DE102005033527B4 - Vorrichtung zur Erfassung von Kräften und/oder Momenten - Google Patents

Vorrichtung zur Erfassung von Kräften und/oder Momenten Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur Erfassung von Kräften und/oder Momenten mit einer Krafteinleitungsplatte (1), einem mit Dehnungsmessstreifen versehenen Kraftaufnehmer (4, 5) und mit einer Kraftausleitungsstruktur (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (1) gegen wenigstens zwei Balken (8, 9) des Kraftaufnehmers anliegt, wobei die Längsrichtung der Balken sich quer zu der Richtung der eingeleiteten Kraftkomponente erstreckt und der zweite Balken (9) mit Abstand parallel zum ersten Balken (8) ausgerichtet ist, beiderseits der Anlagestelle der Platte am ersten Balken (8) je ein Dehnungsmessstreifen (62, 64; 72, 74; 82, 84) auf dem Balken angebracht ist, wobei ferner die Fläche der Dehnungsmessstreifen sich parallel zur Richtung der Kraftkomponente erstreckt, und wobei der zweite Balken ein zweites Paar von Dehnungsmessstreifen aufweist, dessen Lage derjenigen des ersten Paares von Dehnungsmessstreifen am ersten Balken entspricht, und wobei der erste sowie der zweite Balken an ihren gegenüberliegenden Enden mit einem Kraftausleitungsrahmen (10) der Kraftausleitungsstruktur verbunden sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von Kräften und/oder Momenten mit einer Krafteinleitungsplatte, einem mit Dehnungsmessstreifen versehenen Kraftaufnehmer und mit einer Kraftausleitungsstruktur.
  • In dem Dokument DE 102 47 972 B3 ist eine Vorrichtung zur Erfassung von Kräften und/oder Momenten mit mindestens einem Mehrkomponenten-Aufnehmer beschrieben, bei welchem sich zwischen zwei Krafteinleitungsflanschen ein sich in Richtung der Aufnehmer-Längsachse erstreckender Verformungssteg ausgebildet ist, der an seinen Außenflächen Dehnungsmessstreifen trägt. Durch ein Biegegelenk, das zwischen einem der beiden Krafteinleitungsflansche und einem Anschlussflansch vorgesehen ist und dessen Gelenkachse sich rechtwinklig zur Ebene des Verformungssteges erstreckt, soll der Einfluss von Biegemomenten um eine senkrecht zur Ebene des Verformungssteges verlaufende Biegeachse in ihrem störenden Einfluss auf das Messergebnis ausgeschlossen werden.
  • Diese Vorrichtung ist zunächst darin nachteilig, dass mit ihr die Aufnahme einer einzigen Kraftkomponente nicht möglich ist, weil auf den Verformungssteg die beiden in seiner Ebene liegenden Kraftkomponenten erfasst werden. Soll auch diejenige Kraftkomponente der eingeleiteten Kraft erfasst werden, die auf der Ebene des Verformungssteges senkrecht steht, sind bei der bekannten Vorrichtung zwei weitere Verbiegungsstege zwischen dem Krafteinleitungsflansch und dem Anschlussflansch derart vorgesehen, dass die Flächen aller drei Verformungsstege einen wechselseitigen Winkel von etwa 120° zueinander bilden und auf einer gemeinsamen Kreisperipherie liegen. Zur Bestimmung der einzelnen, sich in den Richtungen eines Orthogonalsystems erstreckenden Kraftkomponenten der eingeleiteten Kraft ist daher ein besonderes Korrektur- oder Anpassungsprogramm in der Auswerteschaltung der von den einzelnen Dehnungsmessstreifen erhaltenen Signale erforderlich.
  • Aus der Schrift DE 42 33 774 A1 ist ein Mehrkomponenten-Aufnehmer für mechanische Messgrößen bekannt, bei welchem zwischen einer Krafteinleitungsplatte und einer Kraftausleitungsplatte mehrere axiale hohle und parallele Säulen als Verformungskörper angeordnet sind, an deren Innenfläche Dehnungsmessstreifen appliziert sind. Das Anbringen der Dehnungsmessstreifen ist kompliziert und aufwendig, so dass der Einsatz dieses Aufnehmers für viele Anwendungsfälle nicht in Betracht kommen kann.
