DE1950836B2

DE1950836B2 - Dehnungsmessanordnung

Info

Publication number: DE1950836B2
Application number: DE19691950836
Authority: DE
Inventors: Knud Dipl Ing 7500 Karlsruhe Overlach
Original assignee: Pietzsch, Ludwig, Dr Ing , 7500 Karlsruhe
Priority date: 1969-10-09
Filing date: 1969-10-09
Publication date: 1973-03-08
Also published as: DE1950836A1

Description

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Dehnungsmeßanordnung nach der Erfindung durch die Kombina-

Die Erfindung betrifft eine Dehnungsmeßanord- 65 tion folgender Merkmale gekennzeichnet:
nung zum Messen der Dehnung eines auf Biegung,

Zug oder Druck beanspruchten Bauteils, wie des a) der Abschnitt geringer Steifigkeit hat eine mit

Gurts eines Brückenkrans oder des Flächentragwerks seiner Länge veränderliche Breite,

3 4

b) die Dehniingsmeßstreifen sind auf die schwäch- Um Verfälschungen des Meßergebnisses durch ste Stelle dieses Abschnittes gekleot, eventuelle Restbiegung des Trägers im Abschnitt geringer Steifigkeit völlig auszuschalten, ist nach einer

c) der Träger ist über fest mit ihm verbundene weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, Klötze mit dem Bauteil verbunden, 5 daß mindestens vier Dehnungsmeßstreifen vorgesehen sind, die in einer Brückenschaltung geschaltet

d) die Klötze sind unlösbar an das Bauteil ange- sind, wobei die die eine Halbbrücke der die Brückenhefte... schaltung bildenden Dehnungsmeßstreifen auf die

eine Seite des Abschnitts geringer Steifigkeit und die

Bei der Dehnungsmeßanordnung nach der Erfin- io die andere Halbbrücke bildenden Dehnungsmeßstrei-

dung wird der Abschnitt geringer Steifigkeit aus- fen gegenüberliegend auf die andere Seite des Ab-

schließlich auf Zug oder Druck beansprucht. Eine Schnitts geklebt sind.

Biegung ist weitgehend ausgeschaltet Dadurch, daß Der Träger ist vorzugsweise aus einem Material

die Dehnungsmeßstreifen auf die schwächste Stelle etwa gleicher physikalischer Eigenschaften wie das

des Abschnitts geringer Steifigkeit aufgeklebt sind, 15 Bauteil gefertigt. Dadurch wird eine Ungenauigkeit

wird eine Dehnungsübersetzung geschaffen, die eine der Messung infolge unterschiedlichen Dehnungsver-

größere Dehnung der Dehnungsmeßstreifen als des haltens des Trägers und des Bauteils, das sich z. B.

Bauteils zur Folge hat. Die Dehnungsmeßstreifen lie- bei Einwirkung von Temperaturen oder bei der me-

gen wegen der möglichen dünnwandigen Gestaltung chanischen Beanspruchung selbst bemerkbar macht,

des Abschnitts geringer Steifigkeit des Trägers mit al- 20 vermieden.

len ihren Abschnitten etwa in gleichem Abstand von Die Erfindung ist im folgenden an Hand von

der neutralen Faser des zu vermessenden Bauteils. Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen nä-

Dadurch ist eine Verfälschung des Meßergebnisses her erläutert. Es zeigen

auf Grund unterschiedlicher Dehnung der einzelnen F i μ 1 eine Dehnungsmeßanordnung nach der

Abschnitte der Dehnungsmeßstreifen bei Biegebean- 25 Erfindung mit einem einstückigen Träger in einer

spruchung des Bauteils weitgehend ausgeschlossen. Seitenansicht,

Die Erfindung ermöglicht ferner die Anordnung der F i g. 2 eine Draufsicht auf die Dehnungsmeßan-

