DE102011055671A1 - Ballig shaped measuring axes of force transducers - Google Patents
Ballig shaped measuring axes of force transducers Download PDFInfo
- Publication number
- DE102011055671A1 DE102011055671A1 DE201110055671 DE102011055671A DE102011055671A1 DE 102011055671 A1 DE102011055671 A1 DE 102011055671A1 DE 201110055671 DE201110055671 DE 201110055671 DE 102011055671 A DE102011055671 A DE 102011055671A DE 102011055671 A1 DE102011055671 A1 DE 102011055671A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- measuring
- bearing
- measuring axis
- arrangement
- axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/0009—Force sensors associated with a bearing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C23/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Messanordnung (1), aufweisend eine Messachse (2), die in zumindest einemg (4), die eine auf die Messanordnung (1) wirkende Kraft (F) erfasst und ein der erfassten Kraft (F) entsprechendes elektrisches Signal abgibt, die dadurch gekennzeichnet, dass die in Richtung der Messachse (2) weisende Oberfläche des zumindest einen Lagers (3) und/oder die in Richtung des zumindest einen Lagers (3) weisende Oberfläche der Messachse (2) ballig geformt ist/sind.The invention relates to a measuring arrangement (1), having a measuring axis (2) which, in at least one (4), detects a force (F) acting on the measuring arrangement (1) and emits an electrical signal corresponding to the detected force (F) which is characterized in that the surface of the at least one bearing (3) pointing in the direction of the measuring axis (2) and / or the surface of the measuring axis (2) pointing in the direction of the at least one bearing (3) is / are convex.
Description
Die Erfindung betrifft eine Messanordnung (Messachsen-Kraftaufnehmer), ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Messanordnung sowie Anwendungen einer solchen Messanordnung gemäß den jeweiligen Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a measuring arrangement (measuring axis force transducer), a method for producing such a measuring arrangement and applications of such a measuring arrangement according to the respective preambles of the independent claims.
Solche Messachsen-Kraftaufnehmer sind grundsätzlich bekannt, wobei beispielsweise ein Ausführungsbeispiel bekannt ist, bei dem der Kraftaufnehmer als Steckbolzen mit zwei Schernuten ausgeführt ist. Dabei ist durch geeignete konstruktive Maßnahmen der Steckbolzen gegen axiales Verrutschen in dem Gehäuse des Kraftaufnehmers festgelegt.Such measuring axis force sensors are basically known, wherein, for example, an embodiment is known in which the force transducer is designed as a socket pin with two shear grooves. It is determined by appropriate design measures of the socket pin against axial slippage in the housing of the force transducer.
Wenn eine Kraft auf die Messachse wirkt, kommt es zu einer Verformung, insbesondere einer Verbiegung, die durch einen geeigneten Sensor, zum Beispiel einen Dehnungsmessstreifen (oder mehrere), erfasst werden kann. Diese Sensoren, insbesondere der oder die Dehnungsmessstreifen, erfassen die Scherspannungen, die anschließend weiterverarbeitet (zum Beispiel verstärkt) und ausgewertet und von einer Steuervorrichtung für weitere Verarbeitungen (wie beispielsweise eine Anzeige) verarbeitet werden können.When a force acts on the measuring axis, a deformation occurs, in particular a bending, which can be detected by a suitable sensor, for example a strain gauge (or more). These sensors, in particular the strain gage or strain gauges, detect the shear stresses which can then be further processed (eg amplified) and evaluated and processed by a controller for further processing (such as a display).