  • Aus der US 4 762 006 A ist eine Kraftmessvorrichtung bekannt, die aus einem kreuzförmigen Kraftaufnehmer besteht. Die Längs- und Querbalken sind mit ihren gegenüberliegenden Endabschnitten mit einer Struktur zur Ausleitung der zu messenden Kräfte verbunden und sind mit Dehnungsmessstreifen versehen. Die Kräfte werden über einen weiteren Körper in den Kreuzungspunkt der beiden Balken eingeleitet, wobei die Flächen der Dehnungsmessstreifen quer zur jeweils zu detektierenden Kraftkomponente ausgerichtet sind.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung derart zu verbessern, dass sie universell für ein breites Spektrum von Anwendungsfällen verwendbar und kostengünstig herstellbar ist.
  • Die Lösung ist durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gegeben, bei der eine Platte gegen wenigstens einen Balken des Kraftaufnehmers anliegt, wobei die Längsrichtung des Balkens sich quer zu der Richtung der eingeleiteten Kraftkomponente erstreckt, beiderseits der Anlagestelle der Platte am Balken je ein Dehnungsmessstreifen auf dem Balken angebracht ist, wobei ferner die Fläche der Dehnungsmessstreifen sich parallel zur Richtung der Kraftkomponente erstreckt, und der Balken an seinen gegenüberliegenden Enden mit einem Kraftausleitungsrahmen der Kraftausleitungsstruktur verbunden ist. Die Erfindung ist von relativ einfachem und kostengünstigen Aufbau und ermöglicht aufgrund der Anordnung des Paares von Dehnungsmessstreifen eine Minimierung von störenden Einflussgrößen auf die Kraftmessung. Mit der Erfindung ist eine Messgenauigkeit im Bereich von etwa 0,1% bis etwa 0,5% der eingeleiteten Kraft bezogen auf den Messbereich erreichbar.
  • Die Platte lehnt gegen einen zweiten, an dem Kraftausleitungsrahmen befestigten Balken des Kraftaufnehmers an, wobei sich der zweite Balken mit Abstand parallel zum ersten Balken erstreckt und ein zweites Paar von Dehnungsmessstreifen aufweist, dessen Lage derjenigen des ersten Paares von Dehnungsmessstreifen am ersten Balken entspricht. Dadurch wird eine definierte Anlage der Platte am Kraftaufnehmer geschaffen und durch geeignete Auswertung der Ausgangssignale aus den zwei Paaren von Dehnungsmessstreifen der Einfluss von Störgrößen weiter unterdrückt. Zweckmäßig liegt die Platte an dem zweiten Balken symmetrisch zu einer sich mittig zwischen den Balken erstreckenden Mittelebene an. Wenn in Weiterbildung der Erfindung der erste und gegebenenfalls der zweite Balken quer zur Verbindungslinie der Dehnungsmessstreifen eines Paares einen rechteckigen Querschnitt aufweist, empfiehlt es sich, dass zur Aufnahme zweier rechtwinklig zueinander in einer die Mittelebene schneidenden Ebene liegenden Kraftkomponenten die Platte an einer Seitenfläche des Balkenquerschnittes und an einer angrenzenden zweiten Seitenfläche des Balkenquerschnitts anliegt, wobei an beiden Querschnitts-Seitenflächen des oder der Balken ein drittes und gegebenenfalls ein viertes Paar von Dehnungsmessstreifen angebracht sind. Damit gestattet diese Ausführungsform der Erfindung die Erfassung zweier senkrechter Komponenten der eingeleiteten Kraft mit ein und demselben Balken.
