DE1014757B

DE1014757B - Load measuring device

Info

Publication number: DE1014757B
Application number: DEB42643A
Authority: DE
Inventors: Arthur C Ruge
Original assignee: Baldwin Lima Hamilton Corp
Current assignee: Baldwin Lima Hamilton Corp
Priority date: 1955-12-12
Filing date: 1956-11-29
Publication date: 1957-08-29

Description

Lastmeßeinrichtung Die Erfindung betrifft eine Lastmeßeinrichtung mit Übertragung der zu messenden Last in Richtung der Längsachse eines Meßgliedes aus elastischem Material und Messung von durch die Last erzeugter Dehnungen mittels Dehnmeßeinrichtungen.Load measuring device The invention relates to a load measuring device with transmission of the load to be measured in the direction of the longitudinal axis of a measuring element made of elastic material and measurement of strains generated by the load by means of Strain gauges.

Die bekannten derartigen Lastmeßeinrichtungen sind dort nicht mehr anwendbar, wo außerordentlich hohe Belastungen oder Kräfte gemessen werden sollen, so z. B. beim Prüfen von Raketenantrieben, besonders von solchen mit festem Treibsatz, wobei die Rakete, mit ihrer Spitze die Kraftmeßzelle berührend, entzündet wird. In der Raketentechnik ist es von großer Wichtigkeit, die Rückstoßverzugszeit zu messen, d. h. die Zeit, die der Schub unmittelbar nach der Zündung benötigt, um bis auf seinen Größtwert anzuwachsen. The known load measuring devices of this type are no longer there applicable where extremely high loads or forces are to be measured, so z. B. when testing rocket engines, especially those with a fixed propellant, whereby the rocket is ignited with its tip touching the load cell. In rocket science it is of great importance to adjust the recoil delay time measure, d. H. the time it takes the thrust to immediately after ignition to grow to its maximum value.

Bei einer Rakete mittlerer Größe mit einem Gewicht von einigen hundert kg kann der Schub z. B. For a medium-sized missile weighing a few hundred kg the thrust z. B.

25 000kg erreichen, wobei die Rückstoßverzugszeit derart bemessen ist, daß 90°/o des Maximalschubes nach etwa s/ooo sec erreicht werden. Bei kleineren Raketen ist die Rückstoßverzugszeit viel geringer, doch wird diese Schwierigkeit in gewissem Maße durch die geringeren, in Frage kommenden Massen aufgehoben.Reach 25,000 kg, with the recoil delay time measured in this way is that 90% of the maximum thrust is reached after about s / ooo sec. With smaller ones Missiles, the recoil delay time is much less, but this difficulty becomes to some extent offset by the lesser, eligible masses.

Bei einer derartigen Kraftmeßaufgabe sieht man bereits, daß eine gewisse Nachgiebigkeit des Schubmeßsystems einschließlich des Fundamentes bereits eine Störung des Schubzeitbildes und somit Fehler in der Berechnung der Rückstoßverzugszeit und der Gesamtschubkraft verursacht. Die Kraftmeßzellen, die bisher für diese Aufgabe verwendet wurden, zeigten bei einer für übliche Standardtypen sehr hohen Steifigkeit doch Auslenkungen von 0,10 bis 0,25 mm. Es ist bekannt, daß diese Nachgiebigkeit der Kraftmeßzellen in Verbindung mit weiteren Auslenkungen der Widerlager Fehler in der Bestimmung des Schubzeitdiagramms verursacht, die für den gegenwärtigen Stand der Entwicklung in der Raketentechnik unzulässig hoch sind. With such a force measurement task you can already see that a certain flexibility of the shear measuring system including the foundation a disruption of the thrust time pattern and thus an error in the calculation of the recoil delay time and the total thrust. The load cells used so far for this task were used, showed a very high rigidity for common standard types but deflections from 0.10 to 0.25 mm. It is known that this resilience of the load cells in connection with further deflections of the abutment errors caused in determining the thrust timing diagram relevant for the current state the development in rocket technology are inadmissibly high.

Nach der Erfindung wird eine Lastmeßeinrichtung, die sich für den aufgeführten Verwendungszweck sowie für ähnlich gelagerte Anwendungsfälle eignet, dadurch geschaffen, daß wenigstens ein Teil der sich in axialer Richtung erstreckenden Oberfläche des Meßgliedes, im Längsschnitt betrachtet, als konkave Kurve ausgebildet ist und daß an dieser bzw. diesen gekrümmten Oberflächen Dehnmeßeinrichtungen angebracht sind. According to the invention, a load measuring device, which is for the specified intended use as well as for similar applications, created in that at least a portion of the axially extending Surface of the measuring element, viewed in longitudinal section, designed as a concave curve and that strain gauges are attached to this or these curved surfaces are.

Es zeigte sich. daß Kraftmeßzellen, die nach den Grundzätzen der vorliegenden Erfindung gebaut sind, die aufgeführten Bedingungen bis auf einen beachtlichen Grad erfüllen. Bei einer Kraftmeßzelle für einen Schub von 10 t, die besonders stark dimen- sioniert war, betrugen Durchmesser und Höhe nur 8 cm, und die Nachgiebigkeit war bei der angenommenen zulässigenBelastung nicht größer als 0,010 mm. It was found. that load cells that operate according to the principles of present invention are built, the listed conditions except for a considerable one Meet degree. With a load cell for a thrust of 10 t, that is particularly strong dimensional was sioned, diameter and height were only 8 cm, and the resilience was not greater than 0.010 mm at the assumed permissible load.

Es zeigte sich, daß die Kraftmeßzelle bemerkenswert unempfindlich war gegenüber außermittigen Belastungen, und zwar weit über das Maß hinaus, das in der Raketentechnik üblich ist. Auch ihre Festigkeit gegenüber seitlichen Belastungen ohne nennenswerte Fehler durch die Scherkraft war letzten Endes gleich derjenigen der bisher üblichen besten Kraftmeßzellen, obwohl der Aufbau der neuen Meßzellen im Vergleich äußerst einfach und wirtschaftlich ist. Weiterhin zeigte sich, daß die elektrischen Ausgangswerte der Meßzelle gleich denen der üblichen Kraftmeßzellen sind, wobei letztere aber eine zehn- bis zwanzigmal größere Nachgiebigkeit zeigen und außerdem größer, komplizierter und teurer sind.It was found that the load cell was remarkably insensitive was against off-center loads, well beyond what is common in rocket technology. Also their resistance to lateral loads without significant errors from the shear force was ultimately the same as that the best load cells customary to date, although the structure of the new load cells is extremely simple and economical by comparison. It was also found that the electrical output values of the measuring cell are the same as those of the usual load cells are, but the latter show ten to twenty times greater resilience and are also larger, more complicated and more expensive.

