DE1059687B

DE1059687B - Dynamometric device for measuring the average tension of parallel tensioned wires

Info

Publication number: DE1059687B
Application number: DEC6641A
Authority: DE
Inventors: Andre Coyne; Jean Bellier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-07-16
Filing date: 1952-11-08
Publication date: 1959-06-18

Description

Dynamometrisches Gerät zum Messen der mittleren Spannung parallel zueinander gespannter Drähte Die genaue und dauernde Messung der absoluten Spannung von Drähten oder vorgespannten Kabeln ist für den Fortschritt dieses technischen Gebietes unbedingt notwendig. Sie stößt aber auf Schwierigkeiten verschiedenster Art, die bis jetzt verhindert hahen, daß diese Messung in der täglichen Praxis Anwendung findet. Das Haupthindernis war der Mangel an entsprechenden Geräten. Tatsächlich ist es infolge der beträchtlichen Fehler, welche durch die sehr empfindlichen Spannungs- und Entspannungsvorgänge bei dem Verfahren des Vorspannens von Kabeln verursacht werden, nicht möglich, den gewöhnlichen Weg der Längenmessung zu benutzen und die relative Dehnung der Stahldrähte selbst zu messen. Dynamometric device for measuring the mean voltage in parallel wires tensioned to each other The exact and continuous measurement of the absolute tension of wires or pre-stressed cables is essential to the advancement of this technical Area absolutely necessary. However, she encounters various difficulties Kind, which until now have prevented this measurement from being used in daily practice finds. The main obstacle was the lack of appropriate equipment. Indeed it is due to the considerable errors caused by the very sensitive voltage and causing relaxation processes in the process of pre-tensioning cables will not be possible to use the usual way of length measurement and the to measure the relative elongation of the steel wires themselves.

Man könnte auch direkte dynamometrische Messungen benutzen. Diese Messungen werden gewöhnlich gleichzeitig mit dem Spannen mit Hilfe der Spannvorrichtungen durchgeführt. Aber abgesehen davon, daß diese Messungen oft roh und mitunter irrtümlich sind, können diese Vorrichtungen nicht dauernd am Platze gelassen werden. Denn von ihrem großen Raumbedarf und ihrem hohen Herstellungspreis abgesehen, würden sie eine Ursache der Unsicherheit für die Konstruktion bedeuten und auch nicht ständig genau anzeigen. Die Herstellung von geeigneten Dynamometern bereitet grundsätzliche und bauliche Schwierigkeiten. Diese Dynamometer müssen aus der Entfernung ablesbar, einfach in der Benutzung und empfindlich sein und besonders eine von der Zeit unabhängige absolute Genauigkeit aufweisen. Weiter muß man sie in Beton einbauen können. sie dürfen nur wenig Platz in Anspruch nehmen und müssen sämtlichen Zerstörungs-und Schadensursachen. die man auf den Baustellen antrifft, widerstehen können.One could also use direct dynamometric measurements. These Measurements are usually taken at the same time as tensioning using the tensioning devices carried out. But apart from the fact that these measurements are often crude and sometimes in error these devices cannot be left in place permanently. Because from Apart from their large space requirements and their high manufacturing price, they would mean a cause of uncertainty for the construction and not constantly show exactly. The manufacture of suitable dynamometers prepares fundamental principles and structural difficulties. These dynamometers must be readable from a distance, easy to use and sensitive, and especially one that is independent of time have absolute accuracy. You also have to be able to build them into concrete. she must take up little space and must all destruction and Causes of damage. that one encounters on construction sites can withstand.

Die Erfindung betrifft ein dynamometrisches Gerät, dessen Anwendung die geschilderten Nachteile nicht aufweist und das allen Anforderungen gerecht wird. The invention relates to a dynamometric device, its application does not have the disadvantages described and that meets all requirements.

Es dient der Messung der mittleren Spannung mindestens zweier biegsamer, parallel zueinander gespannter Drähte durch Ermitteln der zum Spreizen dieser Drähte erforderlichen Kraft.It is used to measure the average tension of at least two flexible, wires tensioned parallel to each other by determining the distance needed to spread these wires required force.

