DE102007017981A1

DE102007017981A1 - Load cell, has retainer with retaining regions in which strain gauge devices are arranged, and third retaining region connecting former retaining regions, where third region exhibits smaller width than widths of former retaining regions

Info

Publication number: DE102007017981A1
Application number: DE102007017981A
Authority: DE
Inventors: René Conzelmann
Original assignee: Bizerba SE and Co KG
Current assignee: Bizerba SE and Co KG
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2007-04-05
Publication date: 2008-10-09
Anticipated expiration: 2027-04-06
Also published as: DE102007017981B4

Abstract

The cell has a retainer arranged on a bending rod (12) for a pair of strain gauge devices. A metal cover (68) covers the retainer outwardly. The retainer has a pair of retaining regions in which the strain gauge devices are arranged. The retainer exhibits a third retaining region that connects the former retaining regions. The third retaining region exhibits a width that is smaller than the widths of the former retaining regions. A set of conductors are arranged in the third retaining region. An independent claim is also included for a method for production of a load cell.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftmesszelle, umfassend einen Biegestab, eine erste Dehnungsmessstreifeneinrichtung, eine zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung, mindestens eine Aufnahme für die erste Dehnungsmessstreifeneinrichtung und die zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung, welche an dem Biegestab angeordnet ist, und einen Metalldeckel, durch welchen die Aufnahme nach außen geschlossen ist.The The invention relates to a load cell comprising a bending rod, a first strain gauge device, a second strain gauge device, at least one receptacle for the first strain gauge device and the second strain gauge device attached to the flexure bar is arranged, and a metal lid through which the recording closed to the outside.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Kraftmesszelle.The The invention further relates to a method for producing a load cell.

Aus der DE 10 2004 047 508 53 ist ein Messgrößenaufnehmer mit einem Formungskörper bekannt, an dem mindestens ein Dehnungsmessstreifen appliziert ist. Der Dehnungsmessstreifen ist durch mindestens ein dünnes tiefgezogenes metallisches Blechteil gegen äußere Umgebungseinflüsse hermetisch abgedichtet. Das Blechteil ist aus einem hochfesten aushärtbaren korrosionsbeständigen Federstahl vom Maraging-Typ hergestellt.From the DE 10 2004 047 508 53 a Meßgrößenaufnehmer is known with a molding body to which at least one strain gauge is applied. The strain gauge is hermetically sealed by at least one thin deep-drawn metal sheet metal part against external environmental influences. The sheet metal part is made from a high-strength, maraging-type, hardenable, corrosion-resistant spring steel.

In dem Artikel "DMS-Wägezelle für Dreiteilungswaagen" von Horst Kraft in wägen + dosieren, 6/1988, Seiten 218–224 sind Wagezellen in DMS-Technik beschrieben, bei denen Dehnungsmessstreifen in einer nutenförmigen Aussparung eines Messkörpers angeordnet sind. Der Querschnitt des Messkörpers ist im Bereich der Dehnungsmessstreifen so gestaltet, dass die Dehnungsmessstreifen durch eine in einer biegeneutralen Zone des Biegekörpers liegende Folie hermetisch abdeckbar sind.In the article "Strain gauge load cell for three-part balances" by Horst Kraft in weighing + dosing, 6/1988, pages 218-224 Wage cells are described in DMS technology, in which strain gauges are arranged in a groove-shaped recess of a measuring body. The cross-section of the measuring body is designed in the region of the strain gauges so that the strain gauges are hermetically coverable by a film lying in a bending-neutral zone of the bending body.

Weitere Kraftmesszellen sind aus der DE 601 12 953 T2 , US 5,220,971 und der DE 42 08 368 bekannt.Further load cells are from the DE 601 12 953 T2 . US 5,220,971 and the DE 42 08 368 known.

Aus der DE 35 00 613 A1 ist eine piezoresistive Druckmesszelle bekannt.From the DE 35 00 613 A1 is a piezoresistive pressure cell known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftmesszelle der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche auf einfache Weise herstellbar ist und sich auch in schwierigen Umgebungen einsetzen lässt.Of the Invention is based on the object, a load cell of the above to provide said type, which can be produced in a simple manner and can be used even in difficult environments.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Kraftmesszelle erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die mindestens eine Aufnahme einen ersten Aufnahmebereich umfasst, in dem die erste Dehnungsmessstreifeneinrichtung angeordnet ist, dass die mindestens eine Aufnahme einen zweiten Aufnahmebereich umfasst, in welchem die zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung angeordnet ist, und dass die mindestens eine Aufnahme einen dritten Aufnahmebereich aufweist, welcher den ersten Aufnahmebereich und den zweiten Aufnahmebereich verbindet, wobei der dritte Aufnahmebereich eine Breite aufweist, welche kleiner ist als die Breite des ersten Aufnahmebereichs und kleiner ist als die Breite des zweiten Aufnahmebereichs.These The object is achieved according to the invention in the load cell mentioned above, that the at least one receptacle comprises a first receiving area, in which the first strain gauge device is arranged, that the at least one receptacle comprises a second receptacle area, in which the second strain gauge device is arranged is, and that the at least one recording has a third recording area comprising the first receiving area and the second receiving area, wherein the third receiving area has a width which is smaller is the width of the first recording area and is smaller than the width of the second recording area.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung sind der erste Aufnahmebereich und der zweite Aufnahmebereich durch einen stegartigen Bereich verbunden. In diesen lassen sich ein oder mehrere Leitungen beispielsweise in Form von Kabeln oder Folienbahnen einlegen, durch welche die zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung sich an eine Auswertungseinrichtung anschließen lässt.at the solution according to the invention are the first Recording area and the second recording area by a web-like Connected area. In these can be one or more lines for example, in the form of cables or film webs, by which the second strain gauge device is connected to an evaluation device connect.

Durch die Ausbildung der Aufnahme in Form einer flachen Hantel bzw. in Form eines flachen "Hundeknochens" lässt sich der Einfluss außermittiger Lasten auf den Metalldeckel gering halten. Der Metalldeckel, welcher an die Form der Aufnahme angepasst ist, ist torsionsfrei. Dadurch wird die Messung durch den Metalldeckel nicht beeinflusst und der Metalldeckel ist sicher an dem Biegestab fixiert.By the training of the recording in the form of a flat dumbbell or in Shape of a flat "dog bone" lets the influence Keep eccentric loads low on the metal lid. The metal lid, which is adapted to the shape of the receptacle, is torsion free. This will cause the measurement through the metal lid not affected and the metal lid is secure on the bending rod fixed.

Die Herstellung ist vereinfacht, da sich in den dritten Aufnahmebereich eine oder mehrere Leitungen auf einfache Weise einlegen lassen.The Production is simplified, as in the third receiving area insert one or more cables in a simple way.

Es kann vorgesehen sein, dass die erste Dehnungsmessstreifeneinrichtung einen oder zwei Dehnungsmessstreifen (ein Paar von Dehnungsmessstreifen) aufweist. Es ist auch möglich, dass die zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung einen oder zwei Dehnungsmessstreifen (ein Paar von Dehnungsmessstreifen) aufweist. Wenn der erste Aufnahmebereich einen einzigen Dehnungsmessstreifen aufnimmt und der zweite Aufnahmebereich einen einzigen Dehnungsmessstreifen aufnimmt, dann lassen sich diese beiden Dehnungsmessstreifen in einer Halbbrückenschaltung schalten. Es ist grundsätzlich auch möglich, eine Halbbrückenschaltung mit zwei weiteren Dehnungsmessstreifen auszubilden, die an einer anderen Aufnahme an dem Biegestab angeordnet sind. Zwei Halbbrücken lassen sich zu einer Vollbrücke schalten. Wenn der erste Aufnahmebereich ein Paar von Dehnungsmessstreifen aufnimmt und der zweite Aufnahmebereich ebenfalls ein Paar von Dehnungsmessstreifen aufweist, dann lassen sich diese vier Dehnungsmessstreifen in einer Brückenschaltung schalten. Es ist grundsätzlich auch möglich, dass eine Dehnungsmessstreifeneinrichtung mehr als zwei Dehnungsmessstreifen hat.It it can be provided that the first strain gauge device one or two strain gauges (a pair of strain gauges) having. It is also possible that the second strain gauge device one or two strain gauges (a pair of strain gauges) having. If the first pick-up area has a single strain gauge receives and the second receiving area a single strain gauge absorbs, then these two strain gauges in switch a half-bridge circuit. It is basically also possible, a half-bridge circuit with two form further strain gauges on another Recording are arranged on the bending rod. Two half bridges can be switched to a full bridge. If the first Receiving area receives a pair of strain gauges and the second receiving area also a pair of strain gauges has, then these four strain gauges in a bridge circuit turn. It is also possible in principle a strain gauge device more than two strain gauges Has.