Weitere Einzelheiten sind den schematischen Zeichnungen sowie der nachstehenden Beschreibung zu entnehmen. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht einer zusammenhängenden Ausführungsform der Lastzelle nach der Erfindung, zum Teil weggebrochen längs der Linien 1-1 der Abb. 2 dargestellt, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der Abb. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Meßzelle, die insbesondere bestimmt ist, Stoßkräfte zu messen, Fig. 4 eine Draufsicht auf die Ausführungsform nach Abb. 3, Fig. 5 eine Draufsicht einer rechteckigen Ausführungsform einer lastempfindlichen Einrichtung, Fig. 6 eine Seitenansicht der Einrichtung nach Abb. 5 und Fig. 7 eine typische Kurve der Lastkraft einer Rakete in Abhängigkeit von der Zeit. Further details are the schematic drawings and the refer to the description below. It shows Fig. 1 a side view of a coherent embodiment of the load cell according to the invention, broken away in part shown along the lines 1-1 of Fig. 2, Fig. 2 is a section along the line 2-2 of Fig. 1, Fig. 3 is a side view of another embodiment of the measuring cell, which is intended in particular to measure impact forces, Fig. 4 a Top view of the embodiment according to Fig. 3, Fig. 5 is a top view of a rectangular Embodiment of a load-sensitive device, Fig. 6 is a side view of the Apparatus according to Figs. 5 and 7 shows a typical curve of the load force of a rocket depending on the time.

Fig. 1 zeigt eine vollständige Kraftmeßzelle nach der Erfindung für sehr geringe axiale Auslenkung bei äußerster Steifigkeit und Festigkeit gegenüber außermittigen und seitlichen Belastungen sowie auch Torsionsbelastungen. Bei einer ausgeführten Kraftmeßzelle für eine Belastung von 30 t beträgt der Durchmesser des Teiles 1 nur 90 mm und seine Höhe 120 mm. Dies bedeutet sogar eine erhebliche Überdimensionierung, aber in diesem besonderen Falle war äußerste Steifigkeit der vordringlichste Gesichtspunkt. Die Zelle enthält einen kreisförmigen Kraftaufnehmer 1, Kraftübertragungs- und Meßglieder 3 und eine kreisförmige Grundplatte 2. Um die Herstellung der Meßglieder 3 zu erleichtern, erstreckt sich eine Aussparung 5 von gewöhnlich rechteckigem Querschnitt vom Boden der Grundplatte 2 bis zur Unterseite des Kraftaufnehmers 1. In den Mittelteil der Meßzelle sind enge horizontale Schlitze 6 eingeschnitten. Sie teilen die Meßzelle in zwei ringförmige feste Teile auf, einen Oberteil 7 und einen Unterteil 8, die beide durch die kurzen blockförmigen Meßglieder 3 miteinander verbunden sind. Die Teile 7 und 8 sind im allgemeinen im Grundriß quadratisch und haben innere und äußere ebene Senkrechtflächen 9. Fig. 1 shows a complete load cell according to the invention for very low axial deflection with extreme rigidity and strength eccentric and lateral loads as well as torsional loads. At a executed load cell for a load of 30 t is the diameter of the Part 1 only 90 mm and its height 120 mm. This even means a considerable oversizing, but in this particular case extreme rigidity was the most important consideration. The cell contains a circular force transducer 1, force transmission and measuring members 3 and a circular base plate 2. In order to facilitate the manufacture of the measuring elements 3, a recess 5 of usually rectangular cross-section extends from the bottom the base plate 2 to the underside of the force transducer 1. In the middle part of the Narrow horizontal slots 6 are cut into the measuring cell. They share the measuring cell in two annular solid parts, an upper part 7 and a lower part 8, the both are connected to one another by the short, block-shaped measuring members 3. the Parts 7 and 8 are generally square in plan and have inner and outer surfaces flat vertical surfaces 9.

Wo äußerste Steifigkeit und hohe Genauigkeit verlangt sind, werden der Kraftaufnehmer 1 und die Grundplatte 2 in axialer Richtung sehr dick ausgebildet, so daß auf die Meßglieder 3 übertragene Kräfte verhältnismäßig unabhängig von der Kraftverteilung an der Ober- und Unterseite der Meßzelle sind und so daß weiterhin der Anteil der Meßglieder und der Grundplatte an der gesamten Dehnung möglichst gering bleibt.Where extreme rigidity and high accuracy are required, are the force transducer 1 and the base plate 2 are very thick in the axial direction, so that on the measuring members 3 transmitted forces relatively independent of the Force distribution on the top and bottom of the measuring cell are and so that continue the proportion of the measuring elements and the base plate in the total elongation as far as possible remains low.

Die Kraftübertragungs- und Meßglieder 3 werden aus einer Vielzahl sehr kurzer blockförmiger Zwischen glieder mit vorzugsweise rechteckigem Querschnitt gebildet, die z. B. bei einer Belastung der Kraftmeßzelle mit 30t nur 6 mm hoch sind und von denen jedes zwei einander gegenüberliegende, scharf gekrümmte Seiten 10 mit einem Radius von 3 mm aufweist. Hier befinden sich Dehnungsmittel 4, z. B. die bekannten gek lebten Widerstandsdehnmeßstreifen. Die Meßglieder 3 haben im Geviert bei der genannten Lastgröße etwa 18 mm, wodurch sich eine bestimmte Flachblockform dieser Teile ergibt. Die Meßmittel 4 dienen zum Messen der Dehnungen an den gekrümmten Flächen der Elemente 3 in Abhängigkeit von Kräften, die in der axialen Richtung der Kraftmeßzellen wirken. The power transmission and measuring members 3 are made of a variety very short block-shaped intermediate links with a preferably rectangular cross-section formed, the z. B. only 6 mm high when the load cell is loaded with 30t and each of which has two opposite, sharply curved sides 10 has a radius of 3 mm. Here are expansion means 4, z. B. the well-known gek lived resistance strain gauges. The measuring elements 3 have a square at the mentioned load size about 18 mm, which creates a certain flat block shape these parts result. The measuring means 4 are used to measure the elongations on the curved Areas of the elements 3 as a function of forces acting in the axial direction the load cells act.

Die Meßzellen können eine beliebige Anzahl Meßglieder 3 aufweisen. In der Zeichnung sind für den genannten Zweck vier solcher Glieder gezeigt, die um die Längsachse der Zelle symmetrisch angeordnet sind. Aus Fertigungsgründen sind nur zwei Flächen der Meßglieder 3 gekrümmt und nehmen die Dehnmeßstreifen 4 auf, während die beiden übrigen Flächen in senkrechter Richtung gerade sind und einen Teil der ebenen Flächen 9 bilden. Wie weiter unten beschrieben wird, können auch alle Flächen gekrümmt ausgeführt sein. The measuring cells can have any number of measuring elements 3. In the drawing, four such members are shown for the stated purpose are arranged symmetrically about the longitudinal axis of the cell. For manufacturing reasons only two surfaces of the measuring members 3 are curved and take the strain gauges 4, while the other two surfaces are straight in the vertical direction and one Form part of the flat surfaces 9. As will be described below, you can also all surfaces are curved.