Die vorteilhaften Eigenschaften des Gerätes sind dadurch erreicht, daß ein längliches, elastisch verformbares Dehnungsglied, Mittel zum Messen der Längenänderung dieses Dehnungsgliedes und in zentralsymmetrischer Anordnung zu dem Dehnung glied mindestens zwei aus gleicharmigen, einen stumpfen Winkel bildenden Armen bestehende Kniehebel vorgesehen sind, deren Mittelgelenke sich diametral gegenüberstehen und nach außen gerichtet sind, während sich die Enden der Arme jedes Kniehebels über Gelenke und gegen die Enden des Dehnungsgliedes abstützen. The advantageous properties of the device are achieved by that an elongated, elastically deformable expansion member, means for measuring the Change in length of this expansion member and in a centrally symmetrical arrangement to the Elongation was divided into at least two equal arms, forming an obtuse angle Poor existing toggle levers are provided whose central joints are diametrically opposed and are directed outwards, while the ends of the arms of each toggle link Support over joints and against the ends of the expansion link.

Das Dehnungsglied ist vorzugsweise rohrförmig. The expansion member is preferably tubular.

Seine Dehnung wird in an sich bekannter Weise mittels einer in seiner Achse gespannten Saite gemessen, die in Schwingungen versetzt wird und deren Schwingungsfrequenz aus der Ferne mit elektrischen Mitteln gemessen werden kann. Bekanntlich sichert das Messen der Dehnung mittels schwingender Saiten eine auch zu verschiedenen Zeiten gleichbleibende, sehr große Genauigkeit und ist unabhängig von etwaigem Ausfall der elektrischen Leitungen, die zum Fernmessen dienen.Its elongation is in a manner known per se by means of one in its Axis of tensioned string measured, which is set in oscillation and its oscillation frequency can be measured remotely by electrical means. As you know, backs up measuring the elongation by means of vibrating strings one also at different times constant, very high accuracy and is independent of any failure the electrical lines used for telemetry.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung bestehen die Kniehebel aus winkelförmigen Metallstücken, und die erforderlichen Gelenke, z. B. an der Knickstelle oder an den Enden der Winkelarme, sind durch örtliche ouerschnittsverminderungen gebildet. In an advantageous development of the invention, there are toggle levers from angular pieces of metal, and the necessary joints, e.g. B. at the kink or at the ends of the angle arms, are due to local reductions in cross-section educated.

Die auf diese Weise ausgebildeten halbgelenkigen Glieder sind wegen der geringen relativen Drehausschläge der verschiedenen Teile des Systems ausreichend. Um die gleichzeitige Messung der Spannung mehrerer Drähte zu ermöglichen, die gleichmäßig rings um eine Achse verteilt sind, kann das Gerät ebenso viele Kniehebel aufweisen, die rings um das als Dehnungsglied dienende Rohr verteilt sind. Die Kniehebel können einen in zwei Halbschalen unterteilten, tonnenförmigen, zentralsymmetrischen, längsgeschlitzten Umdrehungskörper bilden.The semi-articulated links formed in this way are due to the small relative rotation deflections of the various parts of the system are sufficient. To allow the simultaneous measurement of the tension of several wires, evenly are distributed around an axis, the device can have as many knee levers, which are distributed around the tube serving as an expansion member. The knee levers can one divided into two half-shells, barrel-shaped, centrally symmetrical, longitudinally slotted Form body of revolution.

Um mit dem erfindungsgemäßen Gerät Messungen zu erhalten, die unabhängig von der Länge der gespannten Drähte sind, deren Durchschnittsspannung man messen will, müssen Mittel vorgesehen werden, die ein Spreizen der Drähte nur eine bestimmte Strecke zu beiden Seiten der Nileßvorrichtung zulassen. In order to obtain measurements with the device according to the invention that are independent of the length of the tensioned wires, the average tension of which is measured means must be provided which only allow the wires to be spread apart in a certain way route allow on both sides of the Nileß device.