  • Zur Erfassung schließlich der drei sich in den Richtungen eines X-, Y- und Z-Orthogonalsystems erstreckenden Komponenten der in die Platte eingeleiteten Kraft sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass der oder die Balken mittig je einen sich beiderseits des oder der Balken erstreckenden Querbalken aufweist, an welchem die Platte anliegt, wobei an dem sich senkrecht zum Balken erstreckenden Querbalken mittig zum Balken ein fünftes oder gegebenenfalls ein sechstes Paar von Dehnungsmessstreifen angebracht sind. Da die Paare von Dehnungsmessstreifen voneinander unabhängig sind, ist das „Übersprechen" von Ausgangssignalen aus einem Paar von Dehnungsmessstreifen auf ein anderes Paar besonders klein. Es erweist sich ferner als vorteilhaft, wenn der Balken mit dem zugehörigen Querbalken die Form eines aufrechten Kreuzes haben, von dem der Balken eine größere Länge aufweisen kann als der Querbalken.
  • Weitere bevorzugte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine schematische perspektivische Darstellung der Erfindung;
  • 2 eine perspektivische Darstellung einer Ansicht von unten eines Teiles der Vorrichtung aus 1;
  • 3 eine teilweise geschnittene Stirnansicht der Vorrichtung aus 1 mit geänderter Platte;
  • 4 eine Querschnittsdarstellung des Querbalkens längs der Linie A-B aus 3 und
  • 5 eine der 3 ähnliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform.
  • Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung weist eine massive und starre Krafteinleitungsplatte 1 auf, die durch gegenüberliegende, gleichartige Ausschnitte 2, 3 in den Stirnseiten in Draufsicht die Form eines H besitzt. Die Vorrichtung umfasst weiterhin zwei gleichartige Kraftaufnehmer 4, 5, von jeweiliger Kreuzform, auf deren Querbalken 6, 7 die Platte 1 ruht. Zu dem Kreuz jedes Kraftaufnehmers 4, 5 gehört ein mit dem jeweiligen Querbalken 6, 7 einteiliger Balken 8, 9, der mit dem Querbalken 6, 7 einen rechten Winkel einschließt und an gegenüberliegenden Endabschnitten mit den Schenkeln 11, 12 und 13, 14 eines Kraftausleitungsrahmens 10 verschraubt ist. Der jeweilige plattenseitige Abschnitt 41, 51 des Balkens 8, 9 erstreckt sich durch die Ausschnitte 2, 3 in der Platte 1.
  • Die Platte 1 weist an ihrer dem Aufnehmer 4 benachbarten Stirnseite zwei, den Ausschnitt 2 seitlich begrenzende Arme 21, 22 und an der seitlichen Begrenzung des Ausschnittes 3 zwei weitere Arme 23, 24 auf. An der dem jeweiligen Querbalken 6, 7 zugewandten Unterseite der Arme 21, 22, 23, 24 sind Anlageflächen zur Kraftübertragung von der Platte 1 auf den Balken 4, 5 ausgebildet, die zwecks besserer Erkennbarkeit anhand der Arme 23 und 24 und 2 erläutert werden. Vom Arm 23 steht nach unten längs seiner Außenseite 25 eine Rippe 26 nach unten vor, deren plane Innenfläche der Übertragung einer in X-Richtung gerichteten Kraftkomponente auf den Querbalken 7 dient. Der Arm 23 weist ferner eine plane einer relativ zur Rippe 26 einwärts versetzte Bodenfläche 27 auf, die zur Übertragung einer Z-Richtung weisenden Kraftkomponente auf den Querbalken 7 dient. Die Bodenfläche 27 ist ferner von einer weiteren, planen, sich rechtwinklig zur Innenfläche der Rippe 26 erstreckenden Anlagefläche 28 begrenzt, die zur Übertragung einer Kraftkomponente in Y-Richtung auf den Querbalken 7 dient. Wie in 2 separat eingetragen, spannen die X-, Y- und Z-Richtungen das übliche Dreibein eines Orthogonalsystems auf. Entsprechend sind an der Unterseite des dem Arm 23 gegenüberliegenden Armes 24 Anlageflächen 29, 30, 31 ausgebildet, die rechtwinklig zueinander liegen und zur Übertragung von Kraftkomponenten in Y-, X- und Z-Richtung auf die bezüglich des Balkens 9 gegenüberliegende Oberseite des Querbalkens 7 dienen.