Die gekrümmten Flächen der Elemente 3 haben die Aufgabe, absichtlich eine Spannungskonzentration an ihrer Oberfläche zu erzeugen, im Gegensatz zur Wirkungsweise der bisher bekannten und allgemein verwendeten Meßsäulen, bei welchen eine Spannungskonzentrierung bisher nicht durchgeführt wurde. The curved surfaces of the elements 3 do the job on purpose a stress concentration to produce their surface, in contrast to the mode of action the previously known and commonly used measuring columns, in which a stress concentration has not yet been carried out.

Bei Verwendung von kurzen Blockelementen mit stark gekrümmten Seiten statt der Säulen liefert die Dehnungsmessung an diesen Punkten einen elektrischen Meßwert, der bei einer gegebenen Last wesentlich höher ist, als wenn die mittlere Dehnung in den Kraftübertragungselementen gemessen wird. When using short block elements with strongly curved sides instead of the columns, the strain measurement at these points provides an electrical one Measured value which, for a given load, is significantly higher than the average Elongation is measured in the power transmission elements.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführung mit geklebten Widerstandsdebnmeßstreifen mit einer im Verhältnis zur Länge der gekrümmten Flächen geringen Meßstreifenlänge (etwa ein Drittel) zeigte es sich, daß die durch die Meßstreifen 4 gemessene Dehnung etwa dreimal so hoch wie die mittlereDehnung inElement3 war. Hieraus ergibt sich, daß bei der Lastzelle nach der Erfindung verhältnismäßig hohe Ausgangswerte erhalten werden, während in axialer Richtung der Zelle ein Höchstmaß an Steifigkeit gewahrt bleibt und die Kraftmeßzelle einen sehr hohen Sicherheitsfaktor aufweist. Dies ist z. B. besonders wichtig beim Messen der Schubkraft von Raketen, da diese Schubkräfte bei widrigen Umständen wesentlich höher werden können, als man bei normal arbeitenden Raketen erwartet. Da die mittleren Spannungen in den erfindungsgemäßen Meßgliedern 3 bei einer gegebenen Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Belastung nur etwa ein Drittel so groß sein müssen wie bei einem der üblichen Meßzellentypen, und da die Spannungskonzentration bei Druckbeanspruchung des Meßzelle nicht zu einem Bruch führt, obwohl die Oberflächendehnungen außerordentlich hoch sind, erkennt man, daß der Sicherheitsfaktor einer derartigen Meßzelle mindestens dreimal so hoch ist wie der Sicherheitsfaktor einer Meßzelle in Säulenbauart, die aus dem gleichen Material besteht und die gleichen Ausgangsspannungen liefert. Auch bei Spannungsüberbelastung weist die erfindungsgemäße Meßzelle einen hohen Sicherheitsfaktor auf, wenn das Material der Elemente 3 hinreichend dehnbar ist.In the embodiment shown in FIG. 1 with glued resistance debris measuring strips with a small measuring strip length in relation to the length of the curved surfaces (about a third) it was found that the elongation measured by the measuring strips 4 was about three times the mean elongation in element 3. From this it follows that that obtained with the load cell according to the invention relatively high output values are, while maintaining the highest degree of rigidity in the axial direction of the cell remains and the load cell has a very high safety factor. This is z. B. especially important when measuring the thrust of missiles, as these thrust forces in adverse circumstances can be much higher than in normal working conditions Missiles expected. Since the mean voltages in the measuring elements according to the invention 3 at a given output voltage depending on the load only approximately must be a third as large as with one of the usual measuring cell types, and there the stress concentration when the measuring cell is under pressure does not break leads, although the surface strains are extremely high, one recognizes that the safety factor of such a measuring cell is at least three times as high as the safety factor of a column-type measuring cell made of the same material exists and delivers the same output voltages. Even with voltage overload the measuring cell according to the invention has a high safety factor if the The material of the elements 3 is sufficiently stretchable.

Eine weitere Möglichkeit der Kraftmessung bei dem in Fig. 1 gezeigten Meßzellentyp liegt in der Ausnutzung der Relativbewegung zwischen den Bauteilen 1 und 2. Zunächst wäre anzunehmen, daß die Relativbewegung zwischen den Elementen 1 und 2 für eine ausreichende Messung zu gering sein könnte, da die mittlere Spannung im Meßelement3 niedrig sein muß, um die Auslenkung möglichst gering zu halten und um eine zusätzliche Sicherheit zu haben. Another possibility of force measurement in the case of that shown in FIG. 1 The type of measuring cell is based on the utilization of the relative movement between the components 1 and 2. First of all, it would be assumed that the relative movement between the elements 1 and 2 could be too low for a sufficient measurement, since the mean voltage in the measuring element 3 must be low in order to keep the deflection as small as possible and to have an additional security.

Jedoch hat sich herausgestellt, daß die gesamte Relativbewegung zwischen diesen Elementen in Wirklichkeit beachtlich größer ist, als eine Rechnung ergibt, die nur die Verformungswerte der Elemente 3 in ihrer kurzen Höhe bei einer mittleren Spannung benutzt.However, it has been found that the entire relative movement between these elements is in reality considerably larger than a calculation shows, which only shows the deformation values of the elements 3 in their short height with a medium one Voltage used.

Dies rührt daher, daß das Metall im mittleren Bereich 11 in Nachbarschaft der Meßglieder 3 Gesamtdehnungen erleidet, die gleich groß oder sogar größer sind als die Gesamtdehnung bei Meßglied 3 selbst.This is due to the fact that the metal in the central region 11 is in the vicinity the measuring members 3 suffered total expansions that are the same size or even greater than the total elongation at measuring element 3 itself.