Dies kann leicht erreicht werden. indem rnan die Drähte. deren Spannung gemessen werden soll, symmetrisch auf beiden Seiten der Nfeßvorrichtung mit widerstandsfähigen Ringen als Begrenzungsstücken umgil)t, welche die Drähte außerhalb des Bereiches. in dem sie durch die :\Ießvorrichtung auseinandergezogen sind. parallel halten.This can easily be achieved. by rnan the wires. their tension to be measured symmetrically on both sides of the measuring device with resistant Rings as delimitation pieces that keep the wires out of the area. in which they are pulled apart by the measuring device. keep parallel.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes beispielsweise dargestellt. In the drawing is an embodiment of the subject matter of the invention for example shown.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein dynamometrisches Gerät nach der Erfindung, das aus einer geraden Anzahl von Kniehebeln besteht. d. h. für ein Kabel mit einer geraden Anzahl von Drähten verwendbar sein soll; Fig. 2 stellt einen Querschnitt durch das Gerät nach der Linie H-II der Fig. 1 dar; Fig. 3 zeigt eine schaubildliche Ansicht einer Halbschale; Fig. 4 stellt den schematischen Längsschnitt eines vollständigen dunamometrischen Gerätes nach der Erfindung dar. das zur Messung der Spannung von vorgespannten Bewehrungsdrähten eingebaut ist. Fig. 1 shows a longitudinal section through a dynamometric device according to the invention, which consists of an even number of toggle levers. d. H. for a cable with an even number of wires should be usable; Fig. 2 represents a cross section through the device along the line H-II of Fig. 1; Fig. 3 shows a perspective view of a half-shell; Fig. 4 shows the schematic longitudinal section of a complete dunamometric device according to the invention. That for measurement the tension of pre-stressed reinforcement wires is incorporated.

In den Fig. 1 und 2 bildet der gespannte Metalldraht 1 in bekannter Weise eine schwingende Saite. In Figs. 1 and 2, the tensioned metal wire 1 forms in a known manner Way a vibrating string.

Die Schwingung dieser Saite wird durch zwei Elektromagnete 2 a und 2 b erregt. die auch zum Abhören der Schwingung dienen. Diese beiden Aufgaben können von den beiden Elektromagneten gemeinsam ausgeführt werden oder auf sie verteilt sein. Die Elektromagnete sind durch innenliegende elektrische Drähte 3 und das außenliegende Kabel 4 mit dem Außenmeßstand verbunden. Die Saite 1 ist an beiden Enden durch konische Klemmstücke 5 und 6 festgehalten. welche durch die Schrauben 7 und 8 in die konischen Teile 9 und 10 eingekeilt sind. Die Teile 9 und 10 sind in den beiden Enden eines Rohres 11 eingebettet, das den empfindlichen Teil des Dynamometers bildet. Der mittlere Teil des Rohres 11 ist zur Steigerung der Empfindlichkeit innerhalb der Grenzen der Elastizität des Aletalls verjüngt. Die Enden des Rohres sind dick gelassen. um die feste Lagerung der konischen Teile 9 und 10 zu sichern und um winklige oder geneigte Absätze 12 und 13 zur gelenkigen Abstiitzung der Arme der Rniehebel zu bilden. Die Röhre ist mittels S4raul>stöpseln 14 und 15 luftdicht verschlossen, von denen einer von dem Außenkabel 4 durchdrungen ist.The vibration of this string is through two electromagnets 2 a and 2 b excited. which also serve to listen to the vibration. These two tasks can are carried out jointly by the two electromagnets or distributed between them be. The electromagnets are through internal electrical wires 3 and the external Cable 4 connected to the external measuring stand. The string 1 is tapered at both ends Clamping pieces 5 and 6 held. which by the screws 7 and 8 in the conical Parts 9 and 10 are wedged. The parts 9 and 10 are in the two ends of one Embedded tube 11, which forms the sensitive part of the dynamometer. The middle one Part of the tube 11 is to increase the sensitivity within the limits the elasticity of the Aletall rejuvenates. The ends of the tube are left thick. to secure the fixed mounting of the conical parts 9 and 10 and angular or inclined shoulders 12 and 13 for the articulated support of the arms of the knee lever form. The tube is sealed airtight with S4raul> plugs 14 and 15, one of which is penetrated by the outer cable 4.