  • Entsprechende Anlageflächen sind an den endseitigen Unterseiten der Arme 21 und 22 ausgebildet. Zu erkennen ist in 2 eine Bodenfläche 32 am Arm 21 als Anlagefläche für die Übertragung einer Z-Komponente der auf die Platte 1 eingeleiteten Kraft auf die Oberseite des Querbalkens 6. Der Arm 22 besitzt eine Bodenfläche 33 ebenfalls für die Übertragung der Z-Komponente der eingeleiteten Kraft auf die bezüglich des Balkens 8 gegenüberliegende Oberseite des Querbalkens 6. Wenn die Platte 1 auf den Querbalken 6 und 7 ruht, liegen die Bodenflächen 27, 31, 32, 33 beziehentlich auf den endseitigen oberen planen vier Flächen der Querbalken 6, 7 formschlüssig auf. Gleichzeitig liegen die Innenfläche der Rippe 26 sowie die Fläche 30 und die entsprechenden gleich liegenden Flächen an den Armen 21 und 22 beziehentlich am oberen Abschnitt der planen Stirnflächen der Querbalken 6 und 7 formschlüssig an, von denen in 1 die Flächen mit 34, 35 bezeichnet sind. Schließlich liegen die Flächen 28, 29 und die zugehörigen Flächen an den Armen 21 und 22 an den oberen Abschnitten der aufeinander zuweisenden Seitenflächen der Querbalken 6, 7 an, von denen eine mit 36 bezeichnet ist. Wie man im Übrigen aus 1 und 2 erkennt, erstrecken sich die Anlageflächen 27, 31, 32, 33 nicht über die gesamte Länge der zugehörigen Hälfte des Querbalkens 6, 7, sondern liegen nur auf deren Endbereichen auf.
  • Auf den Balken 8, 9 und den Querbalken 6, 7 des Kraftaufnehmers sind mehrere Paare von Dehnungsmessstreifen aufgebracht, die anhand des Balkens 8 und des Querbalkens 6 näher beschrieben werden. Die Dehnungsmessstreifen sind auf dem Balken 9 und dem Querbalken 7 symmetrisch zu einer auf einer gedachten Verbindungslinie der Balken senkrecht stehenden Mittelebene angebracht und werden daher nicht gesondert erläutert.
  • Auf der von der Platte 1 wegweisenden Vorderfläche 61 des Querbalkens 6 sind symmetrisch zur Mittellinie des Balkens 8 zwei Dehnungsmessstreifen in jeweiligen koaxial aufeinander zu gerichteten Blindbohrungen 63, 63a und 65, 65a auf je einer Seite je eines Quersteges 66, 67 mittig innerhalb der Blindbohrungen 63, 65 appliziert. Man kann die beiden Dehnungsmessstreifen 62, 64 auch so in den Doppelblindbohrungen anbringen, dass einer derselben am Quersteg 66 in der Blindbohrung 63 und der andere am Quersteg 67 in der Blindbohrung 65a, bezüglich des Dehnungsmessstreifens 62 also diagonal angeordnet ist. Die Fläche der Dehnungsmessstreifen 62, 64 erstreckt sich gemäß 3 und 4 parallel zur X-Richtung der Kraftkomponente. Weiterhin besteht die Möglichkeit, beiderseits des Quersteges 66 je einen Dehnungsmessstreifen und beiderseits der Querstegs 67 je einen Dehnungsmessstreifen vorzusehen, also insgesamt zwei Paare von Dehnungsmessstreifen vorhanden sind, die der Erfassung der x Komponente der Kraft dienen. Die Querschnitte der Doppelblindbohrungen sowie die Stärke der Querstege können entsprechend der gewünschten Messempfindlichkeit gewählt werden. Die Lage der Doppelblindbohrungen längs des Querbalkens bestimmt sich danach, dass der Einfluss der von der Platte 1 ausgehenden Druckkräfte auf die Dehnungsmessstreifen möglichst klein ist, damit mit letzteren die bei Belastung der Platte 1 im Querbalken auftretenden Schubspannungen möglichst störungsfrei gemessen werden können.