Insbesondere sind die Breiten bezogen auf eine Richtung quer zu einer Verbindungsrichtung zwischen der ersten Dehnungsmessstreifeneinrichtung und der zweiten Dehnungsmessstreifeneinrichtung. Dadurch lässt sich eine torsionsfreie "Versiegelung" eines Aufnahmeraums der Aufnahme erreichen.Especially are the widths with respect to a direction transverse to a connecting direction between the first strain gauge device and the second strain gauge device. This allows a torsion-free "seal" of a To reach the recording room of the recording.

Insbesondere sind im dritten Aufnahmebereich eine oder mehrere Leitungen (beispielsweise in Form von Kabeln oder Folienbahnen) angeordnet. Durch den dritten Aufnahmebereich lässt sich ein Leitungsführungskanal bereitstellen. Dadurch ist die Herstellung der Kraftmesszelle vereinfacht. Der Leitungsführungskanal lässt sich durch den Metalldeckel auf einfache Weise hermetisch verschließen.Especially are in the third receiving area one or more lines (for example in the form of cables or film webs). By the third Receiving area can be a wiring channel provide. As a result, the production of the load cell is simplified. The cable trunking can be through the Close the metal lid hermetically in a simple way.

Insbesondere ist der dritte Aufnahmebereich stegförmig ausgebildet. Dadurch wird eine Torsionsfreiheit erreicht.Especially the third receiving area is bar-shaped. As a result, a Torsionsfreiheit is achieved.

Es ist vorteilhaft, wenn die Breite des dritten Aufnahmebereichs höchstens 35% der Breite des ersten Aufnahmebereichs und/oder des zweiten Aufnahmebereichs ist. Dadurch erhält man eine hohe Torsionsfreiheit an der oder den Aufnahmen für den Metalldeckel.It is advantageous if the width of the third receiving area at most 35% of the width of the first receiving area and / or the second Recording area is. This gives a high torsional freedom on the or the recordings for the metal lid.

Weiterhin ist es günstig, wenn die Breite des dritten Aufnahmebereichs kleiner ist als eine Breite der ersten Dehnungsmessstreifeneinrichtung und kleiner ist als eine Breite der zweiten Dehnungsmessstreifeneinrichtung.Farther It is favorable if the width of the third reception area smaller than a width of the first strain gauge device and smaller than a width of the second strain gauge device.

In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Breite des dritten Aufnahmebereichs höchstens 60% der Breite der ersten Dehnungsmessstreifeneinrichtung und/oder der Breite der zweiten Dehnungsmessstreifeneinrichtung beträgt.In In this context, it has proved to be advantageous if the Width of the third recording area is not more than 60% of the width the first strain gauge device and / or the width of the second strain gauge device.

Es kann ein vierter Aufnahmebereich vorgesehen sein, welcher zu einem Leitungskanal in dem ersten Biegestab führt. Über den vierten Aufnahmebereich lassen sich eine oder mehrere Leitungen von Dehnungsmessstreifen wegführen und zu einer Auswertungseinrichtung leiten.It a fourth receiving area can be provided which leads to a Conduit in the first bending bar leads. about the fourth receiving area can be one or more lines lead away from strain gauges and to an evaluation device conduct.

Es ist dann günstig, wenn der vierte Aufnahmebereich zu einem Leitungskanal führt. Über den Leitungskanal lassen sich dann Leitungen wegführen. Der Leitungskanal lässt sich auf einfache Weise beispielsweise durch eine oder mehrere Bohrungen herstellen.It is then favorable if the fourth recording area to a Conductor channel leads. Leave over the duct then lead away leads. The duct leaves can be easily produced, for example, by one or more holes.

Günstig ist es, wenn der Leitungskanal quer zu dem vierten Aufnahmebereich orientiert ist. Beispielsweise ist er senkrecht orientiert. Ein solcher Leitungskanal lässt sich auf einfache Weise herstellen.Cheap it is when the duct is transverse to the fourth receiving area is oriented. For example, it is oriented vertically. One Such duct can be produced in a simple manner.

Vorteilhafterweise weist der vierte Aufnahmebereich eine kleinere Breite als der erste Aufnahmebereich und/oder als die erste Dehnungsmessstreifeneinrichtung auf. Dadurch wird eine hohe Torsionsfreiheit für den Metalldeckel erreicht. Insbesondere weist der vierte Aufnahmebereich im Wesentlichen die gleiche Breite auf wie der dritte Aufnahmebereich.advantageously, The fourth receiving area has a smaller width than the first one Pick-up area and / or as the first strain gauge device on. This results in a high torsional freedom for the metal lid reached. In particular, the fourth receiving area substantially the same width as the third recording area.

Es hat sich als günstig erwiesen, wenn der erste Aufnahmebereich und/oder der zweite Aufnahmebereich eine zylindrische Gestalt haben. Eine Zylinderachse liegt dabei vorteilhafterweise quer und insbesondere senkrecht zu einer Oberfläche des Biegestabs.It has proved beneficial when the first receiving area and / or the second receiving area have a cylindrical shape. A cylinder axis is advantageously transversely and in particular perpendicular to a surface of the bending rod.

Vorteilhafterweise ist eine Zylinderachse quer zu einer Verbindungsrichtung zwischen dem ersten Aufnahmebereich und dem zweiten Aufnahmebereich.advantageously, is a cylinder axis transverse to a connection direction between the first recording area and the second recording area.

Es ist ferner günstig, wenn der dritte Aufnahmebereich eine quaderförmige Gestalt hat. Dadurch lässt sich eine hohe Torsionsfreiheit erzielen.It is also advantageous if the third receiving area a has cuboid shape. This can be done achieve a high torsional freedom.

Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn der vierte Aufnahmebereich eine quaderförmige Gestalt hat.Out For the same reason, it is favorable if the fourth recording area has a cuboid shape.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der Metalldeckel einstückig ausgebildet ist. Dadurch lässt er sich bei der Herstellung auf einfache Weise an der mindestens einen Aufnahme zur Abdeckung eines Aufnahmeraums für die erste Dehnungsmessstreifeneinrichtung und zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung anordnen. Es lässt sich eine hohe Dichtigkeit erzielen.All it is particularly advantageous if the metal lid in one piece is trained. This allows him to be in the production in a simple way on the at least one receptacle to cover a Receiving space for the first strain gauge device and second strain gauge device. It leaves to achieve a high density.

Insbesondere wird die Aufnahme durch den Metalldeckel hermetisch verschlossen. Der hermetische Verschluss erfolgt vorzugsweise gemäß der Schutzklasse IP 69 K. Dadurch sind die Dehnungsmessstreifen in der mindestens einen Aufnahme geschützt. Die Kraftmesszelle lässt sich dadurch wiederum in "schwierigen" Umgebungen einsetzen, die beispielsweise korrosiv sind.Especially the receptacle is hermetically sealed by the metal lid. The hermetic seal is preferably carried out according to the protection class IP 69 K. This causes the strain gauges in the at least a recording protected. The load cell leaves In turn, they use themselves in "difficult" environments, for example are corrosive.

Insbesondere ist der Metalldeckel mit dem Biegestab verschweißt, beispielsweise durch Laserschweißen. Dadurch erhält man eine fluiddichte Abdichtung eines Aufnahmeraums für die Dehnungsmessstreifen. Der Metalldeckel kann mit dem Biegestab beispielsweise auch durch Löten oder Verkleben verbunden sein, wobei eine fluiddichte Abdichtung vorliegt.Especially the metal lid is welded to the bending bar, for example by laser welding. This gives you a fluid-tight sealing of a receiving space for the strain gauges. The metal lid can with the bending rod, for example, by Be soldered or glued, wherein a fluid-tight Sealing is present.