Die Kniehebel werden durch gebogene Teile 16 gebildet. Die Enden der Hebelarme laufen in Schneiden 17 und 18 aus. die sich gegen die Innenwinkel 12a und 13a der Schultern 12 und 13 des Rohres 11 stützen. In jedem Falle sind die Kniehebel so bemessen und angeordnet. daß sie sich nur mit ihren Schneiden auf den Schultern 12 und 13 des Rohres 11 abstützen. Je nach der gewünschten Empfindlichkeit weisen die Kniehebel auf ihrer Länge eine einheitliche oder veränderliche Dicke auf. wobei die Formen symmetrisch bleiben. Sie können gegebenenfalls an der Knickstelle durch örtlich begrenzte Schwächung ihres Ouerschnitts an dieser Stelle gelenkig gemacht werden. Bringt man jedoch Einkerbungen an der Knickstelle an. dann müssen diese sich in deren Innenwinkel befinden, damit der Grad der Gelenkigkeit nicht durch die Anwesenheit der vorgespannten Drähte 21. deren Spannung man messen will und die sich auf diese Knickstellen stützen. verändert wird.The toggle levers are formed by bent parts 16. The ends of the Lever arms come to an end in cutting edges 17 and 18. which are against the interior angle 12a and 13a of shoulders 12 and 13 of tube 11 support. In any case, the toggle levers are so sized and arranged. that they are only with their blades on their shoulders Support 12 and 13 of the pipe 11. Depending on the sensitivity you want, assign the toggle levers have a uniform or variable thickness along their length. whereby the shapes remain symmetrical. If necessary, you can go through the kink localized weakening of their cross section made articulated at this point will. However, notches are made at the kink. then need this are in their interior angle so that the degree of flexibility does not come through the presence of the pre-tensioned wires 21. whose tension one wants to measure and which are based on these kinks. is changed.

In Fig. 2 sind ebenso viele Paare von Kniehebeln 16 wie Drahtpaare21, deren Spannung zu messen sind. rings um die Achse des Rohres 11 angeordnet. Ihre Abmessungen und Anordnung mit Bezug auf das Rohr sind gleich. insofern alle Drähte 21 gleichmäßig gespannt sind. Es ist jedoch zu bemerken, daß die Anzahl der Drähte und infolgedessen auch die der Kniehebel ungerade sein kann, wenn nur die Verteilung dieser Drähte regelmäßig ist.In Fig. 2 there are as many pairs of toggle levers 16 as there are wire pairs21, whose voltage is to be measured. arranged around the axis of the tube 11. Her Dimensions and arrangement with reference to the Pipe are the same. so far all wires 21 are evenly tensioned. It should be noted, however, that the number of wires and as a result the toggle lever can be odd if only the distribution this wires is regular.

Es ist vorteilhaft, die Kniehebel durch ihre Form zu verstärken, indem man sie aus zwei faßförmigen Halbschalen fräst, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Jeder dieser Kniehebel sieht dann wie eine Faßdaube aus. It is advantageous to strengthen the toggle levers by their shape, by milling them from two barrel-shaped half-shells, as shown in FIG is. Each of these toggle levers then looks like a barrel stave.

Die Schneiden 17 und 18 sind dabei auf zwei Halbkronen verteilt. und die einzelnen Dauben sind durch die Halbringe 17 a und 18 a, die beim Fräsen stehengeblieben sind, unter sich verbunden.The cutting edges 17 and 18 are distributed over two half-crowns. and the individual staves are through the half rings 17 a and 18 a, which stopped during milling are interconnected.

