DD226649A1 - Anordnung fuer eine in eine kraftmesseinrichtung integrierte ueberlastsicherung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung fuer eine in eine Kraftmesseinrichtung integrierte Ueberlastsicherung und faellt in das Gebiet der Kraftmesstechnik. Ziel der Erfindung stellt eine Ueberlastsicherung dar, die ausser dem Ueberlastschutz des Kraftmesselementes auch einen Schutz vor Verschmutzung und Korrosion mit den damit verbundenen Funktionsstoerungen gewaehrleistet. Ausserdem soll die Ueberlastsicherung gleichzeitig die Krafteinleitung uebernehmen und mit geringem Fertigungsaufwand herstellbar sein. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass ein Rohr, das das Kraftmesselement konzentrisch umgibt, mit einem Ende mit dem Kraftmesselement starr verbunden ist, waehrend das andere Ende beweglich gegenueber dem Kraftmesselement ausgefuehrt ist. Beim Ueberschreiten der zulaessigen Maximallast verhindert ein Anschlag eine weitere Verformung des Kraftmesselementes. Anwendungsmoeglichkeiten bestehen bei der Herstellung von Kraftmesseinrichtungen auf der Grundlage von Biegebalken und Scherstaeben. Fig. 1
Description
Anordnung für eine in eine Kraftmeßeinrichtung integrierte Überlastsicherung
Die Erfindung betrifft die Kraftmeßtechnik mit Kraftmeßeleraenten,
Besonders bei der Messung kleiner Kräfte erweist es sich als vorteilhaft, Oberlastsicherungen vorzusehen, die beim Oberschreiten des Nennkraftüiereiches das Auftreten irreversibler Veränderungen am eigentlichen Verformungskörper verhindern. Dabei sind Ausführungen von Oberlastsicherungen, die einen integralen Bestandteil des Aufnehmers bilden und deren Wirkung unabhängig von der Einbauart des Aufnehmers in die Kraftmeßvorrichtung - z.B. eine Waage - ist, von besonderer Bedeutung.
Oberlastsicherungen für Kraftmeßeinrichtungen sind allgemein mit einer Anschlagsbegrenzung ausgestattet.
In der einschlägigen Literatur werden zwei Ausführungsformen von Öberlastsicherungen unterschieden, nämlich:
- Externe Oberlastsicherungen; ihre Funktion ist unabhängig von der Aufnehmerkonstruktion und
- Interne Oberlastsicherungen; sie sind in den Kraftaufnehmer integriert.
Die Ausführung einer internen Oberlastsicherung ist in der DE-AS 27 53 549 dargestellt.
In der Längsachse des Kraftaufnehmers befindet sich eine Bohrung. Diese Bohrung enthält einen einseitig eingespannten Stab, dessen freies Ende beim Oberschreiten der Nennlast der Kraftmeßeinrichtung die Durchsenkung der Kraftmeßeinrichtung begrenzt und damit als Überlastschutz wirkt.
Als Nachteil dieser Ausführung ist die Abhängigkeit der Schutzfunktion von der Biegesteifigkeit des Stabes zu sehen. Außerdem sind insbesondere für mittlere und große Lasten durch die kleinen Abmessungen des Meßelementes (z.B. in Form eines Biegebalkens) einer ausreichenden Dimensionierung des Oberlaststabes Grenzen gesetzt, demzufolge eine merklich die übliche Grenzlast übersteigende Last nicht sicher abgefangen werden kann. Weiterhin bedingt ein derartiger Oberlaststab für Schubspannungsaufnehmer, wie sie in der DE-AS 27 53 549 erwähnt werden, zusätzlichen Herstellungs- und Montageaufwand.
Entsprechend der DE-OS 16 98 108 ist weiterhin bekannt, zur Krafteinleitung in ein Kraftmeßelement, z.B. in Form eines Schubspannungsaufnehmers, über das Kraftmeßelement ein rohrförmiges Element zu schieben. Ein Ende des Rohres ist dabei mit dem freien Ende des Kraftmeßelementes fest verbunden, während das andere Ende frei beweglich ist. Dabei befindet sich der Lastangriffspunkt genau über dem Bereich des Kraftmeßelementes, an dem die dehnungsempfindlichen Meßelemente - beispielsweise Widerstände - angeordnet sind. Ein Mangel dieser Anordnung besteht darin, daß das rohrförmige Element nicht gleichzeitig für den Überlastschutz genutzt wird.
Das Ziel der Erfindung ist es, für eine Kraftmeßeinrichtung eine Überlastsicherung anzugeben, die in den Kraftaufnehraer integriert ist. Diese Überlastsicherung soll einen wirksamen Schutz auch für mittlere und große Lasten gewährleisten und einen möglichst geringen Aufwand für Herstellung und Montage verlangen. Außerdem ist ein Schutz des Kraftaufnehmers vor Verschmutzung zu erreichen.