Von der Anmelderin ist eine Kraftsensorik der Reihe fSENS bekannt, die zur Messung statischer und dynamischer Lasten, zur Scherkrafterfassung und zur Zug- und Druckkrafterfassung verwendet wird. Anwendungsbereiche sind Kraftmessungen an Kranen und Winden, Zugkraftmessungen an Fahrzeugen und Schiffen sowie Druckkraftmessungen an Gabelstaplern, Regalförderzeugen, Hallen- und Portalkranen und dergleichen. Das Gehäuse besteht aus rostbeständigem, hoch vergütetem Edelstahl. Als Schnittstelle zur Steuerung stehen 4 bis 20 mA und CANopen zur Verfügung. Die Kraftsensorik zeichnet sich aus durch extrem hohe Überlastbarkeit und Dauerfestigkeit, durch einfachen direkten Einbau, durch hohe Genauigkeit, durch integrierten oder externen Messverstärker (Messanordnung) sowie durch ein optimales Preis- und Leistungsverhältnis aus.The applicant discloses a force sensor system of the fSENS series, which is used for measuring static and dynamic loads, for shear force detection and for traction and pressure force detection. Areas of application include force measurements on cranes and winches, tensile force measurements on vehicles and ships as well as compressive force measurements on forklifts, rack conveyors, hall and gantry cranes and the like. The housing is made of stainless, highly tempered stainless steel. 4 to 20 mA and CANopen are available as interface to the controller. The force sensor is characterized by extremely high overload capacity and fatigue strength, by simple direct installation, by high accuracy, by integrated or external measuring amplifier (measuring arrangement) and by an optimal price and performance ratio.
Bei den Messachsen zur Scherkrafterfassung der Reihe fSENS MA sind Messachsen mit integriertem Verstärker und geradem Stecker oder mit abgewinkeltem Stecker bekannt. Die Messachse weist eine Zylinderform auf und besteht aus Metall und hat zwei Einkerbungen, wobei eine äußere Kraft auf diese gestaltete Messachse wirkt, die durch eine geeignete Messanordnung, zum Beispiel mittels Dehnungsmessstreifen, erfasst werden kann.Measuring axes with integrated amplifier and straight plug or with angled plug are known for the measuring axes for the shear force detection of the fSENS MA series. The measuring axis has a cylindrical shape and is made of metal and has two notches, with an external force acting on this designed measuring axis, which can be detected by a suitable measuring arrangement, for example by means of strain gauges.
Im Stand der Technik sind alle Messachsen (Load Pins) zylindrisch aus Metall ausgeführt, genauso wie die Aufnahme (Gehäuse) der Messachsen und die Sensoren hohlzylindrisch zur Aufnahme der Messachse ausgebildet sind. Da es praktisch nicht möglich ist, die Metalloberflächen absolut glatt herzustellen, kommt es bei den Messungen zu einem Hystereseeffekt. Das heißt, es kommt zu Energieverlusten durch Reibung der Oberflächen der Messachse und der Aufnahme der Messachse zwischen Belastung und Entlastung im Betrieb der Messachse. Dieser Effekt wird durch Durchbiegung noch verstärkt. Verstärkt wird dieser Effekt insbesondere auch durch Kanten, die durch unsaubere Verarbeitung bei der Oberfläche oder durch Schieflage bei der Ausrichtung entsteht.In the prior art, all measuring axes (load pins) are cylindrical made of metal, just as the receptacle (housing) of the measuring axes and the sensors are formed as a hollow cylinder for receiving the measuring axis. Since it is virtually impossible to make the metal surfaces absolutely smooth, the measurements have a hysteresis effect. This means that there are energy losses due to friction of the surfaces of the measuring axis and the recording of the measuring axis between loading and unloading during operation of the measuring axis. This effect is amplified by deflection. In particular, this effect is enhanced by edges, which result from improper processing at the surface or skewed orientation.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen solchen Kraftaufnehmer hinsichtlich seiner Genauigkeit zu verbessern.The invention is therefore based on the object to improve such a force transducer with regard to its accuracy.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass die weitestgehend zylindrisch geformte Messachse in den Bereichen, in denen sie zur Anlage an ihrer Aufnahme (Gehäuse) kommen kann und/oder die hohlzylindrische Aufnahme selber und/oder der hohlzylindrische Sensor ballig (insbesondere konvex) geformt wird. Durch eine entsprechende numerische Bearbeitung der Messachse beziehungsweise der Aufnahmebereiche des Gehäuses der Messachse bzw. des Sensors können solche Bereiche ohne weiteres ohne großen Aufwand und mit der geforderten Genauigkeit hergestellt werden. Durch diese ballige Oberfläche der Messachse und/oder der Aufnahme der Messachse im Gehäuse und/oder des Sensors werden die Energieverluste durch Reibung der Oberflächen zueinander beim Wechsel von Belastung zu Entlastung und umgekehrt der Messachse verringert, so dass dadurch gerade für den Fall, wenn die Messachse in Folge von Belastung durchgebogen wird, der Hystereseeffekt deutlich verringert werden kann.This object is achieved in that the largely cylindrical measuring axis in the areas where they can come to rest on their recording (housing) and / or the hollow cylindrical receptacle itself and / or the hollow cylindrical sensor is crowned (especially convex). By corresponding numerical processing of the measuring axis or the receiving areas of the housing of the measuring axis or of the sensor, such areas can be easily produced without much effort and with the required accuracy. Due to this spherical surface of the measuring axis and / or the recording of the measuring axis in the housing and / or the sensor, the energy losses are reduced by friction of the surfaces to each other when changing from load to relief and vice versa the measuring axis, thereby characterized just in case, if Measuring axis is bent as a result of stress, the hysteresis effect can be significantly reduced.