Bei der Montage wird das mittlere Rohr 11 durch Erwärmen gedehnt. worauf die beiden Halbschalen mit Gewalt zwischen die Schultern 12 und 13 hineingedrückt werden, um die Schneiden 17 und 18 in die Innenwinkel 12 a und 13 a einzuführen. Ferner werden zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen der Halbringe 17a und 18a Dickenteile eingelegt. um jedes Abstützen der Halbschalen auf den Erzeugenden des Rohres 11 zu vermeiden. Schließlich übt man nach diesem Zusammenbau auf die Knickstellen der Kniehebel einen genügend starken Druck aus, um diese durch dauernde Verformung etwas zu öffnen. Auf diese Weise ist der Druck auf die Schneiden so, daß sie sich in die Innenwinkel 12 a und 13 a einquetschen und so gleichmäßig in den Kerben sitzen. During assembly, the central tube 11 is stretched by heating. whereupon the two half-shells are forcibly pressed between the shoulders 12 and 13 are to introduce the cutting edges 17 and 18 in the interior angle 12 a and 13 a. Furthermore, between the opposing surfaces of the half-rings 17a and 18a thick parts inserted. about every support of the half-shells on the generatrix of the tube 11 to avoid. After all, after this assembly you practice on the Kinks in the knee lever exert a sufficiently strong pressure to keep this through lasting Deformation to open something. In this way the pressure on the cutting edges is that they squeeze into the interior angles 12 a and 13 a and so evenly in the notches sit.

Wenn das Dynamometer auf diese Art fest zusammengebaut ist, ist man sicher, daß die Kniehebel sowohl während der Handhabung auf dem Bauplatz als auch beim Einbringen zwischen die Drähte des zu untersuchenden Kabels fest an ihrem Platz bleiben. When the dynamometer is firmly assembled in this way, you are ensure that the toggle levers both during handling on the construction site as well firmly in place when inserted between the wires of the cable to be examined stay.

Fig. 4 zeigt die Anordnung des Dynamometers in einem aus den zwei Drähten 211 und 212 bestehenden Kabel. das einen Kanal 25 durchquert, der sich in einem vorzuspannenden Betonblock befindet. Die Drähte 21, und 212 stützen sich auf die Knickstellen der Kniehebel 16l und 162. Die Drähte. die durch die Vorrichtung auseinandergespreizt sind, werden bis auf eine bestimmte Entfernung von dieser Stelle durch Begrenzungsstücke 23 und 24 in ihrer normalen Entfernung zusammengehalten.Fig. 4 shows the arrangement of the dynamometer in one of the two Wires 211 and 212 existing cables. which crosses a channel 25, which is in a concrete block to be prestressed. The wires 21, and 212 are supported the kinks of the toggle levers 16l and 162. The wires. by the device are spread apart, up to a certain distance from this point held together by limiting pieces 23 and 24 at their normal distance.

Man sieht sofort, daß die Zugkraft F, die auf die beiden Enden der Drähte ausgeübt wird, sich in Kräfte zerlegt, und zwar in ein wenig größere Kräfte F1 in Richtung der Drähte und in zwei einander entgegengesetzt gerichtete Kräfte F.,. die senkrecht zum Rohr stehen und durch die Knickstellen der Kniehebel gehen. Durch die Kniehebel werden diese Ouerkräfte F in Kräfte F, zerlegt, die sich in auf das Rohr ausgeübte Längszugkräfte F4 und in Reaktionsquerkräfte F5 zerlegen, die durch die starren Rohrenden aufgenommen werden. Die Zugkraft F4 ist verhältnisgleich zu dem auf die Drähte ausgeübten Zug, abgesehen von einer Korrektur, die durch die Starrheit der Drähte bedingt ist. Man erreicht so die dynamometrische Messung durch Messung der elastischen Dehnung des Rohres, wobei die schwingende Saite zur Auswertung dient. Das Gerät kann in seiner Bauart vollkommen geschlossen ausgebildet werden. so daß es dauernd im Beton belassen werden kann. One sees immediately that the tensile force F acting on the two ends of the When wires are exerted, they are broken down into forces, and indeed into slightly larger forces F1 in the direction of the wires and in two opposing forces F.,. which are perpendicular to the pipe and go through the kinks of the toggle levers. The toggle levers split these forces F into forces F, which are divided into Longitudinal tensile forces F4 exerted on the pipe and split into lateral reaction forces F5, which are absorbed by the rigid pipe ends. The tensile force F4 is proportional to the tension exerted on the wires, apart from a correction made by the Rigidity of the wires is conditional. The dynamometric measurement is achieved in this way Measurement of the elastic elongation of the tube, using the vibrating string for evaluation serves. The device can be designed to be completely closed in its design. so that it can be left in the concrete permanently.