Die Erfindung löst die Aufgabe, eine in eine Kraftmeßeinrichtung integrierte Überlastsicherung anzugeben, die zugleich die Krafteinleitung übernimmt und sowohl den mechanischen Schutz als auch die hermetische Abdichtung des Kraftmeßelementes und der darauf befindlichen Dehnmeßstreifen raumsparend und mit geringem Produktionsaufwand gewährleistet.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß der Oberlastschutz mittels eines Rohres realisiert wird, das das eigentliche Kraftmeßelement konzentrisch umhüllt. Dabei ist das Rohr mit einem Ende am beweglichen Teil des Kraftmeßelementes befestigt, während das andere Rohrende sich am eingespannten Teil des Kraftmeßelementes befindet. Das Rohr besitzt annähernd gleiche Länge wie das Kraftmeßelement. Der Rohrinnendurchmesser am freien Ende ist größer als der Durchmesser des Kraftmeßelementes an diesem Ende.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß das Rohr an seinem freien Ende durch einen Ringspalt vom Kraftmeßelement getrennt ist. Dabei sollte die Spaltweite des Ringspaltes etwa das Eineinhalbfache des Nennmeßweges der Kraftraeßeinrichtung betragen. Der Ringspalt selbst wird schmaler gewählt als der übrige Abstand zwischen Rohr und Kraftmeßelement.
Als Angriffspunkt der Last wird das freie Ende des Rohres über dem eingespannten Teil des Kraftmeßelementes gewählt. Es ist auch möglich, als Angriffspunkt der Last diejenige Stelle des Rohres vorzusehen, die sich genau über der Mitte des Kraftmeßelementes befindet, auf dem die dehnungsempfindlichen Elemente beispielsweise Dehnmeßstreifen - angeordnet sind. Für den Fall der Krafteinleitung direkt auf das Kraftraeßelement wird das Rohr am eingespannten Teil des Kraftmeßelementes befestigt, während das andere Rohrende sich am beweglichen Teil des Kraftmeßelementes befindet.
Zur Erreichung eines hermetischen Abschlusses des Inneren der Kraftmeßeinrichtung wird erfindungsgemäß der Spalt zwischen dem freien Ende des Rohres und dem eingespannten Teil des Kraftmeßelementes verschlossen. Dazu eignet sich beispielsweise eine ringförmige Folie.
Eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das freie Ende des Rohres und der mit dem Ende des Rohres zusammenwirkende Teil des Kraftmeßelementes konisch gestaltet sind und daß das Rohr einen höheren Elastizitätsmodul als das Kraftmeßelemnt besitzt.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zwischen Kraftmeßelement und Rohr ein Spalt, zumindest gegenüber der Krafteinleitungsfläche am eingespannten Ende des Kraftmeßelements, vorgesehen wird, wobei die Breite des Spaltes etwa 10 % des Nennmeßweges entsprechen sollte.
Die erfindungsgemäße Überlastsicherung kann sowohl für Kraftmeßelemente mit Biegebalken als auch mit Scherstäben verwendet werden.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung erkennt man, wenn man sich die zu messende Kraft senkrecht auf das Rohr einwirkend vorstellt. Infolge der einseitigen Verbindung von Rohr und Kraftraeßelement sowie dessen Verankerung in einem Bauteil findet eine Biegung des Kraftmeßelementes statt, die von den auf dem Kraftmeßelement angeordneten Meßwandlern, die z.B. als Dehnmeßstreifen ausgebildet und mit einer elektronischen Auswerteschaltung verbunden sind, registriert wird. Innerhalb des zulässigen Meßbereiches stellt die Größe der Biegung die Größe der Meßkraft dar. Überschreitet die Meßkraft einen zulässigen Grenzwert, so schließt sich der Ringspalt auf der Seite der Krafteinleitung. Eine weitere Zunahme der Biegung wird damit verhindert, und der Schutz der Kraftmeßeinrichtung vor Überlastung wird gewährleistet.
Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden
In der zugehörigen Zeichnung zeigt
- Figur 1 die Grundform der erfindungsgemäßen Lösung und
- Figur 2 eine vorteilhafte Ausgestaltung.