Hieraus ergibt sich, daß es zweckmäßig ist, die Belastung aus der Relativbewegung zwischen den Ele menten 1 und 2 zu bestimmen. Verschiedene, auf Bewegung ansprechende Vorrichtungen lassen sich benutzen, jedoch ist die geeignetste Ausführung in Fig. 1 gezeigt, da sie besonders gut auf die Relativbewegungen anspricht und sich verhältnismäßig leicht herstellen läßt. So ist hier ein Element 12 mit einem verringerten Querschnitt 13 starr an Teil 1 angeschlossen - entweder durch Schweißen oder eine andere geeignete starre Verbindung - und ist, wenigstens bis zu einer bestimmten Lastgrenze, wie weiter unten ersichtlich, ebenfalls starr mit Teil 2 verbunden, so daß eine Relativbewegung zwischen diesen Teilen unmittelbar auf Teil 12 übertragen wird. Da der verringerte Querschnitt 13 sehr viel kleiner ist als der übrige Querschnitt von Teil 12 so steht fest, daß eine stark konzentrierte Dehnung am Querschnitt 13 auftritt, die man sogleich mit einem auf Dehnung ansprechenden Element mißt, wie etwa einem bekannten Widerstandsdehnmeßstreifen 14.It follows from this that it is appropriate to reduce the load from the Determine relative movement between elements 1 and 2. Various, on Motion responsive devices can be used, but is the most appropriate Embodiment shown in Fig. 1 because it responds particularly well to the relative movements and is relatively easy to manufacture. So here is an element 12 with a reduced cross-section 13 rigidly connected to part 1 - either through Welding or other suitable rigid connection - and is, at least up to to a certain load limit, as can be seen below, also rigid with part 2 connected, so that a relative movement between these parts immediately Part 12 is transmitted. Since the reduced cross-section 13 is very much smaller than the rest of the cross-section of part 12 it is clear that a highly concentrated Stretching occurs at the cross-section 13, which is immediately followed by a response to stretching Element measures, such as a known resistance strain gauge 14.

Im praktischen Betrieb ordnet man am zweckmäßigsten zwei oder mehr Elemente 12 symmetrisch rings um die Kraftmeßzelle verteilt an und verbindet sie elektrisch so, daß sie den Mittelwert oder die Summe ihrer elektrischen Ausgangswerte angeben, um hierdurch einen Meßfehler möglichst auszuschalten, der sich aus einem außermittigen oder seitlichen Lastangriff auf die Kraftmeßzelle ergeben könnte. In practical operation, it is most expedient to arrange two or more Elements 12 distributed symmetrically around the load cell and connects them electrical so that they are the mean or the sum of their electrical output values specify in order to thereby eliminate a measurement error as far as possible, which results from a eccentric or lateral load application on the load cell could result.

Während das Element 12 unmittelbar von Teil 2 gehalten werden kann, wie es auch Fig. 1 zeigt, trägt das untere Ende des Elementes 12 eine Scheibe, auf welche eine Vorspannung wirkt, die von der am Führungsarm 16, welcher am Teil 2 sitzt, anliegenden Vorlastfeder 15 erzeugt wird. Die Vorlast der Feder 15 ist derart, daß das Element 12 unbeweglich an Teil 2 gepreßt wird, solange niedrige Kräfte auf Teil 1 wirken, daß es jedoch bei hohen Belastungen nach unten geht. Das Meßelement 12 liefert hierbei eine äußerst empfindliche Anzeige für niedrige Kräfte, während die Meßmittel 4 eine Anzeige für höhere Kräfte liefern, d. h., die Meßstreifen 4 zeigen bei geringerer Empfindlichkeit im vollen Kraftbereich an.While element 12 can be held directly by part 2, as also shown in FIG. 1, the lower end of the element 12 carries a washer which acts a preload that is determined by that on the guide arm 16, which is on part 2 sits, applied preload spring 15 is generated. The preload of the spring 15 is such that the element 12 is immovably pressed against part 2, as long as low forces Part 1 work, but with high loads it goes down. The measuring element 12 provides an extremely sensitive indication of low forces while the measuring means 4 provide an indication of higher forces, d. i.e., the gauges 4 show in the full force range with lower sensitivity.

Als Beispiel zeigt die Kurve 31 in Fig. 7 den zeitlichen Verlauf der Schubkraft bei einer Rakete. Auf die größte SchubkraftP folgt eine niedrige Schubkraft, die mit der gleichen prozentualen Genauigkeit wie die maximale Schubkraft P gemessen werden soll. As an example, curve 31 in FIG. 7 shows the course over time the thrust of a rocket. The greatest thrust P is followed by a low one Thrust with the same percentage accuracy as the maximum thrust P is to be measured.

Selbstverständlich nehmen auch die soeben beschriebenen Meßelemente jeweils einen Teil der auf die Meßzelle wirkenden Last auf. Jedoch ist dies unwesentlich. In der Praxis ist die Fläche des Querschnitts 13 so klein gehalten, daß das Element 12 in erster Linie als Bewegungsanzeigevorrichtung dient und nicht als wirksames tragendes Glied für die Kraftaufnahme. Of course, take the measuring elements just described each part of the load acting on the measuring cell. However, this is immaterial. In practice, the area of the cross section 13 is kept so small that the element 12 serves primarily as a motion indicator rather than an effective one load-bearing link for the absorption of force.

Da der Einschnitt 13 sehr kurz gewählt ist, kann eine starke Vergrößerung der Dehnung im Meßstreifen erzielt und somit ein größerer elektrischer Ausgangswert als von dem Meßstreifen 4 am Meßglied 3 bei gleichen Abmessungen der Meßzelle und gleicher Belastung erhalten werden. Sollte die Meßzelle jedoch von einer großen Überlast beansprucht werden, so können schlimmstenfalls die Meßelemente 12 beschädigt werden, die man schnell ersetzen kann, oder die Elemente 12 werden so angeordnet, daß sie nicht mehr in Tätigkeit treten, sobald eine gewisse Belastung überschritten ist, um hierdurch eine Verminderung seiner Meßfunktion zu verhindern. Somit kann eine sehr hohe Empfindlichkeit gegenüber der Belastung erzielt werden, ohne daß die Vorrichtung an Sicherheit oder Genauigkeit einbüßt. Since the incision 13 is chosen to be very short, a high magnification can be achieved the elongation achieved in the measuring strip and thus a larger electrical output value than from the measuring strip 4 on the measuring element 3 with the same dimensions of the measuring cell and equal load can be obtained. However, should the measuring cell be from a large In the worst case, the measuring elements 12 can be damaged that can be quickly replaced, or the elements 12 are arranged in such a way that that they no longer come into action as soon as a certain load is exceeded is in order to prevent a reduction in its measuring function. Thus can a very high sensitivity to the load can be achieved without the device loses security or accuracy.

Fig. 3 offenbart ein weiteres Erfindungsmerkmal, insbesondere für hochfrequente Lastmessungen, wobei die auftretende Belastungsgeschwindigkeit als von einer Schlagbelastung herrührend betrachtet werden kann. Hierfür ist es erforderlich, die Steifigkeit der Meßzelle auf den größtmöglichen Grad zu bringen, wobei sie jedoch noch genügend hohe Ausgangswerte liefern muß, um eine genaue Messung zu ermöglichen. Fig. 3 discloses a further feature of the invention, in particular for high-frequency load measurements, with the load speed occurring as can be regarded as originating from an impact load. For this it is necessary to bring the stiffness of the measuring cell to the greatest possible degree, but they must still deliver sufficiently high output values to enable an accurate measurement.

