DE1260194B - Vorrichtung zum Messen von Drucklasten - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Messen von Drucklasten Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen von Drucklasten mit einem Ringteil, der unter der Wirkung von Radialkräften elastisch verformbar ist, die durch ein der Wirkung der zu messenden Last unterworfenes Druckübertragungsmittel ausgeübt werden, und mit am Umfang des Ringteiles befestigten Dehnungsmessern.
• Bei einer derartigen bekannten Vorrichtung (USA.-Patent 2592009) besteht der Ringteil aus einer Haube mit zylindrischer Seitenwand und konvex gewölbter Oberseite, welche mit ihrem unteren Rand flüssigkeitsdicht an einem Sockel befestigt ist, der mit einem zentralen Zapfen unter Belassung eines Abstandes gegenüber den Innenwandungen der Haube in diese vorsteht. Der zwischen den Innenwandungen der Haube, dem Sockel und dem Zapfen verbleibende Hohlraum ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, welche als Druckübertragungsmittel dient.
• Nachteilig ist bei der bekannten Vorrichtung, daß einerseits eine nicht unerhebliche Vergrößerung der Lastauflagefläche bei Erhöhung der Drucklasten und damit ein nichtlinearer Zusammenhang zwischen Druck- und Meßwert entsteht, während andererseits eine beträchtliche Wandstärke für die Haube zur Beherrschung des hydraulischen Drucks bei hohen Drucklasten vorgesehen werden muß, so daß ein erheblicher Anteil der Drucklast auf die Verformung des gewölbten Haubenteiles entfällt, wodurch ebenfalls, und zwar insbesondere der untere Teil des Meßbereiches, verfälscht wird. Darüber hinaus ergeben sich bei den sehr hohen hydraulischen Drücken Probleme bei der Abdichtung des Haubenrandes am Sockel gegen einen Flüssigkeitsdurchtritt.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zum Messen von Drucklasten der eingangs genannten Art unter Vermeidung der vorgenannten Fehler zu verbessern. Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß das Druckübertragungsmittel in an sich bekannter Weise durch einen Block aus Gummi oder anderem gummiartig verformbarem Werkstoff gebildet ist und daß der Ringteil aus einem diesen Block umschließenden Ring besteht, dessen Dicke, parallel zu seiner Achse gemessen, kleiner als die Dicke des verformbaren Blockes ausgebildet ist, derart, daß der Block auf beiden Seiten des Ringteiles etwas über diesen vorragt.
• Es ist zwar bekannt, als Druckübertragungsmittel einen gummiartig verformbaren Werkstoffblock zu verwenden (deutsches Patent 565133). Hierbei wurde in den Hubraum einer den Drucklasten ausgesetzten Kolben-Zylinder-Anordnung eine Gummischeibe vorgesehen und die Drucklast dadurch bestimmt, daß der Weg der in eine relativ kleine Bohrung des Zylinders verdrängten Gummimasse gemessen wurde. Nachteilig ist hierbei aber eine relativ große Bauhöhe in axialer Richtung sowie das Erfordernis einer genauen Bearbeitung der aufeinandergleitenden Kolben- und Zylinderflächen. Weiterhin ist der Züsammenhang zwischen dem gemessenen Verdrängungsweg und der Last nicht linear und von den sich mit der Temperatur und der Alterung ändernden Materialkonstanten des Gummiblockes abhängig.
• In Weiterbildung der Erfindung sind sich an der Innenfläche des Ringteiles abstützende Ringe zum Begrenzen der radialen Deformation der auf beiden Seiten hervorquellenden Teile des verformbaren Blockes vorgesehen. Weiterhin kann der verformbare Block ringförmig ausgebildet und in die Mittelöffnung dieses Blockes ein Kern eingesetzt sein, der eine kleinere Dicke als der Block hat.
• Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beschreibung zweier beispielsweise gegebener Ausführungsformen und an Hand der Zeichnungen erläutert; in diesen ist Fig. 1 eine perspektivische Ansicht teilweise im Schnitt eines gemäß der Erfindung hergestellten Anzeigegerätes und F i g. 2 eine der F i g. 1 ähnliche Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
• Das in Fig. 1 dargestellte Anzeigegerät besteht aus einem Stahlring A, in dessen Inneres ein Gummiblock B eingepaßt ist, dessen Höhe größer ist als diejenige des Ringes.
• Zwei Ringe C sind um den Block B im Inneren des Ringes A herum angeordnet, um das Ausdrücken des Gummis zwischen der Last und dem Ring A zu verhindern. Diese Ringe können beispielsweise aus Schraubenfedern bestehen, die von einem in ihrem Inneren angeordneten Stahlstab verstärkt werden.