Die Aufnahme lässt sich auf einfache Weise herstellen, wenn sie als Aufnahmenut an einer Oberfläche des Biegestabs ausgebildet ist. Sie lässt sich durch eine oberflächliche Bearbeitung eines Biegestab-Rohlings herstellen.The Recording is easy to produce, though as a receiving groove on a surface of the bending rod is trained. She lets herself through a superficial Machining a bending bar blank.

Es kann günstig sein, wenn die mindestens eine Aufnahme durch den Metalldeckel bündig mit einer Oberfläche des Biegestabs geschlossen ist. Dadurch ragt der Metalldeckel nicht über die Oberfläche hinaus. Ferner ist er nicht unterhalb der Oberfläche angeordnet, so dass sich nicht Flüssigkeiten oberhalb des Metalldeckels ansammeln können.It may be favorable if the at least one receptacle is closed by the metal lid flush with a surface of the bending rod. As a result, the metal lid does not protrude beyond the surface. Further, he is not below the surface arranged so that can not accumulate liquids above the metal lid.

Eine einfache Verbindung des Metalldeckels mit der mindestens einen Aufnahme lässt sich erreichen, wenn an der mindestens einen Aufnahme ein Anlagebereich angeordnet ist, mit welchem der Metalldeckel verbunden ist. Mit diesem Anlagebereich lässt sich der Metalldeckel aufsetzen und er lässt sich mit dem Anlagebereich verbinden und beispielsweise verschweißen oder verlöten oder verkleben. Dadurch lässt sich eine hohe Dichtigkeit erzielen.A easy connection of the metal lid with the at least one recording can be reached when at least one shot a contact area is arranged, with which the metal lid connected is. With this investment area can be the metal lid attach and it can be connected to the investment area and, for example, welded or soldered or stick together. This allows a high density achieve.

Es ist vorteilhaft, wenn der Anlagebereich an der mindestens einen Aufnahme umlaufend ist. Dadurch lässt sich eine hohe Dichtigkeit erreichen.It is advantageous if the investment area at the at least one Recording is circulating. This allows a high density to reach.

Günstig ist es, wenn der Anlagebereich eine Höhe über einem Aufnahmenutgrund hat, welche gleich oder größer ist als eine Höhe eines Dehnungsmessstreifens. Dadurch drückt der Metalldeckel nicht auf die Dehnungsmessstreifen und verfälscht dadurch die Messergebnisse nicht.Cheap it is when the investment area exceeds a height a Aufnahmeutgrund has, which is equal or greater is as a height of a strain gauge. Thereby the metal lid does not press on the strain gauges and does not distort the measurement results.

Es ist günstig, wenn der Metalldeckel entsprechend der Form der mindestens einen Aufnahme einen ersten Deckelbereich für den ersten Aufnahmebereich und einen zweiten Deckelbereich für den zweiten Aufnahmebereich und einen Stegbereich aufweist, welcher den ersten Deckelbereich und den zweiten Deckelbereich verbindet. Der Metalldeckel hat dadurch die Form einer (ebenen) Hantel bzw. eines ebenen Hundeknochens. Es liegt dann eine hohe Torsionsfreiheit vor.It is favorable if the metal lid according to the shape the at least one receptacle a first cover area for the first receiving area and a second lid area for the second receiving area and a land area, which connects the first lid area and the second lid area. The metal lid has the form of a (flat) dumbbell or a level dog bone. There is then a high torsional freedom in front.

Insbesondere ist der Metalldeckel eben ausgebildet.Especially the metal lid is flat.

Es hat sich als günstig erwiesen, wenn der Metalldeckel eine Dicke von höchstens 0,2 mm aufweist und insbesondere eine Dicke von höchstens 0,1 mm aufweist. Es wird dadurch ein metallischer Foliendeckel bereitgestellt, durch den sich die mindestens eine Aufnahme hermetisch verschließen lässt. Dieser Metalldeckel weist eine hohe Torsionsfreiheit auf.It has proved to be favorable when the metal lid a Thickness of at most 0.2 mm and in particular a Thickness of at most 0.1 mm. It is thereby one Metallic Foliendeckel provided by the at least hermetically seal a receptacle. This Metal lid has a high torsional freedom.

Insbesondere ist der Metalldeckel aus rostfreiem Federstahldraht hergestellt. Er lässt sich dadurch kostengünstig herstellen.Especially The metal lid is made of stainless spring steel wire. He can thereby be produced inexpensively.

Vorzugsweise weist der Biegestab eine Öffnung zur Bildung einer ersten Schwächungszone und einer zweiten Schwächungszone auf. Dadurch lässt sich bei der Krafteinleitung eine definierte elastische Verformung des Biegestabs erreichen, welche wiederum über die Dehnungsmessstreifen quantitativ detektierbar ist.Preferably the bending rod has an opening for forming a first Weakening zone and a second weakening zone on. This allows for the introduction of force a defined reach elastic deformation of the bending rod, which in turn over the strain gauges can be detected quantitatively.

Günstigerweise ist dabei die erste Dehnungsmessstreifeneinrichtung der ersten Schwächungszone zugeordnet und die zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung ist der zweiten Schwächungszone zugeordnet.conveniently, is the first strain gauge device of the first attenuation zone assigned and the second strain gauge device is the associated with the second weakening zone.

Es ist vorteilhaft, wenn der Biegestab eine Ausnehmung für eine Auswertungseinrichtung aufweist. Dadurch lässt sich die Kraftmesszelle kompakt aufbauen. Insbesondere ist die Ausnehmung zu einer Stirnseite des Biegestabs hin offen.It is advantageous if the bending rod has a recess for has an evaluation device. This can be done build the load cell compact. In particular, the recess open towards a front side of the bending rod.

Über die Ausnehmung lässt sich beispielsweise auch ein Leitungskanal bohren, über welchen sich die erste Dehnungsmessstreifeneinrichtung und die zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung signalwirksam an die Auswertungseinrichtung anschließen lassen.about the recess can be, for example, a duct drill over which the first strain gauge device and the second strain gauge device signal effective connect the evaluation device.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Kraftmesszelle bereitzustellen, welches auf einfache Weise durchführbar ist.Of the The invention is further based on the object, a process for the preparation to provide a load cell, which in a simple manner is feasible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an einem Biegestab eine Aufnahme für eine erste Dehnungsmessstreifeneinrichtung und eine zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung hergestellt wird, die erste Dehnungsmessstreifeneinrichtung und die zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung in die Aufnahme eingelegt werden, eine oder mehrere Leitungen in die Aufnahme zwischen der ersten Dehnungsmessstreifeneinrichtung und der zweiten Dehnungsmessstreifeneinrichtung eingelegt werden, wobei der entsprechende Aufnahmebereich mit geringerer Breite ausgebildet wird als der Aufnahmebereich für die erste Dehnungsmessstreifeneinrichtung und die zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung, und die Aufnahme über einen Metalldeckel geschlossen wird, welcher mit dem Biegestab verbunden wird.These The object is achieved according to the invention that on a bending rod a receptacle for a first strain gauge device and a second strain gauge device is produced, the first strain gauge device and the second strain gauge device be inserted into the receptacle, one or more lines in the receptacle between the first strain gauge device and the second strain gauge device are inserted, wherein the corresponding receiving area formed with a smaller width is considered the receiving area for the first strain gauge device and the second strain gauge device, and the receptacle via a metal lid is closed, which is connected to the bending rod becomes.

Es ist dabei beispielsweise möglich, dass die erste Dehnungsmessstreifeneinrichtung und die zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung getrennte Baueinheiten sind (diskrete Bauelemente sind), zwischen welchen eine oder mehrere Leitungen gelegt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die erste Dehnungsmessstreifeneinrichtung und die zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung auf dem gleichen Substrat ausgebildet sind, welches auch die Leitung oder Leitungen trägt. Dieses Substrat mit den Dehnungsmessstreifeneinrichtungen und der oder den Leitungen kann dann als Ganzes in die Aufnahme eingelegt werden und beispielsweise eingeklebt werden.It For example, it is possible that the first strain gauge device and the second strain gauge device separate units are (discrete components), between which one or more Lines are laid. It can also be provided that the first Strain gauge device and the second strain gauge device are formed on the same substrate, which is also the conduit or Carries cables. This substrate with the strain gage devices and the one or more lines can then be inserted as a whole into the receptacle be and be glued example.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kraftmesszelle erläuterten Vorteile auf.The inventive method already has in Connection with the load cell according to the invention explained advantages.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden ebenfalls bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kraftmesszelle erläutert.Further advantageous embodiments of the invention Method were also already in connection with the load cell according to the invention explained.