Die in Abb. 3 gezeigte Kraftmeßzelle wurde für eine Belastung von 10 t entworfen. Hierbei sollten die elektrischen Ausgangswerte genügend groß sein, um eine genaue Messung bei i/io der zulässigen Höchstlast zu ermöglichen, so daß sich genaue Rückstoßverzugszeiten berücksichtigen lassen.The load cell shown in Fig. 3 was for a Load of 10 t designed. Here, the electrical output values should be sufficiently large to enable an accurate measurement at i / io of the maximum permissible load, so that precise recoil delay times can be taken into account.

Der wesentliche Unterschied zwischen Abb. 1 und Abb. 3 besteht darin, daß die in Abb. 3 gezeigte Kraftmeßzelle in ihrem Aufbau aus zwei Teilen zusammengesetzt, wogegen die Kraftmeßzelle der Fig. 1 aus vollem Material hergestellt ist. Ein Kraftaufnahmeteil 17 und eine Grundplatte 18 sind durch die blockförmigen Lastübertragungselemente miteinander verbunden. Am zweckmäßigsten lötet man die Teile der Anlage hart oder weich zusammen, um die Vorteile einer einheitlichen Konstruktion zu bekommen. The main difference between Fig. 1 and Fig. 3 is that that the load cell shown in Fig. 3 is composed of two parts, whereas the load cell of FIG. 1 is made of solid material. A force absorbing part 17 and a base plate 18 are through the block-shaped load transferring members connected with each other. It is best to solder the parts of the system hard or soft together to get the benefits of a unified construction.

Ein großer Vorteil der in Fig. 3 gezeigten Bauart ist, daß sie es dem Konstrukteur ermöglicht, verschiedene Materialien für die einzelnen Teile der Meßzelle zu verwenden. Ein weiterer Vorteil liegt in der einfacheren Bearbeitung der Teile und weiterhin im einfacheren Arbeiten mit den Dehnungsmeßstreifen. A great advantage of the type shown in Fig. 3 is that it does allows the designer to use different materials for each part of the To use measuring cell. Another advantage is that it is easier to process the parts and continue to work more easily with the strain gauges.

Bei Kraftmeßzellen für Raketenprüfungen werden die Teile 17 und 18 dann aus einem Wolframkarbidmaterial gefertigt mit einem Elastizitätsmodul von 6 106 kg/cm2. Dieses Material läßt sich schlecht bearbeiten. Die Kraftübertragungselemente bestehen aus einem gehärteten Werkzeugstahl mit einem Elastizitätsmodul von annähernd 2 106 kg/cm2. Die Teile der gesamten Anlage sind durch Hartlötung miteinander verbunden. Der Grund für die Benutzung von Wolframkarbid liegt darin, daß dies die Gesamtnachgiebigkeit der Kraftmeßzelle wesentlich verringert, die, wie bereits erwähnt, von dem »Eindringen« der Übertragungselemente in den Kraftaufuahmeteil und die Grundplatte herrührt. Wolframkarbid verringert diesen Effekt um den Faktor drei und verringert in gleichem Maße die Nachgiebigkeit außen an der Kraftmeßzelle am Kraftangriffspunkt.In the case of load cells for rocket tests, parts 17 and 18 then made of a tungsten carbide material with a modulus of elasticity of 6 106 kg / cm2. This material is difficult to work with. The power transmission elements consist of a hardened tool steel with a modulus of elasticity of approximately 2 106 kg / cm2. The parts of the entire system are connected to one another by brazing. The reason for using tungsten carbide is because it has the overall compliance the load cell, which, as already mentioned, is affected by the "penetration" originates from the transmission elements in the force absorption part and the base plate. Tungsten carbide reduces this effect by a factor of three and decreases in the same way Measure the flexibility on the outside of the load cell at the force application point.

Die Teile 19 bestehen am zweckmäßigsten aus einem Material, das einen geringeren Elastizitätsmodul als die beiden Endblöcke 17 und 18 besitzt, da man gern eine verhältnismäßig starke Oberflächendehnung an den die Dehnungsmeßstreifen 20 tragenden gekrümmten Flächen hat. Da Wolframkarbid ein schwierig zu bearbeitendes Material ist, so ist es weiterhin von Vorteil, die Meßzellen 19 aus Material herzustellen, das schon zuvor bearbeitet und später vergütet und mit den Teilen 17 und 18 hart verlötet werden kann. The parts 19 are most expediently made of a material that a lower modulus of elasticity than the two end blocks 17 and 18, because one like a relatively strong surface expansion on the strain gauges Has 20 load-bearing curved surfaces. Because tungsten carbide is difficult to machine Is material, it is also advantageous to manufacture the measuring cells 19 from material that has already been processed beforehand and later remunerated and with parts 17 and 18 hard can be soldered.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführung sind die Meßelemente 19 in der Draufsicht rechteckig. Dies ist aus Bearbeitungsgründen vorteilhaft, da alle vier Seitenflächen stark gekrümmt sind, z. B. mit einem Radius von 1,5 mm, um hierdurch in der gleichen Weise wie bei Fig. 1 eine hohe Spannungskonzentration an den Seitenflächen zu erzielen. Die Länge der Meßzellen 19 ist etwa das Dreifache ihrer Höhe, wodurch die charakteristische Blockform der Zelle entsteht. Diese Zellen können auch für eine besondere Aufgabe zylinderförmig sein, aber ihre Blockeigenschaften in Höhe und Länge sollten etwa übereinstimmen. Ein quadratischer oder rechteckiger Querschnitt mit gekrümmten Seitenflächen erleichtert es, die Dehnmeßstreifen anzukleben, da die Meßstreifen dann nur in einer Richtung gekrümmt sind. An den Verbindungsstellen des Kraftaufnehmerteils und der Grundplatte sind die Hohlkehlen 21 und 22 vorgesehen. Statt dessen kann man auch Gewindelöcher oder andere zweckmäßige Verbindungsmöglichkeiten an den Enden der Kraftmeßzelle anordnen, indem man vor dem Sintern die entsprechenden oeffnungen in das Wolframkarbid einformt. In the embodiment shown in FIG. 3, the measuring elements 19 are in the plan view rectangular. This is advantageous for processing reasons as all four side surfaces are strongly curved, e.g. B. with a radius of 1.5 mm to thereby in the same way as in Fig. 1, a high stress concentration on the side surfaces to achieve. The length of the measuring cells 19 is approximately three times their height, whereby the characteristic block shape of the cell is created. These cells can also be used for a special task to be cylindrical, but its block properties in height and length should be roughly the same. A square or rectangular cross-section with curved side surfaces, it makes it easier to glue the strain gauges, there the measuring strips are then only curved in one direction. At the connection points of the force transducer part and the base plate, the flutes 21 and 22 are provided. Instead of this, threaded holes or other suitable connection options can also be used Arrange at the ends of the load cell by one before sintering the corresponding openings are formed in the tungsten carbide.