• Ein dichtes Schutzgehäuse D aus zwei Teilen deckt den Umfang des Ringes A ab, an dem Déhnungsmeßstreifen angeklebt sind, die zur Messung der Verformungen des Ringes A bestimmt sind. Zwei dieser Streifen messen die Umfangsverformungen des Ringes, und zwei Ausgleichs streifen sind senkrecht zu den ersten angeordnet, wobei diese vier Meßstreifen auf bekannte Art und Weise miteinander brückenartig verbunden sind. Ein dichter Ausgang ist an dem Gehäuse D für die Verbindungsdrähte E für die Meßstreifen vorgesehen, die mit einem Meßgerät oder beispielsweise bei einer Materialdosierungsanlage mit einer Regelvorrichtung verbunden sein können.
• Das Anzeigegerät ist dazu bestimmt, zwischen zwei flache Oberflächen angeordnet zu werden, die mit den oberen und unteren Seiten des Gununiblockes B in Berührung treten.
• Wenn der Block B einer Zusammendrückkraft ausgesetzt wird, verhält er sich praktisch wie eine Flüssigkeit und übt auf den Ring A einen radialen Druck aus, der von der Zusammendrückkraft abhängt, der dieser Block ausgesetzt ist. Dieser Druck erzeugt elastische Verformungen des Ringes, die von den Dehnungsmeßstreifen erfaßt werden. Nach dem Eichen des Anzeigegerätes kann also von der Messung des von der Meßstreifenbrücke gelieferten elektrischen Signals der Wert der auf das Anzeigegerät zur Einwirkung kommenden Kraft abgelesen werden.
• Diese Bauart erlaubt, die Höhe des Anzeigegerätes beträchtlich zu verringern, da die Meßstreifen in diesem Falle Umfangsverforrnungen messen. Beispielsweise wurde ein Anzeigegerät für die Messung von Kräften von 0 bis 2550 Newtons hergestellt, das einen Außendurchmesser von 15 mm und eine Höhe von 8 mm hatte, und ein Anzeigegerät für die Messung von Kräften von 0 bis 500000 Newtons, dessen Durchmesser 100 mm und dessen Höhe 10 mm betrug.
• Das in F i g. 2 dargestellte Meßgerät besitzt einen StahlringA', in dessen Inneres ein Gummiblock B' eingepaßt ist, dessen Stärke größer ist als diejenige des Ringes. Der GummiblockB' ist ringförmig und ein Metallkern F ist im Inneren des Blockes B angeordnet, welcher Kern eine geringere Stärke hat als diejenige des Blockes B. In der dargestellten Ausführungsform ist der Kern F mit einer mittigen Bohrung versehen.
• Das Ausquellen verhindernde Ringe C' und G sind zwischen den Rändern des Blockes B' und des Ringes A' und des Kernes F andererseits angeordnet.
• Ein dichtes SchutzgehäuseD' deckt den Umfang des Ringes A' ab, an dem Dehnungsmeßstreifen angeklebt sind, die die Verformungen des Ringes A' messen sollen. Ein dichter Ausgang ist an dem Gehäuse D' für die Verbindungsdrähte E' der Meßstreifen vorgesehen.
• Dieses Anzeigegerät arbeitet wie dasjenige der F i g. 1, in dem der Gummiblock B' die axialen Zusammendrückkräfte, denen er ausgesetzt ist, in Radialkräfte umwandelt.
• Dieses Anzeigegerät kann beispielsweise zur Kontrolle der Klemmung von Schrauben und ganz allgemein für jede Kraftmessung um eine Welle, um einen Stab od. dgl. verwendet werden.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Messen von Drucklasten mit einem Ringteil, der unter der Wirkung von Radialkräften elastisch verformbar ist, die durch ein der Wirkung der zu messenden Last unterworfenes Druckübertragungsmittel ausgeübt werden, und mit am Umfang des Ringteiles befestigten Dehnungsmessern, dadurch gekennz e i c h n e t, daß das Druckübertragungsmittel in an sich bekannter Weise durch einen Block (B,B') aus Gummi oder anderem gummiartig verformbarem Werkstoff und daß der Ringteil (A, A') durch einen diesen Block umschließenden Ring gebildet ist, dessen Dicken, parallel zu seiner Achse gemessen, kleiner als die Dicke des verformbaren Blockes- ausgebildet ist, derart, daß der Block auf beiden Seiten des Ringteiles etwas über diesen vorragt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch sich an der Innenfläche des Ringteiles : (A, A') abstützende Ringe (C, C') zum Begrenzen der radialen Deformation der auf beiden Seiten hervorquellenden Teile des verformbaren Blockes (B, B').
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der verformbare Block (B') ringförmig ausgebildet und in die Mittelöffnung des Blockes ein Kern (F) eingesetzt ist, der eine kleinere Dicke als der Block hat.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein abgedichtetes Gehäuse (D,D') zum Schutz der Dehnungsmesser am Umfang des Ringteiles (A, A') befestigt ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 565 133; USA.-Patentschrift Nr. 2592009.