Dehnungsmeßstreifen in einer relativ nahe der neu- Ordnung nach F i g. 1,

tralen Faser gelegenen Ebene. Dadurch werden Ver- F i g. 3 eine Draufsicht auf eine abgewandelte

fälschungen des Meßergebnisses, die sich mit zuneh- 30 Dehnungsmeßanordnung mit einem mehrteiligen

mendem Abstand der Meßebene von der neutralen Träger,

Faser des auf Biegung beanspruchten Bauteils in- F i g. 4 eine Draufsicht auf einen anders ausgebil-

folge zunehmender Veränderung des Widerstands- deten mehrteiligen Träger,

momentes und der dadurch nervorgerufenen Störun- F i g. 5 eine Seitenansicht einer weiter abgewan-

gen des Spannungsverlaufes einstellen können, auf 35 delten Dehnungsmeßr iordnung mit mehrteiligem

ein Mindestmaß verringert. Träger nach der Erfindung und

Die Dehnungsmeßanordnung nach der Erfindung F i g. 6 eine Draufsicht auf die Dehnungsmeßan-

ermöglicht also auch bei Biegebeanspruchung eine Ordnung nach F i g. 5.

praktisch unverfälschte Messung. Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Dehnungs-

Erst nach langwierigen Untersuchungen hat sich 40 meßanordnung hat einen einstückigen Träger 1 mit herausgestellt, daß eine unlösbare Verbindung durch zwei Befestigungsenden in Form von Klötzen 3, mit Anheften der Klötze an dem Bauteil, z.B. durch denen sie an ein Bauteil2 angeschweißt ist, sowie mit Schweißen, Kleben oder Löten gegenüber einer lös- einem mittleren Abschnitt 4 geringerer Stärke und baren Verbindung, z.B. einer Schraubverbindung, Breite und damit Steifigkeit. In der Mitte dieses Abentscheidende Vorteile hat, die den Nachteil der feh- 45 schnittes sind bei 5 beidseitig gegenüberliegend je lenden Austauschbarkeit übertreffen. Bei einer un- zwei Dehnungsmeßstreifen (nicht dargestellt) gelösbaren Verbindung brauchen weder in dem Bauteil klebt, die in bekannter Weise in einer Brückenschalnoch in den Klötzen Befestigungslöcher vorgesehen tung geschaltet sind. Zur Kompensierung von bei der zu sein, die insbesondere ein hoch beanspruchtes, Montage eingeprägter Restbiegung können die beidünnwandiges Bauteil anfälliger gegen Beanspru- 5° den Dehnungsmeßstreifen einer Halbbrücke auf die chungen machen wurden. Ein Ausbeulen und Verzie- eine Seite und die beiden anderen Dehnungsmeßhen des Bauteiles, wie es sich bei der Erprobung streifen unmittelbar gegenüber auf die andere Seite einer Schraubverbindung eingestellt hat, tritt bei des Abschnitts 4 geklebt sein. Bei den im folgenden einer Haftverbindung nicht auf. Im Gegenteil wird beschriebenen weiteren Ausführungsbeispielen sind das Bauteil an den Verbindungsstellen mit den Klöt- 55 die Dehnungsmeßstreifen ebenfalls jeweils in der zen durch die Haftverbindung praktisch verstärkt. Mitte des Abschnitts geringer Steifigkeit auf dessen Dieser Vorteil macht sich selbstverständlich um so eine Seite oder, wie oben beschrieben, auf dessen mehr bemerkbar, je größer die Haftflächen zwischen beide Seiten geklebt, so daß sich eine nochmalige Be-Klötzen und Bauteil, d.h. die Aufstandsfläche des Schreibung bei diesen Ausführungsbeispielen erBauteils auf den Klötzen ist. 60 übrigt.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfin- Die Dehnungsmeßanordnung 11 nach F i g. 3 umdung ist der Träger mit den Klötzen lösbar verbun- faßt zwei Befestigungsklötze 13 und einen damit verden. Dabei kann der Träger zwischen den mit dem schweißten gesonderten Träger 14 geringerer Steifig-Bauteil verschweißten Klötzen und weiteren Klötzen keit. Der Träger 14 verjüngt sich von seinen Enden durch Schrauben eingespannt sein. Hierdurch ist eine 65 her linear, um dann zur Mitte hin mit abgerundeten besonders einfache Montage und eine Austauschbar- Übergängen in eine Zone gleichbleibenden Querkeit des mit den Dehnungsmeßstreifen beklebten Schnitts mit größerer Dehnung überzugehen, wo die Trägers ermöglicht. Dehnungsmeßstreifen, wie oben beschrieben, aufge-

klebt sind. Zur Montage werden die Klötze 13 zunächst an das Bauteil 12 geschweißt. Danach wird der Träger 14 mit seinen Enden an die einander zugewandten Seitenflächen der Klötze 13 angeschweißt oder mit einem zweckmäßigen Kleber angeklebt.