Die 10-t-Kraftmeßzelle der Fig. 3, ähnlich der Fig. 1, ist nicht mit Rücksicht auf kleinste Ausmaße entworfen, da hier äußerste Steifigkeit und Robustheit als vordringlich gehalten wurden. Trotzdem betragen Durchmesser und Höhe nur 80 mm. Wenn nicht derartig extreme Anforderungen gestellt werden, kann diese Zelle ohne weiteres kleiner gebaut werden, ohne daß ihre Wirksamkeit darunter leidet. The 10-ton load cell of FIG. 3, similar to FIG. 1, is not Designed with the smallest dimensions in mind, as it is extremely rigid and robust considered urgent. Even so, the diameter and height are only 80 mm. If such extreme requirements are not made, this cell can can easily be made smaller without sacrificing their effectiveness.

Untersucht man nun den Widerstand der hier beschriebenen Kraftmeßzellen gegenüber außermittig angreifenden und seitlich wirkenden Kräften, so zeigen Fig. 1 und 3 deutlich, daß die dargestellte Anordnung der Kraftübertragungselemente ein ausgezeichnetes Mittel gegen außermittige Belastung darstellt. Wenn zur gleichen Zeit alle Kraftübertragungselemente mit Dehnungsmeßeinrichtungen ausgestattet sind und diese so im Meßstromkreis miteinander verbunden sind, daß die algebraische Summe der auf die einzelnen Ubertragungselemente wirkenden Kräfte gemessen wird, dann versteht es sich, daß das Meßergebnis der Kraftmeßzelle im wesentlichen nicht von der Exzentrizität der Kraft beeinflußt ist. If one now examines the resistance of the load cells described here in relation to off-center and laterally acting forces, Fig. 1 and 3 clearly show that the illustrated arrangement of the power transmission elements is a is an excellent remedy for eccentric loading. If at the same Time all power transmission elements are equipped with strain gauges and these are connected to one another in the measuring circuit so that the algebraic sum the forces acting on the individual transmission elements are measured, then it goes without saying that the measurement result of the load cell is essentially not of the eccentricity of the force is influenced.

Wie Versuche ergaben, kann die Kraft derart außermittig sein, daß sie unmittelbar über einem der Meßelemente wirkt, und doch ist die Größe der Ausgangsspannung nur um den Bruchteil eines Prozentes von einer anderen Ausgangsspannung unterschieden, die entsteht, wenn die Kraft genau in Richtung der Achse der Kraftmeßzelle wirkt, obwohl bei den Versuchen kein besonderer Wert darauf gelegt wurde, die Empfindlichkeit der einzelnen Dehnungsmeßstreifen aufeinander abzustimmen, die an den tSbertragungselementen saßen.Experiments have shown that the force can be so eccentric that it acts directly over one of the measuring elements, and yet is the magnitude of the output voltage only differed by a fraction of a percent from another output voltage, which arises when the force acts exactly in the direction of the axis of the load cell, although no particular emphasis was placed on sensitivity in the experiments of the individual strain gauges, which are attached to the transmission elements sat.

Betrachtet man nun den Widerstand der hier gezeigten Kraftmeßzellen gegenüber Scher- oder seitlichen Kräften, so sieht man, daß die wohlweislich gewählten Kraftübertragungselemente in Blockform Scherkräfte übertragen können, ohne hierbei einer Biegung unterworfen zu sein. Bei Verwendung von herkömmlichen Säulen als Kraftübertragungsglieder wäre die Konstruktion von vornherein schwach in bezug auf eine Übertragung von Scherkräften, da die Säulen zu der Scherung auch noch einer Biegung unterworfen sind. Dieser Nachteil könnte allenfalls dadurch ausgeglichen werden, daß man die Kraftmeßzellen durch besondere Maßnahmen wie etwa Stützplatten oder Scheiben gegen Querkräfte verstärkte, Maßnahmen, wie sie bei den bisher üblichen Säulen-Kraftmeßzellen angewendet werden. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß diese besonderen Bauteile nicht nötig sind, da die Kraftmeßzellen der Erfindung selbst den nötigen Widerstand sowohl gegen Scherkräfte als auch gegen Torsionsbelastung an den Kraftübertragungselementen aufbringen. Das letztere macht die Kraftmeßzelle besonders geeignet zum Messen von schraubenförmig auf die Meßzelle wirkenden Belastungen in Walzwerken, wobei die Schraube, welche die Kraft zu dem Walzwerklager überträgt, zunächst auf die Kraftmeßzelle wirkt. Von hier aus geht die Kraft weiter zum Lager. Wird die Schraube unter Last gedreht, so treten starke Torsionskräfte selbst bei guter Schmierung auf. Dies erfordert besondere Maßnahmen bei den üblichen Kraftmeßzellen, jedoch nicht bei den Meßzellen der Erfindung. If you now consider the resistance of the load cells shown here in relation to shear or lateral forces, one can see that those chosen wisely Force transmission elements in block form can transmit shear forces without doing this to be subject to a bend. When using conventional columns as power transmission links if the construction were weak from the start with regard to the transmission of shear forces, since the columns are also subject to a bend in addition to the shear. This disadvantage could at most be compensated by the fact that the load cells through special measures such as support plates or discs reinforced against lateral forces, Measures such as those used in the conventional column load cells. An advantage of the present invention is that these particular components are not necessary, since the load cells of the invention themselves provide the necessary resistance both against shear forces and against torsional loads on the power transmission elements raise. The latter makes the load cell particularly suitable for measuring Loads in rolling mills acting helically on the measuring cell, the Screw, which transmits the force to the rolling mill bearing, initially to the load cell works. From here the power goes on to the camp. If the screw is under load rotated, strong torsional forces occur even with good lubrication. This requires special measures for the usual load cells, but not for the load cells the invention.