In Figur 1 wird das Kraftmeßelement 1 mit seinem eingespannten Ende 3 durch eine sinnbildlich dargestellte Schraubverbindung in einem Bauteil 8 verankert. Auf der Ober- und Unterseite
des Kraftmeßelementes 1 befinden sich vier Dehnmeßstreifen 6, 6', 7 und 7'. Mit dem beweglichen Ende 2 des Kraftmeßelementes 1 ist das Rohr 5 an einem Ende verbunden, während sich zwischen dem anderen Ende von Rohr 5 und dem eingespannten Ende 3 des Kraftmeßelementes 1 ein Ringspalt 9 befindet. Wird das Rohr 5 mit der zu messenden Kraft beaufschlagt/ ergibt sich eine Auslenkung des Kraftmeßelementes, bis sich der Ringspalt 9 auf der Seite des Lastangriffes geschlossen hat. Bei einer weiteren Zunahme der Meßkraft kann keine weitere Verformung des Kraftmeßelementesi mehr erfolgen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung gibt Figur 2 wieder. Eine weitere Verbesserung der Wirkung der Oberlastsicherung wird dadurch erreicht, daß eine von Figur 1 abweichende Form des Kraftmeßelementes 1 vorliegt. Dieses ist zusätzlich an seinem eingespannten Ende 3 mit einem Anschlag 10 versehen, der durch einen Spalt 11 vom Rohr 5 getrennt ist. Beim Einwirken einer unzulässig großen Meßkraft auf das Rohr 5 schließt sich zuerst der Ringspalt 9 und danach der Spalt 11 als Folge der weiteren Verformung von Rohr 5 und Kraftmeßelement 1.
Zum Schutz des gegen Verschmutzung empfindlichen Innenraumes 13 kann eine Dichtung 12 als Ring über den Spalt 11 gelegt werden. Es können aber auch der Spalt 11 oder der Ringspalt 12 mit einem hochelastischen, abdichtenden Material ausgefüllt werden.
Claims (5)
- Erfindungsanspruch1. Anordnung für eine in eine Kraftraeßeinrichtung integrierte Überlastsicherung, die aus einem senkrecht zur Kraftrichtung verlaufenden Teil besteht, welches an einem Ende mit dem Kraftmeßelement starr verbunden ist und am anderen Ende Spiel zum Kraftmeßelement besitzt, wobei das Kraftmeßelement mit Meßumformern versehen ist, gekennzeichnet dadurch, daß das senkrecht zur Kraftrichtung verlaufende Teil als Rohr (5) ausgebildet ist, welches das Kraftmeßelement (1) umhüllt und durch einen Ringspalt (9) vom Kraftmeßelement (l) getrennt ist, daß der Ringspalt (9) schmaler ist als der übrige Abstand zwischen Rohr (5) und Kraftmeßelement (l) und daß die Spaltweite des Ringspaltes (9) etwa das 1,5-fache des Nennmeßweges der Kraftmeßeinrichtung beträgt.
- 2. Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Ringspalt (9) mit einem elastischen, abdichtenden Material ausgefüllt ist.
- 3. Anordnung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Kraftmeßelement (l) und das Rohr (5) im Gebiet des Ringspaltes (9) konisch verlaufen.
- 4. Anordnung nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Kraftmeßelement (1) in der Gegend des eingespannten Endes(3) eine Veränderung des Durchmessers aufweist, daß diese Durchmesserveränderung als ein Anschlag (10) ausgebildet ist, daß der Anschlag (10) zum beweglichen Ende (2) des Rohres (5) einen Spalt (ll) aufweist und daß die Breite des Spaltes (11) etwa 10 % des Nennmeßweges beträgt.
- 5. Anordnung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Spalt (11) durch eine Dichtung (12) hermetisch verschlossen ist.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD26736784A DD226649A1 (de) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | Anordnung fuer eine in eine kraftmesseinrichtung integrierte ueberlastsicherung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD26736784A DD226649A1 (de) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | Anordnung fuer eine in eine kraftmesseinrichtung integrierte ueberlastsicherung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD226649A1 true DD226649A1 (de) | 1985-08-28 |
Family
ID=5560507
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD26736784A DD226649A1 (de) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | Anordnung fuer eine in eine kraftmesseinrichtung integrierte ueberlastsicherung |
Country Status (1)
Country | Link |
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DD (1) | DD226649A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE8706522U1 (de) * | 1987-05-07 | 1987-08-06 | Erhardt + Leimer GmbH, 8900 Augsburg | Meßvorrichtung |
DE3621378A1 (de) * | 1986-06-26 | 1988-01-14 | Erichsen A M Gmbh | Aufnehmer fuer vorrichtungen zum messen von druck-, zug-, scherkraeften oder drehmomenten und verfahren zu seiner herstellung |
-
1984
- 1984-09-18 DD DD26736784A patent/DD226649A1/de not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3621378A1 (de) * | 1986-06-26 | 1988-01-14 | Erichsen A M Gmbh | Aufnehmer fuer vorrichtungen zum messen von druck-, zug-, scherkraeften oder drehmomenten und verfahren zu seiner herstellung |
DE8706522U1 (de) * | 1987-05-07 | 1987-08-06 | Erhardt + Leimer GmbH, 8900 Augsburg | Meßvorrichtung |
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