Beispielsweise wird der Metalldeckel durch Laserschweißen oder auch durch Löten oder Kleben mit dem Biegestab verbunden. Dadurch erhält man eine sichere Verbindung des Metalldeckels mit hoher Dichtigkeit.For example The metal lid is made by laser welding or by Soldering or gluing connected to the bending rod. Thereby one obtains a secure connection of the metal cover with high density.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments used in conjunction with the drawings for further explanation the invention. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kraftmesszelle (Wägezelle); und 1 a schematic representation of an embodiment of a load cell according to the invention (load cell); and

2 eine Detaildarstellung der Kraftmesszelle gemäß 1 mit einer Aufnahme für Dehnungsmessstreifen und inneren Kanälen. 2 a detailed view of the load cell according to 1 with a strain gauge and inner channel adapter.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftmesszelle, welches in 1 gezeigt und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst einen Biegestab 12. Die Kraftmesszelle 10 ist beispielsweise als Wägezelle ausgebildet, wobei eine Gewichtskraft auf den Biegestab 12 einwirkbar ist. Die einwirkende Kraft ist in 1 mit dem Bezugszeichen 14 angedeutet. Die Kraft wirkt auf einen Einleitungsbereich 16. Der Einleitungsbereich 16 ist über eine Entkopplungsnut 17 von einem Messbereich getrennt. Dadurch werden beispielsweise Anschraubspannungen, die von einer Krafteinleitungseinrichtung herrühren, die an den Biegestab 12 jenseits der Entkopplungsnut 17 angeschraubt ist, nicht in den Messbereich eingebracht.An embodiment of a force measuring cell according to the invention, which in 1 shown and there with 10 is designated comprises a bending bar 12 , The load cell 10 is designed for example as a load cell, wherein a weight force on the bending rod 12 is acted upon. The acting force is in 1 with the reference number 14 indicated. The force acts on an induction area 16 , The introductory area 16 is via a decoupling groove 17 separated from a measuring range. As a result, for example, Anschraubspannungen, which originate from a force introduction device, which is connected to the bending rod 12 beyond the decoupling groove 17 screwed on, not introduced into the measuring range.

Der Biegestab 12 ist beispielsweise quaderförmig (zumindest bezogen auf seine Hüllflächen) ausgebildet. Er ist aus einem metallischen Material hergestellt, welches insbesondere nicht korrosiv ist. Beispielsweise ist der Biegestab 12 aus Federstahl hergestellt.The bending rod 12 is, for example, cuboid (at least based on its envelope surfaces) formed. It is made of a metallic material, which in particular is not corrosive. For example, the bending bar 12 made of spring steel.

Der Biegestab 12 weist eine erste Schwächungszone 18 und eine zweite Schwächungszone 20 auf. An den Schwächungszonen 18, 20 ist eine elastische Verformung des Biegestabs 12 möglich, welche durch die Kraft 14 bewirkt wird. Diese elastische Verformung ist über eine erste Dehnungsmessstreifeneinrichtung 22 und eine zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung 24 ermittelbar. Aus dieser Verformung wiederum kann die Kraft ermittelt werden.The bending rod 12 indicates a first zone of weakness 18 and a second zone of weakness 20 on. At the weakening zones 18 . 20 is an elastic deformation of the bending rod 12 possible, which by the force 14 is effected. This elastic deformation is via a first strain gauge device 22 and a second strain gauge device 24 determined. From this deformation, in turn, the force can be determined.

Die erste Dehnungsmessstreifeneinrichtung 22 weist beispielsweise ein Paar von Dehnungsmessstreifen auf und die zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung 24 weist ebenfalls ein Paar von Dehnungsmessstreifen auf. Die beiden Paare von Dehnungsmessstreifen sind in einer Brückenschaltung zu einer Vollbrücke miteinander verschaltet.The first strain gauge device 22 For example, it has a pair of strain gauges and the second strain gauge device 24 also has a pair of strain gauges. The two pairs of strain gauges are interconnected in a bridge circuit to form a full bridge.

Es ist beispielsweise auch möglich, dass die Dehnungsmessstreifeneinrichtung 22 nur einen einzigen Dehnungsmessstreifen aufweist und die Dehnungsmessstreifeneinrichtung 24 ebenfalls nur einen einzigen Dehnungsmessstreifen aufweist. Diese beiden Dehnungsmessstreifen sind dann in einer Halbbrückenschaltung miteinander verschaltet.For example, it is also possible that the strain gauge device 22 having only a single strain gauge and the strain gauge device 24 also has only a single strain gauge. These two strain gauges are then interconnected in a half-bridge circuit.

Es ist auch grundsätzlich möglich, dass die Dehnungsmessstreifeneinrichtung 22 und die Dehnungsmessstreifeneinrichtung 24 jeweils nur einen einzigen Dehnungsmessstreifen aufweisen und an einer anderen Stelle des Biegestabs 12 in einer entsprechenden Aufnahme eine dritte Dehnungsmessstreifeneinrichtung und eine vierte Dehnungsmessstreifeneinrichtung jeweils mit einem Dehnungsmessstreifen vorgesehen sind. Diese vier Dehnungsmessstreifen können dann in einer Brückenschaltung verbunden sein, wobei beispielsweise zwei Halbbrücken zu einer Vollbrücke verschaltet sind.It is also possible in principle that the strain gauge device 22 and the strain gauge device 24 each having only a single strain gauge and at another point of the bending rod 12 in a corresponding receptacle, a third strain gauge device and a fourth strain gauge device are each provided with a strain gauge. These four strain gauges can then be connected in a bridge circuit, for example, two half-bridges are connected to a full bridge.

Der Biegestab 12 hat seine längste Erstreckung in einer Erstreckungsrichtung 26. Quer und insbesondere senkrecht zu dieser Erstreckungsrichtung 26 liegt eine durchgehende Öffnung 28. Diese Öffnung 28 ist im Vollmaterial des Biegestabs 12 gebildet. Die Öffnung 28 weist einen ersten Bereich 30 auf, welcher hohlzylindrisch ausgebildet ist. An dem ersten Bereich 30 sind hohlzylindrische zweite Bereiche 32a, 32b, 32c, 32d angeordnet. Zylinderachsen dieser zweiten Bereiche 32a, 32b, 32c, 32d liegen jeweils parallel zu der Zylinderachse des ersten Bereichs 30, wobei die Zylinderradien der zweiten Bereiche 32a, 32b, 32c, 32d jeweils kleiner sind als der Zylinderradius des ersten Bereichs 30. Die zweiten Bereiche 32a, 32b, 32c, 32d weisen jeweilige Verbindungsbereiche 34a, 34b, 34c, 34d auf, mit welchen sie mit dem ersten Bereich 30 verbunden sind und zu diesem offen sind.The bending rod 12 has its longest extent in an extension direction 26 , Transverse and in particular perpendicular to this extension direction 26 there is a continuous opening 28 , This opening 28 is in the solid material of the bending rod 12 educated. The opening 28 has a first area 30 on, which is formed as a hollow cylinder. At the first area 30 are hollow cylindrical second areas 32a . 32b . 32c . 32d arranged. Cylinder axes of these second areas 32a . 32b . 32c . 32d are each parallel to the cylinder axis of the first area 30 , wherein the cylinder radii of the second regions 32a . 32b . 32c . 32d each are smaller than the cylinder radius of the first area 30 , The second areas 32a . 32b . 32c . 32d have respective connection areas 34a . 34b . 34c . 34d on, with which they are with the first area 30 are connected and open to it.

Die zweiten Bereiche 32a, 32b, 32c, 32d sind symmetrisch versetzt zueinander angeordnet. Benachbarte zweite Bereiche (die Bereiche 32a und 32b, die Bereiche 32b und 32c, die Bereiche 32c und 32d, die Bereiche 32d und 32a) liegen in einem radialen Winkel von 90° zueinander.The second areas 32a . 32b . 32c . 32d are arranged symmetrically offset from one another. Neighboring second areas (the areas 32a and 32b , the areas 32b and 32c , the areas 32c and 32d , the areas 32d and 32a ) are at a radial angle of 90 ° to each other.