Fig. 1 zeigt, daß der Zellenkörper nach Art der Zeichnung mit Hilfe von Bohrern und Fräsern sehr genau bearbeitet werden kann, die in jeder modernen Werkstatt zu finden sind. Die Bearbeitung des Werkstückes kann etwas vereinfacht werden, wenn man die Aussparung 5 bis zum Boden der Meßzelle durchführt, obwohl solch ein tiefes Loch nicht erforderlich ist und dort, wo größte Steifigkeit verlangt wird, sehr gut wegfallen kann. Ein weiterer und sehr praktischer Weg zum Herstellen einer derartigen Meßzelle besteht darin, daß man den Zellenkörper aus entsprechend elastischem Material gießt. Es zeigte sich, daß Beryllium-Kupfer-Guß und anschließende Warmbehandlung in diesem Falle ausgezeichnete Ergebnisse liefern und daß in manchen Fällen der wirtschaftliche Gewinn gegenüber einem voll bearbeiteten Teil beachtlich ist. Fig. 1 shows that the cell body in the manner of the drawing with the help can be machined very precisely by drills and milling cutters, which in every modern workshop can be found. The machining of the workpiece can be simplified somewhat if the recess 5 is carried out to the bottom of the measuring cell, although such a deep one Hole is not required and very much where the greatest rigidity is required can easily be omitted. Another and very practical way of making one The measuring cell consists in that the cell body is made of an appropriately elastic material pours. It was found that beryllium-copper casting and subsequent heat treatment in this case give excellent results and that in some cases the economic gain is considerable compared to a fully machined part.

Die in Fig. l und 3 gezeigte Anordnung der Kraftübertragungselemente symmetrisch um die Längsachse der Meßzelle ist, obwohl im allgemeinen anzustreben, doch nicht unbedingt notwendig. Bekanntlich ist die Addition und/oder Mittelwertbildung der von den einzelnen Elementen aufgenommenen Belastungen eine leichte Aufgabe, wenn man elektrische Meßmittel benutzt, wie etwa mit Widerstandsdraht arbeitende Dehnungsmeßstreifen. Weiterhin müssen auch bei symmetrischer Anordnung die Meßzellen nicht in einem einzigen Kreis liegen, um wirksam zu arbeiten. The arrangement of the force transmission elements shown in FIGS is symmetrical about the longitudinal axis of the measuring cell, although generally the aim is to but not absolutely necessary. As is well known, the addition and / or averaging the loads absorbed by the individual elements an easy task, when using electrical measuring devices, such as those working with resistance wire Strain gauges. Furthermore, even with a symmetrical arrangement, the measuring cells don't lie in a single circle to work effectively.

Im Beispiel nach Fig. 4 könnten die bei 19', 19' liegenden Meßzellen weiter auseinander angebracht werden als die bei 20', 20' liegenden Meßzellen und, falls gewünscht, trotzdem Symmetrie behalten. Man kann ebenfalls bei 29 eine Meßzelle beifügen. Diese Anordnung kann man entsprechend dem praktischen Bedarf beliebig ändern.In the example according to FIG. 4, the measuring cells located at 19 ', 19' could be placed further apart than the measuring cells at 20 ', 20' and, if desired, keep symmetry anyway. A measuring cell can also be found at 29 add. This arrangement can be made arbitrary according to practical needs change.

Die Kraftübertragungselemente wurde bisher in einer waagerechten Ebene liegend gezeigt. Dies ist nicht erforderlich, aber in den meisten Fällen am bequemsten. Die Elemente können, soweit zulässig, auch in verschiedenen horizontalen Ebenen liegen. The power transmission elements were previously in a horizontal Shown lying flat. This is not required, but in most cases it is am most convenient. The elements can, as far as permitted, also in different horizontal positions Levels lie.

Auch können sie, wenn sie am einen Ende entsprechend verankert sind, gegen die Längsachse der Zelle geneigt sein, entweder symmetrisch oder unsymmetrisch, je nachdem, wie die Bedingungen gestellt sind.If they are appropriately anchored at one end, they can also be inclined to the longitudinal axis of the cell, either symmetrical or asymmetrical, depending on how the conditions are set.

In Fig. 3 erkennt man, daß die Meßzellen 19 mit Endplatten 23 und 24 ausgerüstet sind, auf denen die Meßstreifen sitzen, wobei diese Endplatten im Durchmesser größer sind als die DvIeßzellen. Die Endplatten 23 und 24 können zusammen mit den dazwischenliegenden Meßzellen 19 aus einem Stück angefertigt sein. Die Kraftübertragungselemente können aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein, wobei die Endplatten 23 und 24, falls erforderlich, auch aus anderem Material als die Teilel9 bestehen können. In Fig. 3 it can be seen that the measuring cells 19 with end plates 23 and 24 are equipped on which the measuring strips sit, these end plates in Diameters are larger than the measuring cells. The end plates 23 and 24 can be used together be made in one piece with the measuring cells 19 in between. The power transmission elements can be composed of several parts, whereby the end plates 23 and 24, if necessary, can also consist of a different material than the part 9.

Durch die Endplatten 23 und 24 wird die Genauigkeit der Meßeinrichtung sichergestellt, denn infolge des sogenannten Poisson-Effektes (Quer-Kontraktion) versuchen die Elemente 19 sich bei einer Längsbelastung in- Querrichtung auszudehnen. Bei zusammengesetzter Bauweise wie in Fig. 3 kann der Poisson-Effekt leicht eine unelastische Nachgiebigkeit verursachen, da eine Gleitbewegung zwischen den Kraftmeßelementen und dem oberen und unteren Block der Kraftmeßzelle eintreten kann. Macht man die Endplatten 23 und 24 im Querschnitt größer als die Meßzellen 19, dann verringert sich diese Möglichkeit wesentlich, selbst wenn glatte Berührungsflächen zwischen den zusammengesetzten Teilen 19, 23, 24 einerseits und den Blöcken 17 und 18 der Meßzelle vorhanden sind. The end plates 23 and 24 increase the accuracy of the measuring device ensured, because due to the so-called Poisson effect (transverse contraction) the elements 19 try to expand in the transverse direction in the event of a longitudinal load. With a composite construction as in Fig. 3, the Poisson effect can easily be a cause inelastic compliance, there a sliding movement between the force measuring elements and the upper and lower block of the load cell can enter. Do you do that End plates 23 and 24 larger in cross section than the measuring cells 19, then reduced This possibility is essential, even if there are smooth contact surfaces between the assembled parts 19, 23, 24 on the one hand and the blocks 17 and 18 of the Measuring cell are available.

Lötet, schweißt oder kittet man in anderer Weise die Teile 23 und 24 an den Blöcken 17 und 18 fest, so ist wegen der großen Berührungsfläche (im Verhältnis zum Querschnitt der Meßelemente) nur eine geringe Schubspannung erforderlich, um ein Rutschen völlig zu vermeiden. The parts 23 and are soldered, welded or cemented in some other way 24 is fixed to blocks 17 and 18, because of the large contact area (in relation to to the Cross-section of the measuring elements) only a low shear stress is required to achieve a Avoid slipping completely.

Die Form der Endplatten 23 und 24 ist in Fig. 3 kreisförmig gezeigt, da man sie dann bequem auf einer Drehbank drehen kann. Sie können jedoch auch eine andere Form haben. The shape of the end plates 23 and 24 is shown circular in Fig. 3, because you can then easily turn them on a lathe. However, you can also use a have a different shape.

