Kraftmeßdose Zusatz zum Patent 1 129 317 Die Erfindung betrifft eine
Kraftmeßdose, bestehend aus einer kreissymmetrischen Platte mit zentraler Krafteinleitung
und starrer Abstützung am Plattenrand, nach Patent 1129 317. Bei der den Gegenstand
des Hauptpatentes bildenden Kraftmeßdose ist die Dicke der Platte als Funktion des
Plattenradius derart bemessen, daß die radiale Dehnung über die radiale Erstreckung
der Platte im Betrag annähernd konstant ist, jedoch an einer Stelle bestimmten radialen
Abstandes vom Plattenmittelpunkt einen Richtungswechsel aufweist. Hierdurch wird
eine in Herstellung und Handhabung einfache Kraftmeßdose geringer Bauhöhe mit guten
Meßeigenschaften geschaffen, die die Nachteile der bis dahin bekannten Kraftmeßdosen
vermeidet. Load cell addendum to patent 1,129,317 The invention relates to a
Load cell, consisting of a circularly symmetrical plate with central force introduction
and rigid support on the plate edge, according to patent 1129 317. In the case of the object
of the main patent forming load cell is the thickness of the plate as a function of the
Dimension the plate radius so that the radial expansion over the radial extension
the plate is approximately constant in amount, but at one point certain radial
Distance from the center of the plate has a change of direction. This will
a load cell, which is simple to manufacture and use, with a low overall height and good
Measuring properties created that the disadvantages of the previously known load cells
avoids.
Bei einer Kreisplatte, die, wie dies im Hauptpatent vorgesehen ist,
belastet und gelagert ist, ist eine Erscheinung zu beobachten, die bei Verwendung
einer solchen Anordnung für ein hochwertiges Meßgerät nicht außer Betracht gelassen
werden kann. Belastet man nämlich eine derartige Kreisplatte, so nimmt die Dehnung
zunächst proportional der belastenden Kraft zu. Im Bereich höherer Kraftwirkung
jedoch ist die Dehnungszunahme geringer als proportional. Diese Nichtlinearität
ist um so stärker, je größer die Durchbiegung der Platte im Verhältnis zu ihrer
Stärke wird. In the case of a circular plate, which, as provided in the main patent,
is loaded and stored, a phenomenon can be observed when using
such an arrangement for a high quality measuring device is not disregarded
can be. If you load such a circular plate, the expansion increases
initially proportional to the loading force. In the area of higher force
however, the increase in elongation is less than proportional. This non-linearity
is the greater, the greater the deflection of the plate in relation to its
Strength will.
Demnach weisen dünne Platten eine besonders hohe Nichtlinearität auf.
Verwendet man nun eine derart belastete Kreisplatte bei einer Kraftmeßdose, die
zur Messung geringer Lasten bestimmt ist, so kann sich dieser Effekt in einem Maße
auswirken, das nicht mehr toleriert werden kann. Die Erfindung bezweckt, diesen
Nachteil zu vermeiden, und erreicht dies dadurch, daß die Platte derart gestaltet
ist, daß ihre gedachte Mittelfläche im unbelasteten Zustand der Wirkungsrichtung
der Kraft entgegengewölbt ist, bei halber Nennlast etwa eine ebene Kreisfläche bildet
und bei voller Nennlast eine der erstgenannten Wölbung gleich große, jedoch entgegengerichtete
Wölbung erhält. Durch eine derartige Gestaltung wird die nachteilige Nichtlinearität,
insbesondere bei der Verwendung dünner Platten, d. h. bei Kraftmeßdosen geringer
Nennlast, vermieden bzw. auf ein Maß herabgesetzt, das innerhalb der üblichen Toleranzen
liegt.Accordingly, thin plates have a particularly high non-linearity.
If one uses such a loaded circular plate in a load cell that
is intended for the measurement of low loads, this effect can be increased to a certain extent
that can no longer be tolerated. The invention aims at this
Avoid disadvantage, and achieved this in that the plate designed in such a way
is that its imaginary central surface in the unloaded state of the direction of action
is arched against the force, forms approximately a flat circular surface at half the nominal load
and at full rated load one of the first-mentioned curvature of the same size, but opposite
Obtain bulge. Such a design reduces the disadvantageous non-linearity,
especially when using thin plates, i. H. lower for load cells
Nominal load, avoided or reduced to a level that is within the usual tolerances
lies.