Mit anderen Worten bedeutet dies, dass bei der Messanordnung die in Richtung der Messachse weisende Oberfläche bis zumindest einen Lagers und/oder die in Richtung bis zumindest einen Lagers weisende Oberfläche der Messachse ballig geformt ist/sind. Unter dem Begriff „ballig” sind solche geometrische Formen zu verstehen, die eine Wölbung (in axialer Richtung betrachtet symmetrisch oder ungleichmäßig) aufweisen. Insbesondere kann die Form auch, je nach Blickwinkel, als konkav oder konvex bezeichnet werden.In other words, this means that in the measuring arrangement, the surface pointing in the direction of the measuring axis is / are shaped spherically up to at least one bearing and / or the surface of the measuring axis pointing in the direction of at least one bearing. The term "crowned" is to be understood as meaning geometric shapes which have a curvature (viewed symmetrically or unevenly in the axial direction). In particular, the shape can also be referred to as concave or convex, depending on the viewing angle.
Die Erfindung sowie Ausgestaltungen gemäß dem Stand der Technik sind im Folgenden beschrieben und anhand der Figuren erläutert.The invention and embodiments according to the prior art are described below and explained with reference to the figures.
In
Gemäß
In
Die in
Aufgrund der einleitend beschriebenen Problematik bei der Herstellung solcher Messanordnungen (zylinderische Messachse und entsprechende Lager) und die daraus resultierenden Fehleffekte, insbesondere die Hysterese, kann in Abhängigkeit der Belastung (Krafteinwirkung) auf die Messanordnung ein Hysteresefehler in Prozent angegeben werden. In
In den
Um diesen nachteiligen Hystereseeffekten wirkungsvoll zu begegnen, sind in den
Allen Ausführungsbeispielen liegt die grundsätzliche Idee zugrunde, dass die in Richtung der Messachse
In
In
In den Folgefiguren
Als Alternative zu den Ausführungsbeispielen, die in den
Die Ausgestaltungen, die in den
Die ballige Kontur der Lager
Weiterhin ist es ein besonderes Merkmal der Erfindung, dass die ballige Ausgestaltung der Lager
Eine besonders vorteilhafte Anwendung der Erfindung ist in der Integration der Messanordnung in einer Kraftmessdose oder bei der Anwendung in Arbeitsfahrzeugen wie zum Beispiel Kranen zu sehen.A particularly advantageous application of the invention can be seen in the integration of the measuring arrangement in a load cell or when used in work vehicles such as cranes.