Die Lastmeßmittel der Meßzellen 19 in Fig. 3 können ebenfalls eine andere, einfachere Form bezüglich der Ebene quer zur Längsachse haben. Es kann ein einfacher, leicht auf der Drehbank herstellbarer Kreisquerschnitt vorteilhaft sein. Abb. 5 zeigt eine Meßzelle, die in der Ebene senkrecht zur Längsachse 25 Rechteckquerschnitt hat mit ebenfalls rechteckförmigen Teilen 26 und 27. Das dazwischenliegende Kraftübertragungsglied 28 ist für die Spannungskonzentration am zweckmäßigsten an der längeren Senkrechtfläche gekrümmt, obwohl, wenn erforderlich, die Krümmung auch an allen anderen Senkrechtflächen vorhanden sein kann. The load measuring means of the measuring cells 19 in FIG. 3 can also be one have another, simpler shape with respect to the plane transverse to the longitudinal axis. It can be a simple, easily producible on the lathe circular cross-section be advantageous. Fig. 5 shows a measuring cell, the 25 rectangular cross-section in the plane perpendicular to the longitudinal axis has also rectangular parts 26 and 27. The intermediate force transmission member 28 is most appropriate for the concentration of stress on the longer vertical surface curved, although, if necessary, the curvature on all other perpendicular surfaces as well may be present.

Eine solche Meßzelle hat den Vorteil, daß sie sehr hohe Schubkräfte in der einen Richtung aufnehmen kann, während sie an der Dehnungsmeßstelle einen verhältnismäßig kleinen Querschnitt aufweist und somit eine hohe Anzeigeempfindlichkeit für die aufgebrachte Last besitzt und andererseits auch über eine verhältnismäßig große Fläche zum Anbringen der Dehnungsmeßstreifen 30 verfügt. Um nun die Anzeigeempfindlichkeit der in Fig. 3 gezeigten Anordnung zu erhöhen, ohne zugleich ihre hohe Festigkeit gegenüber Quer- und Torsionskräften und die günstigen Meßflächen zu verlieren, müßte man die Meßzellen an den Stellen 19', 19' in Fig. 4 zweckmäßigerweise durch Meßzellen der Abb. 5 ersetzen, während die Elemente an den Stellen 20', 20' durch solche der Fig. 5 ersetzt werden müßten, jedoch um 900 um die Hochachse gedreht. Auf diese Weise würde die in Fig. 3 gezeigte Einrichtung eine große Festigkeit gegen Scherbeanspruchungen in allen Horizontalrichtungen und eine große Festigkeit gegen Torsion um die Längsachse aufweisen, während gleichzeitig das Kraftiibertragungselement 28 bei einer gegebenen Axialbelastung für höhere Spannungen dimensioniert werden kann, als es bei der Rechteckmeßzelle 19 der Fig. 3 der Fall ist, während es trotzdem bequeme Flächen zum Anbringen der Dehnungsmeßstreifen aufweist. Such a measuring cell has the advantage that it has very high thrust forces can record in one direction, while at the strain gauge one has a relatively small cross-section and thus a high display sensitivity for the load applied and, on the other hand, a proportionate large area for attaching the strain gauges 30 has. Now to the display sensitivity to increase the arrangement shown in Fig. 3 without at the same time their high strength to lose against transverse and torsional forces and the favorable measuring surfaces, would have to the measuring cells at points 19 ', 19' in FIG. 4 are expediently replaced by measuring cells of Fig. 5, while the elements at points 20 ', 20' by those of Fig. 5 would have to be replaced, but rotated by 900 about the vertical axis. To this Thus, the device shown in Fig. 3 would have great strength against shear stresses in all horizontal directions and great resistance to torsion around the longitudinal axis have, while at the same time the power transmission element 28 at a given Axial load can be dimensioned for higher voltages than is the case with the rectangular measuring cell 19 of Fig. 3 is the case, while there are still convenient surfaces for attaching the Has strain gauges.

PATENTANSPROCHE: 1. Lastmeßeinrichtung mit Übertragung der zu messenden Last in Richtung der Längsachse eines Meßgliedes aus elastischem Material und Messung von durch die Last erzeugter Dehnungen mittels Dehnmeßeinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der sich in axialer Richtung erstreckenden Oberfläche des Meßgliedes, im Längsschnitt betrachtet, als konkave Kurve ausgebildet ist und daß an dieser bzw. diesen gekrümmten Oberflächen Dehnmeßeinrichtungen angebracht sind. PATENT CLAIMS: 1. Load measuring device with transmission of the to be measured Load in the direction of the longitudinal axis of a measuring element made of elastic material and measurement of strains generated by the load by means of strain measuring devices, characterized in that that at least part of the axially extending surface of the Measuring element, viewed in longitudinal section, is designed as a concave curve and that strain gauges are attached to this or these curved surfaces.

Claims

2. Load measuring device according to claim 1, characterized by partially circular shape formation of the concave curve or curves of the measuring element.

3. Load measuring device according to claim 2, characterized by complete semicircular design of the concave curve or curves of the measuring element, wherein the top and bottom of each curve tangent to the one perpendicular to the axis of the measuring element extending plane.

4. Load measuring device according to claim 1 to 3, characterized in that that at least two of these load-transmitting measuring members are arranged laterally to one another and form the connection between a force transducer and a base plate.

5. Load measuring device according to claim 1 to 4, characterized in that that each measuring element has upper and lower flanges which extend transversely to the axis in Continuing to extend to concave surfaces of the measuring member, these flanges occupy a large area of the force transducer and the base plate.

6. Load measuring device according to claim 1 to 5, characterized in that that the force transducer and base plate at least in the area in which they directly adjoin the block, made of a material with a higher modulus of elasticity as the block exist.

7. Load measuring device according to claim 1 to 6, characterized in that that the force transducer and base plate are made of tungsten carbide at the point which they adjoin the measuring element, and the latter made of a material with a lower Young's modulus exists as that of tungsten carbide.

8. Load measuring device according to claim 1 to 7, characterized in that that at least two of the measuring members by means of the upper and lower flanges have a fixed connection with the base plate and with the force transducer, whereby the transmitted shear forces are absorbed.

9. Load measuring device according to claims 1 to 8, characterized in that that the height of each measuring element in the axial direction is less than at least one of its transverse diameters to this axial direction.

10. Load measuring device according to claim 1 to 9, characterized by additional movement-sensitive means (12, 13, 14), which are preferably on the force transducer and attached to the base plate for measuring the applied load resulting relative axial movement between them, these being load sensitive Means have a dependence on the applied load, which is greater than the load dependence of the stretch-sensitive means (4), the two being sensitive Means together a simultaneous measurement of the attacking load in a wide area Make sensitivity range possible.

11. Load measuring device according to claim 1 to 10, characterized in that that as strain gauges generally cemented electrical resistance strain gauges be used.