  • An der von der Platte 1 wegweisenden Stirnseite 41, 42 des Balkens 8 sind zwei weitere Dehnungsmessstreifen 72, 74 symmetrisch zur Mittellinie des Querbalkens 6 vorgesehen, die entsprechend der Darstellung in 4 konstruktiv ausgeführt sind, und deren Flächen sich parallel zur X-Komponente der eingeleiteten Kraft erstrecken.
  • Der Balken 8 hat im dargestellten Ausführungsbeispiel rechteckigen, gegebenenfalls sogar quadratischen Querschnitt quer zu seiner Längsachse. Daher sind an der an die Seitenfläche 41, 42 angrenzende Seitenfläche 44, 45 ein drittes Paar von Dehnungsmessstreifen 82, 84 nach Art von 4 symmetrisch zum Querbalken 6 angebracht, deren Fläche sich parallel zur Y-Komponente der eingeleiteten Kraft erstreckt. Nicht dargestellt sind elektrische Verbindungsleitungen von den einzelnen Dehnungsmessstreifen zu einer ebenfalls nicht dargestellten Auswerteschaltung für die von den einzelnen Dehnungsmessstreifen abgegebenen elektrischen Signale.
  • Mithin ist an dem Querbalken 6 ein erstes Paar von Dehnungsmessstreifen 62, 64 zur Erfassung von Verformungen durch eine Z-Komponente der eingeleiteten Kraft vorgesehen, die über die Anlageflächen 32, 33 auf den Querbalken übertragen werden. Ferner ist am Balken 8 ein zweites Paar von Dehnungsmessstreifen 62, 64 vorhanden, welches die Verformung erfasst, die durch die X-Komponente der eingeleiteten Kraft über die Anlagefläche 30 auf den Querbalken übertragen wird. Schließlich ist am Balken 8 rechtwinklig zum zweiten Paar von Dehnungsmessstreifen ein drittes Paar von Dehnungsmessstreifen 82, 84 vorgesehen, welches die über die Anlagenflächen 28, 29 auf den Querbalken 6 übertragenen Y-Komponenten der eingeleiteten Kraft erfasst. Entsprechend sind am Balken 9 und Querbalken 7 ein viertes, fünftes und sechstes Paar von Dehnungsmessstreifen an den entsprechenden Positionen vorgesehen. Wie im Zusammenhang mit 4 erläutert können der Erfassung der Kraftkomponenten auch 12 Paare von Dehungsmessstreifen dienen.
  • Die von den Balken 8 und 9 sowie den Querbalken 6 und 7 erfassten Kraftkomponenten werden über weitere Anlageflächen an den Schenkeln 11, 12, 13, 14 sowie an den gegenüberliegenden Enden der Balken 8, 9 auf den Kraftausleitungsrahmen 10 übertragen.
  • Zur Verbesserung der Stabilität der Konstruktion ist die Platte 1 auf den Querbalken 6 und 7 wie dargestellt verschraubt, wofür der Querbalken 6 (und entsprechend der Querbalken 7) Durchgangsbohrungen 91, 92 aufweist. Die Balken 8 und 9 sind mit den Schenkeln 11, 12, 13, 14 ebenfalls verschraubt gemäß 1 und 3.
  • Wie dargestellt, sind an der Platte 1 insgesamt 4 × 3 = 12 Anlageflächen zur Übertragung der Kraftkomponenten von der Platte auf die Balken und Querbalken des Kraftaufnehmers vorgesehen. Diese Anlageflächen wirken mit entsprechend angeordneten Anlageflächen am Kraftaufnehmer Kraftkomponenten übertragend zusammen. In einfacheren Anwendungsfällen kann es genügen, wenn nur die Hälfte der Anlageflächen vorgesehen sind, so dass die Anlageflächen beispielsweise an den Armen 22 und 24 entfallen können. 3 zeigt diese Ausführungsform der Erfindung, bei der die Anlageflächen nur an den Armen 21 und 23 ausgebildet sind.