Durch die Bereiche 32a und 32d ist die erste Schwächungszone 18 gebildet und durch die Bereiche 32b und 32c ist die zweite Schwächungszone 20 gebildet. Eine Wanddicke des Biegestabs 12 bezogen auf eine erste Oberfläche 36 des Biegestabs 12 bzw. eine gegenüberliegende zweite Oberfläche 38 des Biegestabs 12 ist an den jeweiligen zweiten Bereichen am geringsten.Through the areas 32a and 32d is the first zone of weakness 18 formed and through the areas 32b and 32c is the second zone of weakness 20 educated. A wall thickness of the bending rod 12 based on a first surface 36 of the bending rod 12 or an opposite second surface 38 of the bending rod 12 is at the respective second Be are the least.

Die zweiten Bereiche 32a, 32b, 32c, 32d sind parallelogrammartig zueinander angeordnet, um eine entsprechende Verformung des Biegestabs 12 an der Öffnung 28 zu ermöglichen.The second areas 32a . 32b . 32c . 32d are arranged in a parallelogram to each other to a corresponding deformation of the bending rod 12 at the opening 28 to enable.

An der ersten Oberfläche 36 ist eine Aufnahme 40 (2) für die erste Dehnungsmessstreifeneinrichtung 22 und die zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung 24 gebildet. Die Aufnahme ist als Aufnahmenut 42 ausgebildet, welche eine Vertiefung an der ersten Oberfläche 36 ist. Eine typische Höhe dieser Aufnahmenut 42 bezogen auf einen Aufnahmenutgrund 44 bis zu der ersten Oberfläche 36 (außerhalb der Aufnahmenut 42) liegt in der Größenordnung von 1 mm oder weniger.At the first surface 36 is a recording 40 ( 2 ) for the first strain gauge device 22 and the second strain gauge device 24 educated. The recording is as recording groove 42 formed, which has a depression on the first surface 36 is. A typical height of this receiving groove 42 based on a recording reason 44 up to the first surface 36 (outside the receiving groove 42 ) is on the order of 1 mm or less.

Die Aufnahme 40 weist einen ersten Aufnahmebereich 46 für den ersten Dehnungsmessstreifen 22 auf. Ferner weist sie einen zweiten Aufnahmebereich 48 für die zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung 24 auf. Der erste Aufnahmebereich 46 weist in einer Richtung 47 eine Breite B₁ auf. Die Richtung 47 liegt dabei quer und insbesondere senkrecht zu einer Verbindungsrichtung 49 zwischen der ersten Dehnungsmessstreifeneinrichtung 22 und der zweiten Dehnungsmessstreifeneinrichtung 24 bzw. zwischen dem ersten Aufnahmebereich 46 und dem zweiten Aufnahmebereich 48. Die Verbindungsrichtung 49 ist dabei parallel zur Erstreckungsrichtung 26. Der zweite Aufnahmebereich 48 weist in der Richtung 47 eine Breite B₂ auf. In der Aufnahme 40 ist in dem ersten Aufnahmebereich 46 entsprechend die erste Dehnungsmessstreifeneinrichtung 22 positioniert. In dem zweiten Aufnahmebereich 48 ist die zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung 24 positioniert. Er ist beispielsweise an den entsprechenden Aufnahmenutgrund 44 angeklebt.The recording 40 has a first receiving area 46 for the first strain gauge 22 on. Furthermore, it has a second receiving area 48 for the second strain gauge device 24 on. The first recording area 46 points in one direction 47 a width B ₁ . The direction 47 lies transversely and in particular perpendicular to a connection direction 49 between the first strain gauge device 22 and the second strain gauge device 24 or between the first receiving area 46 and the second receiving area 48 , The connection direction 49 is parallel to the extension direction 26 , The second recording area 48 points in the direction 47 a width B ₂ . In the recording 40 is in the first recording area 46 corresponding to the first strain gauge device 22 positioned. In the second recording area 48 is the second strain gauge device 24 positioned. He is, for example, to the appropriate Aufnahmutgrund 44 glued.

Der erste Aufnahmebereich 46 ist beispielsweise hohlzylindrisch ausgebildet. Ferner ist der zweite Aufnahmebereich 48 hohlzylindrisch ausgebildet. Eine Querschnittsfläche jeweils des ersten Aufnahmebereichs 46 und des zweiten Aufnahmebereichs 48 ist größer als die entsprechende Querschnittsfläche der ersten Dehnungsmessstreifeneinrichtung 22 bzw. der zweiten Dehnungsmessstreifeneinrichtung 24.The first recording area 46 is for example formed as a hollow cylinder. Furthermore, the second receiving area 48 hollow cylindrical. A cross-sectional area of each of the first receiving area 46 and the second recording area 48 is greater than the corresponding cross-sectional area of the first strain gauge device 22 or the second strain gauge device 24 ,

Zwischen dem ersten Aufnahmebereich 46 und dem zweiten Aufnahmebereich 48 ist ein dritter Aufnahmebereich 50 angeordnet. Durch diesen dritten Aufnahmebereich sind der erste Aufnahmebereich 46 und der zweite Aufnahmebereich 48 miteinander verbunden. Der dritte Aufnahmebereich 50 weist eine mindestens näherungsweise quaderförmige Gestalt auf, wobei dieser Quader vorzugsweise parallel zu der Erstreckungsrichtung 26 ausgerichtet ist. Der dritte Aufnahmebereich 50 dient zur Führung von einer oder mehreren Leitungen (beispielsweise in der Form von Kabeln oder Flachbandleitungen) zwischen dem ersten Aufnahmebereich 46 und dem zweiten Aufnahmebereich 48. Über den dritten Aufnahmebereich 50 lassen sich Leitungen an der Aufnahme 40 führen.Between the first recording area 46 and the second receiving area 48 is a third reception area 50 arranged. Through this third recording area are the first recording area 46 and the second recording area 48 connected with each other. The third recording area 50 has an at least approximately cuboid shape, wherein this cuboid is preferably parallel to the extension direction 26 is aligned. The third recording area 50 serves to guide one or more lines (for example in the form of cables or ribbon cables) between the first receiving area 46 and the second receiving area 48 , About the third recording area 50 can be lines on the recording 40 to lead.

Der dritte Aufnahmebereich 50 ist vorzugsweise symmetrisch zu dem ersten Aufnahmebereich 46 und dem zweiten Aufnahmebereich 48 angeordnet. Eine Mittellinie des dritten Aufnahmebereichs 50 fällt dadurch mit einer Durchmesserlinie des ersten Aufnahmebereichs 46 und mit einer Durchmesserlinie des zweiten Aufnahmebereichs 48 zusammen.The third recording area 50 is preferably symmetrical to the first receiving area 46 and the second receiving area 48 arranged. A centerline of the third recording area 50 thereby falls with a diameter line of the first receiving area 46 and a diameter line of the second receiving area 48 together.