Gemäß F i g. 4 ist bei einer anders ausgeführten Dehnungsmeßanordnung 21 die Verjüngung des mit den beiden Klötzen 23 verschweißten Trägers 24 mit über der Länge gleichbleibender Breite durch Ausschneiden eines Loches 26 erzielt, das etwa die Form einer Ellipse hat. Die kleinen Halbachsen dieser Ellipse fallen mit der Mittellinie 27 des Gebers zusammen, in der die Dehnungsmeßstreifen beidseitig des Loches 26 wie beschrieben aufgeklebt sind. Das Loch kann natürlich auch eine andere zweckmäßige Form haben.

Bei der Dehnungsmeßanordnung 31 nach den F i g. 5 und 6 ist ein Träger 34 mit seinen Enden jeweils zwischen Klötzen 33 mittels Schrauben 38 eingespannt. Die Träger verjüngen sich ähnlich wie der Träger 14 nach F i g. 3 linear zur Mitte hin, um dort allmählich in einen Bereich gleichbleibenden Querschnitts mit größter Dehnung überzugehen.

Zur Montage werden zunächst die unteren Klötze 33' mit dem Bauteil 32 verschweißt. Darauf werden ίο die Träger aufgelegt und die oberen Klötze 33" mit den unteren Klötzen 33' verschraubt.

Sämtliche beschriebene Dehnungsmeßanordnungen werden mit dem entsprechenden Bauteil vorteilhafterweise unter Verwendung einer starren Spannvorrichtung (nicht dargestellt) verschweißt, um unerwünschtes Verziehen weitgehend auszuschalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

eines Krans, mit einem an dem Bauteil zu befestigen- Patentansprüche: den Träger für Dehnungsmeßstreifen, der zwischen seinen steifen Befestigungsenden einen mit geringem

1. Dehnungsmeßanordnung zum Messen der Abstand parallel zur Bauteiloberfläche liegenden Dehnung eines auf Biegung, Zug oder Druck be- 5 Abschnitt geringer Steifigkeit aufweist, auf dessen anspruchten Bauteils, wie des Gurts eines Brük- zur Bauteiloberfläche parallelen Seiten die Dehkenkrans oder des Flächentragwerks eines Krans, nungsmeßstreifen aufgeklebt sind.

mit einem an dem Bauteil zu befestigenden Trä- Es ist eine Dehnungsmeßanordnung dieser Art ger für Dehnungsmeßstreifen, der zwischen sei- bekannt (USA.-Patentschrift 2 722 587), bei der der nen steifen Befestigungsenden einen mit geringem io Abschnitt geringer Steifigkeit, auf den die Dehnungs-Abstand parallel zur Bauteiloberfläche liegenden meßstreifen aufgeklebt sind, an beiden Enden asym-Abschnitt geringer Steifigkeit aufweist, auf dessen metrisch zur neutralen Faser liegende Einschnürunzur Bauteiloberfläche parallelen Seiten die Deh- gen aufweist. Auf Grund dieser Gestaltung wölbt nungsmeßstreif en aufgeklebt sind, gekenn- sich der Abschnitt geringer Steifigkeit bei Einleitung zeichnet durch die Kombination folgender 15 von Zug- oder Druckbeanspruchungen über die EinMerkmale: schnürungen auf, so daß der Abschnitt geringer Stei-

a) der Abschnitt 4; 14; 24; 34) geringer Stei- figkeit im Bereich der Dehnungsmeßstreifen gebogen figkeit hat eine mit seiner Länge veränder- wird. Diese Biegung wird zur Erzielung eines Meßefliche Breite; fektes dadurch ausgenützt, daß die Dehnungsmeß-

b) die Dehnungsmeßstreifen sind auf die 20 streifen beidseitig auf den Abschnitt geringer Steifigschwächste Stelle (5; 27) dieses Abschnit- keit aufgeklebt und so geschaltet sind, daß der Bietes geklebt; geeffekt optimal erfaßt wird. Bei der bekannten Deh-

c) der Träger (1; 11; 21; 31) ist über fest mit nungsmeßanordnung wird also eine Zug- oder ihm verbundene Klötze (3; 13; 23; 33) mit Druckbeanspruchung in eine Biegebeanspruchung dem Bauteil (2; 12; 22; 32) verbunden; 25 umgewandelt und die Biegung gemessen.