  • Die einzuleitende Kraft kann auf die Oberseite 15 der Platte 1 beispielsweise mittels einer Kugel aufgebracht werden, die an einem nicht dargestellten Prüfling befestigt ist. Diejenige Stelle, an der die zu erfassende Kraft auf die Oberseite 15 aufgebracht wird, ist keinen räumlichen Beschränkungen unterworfen. Für den Fall, dass der Ausschnitt 16 zwischen den Schenkeln 11 und 12 in der Oberseite des Kraftausleitungsrahmens 10 nicht ausreichen sollte, besteht für die Ausführung der Erfindung kein Hinderungsgrund, die Platte 1 entsprechend höher anzuordnen und in der Oberseite 15 soweit auszudehnen, dass diese die Schenkel 11 und 12 seitlich überragt.
  • Die vorstehend beschriebene Ausführungsform der Erfindung weist Anlageflächen an der Platte 1 sowie an dem Kraftaufnehmer 4, 5 auf, um über den jeweiligen Formenschluss die Kraftkomponente der eingeleiteten Kraft auf den Kraftaufnehmer zu übertragen. Diese Übertragung kann jedoch auch im Kraftschluss zwischen der Platte 1 und dem Kraftaufnehmer 4, 5 erfolgen, in dem beispielsweise eine der Anlageflächen je zweier zusammenwirkender Flächen ballig ausgeführt ist.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Messempfindlichkeit für die einzelnen Kraftkomponenten je nach der Geometrie der Doppelblindbohrungen und der Querstege unterschiedlich gewählt werden kann.
  • Die Erfindung eignet sich für Belastungen bis in den Tonnen-Bereich, wobei durch die erwähnten Gestaltungsmöglichkeiten die Empfindlichkeiten bzw. Steifigkeiten an die Erfordernisse angepasst werden können, beispielsweise in Z-Richtung 5 t, in X- und Y-Richtung 1 t. Durch die besondere Form des Aufnehmers wird das Übersprechen der Kraftkomponenten und der Schubspannungen aus den benachbarten Aufnehmern minimiert. Das bedeutet, dass bei Belastung zum Beispiel in Z-Richtung die Erfassung der X-Komponente bzw. Y-Komponente nur geringfügig beeinflusst wird Die nicht angesprochenen Messstellen werden zwar auch belastet und auch verformt, durch die besondere Geometrie des Aufnehmers und die Anordnung der Dehnungsmessstreifen zur Schubspannungsmessung wird an diesen Messstellen jedoch nur eine geringe Signaländerung erzeugt. Insgesamt erfassen die Dehnungsmessstreifen die bei Belastung auftretenden Schubverformungen.
  • Der Rahmen 10 kann entweder aufrecht, wie 1 und 3 zeigen, oder liegend in eine nicht dargestellte Apparatur eingebaut werden, wie die Füße 93, 94 einerseits und 95, 96 andererseits verdeutlichen.
  • 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der mit den vorangegangenen Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die dargestellte Vorrichtung ist gegenüber derjenigen gemäß vorstehender Beschreibung um die Möglichkeit erweitert, auch solche Kraftkomponenten auf den Querbalken 6 (und 7) zu erfassen, die von einer Zugbelastung der Platte 101 ausgehen. Dazu sind an die Platte 101 zusätzlich zwei Paare von unteren Anlageflächen angeformt, von denen die unteren Anlageflächen 127 und 131 für die äußeren Endbereiche der Unterseite 130 des Querbalkens 6 in 5 zu erkennen sind. Das zweite Paar von unteren Anlageflächen unterfasst die Unterseite des Querbalkens 7 an den entsprechenden Positionen. Die unteren Anlageflächen sind Endflächen zweier benachbarter Arme 123 und 124 eines Unterteils 125 der Platte 101. Auf die nicht dargestellte Oberseite der Platte 101 kann ein Zuganker aufgeschweißt sein, mit welchem eine Zugkraft auf die Platte 101 ausgeübt werden kann.
  • Im Übrigen gleicht die Ausführungsform der Erfindung nach 5 derjenigen, die im Zusammenhang mit 1 bis 4 beschrieben wurde.