Der dritte Aufnahmebereich 50 weist eine Breite B₃ (quer zur Erstreckungsrichtung 26 und insbesondere senkrecht dazu) auf, welche kleiner ist als die entsprechende Breite B₁ des ersten Aufnahmebereichs 46 und die entsprechende Breite B₂ des zweiten Aufnahmebereichs 48. Wenn die Aufnahmebereiche 46 und 48 zylindrisch ausgebildet sind, dann entspricht deren Breite B₁, B₂ dem Durchmesser des Zylinderbereichs. Vorzugsweise ist die Breite B₃ des dritten Aufnahmebereichs 50 höchstens 35% der Breite B₁, B₂ des ersten Aufnahmebereichs 46 bzw. des zweiten Aufnahmebereichs 48.The third recording area 50 has a width B ₃ (transverse to the extension direction 26 and in particular perpendicular thereto), which is smaller than the corresponding width B _{1 of} the first receiving area 46 and the corresponding width B _{2 of} the second receiving area 48 , When the shooting areas 46 and 48 are cylindrical, then their width B ₁ , B ₂ corresponds to the diameter of the cylinder area. Preferably, the width B _{3 of} the third receiving area 50 at most 35% of the width B ₁ , B _{2 of} the first receiving area 46 or the second recording area 48 ,

Weiterhin ist die Breite B₃ des dritten Aufnahmebereichs 50 kleiner als die Breite der ersten Dehnungsmessstreifeneinrichtung 22 und der zweiten Dehnungsmessstreifeneinrichtung 24. (Letztere sind bezogen auf die Richtung 47 quer zur Erstreckungsrichtung 26 symmetrisch in dem jeweiligen Aufnahmebereich 46, 48 angeordnet.) Beispielsweise ist die Breite B₃ des dritten Aufnahmebereichs 50 höchstens 60% der Breite der ersten Dehnungsmessstreifeneinrichtung 22 bzw. der zweiten Dehnungsmessstreifeneinrichtung 24.Furthermore, the width B _{3 of} the third receiving area 50 smaller than the width of the first strain gauge device 22 and the second strain gauge device 24 , (The latter are relative to the direction 47 transverse to the extension direction 26 symmetrical in the respective receiving area 46 . 48 arranged). For example, the width B _{3 of} the third receiving area 50 no more than 60% of the width of the first strain gauge device 22 or the second strain gauge device 24 ,

An den ersten Aufnahmebereich 46 schließt sich ein vierter Aufnahmebereich 52 an, welcher insbesondere hohlquaderförmig ausgebildet ist. Er ist fluchtend mit dem dritten Aufnahmebereich 50 ausgerichtet und weist vorzugsweise die gleiche Breite und Höhe wie der dritte Aufnahmebereich 50 auf. Eine Mittellinie des vierten Aufnahmebereichs 52 fällt mit einer Mittellinie des dritten Aufnahmebereichs 50 zusammen.To the first recording area 46 closes a fourth recording area 52 on, which is in particular designed as a hollow cuboid. He is in alignment with the third recording area 50 aligned and preferably has the same width and height as the third receiving area 50 on. A centerline of the fourth pickup area 52 coincides with a centerline of the third pick-up area 50 together.

Über den vierten Aufnahmebereich 52 lassen sich Leitungen von dem ersten Aufnahmebereich 46 wegführen. Der vierte Aufnahmebereich 52 mündet in einen Leitungskanal 54, welcher in dem Biegestab 12 angeordnet ist. Dieser Leitungskanal 54 ist insbesondere als Bohrung hergestellt. Er ist quer und beispielsweise senkrecht zu der Erstreckungsrichtung 26 orientiert. Er kann auch schräg zu der Erstreckungsrichtung 26 orientiert sein. Ferner ist er quer und insbesondere senkrecht zu einer Achse 56 der Öffnung 28 orientiert.About the fourth recording area 52 can be lines from the first receiving area 46 lead away. The fourth recording area 52 flows into a duct 54 which is in the bending bar 12 is arranged. This duct 54 is made especially as a bore. It is transverse and, for example, perpendicular to the direction of extension 26 oriented. He can also obliquely to the extension direction 26 be oriented. Further, it is transverse and in particular perpendicular to an axis 56 of the opening 28 oriented.

Der Leitungskanal 54 mündet in einen weiteren Leitungskanal 58, welcher in dem Biegestab 12 beispielsweise über eine Bohrung gebildet ist. Dieser Leitungskanal 58 ist insbesondere mittig zwischen gegenüberliegenden Seiten 59a, 59b des Biegestabs 12 angeordnet. Er ist beispielsweise parallel zur Erstreckungsrichtung 26 orientiert. Er kann auch direkt in den vierten Aufnahmebereich 52 münden, ohne dass ein Kanal entsprechend dem Leitungskanal 54 vorgesehen ist; dann verläuft er insbesondere schräg.The duct 54 flows into another pipeline 58 which is in the bending bar 12 is formed for example via a bore. This duct 58 is in particular centrally between opposite sides 59a . 59b of the bending rod 12 arranged. For example, it is parallel to the extension direction 26 oriented. He can also go directly to the fourth recording area 52 lead without a channel corresponding to the duct 54 is provided; then he runs in particular obliquely.

Der weitere Leitungskanal 58 führt zu einer Ausnehmung 60 am Biegestab 12, welche zu einem stirnseitigen Ende 62 des Biegestabs 12 hin offen ist. Diese Ausnehmung 60 ist insbesondere hohlquaderförmig. In der Ausnehmung 60 ist eine Auswertungseinrichtung (in der Zeichnung nicht gezeigt) der Kraftmesszelle 10 angeordnet. Zu dieser Auswertungseinrichtung führen durch die Leitungskanäle 54 und 58 Leitungen von der ersten Dehnungsmessstreifeneinrichtung 22 und der zweiten Dehnungsmessstreifeneinrichtung 24. Letztere sind insbesondere in einer Brückenschaltung geschaltet. Die Auswertungseinrichtung umfasst beispielsweise einen Analog-Digital-Wandler zur Bereitstellung eines digitalen Kraftsignals bzw. Wägesignals. Die Auswertungseinrichtung ermittelt dieses Signal aus den Signalen der Dehnungsmessstreifeneinrichtung 22 und 24.The further cable channel 58 leads to a recess 60 on the bending rod 12 leading to a frontal end 62 of the bending rod 12 is open. This recess 60 is particularly hollow cuboid. In the recess 60 is an evaluation device (not shown in the drawing) of the load cell 10 arranged. Lead to this evaluation device through the cable ducts 54 and 58 Lines from the first strain gauge device 22 and the second strain gauge device 24 , The latter are in particular connected in a bridge circuit. The evaluation device comprises, for example, an analog-to-digital converter for providing a digital force signal or weighing signal. The evaluation device determines this signal from the signals of the strain gauge device 22 and 24 ,

Die Brückenschaltung kann, wie oben erwähnt, beispielsweise als Halbbrückenschaltung ausgebildet sein, wenn insgesamt nur zwei Dehnungsmessstreifen in der Aufnahme 40 angeordnet sind. Sie kann als Vollbrückenschaltung ausgebildet sein, wenn vier Dehnungsmessstreifen vorgesehen sind. Bei einer Vollbrücke können in der Aufnahme 40 insgesamt vier Dehnungsmessstreifen (jeweils zwei Paare von Dehnungsmessstreifen) angeordnet sein oder es kann zusätzlich zu der Aufnahme 40 eine weitere Aufnahme beispielsweise an einer gegenüberliegenden Seite des Biegestabs 12 angeordnet sein, in der auch Dehnungsmessstreifen (verschaltet als Halbbrücke) angeordnet sind.The bridge circuit may, as mentioned above, for example, be designed as a half-bridge circuit, if a total of only two strain gauges in the recording 40 are arranged. It can be designed as a full bridge circuit, if four strain gauges are provided. At a full bridge can in the recording 40 a total of four strain gauges (two pairs of strain gauges each) may be arranged or it may be in addition to the receptacle 40 another example, on an opposite side of the bending rod 12 be arranged in the strain gauges (interconnected as half bridge) are arranged.

Die Auswertungseinrichtung ist in der Ausnehmung 60 gekapselt angeordnet. Sie ist gegenüber dem Eindringen von Gasen und Flüssigkeiten geschützt. Dazu ist an der Ausnehmung 60 ein entsprechender Deckel angeordnet (in der Zeichnung nicht gezeigt) und/oder die Auswertungseinrichtung sitzt in der Ausnehmung 60 vergossen. Insbesondere ist die Auswertungseinrichtung so gekapselt, dass die Schutzklasse IP 69 K erreicht ist.The evaluation device is in the recess 60 encapsulated. It is protected against the ingress of gases and liquids. This is at the recess 60 a corresponding cover arranged (not shown in the drawing) and / or the evaluation device is seated in the recess 60 shed. In particular, the evaluation device is encapsulated so that the protection class IP 69 K is reached.