Bedingt durch die besondere Bemessung der Plattendicke nach der Lehre
des Hauptpatentes bildet der radial innerhalb der Stelle, an der der Richtungswechsel
der Drehung auftritt, liegende Plattenteil mit dem außerhalb dieser Stelle liegenden
Plattenteil einen Winkel. Dieser Winkel muß gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung
trotz annähernd gleichem Betrag der Wölbung im unbelasteten und im belasteten Zustand
im Betrag nicht gleich groß sein.Due to the special dimensioning of the plate thickness according to the teaching
of the main patent forms the radially inside the point at which the change of direction
the rotation occurs, the lying plate part with the lying outside this point
Plate part an angle. This angle must be in accordance with the teachings of the present invention
despite approximately the same amount of curvature in the unloaded and in the loaded state
not be the same in amount.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in schematischer
Weise dargestellt. Es zeigt im Querschnitt Fig. 1 die Kreisplatte der Kraftmeßdose
im unbelasteten, Fig. 2 im halbbelasteten Zustand, Fig. 3 bei voller Nennlast. An embodiment of the invention is shown in the drawing in schematic
Way presented. It shows in cross section Fig. 1 the circular plate of the load cell
in the unloaded, Fig. 2 in the half-loaded condition, Fig. 3 at full rated load.
Die Platte 1 besitzt einen kreisförmigen Auflagerand 2 und einen
der Einleitung der Kraft P dienenden Zapfen 3. Ihre Bemessung entspricht der Lehre
des Hauptpatentes, sie ist jedoch so gestaltet, daß ihre gedachte Mittelfläche 4
im unbelasteten Zustand der Wirkungsrichtung der Kraft P entgegen, im Ausführungsbeispiel
nach oben gewölbt ist, bei halber Nennlast eine Kreisebene bildet, die im Ausführungsbeispiel
horizontal liegt, und bei voller Nennlast eine Wölbung in Richtung der Kraftwirkung,
im Ausführungsbeispiel also nach unten vom gleichen Ausmaß, wie die Wölbung im unbelasteten
Zustand erhält. Da gemäß der Lehre des Hauptpatentes der radial innenliegende Plattenteil
etwa gleich große Dehnung wie der radial außenliegende Plattenteil - wenn auch mit
entgegengesetzten Vorzeichen - haben muß, kann es sich bei der Gestaltung gemäß
vorliegender Erfindung durchaus ergeben, daß der innere Plattenteil bei der Wölbung
in unbelastetem bzw. vollbelastetemZustand mit der Horizontalen einen anderen Winkel
einschließt
als der außenliegende Plattenteil, so daß trotz erfindungsgemäß
gleichem Betrag der Wölbung im unbelasteten und im vollbelasteten Zustand - wenn
auch mit entgegengesetzter Richtung - der Winkelbetrag zwischen beiden Plattenteilen
ohne Last verschieden von dem unter voller Last ist. The plate 1 has a circular support edge 2 and a
the introduction of the force P serving pin 3. Their dimensioning corresponds to the teaching
of the main patent, but it is designed in such a way that its imaginary central surface is 4
in the unloaded state opposite to the direction of action of the force P, in the exemplary embodiment
is arched upwards, forms a circular plane at half the nominal load, which in the exemplary embodiment
is horizontal, and at full rated load there is a curvature in the direction of the force effect,
In the exemplary embodiment, therefore, downwards from the same extent as the curvature in the unloaded
Condition. Since, according to the teaching of the main patent, the radially inner plate part
approximately the same expansion as the radially outer plate part - albeit with
opposite sign - must have, it can be according to the design
present invention show that the inner plate part in the curvature
in the unloaded or fully loaded state a different angle with the horizontal
includes
than the outer plate part, so that in spite of the invention
the same amount of curvature in the unloaded and in the fully loaded state - if
also with opposite direction - the angular amount between the two plate parts
without load is different from that under full load.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung wird erreicht, daß die mittels
der Meßstreifen 5 bis 8 ermittelte Dehnung der Platte bei Einwirken einer Kraft
P im gesamten Meßbereich der Meßdose innerhalb des Bereiches liegt, in dem die Dehnung
der sie verursachenden Kraft proportional ist. The inventive design is achieved that the means
the measuring strips 5 to 8 determined the elongation of the plate when a force is applied
P lies in the entire measuring range of the load cell within the range in which the strain
is proportional to the force causing it.