Claims (15)

  1. Vorrichtung zur Erfassung von Kräften und/oder Momenten mit einer Krafteinleitungsplatte (1), einem mit Dehnungsmessstreifen versehenen Kraftaufnehmer (4, 5) und mit einer Kraftausleitungsstruktur (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (1) gegen wenigstens zwei Balken (8, 9) des Kraftaufnehmers anliegt, wobei die Längsrichtung der Balken sich quer zu der Richtung der eingeleiteten Kraftkomponente erstreckt und der zweite Balken (9) mit Abstand parallel zum ersten Balken (8) ausgerichtet ist, beiderseits der Anlagestelle der Platte am ersten Balken (8) je ein Dehnungsmessstreifen (62, 64; 72, 74; 82, 84) auf dem Balken angebracht ist, wobei ferner die Fläche der Dehnungsmessstreifen sich parallel zur Richtung der Kraftkomponente erstreckt, und wobei der zweite Balken ein zweites Paar von Dehnungsmessstreifen aufweist, dessen Lage derjenigen des ersten Paares von Dehnungsmessstreifen am ersten Balken entspricht, und wobei der erste sowie der zweite Balken an ihren gegenüberliegenden Enden mit einem Kraftausleitungsrahmen (10) der Kraftausleitungsstruktur verbunden sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte an dem zweiten Balken symmetrisch zu einer sich mittig zwischen den Balken erstreckenden Mittelebene anliegt.
  3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und gegebenenfalls der zweite Balken quer zur Verbindungslinie der Dehnungsmessstreifen eines Paares einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme zweier rechtwinkelig zueinander in einer die Mittelebene schneidenden Ebene liegenden Kraftkomponenten die Platte an einer Seitenfläche (41, 42) des Balkenquerschnitts und an einer angrenzenden zweiten Seitenfläche (45) des Balkenquerschnitts anliegt, wobei an beiden Querschnitts-Seitenflächen des oder der Balken ein drittes und gegebenenfalls ein viertes Paar von Dehnungsmessstreifen angebracht sind.
  5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Balken mittig je einen sich beiderseits des oder der Balken erstreckenden Querbalken (6, 7) aufweist, an welchem die Platte anliegt, wobei an dem Querbalken mittig zum Balken (8, 9) ein fünftes oder gegebenenfalls ein sechstes Paar von Dehnungsmessstreifen angebracht sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung der Kraftkomponenten in einem Orthogonalsystem insgesamt zwölf Paare von Dehnungsmessstreifen vorgesehen sind.
  7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Dehnungsmessstreifen in einer Ausnehmung (63, 65) des zugehörigen Balkens und Querbalkens angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte im Formenschluss an dem oder den Balken oder Querbalken anliegt.
  9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte jeweils an Stellen, die bezüglich einer Verbindungslinie der Balken gegenüber liegen, an dem oder den Balken oder Querbalken kraftschlüssig oder formschlüssig anliegt.
  10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte mit dem oder den Balken und Querbalken verschraubt ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftausleitungsrahmen U-förmig gestaltet ist, an dessen Schenkelenden der oder die Balken kraft- oder formschlüssig befestigt sind.
  12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Balken (8, 9) mit dem zugehörigen Querbalken (6, 7) die Form eines aufrechten Kreuzes haben.
  13. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schenkeln (11, 12, 13, 14) des Rahmens (10) und anderen gegenüberliegenden Enden der Balken (8, 9) weitere paarweise zusammenwirkende Anlagefläche zur Ausleitung der Kraftkomponenten ausgebildet sind.
  14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seitenplatte des Rahmens (10) einen Ausschnitt (16) für das Einleiten der Kraft auf die Oberseite (15) der Platte (1) aufweist.
  15. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (101) zwei Paare von unteren Anlageflächen (127, 131) aufweist, die gegen die Unterseite (130) der Querbalken (6, 7) zur Erfassung einer Zugkraft auf die Platte (101) anliegen.
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DE10247972B3 (de) * 2002-10-15 2004-03-25 Gtm Gassmann Theiss Messtechnik Gmbh Vorrichtung zur Erfassung von Kräften und/oder Momenten mit mindestens einem Mehrkomponenten-Aufnehmer

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