Der erste Aufnahmebereich 46 ist der ersten Schwächungszone 18 zugeordnet und der zweite Aufnahmebereich 48 ist der zweiten Schwächungszone 20 zugeordnet. Insbesondere sitzt der erste Aufnahmebereich 46 und damit die erste Dehnungsmessstreifeneinrichtung 22 direkt oberhalb des zweiten Bereichs 32a und der zweite Aufnahmebereich 48 und die zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung 24 sitzen direkt oberhalb des zweiten Bereichs 32b.The first recording area 46 is the first zone of weakness 18 assigned and the second recording area 48 is the second zone of weakness 20 assigned. In particular, the first receiving area sits 46 and thus the first strain gauge device 22 directly above the second area 32a and the second recording area 48 and the second strain gauge device 24 sit directly above the second area 32b ,

Die Aufnahme 40 mit dem ersten Aufnahmebereich 46, dem zweiten Aufnahmebereich 48 und dem dazwischen angeordneten stegartigen Aufnahmebereich 50 hat die Gestalt einer ebenen Hantel.The recording 40 with the first recording area 46 , the second recording area 48 and the web-like receiving area arranged therebetween 50 has the shape of a flat dumbbell.

An der Aufnahme 40 ist ein Anlagebereich 64 angeordnet, welcher an einem Rand der Aufnahme 40 über die ganze Aufnahme 40 umläuft. Dieser Anlagebereich 64 liegt beabstandet zu dem Aufnahmenutgrund 44 oberhalb von diesem. Durch den Anlagebereich 64 ist eine Anlagefläche 66 bereitgestellt. Diese Anlagefläche 66 ist eben. Durch die Anlagefläche 66 ist der Anlagebereich 64 stufenförmig ausgebildet.At the reception 40 is an investment area 64 arranged, which at one edge of the recording 40 over the whole recording 40 circulates. This investment area 64 is spaced from the Aufnahmeutgrund 44 above this. Through the investment area 64 is a contact surface 66 provided. This contact surface 66 is just. Through the contact surface 66 is the investment area 64 stepped.

Die Anlagefläche 66 liegt in einer Höhe über dem Aufnahmenutgrund 44, welche mindestens so hoch ist wie die erste Dehnungsmessstreifeneinrichtung 22 bzw. die zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung 24 und insbesondere höher ist.The contact surface 66 is located at a height above the intake bottom 44 , which is at least as high as the first strain gauge device 22 or the second strain gauge device 24 and especially higher.

Über die Anlagefläche 66 ist ein Metalldeckel 68 mit der Aufnahmenut 42 verbunden. Beispielsweise durch Laserschweißung sitzt der Metalldeckel 68 fest an der Aufnahme 40 und deckt die erste Dehnungsmessstreifeneinrichtung 22 und die zweite Dehnungsmessstreifeneinrichtung 24 nach außen ab. Er dichtet einen entsprechenden Aufnahmeraum nach außen ab, wobei die Abdichtung fluiddicht und gasdicht ist. Insbesondere wird eine Schutzklasse IP 69 K erreicht.About the contact surface 66 is a metal lid 68 with the receiving groove 42 connected. For example, by laser welding sits the metal lid 68 firmly attached to the recording 40 and covers the first strain gauge device 22 and the second strain gauge device 24 outwards. It seals a corresponding receiving space to the outside, wherein the seal is fluid-tight and gas-tight. In particular, a protection class IP 69 K is achieved.

Es kann dabei vorgesehen sein, dass bei der Herstellung der Kraftmesszelle 10 in dem entsprechenden Aufnahmeraum ein Schutzgas eingebracht wird oder der Aufnahmeraum evakuiert wird.It may be provided that in the manufacture of the load cell 10 In the appropriate receiving space, a protective gas is introduced or the receiving space is evacuated.

Der Metalldeckel 68 ist vorzugsweise bündig mit der ersten Oberfläche 36. In diesem Falle entspricht eine Dicke des Metalldeckels 68 dem Abstand zwischen der Anlagefläche 66 und der ersten Oberfläche 36.The metal lid 68 is preferably flush with the first surface 36 , In this case corresponds to a thickness of the metal lid 68 the distance between the contact surface 66 and the first surface 36 ,

Der Metalldeckel 68 ist eben ausgebildet. Er weist einen ersten Deckelbereich 70 zur Abdeckung des ersten Aufnahmebereichs 46 und einen zweiten Deckelbereich 72 zur Abdeckung des zweiten Aufnahmebereichs 48 auf. Weiterhin hat er einen Stegbereich 74, welcher den ersten Deckelbereich 70 und den zweiten Deckelbereich 72 verbindet. Der Stegbereich 74 dichtet den dritten Aufnahmebereich 50 ab. Entsprechend hat der Stegbereich 74 eine kleinere Breite (in einer Richtung 76 quer zur Erstreckungsrichtung 26) als der erste Deckelbereich 70 und der zweite Deckelbereich 72; die Breite des Stegbereichs 74 ist im Wesentlichen B₃. Der erste Deckelbereich 70 und der zweite Deckelbereich 72 haben insbesondere die Form einer Kreisscheibe. Der Stegbereich 74 ist quaderförmig. Der Deckelbereich 70 hat im Wesentlichen die Breite B₁ und der Deckelbereich 72 hat im Wesentlichen die Breite B₂.The metal lid 68 is just trained. He has a first lid area 70 to cover the first receiving area 46 and a second lid area 72 to cover the second receiving area 48 on. Furthermore, he has a bridge area 74 , which is the first lid area 70 and the second lid area 72 combines. The bridge area 74 seals the third recording area 50 from. Accordingly, the bridge area has 74 a smaller width (in one direction 76 across the extension direction 26 ) as the first lid area 70 and the second lid area 72 ; the width of the land area 74 is essentially B ₃ . The first lid area 70 and the second lid area 72 have in particular the shape of a circular disk. The bridge area 74 is cuboid. The lid area 70 has essentially the width B ₁ and the lid area 72 has essentially the width B ₂ .

An dem ersten Deckelbereich 70 ist ein weiterer Stegbereich 78 angeordnet, welcher zur Abdeckung des vierten Aufnahmebereichs 54 dient.At the first lid area 70 is another footbridge area 78 arranged, which for covering the fourth receiving area 54 serves.

Der Metalldeckel 68 ist eben ausgebildet und weist eine einheitliche Dicke auf. Diese Dicke beträgt insbesondere höchstens 0,2 mm und liegt vorzugsweise unter 0,1 mm. Bei einem konkreten Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke des Metalldeckels 68 0,08 mm.The metal lid 68 is flat and has a uniform thickness. This thickness is in particular at most 0.2 mm and is preferably less than 0.1 mm. In a specific embodiment, the thickness of the metal lid is 68 0.08 mm.

Der Metalldeckel 68 ist beispielsweise aus einem rostfreien Federstahldraht hergestellt. Beispielsweise ist er aus X 12 CrNi 17 7 (Werkstoff-Nr. 1.4310) hergestellt.The metal lid 68 is made, for example, from a stainless spring steel wire. For example, it is made of X 12 CrNi 17 7 (material No. 1.4310).

Die Kraftmesszelle 10 wird dadurch hergestellt, dass der Biegestab 12 hergestellt wird. An dem Biegestab 12 wird die Aufnahmenut 42 beispielsweise durch Fräsen hergestellt. Die Dehnungsmessstreifen 22 und 24 werden an der Aufnahme 40 beispielsweise durch Ankleben an dem Aufnahmegrund 44 fixiert.The load cell 10 is made by bending the bar 12 will be produced. At the bend rod 12 becomes the receiving groove 42 for example, produced by milling. The strain gauges 22 and 24 be at the reception 40 for example, by sticking to the receiving reason 44 fixed.

Ferner wird der Anlagebereich 64 bei der Herstellung der Aufnahmenut 42 hergestellt.Furthermore, the investment area 64 in the production of the receiving groove 42 produced.

Der einstückige Metalldeckel 68 wird an der Aufnahme 40 beispielsweise durch Laserschweißen, Löten oder Klebung fixiert. Es werden dabei Leitungen durch den dritten Aufnahmebereich 50, den vierten Aufnahmebereich 54 und die Leitungskanäle 54 und 58 zu der Auswertungseinrichtung gelegt.The one-piece metal lid 68 will be at the recording 40 fixed for example by laser welding, soldering or gluing. There are lines through the third receiving area 50 , the fourth recording area 54 and the ducts 54 and 58 placed to the evaluation device.

Über den Metalldeckel 68 wird die Aufnahme 40 hermetisch geschlossen.Over the metal lid 68 will the recording 40 hermetically closed.

