hrneovitého tělesa 1.

Zbývající nefunkční části dna 3. a stěny přikloněné k bočním·, stěnám 10, 20, se mohou odstranit řezem, vedeným rovinou proloženou horní plochou prstence 8, nebo lze odstranit jen zbytky dna J.

Působením síly P ve směru šipky se deformovatelný nosník 6., 16 prohne případně až na doraz, vymezený doraaovou mezerou 12. 22. a z odporového tenzometru 2 se vyšle signál k dalšímu zpracování podle jeho charakteru·

Hlavní výhoda řešení tenzometrického deformačního členu 11. 21 spočívá ve zjednodušení jeho výroby. Hrncovité těleso 1 rotačního válcovitého tvaru lze přednostně vyrábět na soustruhu, a různé tvary deformovatelného nosníku 6., 16 lze vytvářet například rozbrušováním, při kterém vznikají rovné mezery 2 nebo rovné úseky zahnuté mezery 25.

Hrncovité těleso 1 lze také vytvářet například lisováním nebo vytlačováním. To je výhodné zejména tehdy, jedná-li seU/^Lo velkosériovou výrobu, nebo je-li nutno řešit výrobu s jiným půdorysným tvarem dna J a podstavy £ než kruhovým. Rovněž lze vytvářet mezeru 2» 15 a 35 jinak než rozbrušováním, například _;řezáním laserovým paprskem nebo plazmovým hořákem. To potom; otevírá možnosti konstrukčního řešení deformovatelného nosníku 6, 16 s libovolným půdorysným tvarem mezer £, 15 β 2.5 ia tím volby takového typu, který nejlépe vyhovuje požadavkům kladeným na tenzometrický deformační člen 11, 21.

Všechny mezery 15 a 25. užívané v popisu vynálezu, jsou průchozí, to znamená, že mají ve dně J a ve stěně % funkci rozdělovači. Odstraní-li se v některých alternativách provedení vynálezu zbývající část dna 2 a stěny <>, mizí tím i mezery Σ, X5 a 25 a zůstanou pouze boční stěny 10. 20. Roviny proložené bočními stěnami 10, 2Q potom charakterizují typ deformovatelného nosníku 6, 16,jak je blíže znázorněno na obr. 6 až 16.

- 5 Tenzometrický deformační člen podle vynálezu je zejména určen pro meehanieko-elektrická převodníky snímačů sil a tlaků pro elektronická systémy měření, zkouěení, řízení a regulace různých procesů, strojů a zařízení.·

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Tenzometrický deformační člen, sestávající z podstavy a z ní vyčnívající alespoň jedné stojiny s pružně deformovatelným nosníkem, a na něm připevněným odporovým tenzometrem, vyznačený tím, že deformovatelný nosník (6, 16) a jemu příslušné

V .

alespoň jedna stojina (4, 14, 17, 18) jsou společně vymezeny ve dně (3) a ve stěně (9) hrncovitého tělesa (1) nejméně dvěma mezerami (5, 15, 25), přičemž podstava (2) tenzometrického deformačního Členu (11) je tvořena otevřeným koncem hrncovitého tělesa (1).
2. Tenzometrický deformační člen podle bodu 1, vyznačený tím, že v půdorysu dosedací plochy dna (3) jsou mezery (5) vedeny rovnoběžně a souměrně.
3. Tenzometrický deformační člen podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že dno (3) je mezi dvěma předchozími mezerami (5) rozděleno další mezerou (15).
4« Tenzometrický deformační člen podle bodů 1 až 3, vyznačený tím, že rovina proložená dosedací plochou dna (3) je kolmé na osu hrnoovitého tělesa (1).
5· ‘Tenzometrický deformační člen podle bodu 1, vyznačený tím, že jedno rameno (13, 23) a jemu příslušná stojina (14, 17, 18) jsou u viceramenného deformovatelného nosníku (16) ve dně (3) a ve stěně (9) hrncovitého tělesa (1) vymezeny dvěma zahnutými mezerami (25)·
6. Tenzometrický deformační člen podle bodu 5, vyznačený tím že, jednotlivá ramena (13, 23) jsou symetricky uspořádána vzhledem k ose hrncovitého tělesa (1) a úhel sevřený dvěma sousedními rameny (33, 23) so rovné 180° nebo je menší než 180°.
7. Tenzometrický deformační člen podle bodů 1 a 5, vyznačený tím, že roviny proložené bočními stěnami (10) deformovatelného nosníku (6) nebo bočními stěnami (20) ramen (13, 23) se vzájemně protínají nad dosedací plochou dna (3).
8. Tenzometrický deformační člen podle bodu 7, vyznačený tím, že zbývající část dna (3) a/nebo stěny (9) vedle boční

- 7 stěny (10) a stojiny (4, 17) nebo vedle boční stěny (20) a stojiny (14, 18) je odstraněna.
9· Tenzometrický deformační člen podle bodů 1 a^: 5> vyznačený tím, že mezi podstavou (2) a stojinou (17» 18) je vytvořena dorazová mezera (12, 22).
10. Tenzometrický deformační člen podle bodů 1, 4, 9,

6, vyznačený tím, že hrncovité těleso (1) má rotační , například válcovitý tvar.
11. Tenzometrický deformační člen podle bodů 1, 5 á 7, vyznačený tím, že deformovatelný nosník (6, 16) je v místě připevnění tenzometru (7) zeslaben.
12. Tenzometrický deformační člen podle bodu 11, vyznačený tím, že místo pro připevnění tenzometru (7) je upraveno na dně prstencové drážky (26), provedené ve dně (3).