d) die Klötze (3; 13; 23; 33) sind unlösbar an Es ist auch schon eine Dehnung smeßanordnung das Bauteil (2; 12; 22; 32) angeheftet. bekannt (britische Patentschrift 853 755), bei der die

2. Dchnungsmeßanordnung nach Anspruch 1, Dehnungsmeßstreifen in eine topfförmige Ausnehdadurch gekennzeichnet, daß der Träger (31) mit mung des Trägers geklebt sind, die einen Abschnitt den Klötzen (33) losbar verbunden ist. 30 geringerer Steifigkeit bildet. Ein Teil der Dehnungs-

3. Dehnungsmeßanordnung nach Anspruch 2, meßstreifen ist dabei an die schwächste Stelle dieses dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (31) Abschnittes geringerer Steifigkeit geklebt. Die Dehzwischen den mit dem Bauteil (32) verschweißten nungsmeßstreifen sind dabei senkrecht zur Bauteil-Klötzen (33') und weiteren Klötzen (33") durch oberfläche angeordnet. Bei einer Biegung des Bau-Schrauben (38) eingespannt ist. 35 teils, dessen Beanspruchung gemessen werden soll,

4. Dehnungsmeßanordnung nach einem der treten in den einzelnen Abschnitten der Dehnungs-Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß meßstreifen infolge deren unterschiedlichen Abder Abschnitt (4; 14; 34) geringer Steifigkeit stands von der neutralen Faser des Bauteils unterdurch gegenüberliegende Einbuchtungen seiner schiedliche Beanspruchungen auf, die zu einer Verseitlichen Berandungen in der Breite verändert 4« fälschung des Meßergebnisses führen können. Mit ist, wobei die mit den Dehnungsmeßstreifen be- dieser bekannten Meßanordnung können deshalb nur klebte Stelle (5; 27) der kleinsten Breite etwa in reine Zug-Druck-Beanspruchungen eines Bauteils der Längsmitte des Abschnitts liegt. ohne Verfälschung des Meßergebnisses erfaßt wer-

5. Dehnungsmeßanordnung nach einem der den.

Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß 45 Zur Erzeugung einer verstärkten Auslenkung mindestens vier Dehnungsmeßstreifen vorgesehen einer Dehnungsmeßanordnung ist bereits bekannt, sind, die in einer Brückenschaltung geschaltet den Träger der Dehnungsmeßanordnung zu lochen sind, wobei die die eine Halbbrücke der die (deutsche Auslegeschrift 1125 204). Bei dieser be-Brückenschaltung bildenden Dehnungsmeßstrei- kannten Dehnungsmeßanordnung dient die Lochung fen auf die eine Seite des Abschnitts (4; 14; 24; 50 dazu, eine große Biegung des Trägers zu erzeugen.
34) geringer Steifigkeit und die die andere Halb- Es ist schließlich schon bei einer Dehnungsmeßbrücke bildenden Dehnungsmeßstreifen gegen- anordnung bekannt, einen Träger für einen Dehüberliegend auf die andere Seite des Abschnitts nungsmeßstreifenkörper auf das Bauteil, welches vergeklebt sind. messen werden soll, aufzuschweißen (deutsche Aus-

6. Dehnungsmeßanordnung nach einem der 55 legeschrift 1114 653).

Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

der Träger (1; 11; 21; 31) aus einem Material Dehnungsmeßanordnung zu schaffen, mit der die etwa gleicher physikalischer Eigenschaften wie Dehnung eines Bauteils, wie des Gurtes oder Flädas Bauteil (2; 12; 22; 32) gefertigt ist. chentragwerkes eines Krans unverfälscht auch bei

60 Beanspruchung des Bauteiles auf Biegung erfaßt

werden kann, und die einfach an dem Bauteil montierbar ist.