Beim Einsetzen sind Vorsichtsmaßregeln zu beachten. um zu verhindern, daß die Beweglichkeit der Gelenke der Kniehebel durch den Beton beeinträchtigt wird.Precautions must be observed when inserting. to prevent, that the mobility of the joints of the toggle lever is impaired by the concrete.

Um die Spannung der Saite 1 unabhängig von Querverformungen der beiden Enden des Rohres 11 zu machen, können die Enden der Saite 1 in den beiden Enden des Rohres unter Einschaltung eines Gelenkes befestigt werden. Zu diesem Zweck kann man außerhalb oder innerhalb der verdickten Teile beider Rohrenden Rillen 26 anbringen, wie sie in Fig. 1 gestrichelt gezeichnet sind, um so die Querschnitte dieser Enden örtlich zu schwächen. To the tension of the string 1 regardless of transverse deformations of the two To make ends of the tube 11, the ends of the string 1 can be in the two ends of the pipe can be fastened with a joint. To this end can man make grooves 26 outside or inside the thickened parts of both pipe ends, as shown in dashed lines in Fig. 1, so the cross sections of these ends to weaken locally.

PATENTANSPPUCFIE: 1. Dynamometrisches Gerät zum Messen der mittleren Spannung mindestens zweier biegsamer, parallel zueinander gespannter Drähte durch Ermitteln der zum Spreizen dieser Drähte erforderlichen Kraft, dadurch gekennzeichnet, daß ein längliches, elastisch verformbares Dehnungsglied (11), Mittel (4,2«, 2b) zum Messen der Längenänderung dieses Dehnungsgliedes und in zentralsymmetrischer Anordnung zu dem Dehnungsglied mindestens zwei aus gleicharmigen, einen stumpfen Winkel bildenden Armen bestehende Kniehebel (16) vorgesehen sind, deren Mittelgelenke sich diametral gegenüberstehen und nach außen gerichtet sind, während sich die Enden der Arme jedes Kniehebels über Gelenke (17, 12a und 18, 13a) gegen die Enden des Dehnungsgliedes abstützen. PATENT APPLICATION: 1. Dynamometric device for measuring the mean Tensioning of at least two flexible wires stretched parallel to one another Determination of the force required to spread these wires, characterized in that, that an elongated, elastically deformable expansion member (11), means (4,2 «, 2b) for measuring the change in length of this expansion link and in a centrally symmetric Arrangement to the expansion member at least two of equal arms, one blunt Angle-forming arms existing toggle levers (16) are provided, their central joints diametrically opposed and directed outwards, while the ends of the arms of each toggle lever via joints (17, 12a and 18, 13a) against the ends of the Support the expansion link.

Claims

2. Dynamometric measuring device according to claim 1, characterized in that that additional limiting pieces (23, 24) are provided, which the expansion area of the tensioned wires (21) both on the one hand the knee lever and symmetrical to the central joints limit.

3. Dynamometric measuring device according to claim 1, characterized in that that the toggle levers consist of angular pieces of metal whose kink to Formation of the central joint is elastically deformable.

4. Dynamometric measuring device according to claim 1 or 3, characterized in that that the expansion member (11) is preferably in the form of a straight tube with shoulders (12, 13), against the inner angle (12a, 13a) of the toggle lever by means of the Support the ends of their arms arranged cutters (17, 18) in an articulated manner.

5. Dynamometric measuring device according to claim 4, characterized in that that the toggle levers designed as angular pieces of metal are one in two half-shells subdivided, barrel-shaped, centrally symmetrical, longitudinally slotted body of revolution form.

6. Dynamometric measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the mean change in length of the tube (11) in itself is measured in a known manner by means of a vibrating string.

Documents considered: German Patent No. 746 505