Der Metalldeckel 68 für die Aufnahme 40 hat die Form einer flachen Hantel ("flacher Hundeknochen"). Der Metalldeckel 68 beeinflusst dadurch die Kraftmessung nicht, wenn eine außermittige Kraftbelastung vorliegt.The metal lid 68 for receiving 40 has the shape of a flat dumbbell ("flat dog bone"). The metal lid 68 As a result, the force measurement is not influenced if there is an off-center force load.

Über den Metalldeckel 68 erhält man einen sicheren Schutz der Dehnungsmessstreifeneinrichtung 22 und 24 und der verlegten Kabel beispielsweise gegenüber Feuchtigkeit. Der Metalldeckel 68 ist ein Foliendeckel, welcher aufgrund der Herstellung durch ein metallisches Material eine ausreichende Biegesteifigkeit aufweist. Der Metalldeckel 68 ist durch seine spezielle Form mit dem ersten Deckelbereich 70, dem zweiten Deckelbereich 72 und dem verbindenden Stegbereich 74 "torsionsfrei".Over the metal lid 68 one obtains a secure protection of the strain gauge device 22 and 24 and the laid cable, for example, to moisture. The metal lid 68 is a foil lid, which has a sufficient bending stiffness due to the production by a metallic material. The metal lid 68 is due to its special shape with the first lid area 70 , the second lid area 72 and the connecting bridge area 74 "Torsion".

Bei der Herstellung lassen sich Leitungen auf einfache Weise an dem Biegestab 12 verlegen.In the production lines can be easily on the bending rod 12 embarrassed.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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- DE 60112953 T2 [0005]
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- DE 4208368 [0005]
- DE 3500613 A1 [0006]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- "DMS load cell for three-part balance" by Horst Kraft in weighing + dosing, 6/1988, pages 218-224 [0004]

Claims

Load cell comprising a bending rod ( 12 ), a first strain gauge device ( 22 ), a second strain gauge device ( 24 ), at least one recording ( 40 ) for the first strain gauge device ( 22 ) and the second strain gauge device ( 24 ), which at the bending rod ( 12 ), and a metal lid ( 68 ), through which the recording ( 40 ) is closed to the outside, characterized in that the at least one receptacle ( 40 ) a first receiving area ( 46 ), in which the first strain gauge device ( 22 ) is arranged, that the at least one receptacle ( 40 ) a second recording area ( 48 ) in which the second strain gauge device ( 24 ), and that the at least one receptacle ( 40 ) a third recording area ( 50 ) having the first receiving area ( 46 ) and the second recording area ( 48 ), the third receiving area ( 50 ) has a width (B ₃ ) which is smaller than the width (B ₁ ) of the first receiving area ( 46 ) and smaller than the width (B ₂ ) of the second recording area ( 48 ).

Load cell according to claim 1, characterized in that the first strain gauge device ( 22 ) has one or two strain gauges.

Load cell according to claim 1 or 2, characterized in that the second strain gauge device ( 24 ) has one or two strain gauges.

Load cell according to one of the preceding claims, characterized in that the widths (B ₁ , B ₂ , B ₃ ) are related to a direction transverse to a connecting direction ( 49 ) between the first strain gauge device ( 22 ) and the second strain gauge device ( 24 ).

Load cell according to one of the preceding claims, characterized in that in the third receiving area ( 50 ) One or more lines are arranged.

Load cell according to one of the preceding claims, characterized in that the third receiving area ( 50 ) is web-shaped.

Load cell according to one of the preceding claims, characterized in that the width (B ₃ ) of the third receiving area ( 50 ) at most 35% of the width (B ₁ ; B ₂ ) of the first receiving area ( 46 ) and / or the second receiving area ( 48 ).

Load cell according to one of the preceding claims, characterized in that the width (B ₃ ) of the third receiving area ( 50 ) is smaller than a width of the first strain gauge device ( 22 ) and smaller than a width of the second strain gauge device ( 24 ).

Load cell according to claim 8, characterized in that the width (B ₃ ) of the third receiving area ( 50 ) at most 60% of the width of the first strain gauge device ( 22 ) and / or the width of the second strain gauge device ( 24 ) is.

Load cell according to one of the preceding claims, characterized in that a fourth receiving area ( 52 ) to a duct ( 54 ) in the first bending bar ( 12 ) leads.

Load cell according to claim 10, characterized in that the fourth receiving area ( 52 ) to a duct ( 54 ) leads.

Load cell according to claim 11, characterized in that the duct ( 54 ) transversely to the fourth receiving area ( 52 ) is oriented.

Load cell according to one of claims 10 to 12, characterized in that the fourth receiving area ( 52 ) has a smaller width than the first receiving area (B ₁ ) and / or as the first strain gauge device ( 22 ) having.

Load cell according to one of the preceding claims, characterized in that the first receiving area ( 46 ) and / or the second recording area ( 48 ) have a cylindrical shape.

Load cell according to claim 14, characterized in that a cylinder axis transverse to a connecting direction ( 49 ) between the first receiving area ( 46 ) and the second recording area ( 48 ) lies.

Load cell according to one of the preceding claims, characterized in that the third receiving area ( 50 ) has a cuboid shape.

Load cell according to one of claims 10 to 16, characterized in that the fourth receiving area ( 52 ) has a cuboid shape.

Load cell according to one of the preceding claims, characterized in that the metal lid ( 68 ) is integrally formed.

Load cell according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one receptacle ( 40 ) through the metal de ckel ( 68 ) is hermetically sealed.

Load cell according to one of the preceding claims, characterized in that the metal lid ( 68 ) with the bending rod ( 12 ) is welded, soldered or glued.

Load cell according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one receptacle ( 40 ) as a receiving groove ( 42 ) on a surface ( 36 ) of the bending rod ( 12 ) is trained.

Load cell according to one of the preceding claims, characterized in that through the metal cover ( 68 ) the at least one recording ( 40 ) flush with a surface ( 36 ) of the bending rod ( 12 ) closed is.

Load cell according to one of the preceding claims, characterized in that on the at least one receptacle ( 40 ) an investment area ( 64 ) is arranged, with which the metal lid ( 68 ) connected is.

Load cell according to claim 23, characterized in that the contact area ( 64 ) at the at least one receptacle ( 40 ) is circumferential.

Load cell according to claim 23 or 24, characterized in that the contact area ( 64 ) a height above a receiving groove bottom ( 44 ) which is equal to or greater than a height of a strain gauge device ( 22 ; 24 ).

Load cell according to one of the preceding claims, characterized in that the metal lid ( 68 ) a first lid area ( 70 ) for the first recording area ( 46 ) and a second lid area ( 72 ) for the second recording area ( 48 ) and a land area ( 74 ), which covers the first lid region ( 70 ) and the second lid area ( 72 ) connects.

Load cell according to claim 26, characterized in that the first lid region ( 70 ) and / or the second cover area ( 72 ) has the shape of a circular disk.

Load cell according to one of the preceding claims, characterized in that the metal lid ( 68 ) is formed.

Load cell according to one of the preceding claims, characterized in that the metal lid ( 68 ) has a thickness of at most 0.2 mm.

Load cell according to claim 29, characterized in that the metal lid ( 68 ) has a thickness of at most 0.1 mm.

Load cell according to one of the preceding claims, characterized in that the metal lid ( 68 ) is made of stainless spring steel wire.

Load cell according to one of the preceding claims, characterized in that the bending rod ( 12 ) an opening ( 28 ) to form a first zone of weakness ( 18 ) and a second weakening zone ( 20 ) having.

Load cell according to claim 32, characterized in that the first strain gauge device ( 22 ) of the first zone of weakness ( 18 ) and the second strain gauge device ( 24 ) of the second zone of weakness ( 20 ) assigned.

Load cell according to one of the preceding claims, characterized in that the bending rod ( 12 ) has a recess for an evaluation device.

Method for producing a load cell, in which at a bending rod a receptacle for a first Strain gauge device and a second strain gauge device is manufactured, the first strain gauge device and the second strain gauge device inserted into the receptacle be one or more lines in the receptacle between the first Strain gauge device and the second strain gauge device be inserted, the corresponding receiving area with less Width is formed as a receiving area for the first strain gauge device, and the second strain gauge device and the receptacle is closed by a metal lid, which is connected to the bending rod.

Process according to claim 35, characterized in that that the metal lid by laser welding or soldering or bonding is connected to the bending rod.