Die Erfindung betrifft einen Messachsen-Kraftaufnehmer, der vorzugsweise an Kranen, Umlenkrollen, Laufrädern, aber auch in der Fördertechnik, bei Aufzügen oder vergleichbaren Vorrichtungen zur Anwendung kommen kann.The invention relates to a measuring axis force transducer, which may preferably be used on cranes, pulleys, wheels, but also in conveyor technology, elevators or similar devices.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Messanordnungmeasuring arrangement
- 22
- Messachsemeasuring axis
- 33
- Lagercamp
- 44
- Sensoranordnungsensor arrangement
- 55
- Bezugsflächereference surface
- 66
- Gegenlagerthrust bearing
- 6161
- Lagerabschnittbearing section
- 6262
- Verbindungsbrückeconnecting bridge
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201110055671 DE102011055671A1 (en) | 2010-11-25 | 2011-11-24 | Ballig shaped measuring axes of force transducers |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102010052349.6 | 2010-11-25 | ||
DE102010052349 | 2010-11-25 | ||
DE201110055671 DE102011055671A1 (en) | 2010-11-25 | 2011-11-24 | Ballig shaped measuring axes of force transducers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102011055671A1 true DE102011055671A1 (en) | 2012-05-31 |
Family
ID=45401040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201110055671 Withdrawn DE102011055671A1 (en) | 2010-11-25 | 2011-11-24 | Ballig shaped measuring axes of force transducers |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102011055671A1 (en) |
WO (1) | WO2012069581A1 (en) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE713923C (en) * | 1936-09-04 | 1941-11-18 | Dornier Werke Gmbh | Device for determining bearing pressures |
SE404762B (en) * | 1975-03-11 | 1978-10-30 | Asea Ab | LOAD CELL CONSTRUCTION FOR SATURATION OF ROLLING POWER IN ROLLING MILL |
US4326424A (en) * | 1979-03-30 | 1982-04-27 | Cleveland Machine Controls, Inc. | Web tension transducer arrangement |
AT387208B (en) * | 1986-04-04 | 1988-12-27 | Voest Alpine Ag | TRANSPORT VEHICLE AND DEVICE FOR MONITORING THE TIP SAFETY OF THE LOAD ON SUCH A TRANSPORT VEHICLE |
US6149506A (en) * | 1998-10-07 | 2000-11-21 | Keltech Engineering | Lapping apparatus and method for high speed lapping with a rotatable abrasive platen |
US5899798A (en) * | 1997-07-25 | 1999-05-04 | Obsidian Inc. | Low profile, low hysteresis force feedback gimbal system for chemical mechanical polishing |
-
2011
- 2011-11-24 WO PCT/EP2011/070923 patent/WO2012069581A1/en active Application Filing
- 2011-11-24 DE DE201110055671 patent/DE102011055671A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2012069581A1 (en) | 2012-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102007062391A1 (en) | Rolling element comprising a hollow roller and an overload body | |
EP1421355A1 (en) | Device for determining the forces and/or torques that act upon the wheel suspension of a vehicle | |
WO2006119738A1 (en) | Four-row tapered roller bearing | |
DE102009007425B3 (en) | Sensor bolts for force detection and methods for force detection in a truck | |
EP1923684B1 (en) | Device for measuring a traction force within a web of material or a strand of material | |
EP3356691A1 (en) | Rolling bearing arrangement having a strain sensor device | |
WO2009129769A2 (en) | Antifriction bearing comprising curved contact surfaces | |
EP3289235B1 (en) | Method for manufacturing a bearing raceway ring and rolling element bearing | |
EP2963403B1 (en) | Force transducer system based on the shearing principle with overload protection | |
DE102015115293A1 (en) | Device for producing a hub unit | |
DE102011055671A1 (en) | Ballig shaped measuring axes of force transducers | |
DE102009054571A1 (en) | Storage or power transmission component with cross-sectional transition | |
DE19740290A1 (en) | Rigid rolling of components, especially rotating parts | |
DE102015219883A1 (en) | crankshaft | |
DE102019115309A1 (en) | Bearing washer for an axial roller bearing | |
DE102009037392A1 (en) | Antifriction bearing arrangement for mounting rotating shaft opposite to e.g. machine table, in round table device of machine tool, has bearing connected parallel to another bearing by pretensioning unit in main load effective direction | |
EP2369316B1 (en) | Load measuring bolt | |
EP2539676A1 (en) | Force-measurement sleeve and force-measurement device | |
DE102014220438A1 (en) | machine element | |
EP2274590B1 (en) | Roller-type test stand for motor vehicles | |
EP1870605A1 (en) | Workpiece, especially a crankshaft, with an improved dynamic strength | |
DE2719946A1 (en) | Load measuring axle unit - has bearing bushes fitted with strain gauge elements in bridge arrangement | |
DE102011082921A1 (en) | Ball stud and ball joint | |
EP1167796A1 (en) | Pressure ring and its method of production, bearing system for universal joint trunnion | |
DE212012000135U1 (en) | roller bearing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |