DE202012100578U1 - Kraftmessvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Kraftmessvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass sich im Vektor der zu bestimmenden Kraft mindestens ein Distanzelement befindet, welches auf der Basis seines Elastizitätsmoduls und/oder seiner geometrischen Bestimmung und/oder seiner technischen Funktionsprinzipien eine definierte Kraft-Wegkennlinie im Bereich der Hookeschen Geraden besitzt, wobei die Kraft-Wegkennlinie auswertbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kraftmessvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
  • Stand der Technik
  • Derartige Vorrichtungen zum Messen bzw. Bestimmen von Kräften, finden in vielen Bereichen der Technik Anwendung.
  • So können sie z. B. zur Kontrolle, Begrenzung und Einstellung von Kräften in kraft- und/oder formschlüssigen Verbindungen (wie z. B. bei Schraub- oder Nietverbindungen bzw. Nut-Federverbindungen), zur Bestimmung, Begrenzung und Einstellung von Kräften zwischen Anlagen- und Konstruktionselementen usw. eingesetzt werden.
  • In der Druckschrift WO 2007/124940 A1 wird eine Kraftmessvorrichtung für Festkörperaktoren beschrieben. Diese Kraftmessvorrichtung weist eine Schicht aus amorphem Kohlenstoff mit piezoresistiven Eigenschaften auf, deren spezifischer elektrischer Widerstand sich also ändert, wenn auf die Schicht eine äußere Kraft einwirkt. Wie in der Druckschrift DE 199 54 164 B4 näher beschrieben, werden derartige Schichten mittels Plasmaprozesse, wie etwa PVD- oder CVD-Verfahren, hergestellt. Dabei sind insbesondere Dotierungen des amorphen Kohlenstoffs mit Metallen oder Nichtmetallen möglich zur Modifizierung der piezoresistiven Eigenschaften der Sensorschicht.
  • In der Druckschrift WO 2007/042155 A1 wird eine Vorrichtung zur Kontrolle kraftschlüssiger Verbindungen zweier Körper beschrieben, welche ebenfalls eine piezoresistive Sensorschicht aufweist. Dabei ist ein scheibenförmiges Zwischenelement vorgesehen, auf dem elektrische Kontakte zur Ableitung von Sensorsignalen aus der Sensorschicht (dem Sensor) angeordnet sind.
  • In der Druckschrift EP 0 459 068 B1 wird ein Dünnscheiben-Kraftsensor beschrieben, welcher auf der Basis von kraftmässig parallelgeschalteten piezo-elektrischen Keramikscheiben Druck- und Schubkräfte bestimmen kann.
  • Allen vorab beschriebenen Erfindungen ist gemein, dass durch Einbindung der beschriebenen Sensorschichten in einen Messstromkreis die Kraft in einer kraft- bzw. formschlüssigen Verbindung über eine veränderliche elektrische Größe (meist Widerstand, Strom oder Spannung) dargestellt werden kann.
  • Ein Nachteil solcher Kraftmessvorrichtungen ist jedoch, dass sie relativ teuer und aufwendig in ihrer Herstellung sind.
  • Des Weiteren erscheint problematisch, dass alle beschriebenen Kraftmessvorrichtungen auf der Verwendung von einer piezoresistiven und/oder piezoelektrischen Sensorschicht basieren, deren Alterungsverhalten, Setzfestigkeit, Temperaturabhängigkeit und deren Beeinflussbarkeit durch Umgebungseinflüsse (z. B. Magnetfelder, UV-Strahlung usw.) nicht grundlegend untersucht sind.
  • Aufgabenstellung
  • Es ist also die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftmessvorrichtung vorzuschlagen, welche die beschriebenen Probleme auf der Basis gesicherter physikalisch-technischer Erkenntnisse löst. Dabei wird das physikalische Gesetz-Kraft gleich Gegenkraft – angewendet und auswertbar gemacht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale einer Kraftmessvorrichtung gemäß dem Hauptanspruch. Weiterentwicklungen der Erfindung ergeben sich mit den abhängigen Ansprüchen.
  • Bei der erfindungsgemäßen Kraftmessvorrichtung befindet sich im Vektor der zu bestimmenden Kraft mindestens ein Distanzelement, welches auf der Basis seines Elastizitätsmoduls und/oder seiner geometrischen Bestimmung und/oder seiner technischen Funktionsprinzipien eine definierte Kraft-Wegkennlinie im Bereich der Hookeschen Geraden besitzt, wobei die Kraft-Wegkennlinie auswertbar ist.
  • Die Auswertung der Kraft-Wegkennlinie und damit der Kraft, basiert auf Anwendung einsatzspezifischer Auswerteverfahren auf dem zum Anwendungszeitpunkt verfügbaren technischen Stand der Wegmesstechnik.
  • Gegenwärtig könnte dies beispielsweise durch optische Distanzmessung zwischen Messpunkten des Distanzelementes und/oder der Einbauumgebung, oder durch die kontaktgebundene Schaltung eines Messstromkreises, oder durch die Veränderung elektrischer Größen (z. B. Kapazität, Induktivität, Widerstand, Frequenz, usw.) innerhalb eines Auswertestromkreises realisiert werden.
  • Unabhängig davon, wie die Bestimmung der Wegänderung des Distanzelementes realisiert wird, ist es möglich, die Auswerteinformation direkt auszugeben (z. B.: akustisches oder optisches Signal) und/oder informationstechnisch weiterzuverarbeiten (z. B.: in einem elektrischen Schrauber zur Abschaltung des Selben, in einer Automatisierungsanlage zur Erzeugung von Steuerungsfunktionen).
  • Für die Erfindung ist entscheidend, dass das Distanzelement über eine auf die zu bestimmenden Kräfte spezifizierte Kraft-Wegkennlinie verfügt, welche auf das einsatzspezifische Auswertesystem in der Art adaptiert ist, dass sich eine eindeutige Kraftbestimmung realisieren lässt.
  • Als Distanzelemente können beispielsweise einzelne Federn, Federpakete, Metall- und/oder Kunststoffformelemente, flüssigkeits- und/oder gas- basierende Federelemente, Federelemente auf der Basis magnetischer bzw. elektrostatischer Felder usw. eingesetzt werden.
  • Beispielsweise können sich diese Distanzelemente zwischen zwei verdrehsicheren Kraftaufnahmeelementen mit optischen Referenzpunkten befinden.
  • Die Kraft-Wegkennlinie des Distanzelementes wird während des Kraftmessvorganges durch ein optisches Messsystem an den Referenzpunkten abgetastet, elektronisch verarbeitet und ausgewertet.
  • Eine weitere Möglichkeit die zu messende Kraft über die Kraft-Wegkennlinie des Distanzelementes zu bestimmen, ergibt sich durch seine Kombination mit einem oder mehreren Kontakten in Verbindung mit einem oder mehreren Auswertestromkreisen.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform einer Kraftmessvorrichtung umfasst das Unterteil eines Sensors mit isoliert eingelegtem und geteiltem Schaltkontakt, an welchem Verbindungsleitungen mit einer Auswerteeinheit angeschlossen ist. Das unter einem Schraubenkopf befindliche Oberteil des Sensors wirkt gleichzeitig als Kraftübertragungs- und Schaltelement zwischen den im Unterteil des Sensors auf einer Isolierschicht befestigten geteilten Schaltkontakten. Die geteilten Schaltkontakte sind über Verbindungsleitungen an die Auswerteeinheit angeschlossen.
  • Die über die Verbindungsleitungen mit den geteilten Schaltkontakten verbundene Auswerteeinheit kann zur Anwendung der Kraftmessvorrichtung im Zusammenspiel mit konventionellen, handgeführten Werkzeugen als elektronisch-/informations-technisches System ausgeführt sein.
  • Bei Kraft- und damit Wegänderungen innerhalb der Kraftmessvorrichtung werden durch Schaltvorgänge innerhalb des Auswertestromkreises auswertbare Signale erzeugt. Die Ausführungsformen und Anordnungsvarianten der Kontakte sind sehr vielfältig und ermöglichen in Verbindung mit geeigneter Auswertetechnik unterschiedlichste Auswertelogiken entsprechend den Einsatzanforderungen der Kraftmessvorrichtung.
  • Nahezu unbegrenzte Auswertemöglichkeiten der Kraft-Wegkennlinie des Distanzelementes ergeben sich aus der Kopplung der Wegänderung an die Änderung mindestens einer weiteren physikalischen Größe und deren Auswertung. Im Bereich der elektrischen Größen könnten das beispielsweise Widerstand, Kapazität, Induktivität, Halleffekt, usw. sein.
  • Die vorliegende Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die auf ihrer Basis hergestellten Kraftsensoren bzw. Kraftmessvorrichtungen, die Kräfte unmittelbar an ihrem Entstehungsort (z. B.: unter einem Schraubenkopf, zwischen einer Führungsschiene und anderen Maschinenelementen) erfassen können.
  • Dies ist möglich, da die Distanzelemente und ihre Auswertesysteme aufgrund ihres einfachen Aufbaus und ihrer störungsresistenten Funktion sehr stark zu miniaturisierten sind.
  • Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, die Kraftmessvorrichtung unmittelbar in die zu überwachenden Konstruktionselemente zu integrieren, so dass ihre Funktionalität nicht zwangsläufig an ein zusätzliches Bauelement innerhalb des zu überwachenden Kraftvektors gebunden ist.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der Möglichkeit sowohl die Distanzelemente (z. B.: Tellerfedern, Kunststofffederelemente), als auch die Auswertesysteme (z. B. Lasersensoren, Kontaktelemente, induktive bzw. kapazitive Abstandssensoren) aus verfügbaren Standardbauteilen und nach erprobten Technologien, vollautomatisch zu fertigen.
  • Beim Einsatz von metallischen Distanzelemente (z. B.: Federn) können diese so parametriert werden, dass eine einzustellende Kraft an der maximalen Obergrenze der Kraft-Wegkennlinie liegt. Damit wird garantiert, dass das Distanzelement beim Erreichen der gewünschten Kraft, plan ist, und somit keine weiteren Setzungsvorgänge vom Kraftsensor ausgeht.
  • Des Weiteren können durch entsprechende Materialauswahl/-paarung, Auswahl und Kombination der Distanzelemente und Auswerteverfahren die Einflüsse von störenden physikalischen Größen (z. B.: Temperatur, Magnetfelder, usw.) nahezu ausgeschlossen werden.
  • Ausführungsbeispiel
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den 1 bis 4 gezeigten speziellen Ausführungen näher erläutert. Es zeigt:
  • 1 eine Kraftmessvorrichtung hier vorgeschlagener Art in Form einer Unterlegscheibe mit einem mittigem Schaltkontakt und einer Tellerfeder als Schaltkontakt gegen Masse zur Einstellung der Vorspannkräfte innerhalb einer Schraubverbindung zwischen zwei Konstruktionselementen.
  • 2 eine Kraftmessvorrichtung hier vorgeschlagener Art in Form einer Unterlegscheibe mit zwei außermittigen Schaltkontakten und einer Tellerfeder als Schaltkontakt zwischen beiden zur Einstellung der Vorspannkräfte innerhalb einer Schraubverbindung zwischen zwei Konstruktionselementen.
  • 2a Sensor der Kraftmessvorrichtung nach 2 von unten
  • 3 eine Kraftmessvorrichtung hier vorgeschlagener Art in Form zweier Konstruktionselemente mit je einem integrierten Kontakt und einer Tellerfeder als Schaltkontakt zwischen beiden zur Einstellung der Vorspannkräfte innerhalb einer Schraubverbindung zwischen den zwei Konstruktionselementen.
  • 4 eine Kraftmessvorrichtung hier vorgeschlagener Art in Form einer geteilten Unterlegscheibe mit Distanzelement und geteiltem Schaltkontakt zur Einstellung der Vorspannkräfte innerhalb einer Schraubverbindung zwischen zwei Konstruktionselementen.
  • Die in 1 gezeigte spezielle Ausführungsform einer hier vorgeschlagenen Kraftmessvorrichtung 1 umfasst das Sensorbasiselement 6 mit isoliert eingelegtem (Isolation 10) Ringkontakt 9, an welchem die Zuleitung 12 des Messstromkreises der Auswerteeinheit 13 angeschlossen ist.
  • Die unter dem Schraubenkopf 6 befindliche Tellerfeder 11 wirkt gleichzeitig als Distanzelement mit Kraft-Wegkennlinie und Kontakt zwischen Ringkontakt 9 und der am Sensorbasiselement 6 angeschlossenen Masseleitung 12' des Messstromkreises der Auswerteeinheit 13.
  • Konstruktionsseitig ist die Anschlussfahne des Ringkontaktes 9 und der Ringkontakt 9 so eingebaut, dass eine niederohmige Verbindung zur Masseleitung 12' nur im planparallelen Zustand der Tellerfeder 11 realisiert wird.
  • Die Auswerteeinheit 13 kann zur Anwendung der dargestellten Kraftmessvorrichtung im Zusammenspiel mit konventionellen, handgeführten Werkzeugen als elektronisch-/informationstechnisches System ausgeführt sein, welches bei Erreichen der Planlage der Tellerfeder (Maximalwert der Vorspannkraft der Schraubverbindung entsprechend der Kraft-Wegkennlinie) eine optisches, akustisches und/oder anderes Signal ausgibt. Dieses dient dem Anwender als Signal, dass die beabsichtigte Vorspannkraft der Schraubverbindung erreicht ist.
  • Gleichermaßen kann die Auswerteeinheit 13 zur Anwendung der dargestellten Kraftmessvorrichtung in Zusammenspiel mit elektrischen, pneumatischen, hydraulischen oder anderen Werkzeugen als integriertes oder externes elektronisch-/informationstechnisches System ausgeführt sein. Dieses schaltet bei Erreichen der Planlage der Tellerfeder (Maximalwert der Vorspannkraft der Schraubverbindung entsprechend der Kraft-Wegkennlinie) das Werkzeug entsprechend einer soft- und/oder hardwaremäßig hinterlegten Abschaltcharakteristik ab. Zusätzlich besteht auch hier die Möglichkeit das damit verbundene Erreichen der beabsichtigten Vorspannkraft innerhalb der Schraubverbindung dem Bediener des Werkzeuges in dargelegter Form zu signalisieren.
  • Unabhängig von der angewendeten Realisierungsform des Zusammenspiels zwischen Kraftmessvorrichtung, Auswerteeinheit und Werkzeug, besteht die Möglichkeit, dass die Auswerteeinheit 13 zum Arbeitsgang Schrauben geforderte Informationen speichert. Diese können bei Anschluss an informationstechnische Systeme in gewünschter Form aufbereitet und ausgewertet werden.
  • Bei dauerhaftem Anschluss an informationstechnische Systeme, besteht die Möglichkeit, die Schraubverbindung permanent auf die Gewährleistung der erforderlichen Vorspannkräfte zu überprüfen.
  • Die in 2 gezeigte spezielle Ausführungsform einer hier vorgeschlagenen Kraftmessvorrichtung 1 umfasst das Oberteil des Sensors 7 mit den isoliert ausgeführten Kontakten 8 und 8', an welchem die Anschlussleitung 12 und 12' des Messstromkreis der Auswerteeinheit 13 angeschlossen sind.
  • Die mit Bezugszeichen 2 und 3 bezeichneten Bauteile sind die zu verbindenden Konstruktionselemente. Mit Bezugszeichen 4 ist die zur Verbindung notwendige Mutter bezeichnet. Die unter dem Schraubenkopf 5 befindliche Tellerfeder (Distanzelement 11) wirkt gleichzeitig als Distanzelement mit Kraft-Wegkennlinie und als Kontakt zwischen den an die Kontakten 8 und 8' angeschlossenen Anschlussleitungen 12 und 12' des Messstromkreis der Auswerteeinheit 13.
  • Die Auswerteeinheit 13 kann zur Anwendung der dargestellten Kraftmessvorrichtung im Zusammenspiel mit konventionellen, handgeführten Werkzeugen als elektronisch-/informationstechnisches System ausgeführt sein, welches bei Erreichen der Planlage der Tellerfeder (Distanzelement 11) – Maximalwert der Vorspannkraft der Schraubverbindung entsprechend der Kraft-Wegkennlinie – ein optisches, akustisches und/oder anderes Signal ausgibt. Dieses dient dem Anwender als Signal, dass die beabsichtigte Vorspannkraft der Schraubverbindung erreicht ist.
  • Gleichermaßen kann die Auswerteeinheit 13 zur Anwendung der dargestellten Kraftmessvorrichtung in Zusammenspiel mit elektrischen, pneumatischen, hydraulischen oder anderen Werkzeugen als integriertes oder externes elektronisch-/informationstechnisches System ausgeführt sein. Dieses schaltet bei Erreichen der Planlage der Tellerfeder (Maximalwert der Vorspannkraft der Schraubverbindung entsprechend der Kraft-Wegkennlinie) das Werkzeug entsprechend einer soft- und/oder hardwaremäßig hinterlegten Abschaltcharakteristik ab. Zusätzlich besteht auch hier die Möglichkeit das damit verbundene Erreichen der beabsichtigten Vorspannkraft innerhalb der Schraubverbindung dem Bediener des Werkzeuges in dargelegter Form zu signalisieren.
  • Unabhängig von der angewendeten Realisierungsform des Zusammenspiels zwischen Kraftmessvorrichtung, Auswerteeinheit und Werkzeug, besteht die Möglichkeit, dass die Auswerteeinheit 13 zum Arbeitsgang Schrauben geforderte Informationen speichert.
  • Diese können bei Anschluss an informationstechnische Systeme in gewünschter Form aufbereitet und ausgewertet werden.
  • Bei dauerhaftem Anschluss an informationstechnische System, besteht die Möglichkeit, die Schraubverbindung permanent auf die Gewährleistung der erforderlichen Vorspannkräfte zu überprüfen.
  • Die in 3 gezeigte spezielle Ausführungsform einer hier vorgeschlagenen Kraftmessvorrichtung 1 umfasst die isoliert in die Konstruktionselemente 2 und 3 integrierten Kontakten 8 und 8', an welchen die Anschlussleitungen 12 und 12' des Messstromkreis der Auswerteeinheit 13 angeschlossen sind. Das mit Bezugszeichen 4 bezeichnete Teil ist die für die Schraubverbindung notwendige Mutter. Die zwischen den Konstruktionselementen befindliche Tellerfeder (Distanzelement 11) wirkt gleichzeitig als Distanzelement mit Kraft-Wegkennlinie und als Kontakt zwischen den an die Kontakten 8 und 8' angeschlossenen Anschlussleitungen 12 und 12' des Messstromkreis der Auswerteeinheit 13.
  • Die Auswerteeinheit 13 kann zur Anwendung der dargestellten Kraftmessvorrichtung in Zusammenspiel mit konventionellen, handgeführten Werkzeugen als elektronisch-/informationstechnisches System ausgeführt sein, welches bei Erreichen der Planlage der Tellerfeder (Maximalwert der Vorspannkraft der Schraubverbindung entsprechend der Kraft-Wegkennlinie) eine optisches, akustisches und/oder anderes Signal ausgibt. Dieses dient dem Anwender als Signal, dass die beabsichtigte Vorspannkraft der Schraubverbindung erreicht ist.
  • Gleichermaßen kann die Auswerteeinheit 13 zur Anwendung der dargestellten Kraftmessvorrichtung in Zusammenspiel mit elektrischen, pneumatischen, hydraulischen oder anderen Werkzeugen als integriertes oder externes elektronisch-/informationstechnisches System ausgeführt sein. Dieses schaltet bei Erreichen der Planlage der Tellerfeder (Distanzelement 11) – Maximalwert der Vorspannkraft der Schraubverbindung entsprechend der Kraft-Wegkennlinie – das Werkzeug entsprechend einer soft- und/oder hardwaremäßig hinterlegten Abschaltcharakteristik ab. Zusätzlich besteht auch hier die Möglichkeit das damit verbundene Erreichen der beabsichtigten Vorspannkraft innerhalb der Schraubverbindung dem Bediener des Werkzeuges in dargelegter Form zu signalisieren.
  • Unabhängig von der angewendeten Realisierungsform des Zusammenspiels zwischen Kraftmessvorrichtung, Auswerteeinheit und Werkzeug, besteht die Möglichkeit, dass die Auswerteeinheit 13 zum Arbeitsgang Schrauben geforderte Informationen speichert.
  • Diese können bei Anschluss an informationstechnische Systeme in gewünschter Form aufbereitet und ausgewertet werden.
  • Bei dauerhaftem Anschluss an informationstechnische Systeme, besteht die Möglichkeit, die Schraubverbindung permanent auf die Gewährleistung der erforderlichen Vorspannkräfte zu überprüfen.
  • Die in 4 gezeigte spezielle Ausführungsform einer hier vorgeschlagenen Kraftmessvorrichtung 1 umfasst das Unterteil des Sensors 6 mit isoliert eingelegtem (Isolierschicht 10 und 10'), geteiltem Schaltkontakt 8 und 8', an welchem die Verbindungsleitungen 12 und 12' mit der Auswerteeinheit 13 angeschlossen ist. Das unter dem Schraubenkopf 5 befindliche Oberteil des Sensors 7 wirkt gleichzeitig als Kraftübertragungs- und Schaltelement zwischen den im Unterteil des Sensors 6 auf einer Isolierschicht 10 befestigten geteilten Schaltkontakten 8. Die geteilten Schaltkontakte 8 und 8' sind über die Verbindungsleitungen 12 und 12' an die Auswerteeinheit 13 angeschlossen.
  • Im ungespannten Zustand der Schraubverbindung werden das Unterteil des Sensors 6 und das Oberteil des Sensors 7 mittels Distanzelement 11 auf einem definierten Abstand gehalten, und die geteilten Schaltkontakte 8 und 8' sind geöffnet.
  • Die über die Verbindungsleitungen 12 und 12' mit den geteilten Schaltkontakten 8 und 8' verbundene Auswerteeinheit 13 kann zur Anwendung der dargestellten Kraftmessvorrichtung im Zusammenspiel mit konventionellen, handgeführten Werkzeugen als elektronisch-/informationstechnisches System ausgeführt sein.
  • Wird die Schraubverbindung, bestehend aus der Schraube 5, den zu verbindenden Bauteile 2 und 3 sowie der Mutter 4, angezogen, werden die Distanzelemente 11 und 11' entsprechend seines Elastizitätsmodules und der davon abhängigen Kraft-Wegkennlinie elastisch verformt, so dass sich das Oberteil des Sensors 7 solang in Richtung Unterteil des Sensors 6 bewegt, bis das Oberteil des Sensors 7 die geteilten Schaltkontakte 8 und 8' berührt und dadurch den Stromkreis der Auswerteeinheit 13 schließt.
  • Beim Erreichen der Endlage der Distanzelemente 11 und 11' (Maximalwert der Vorspannkraft der Schraubverbindung entsprechend der Kraft-Wegkennlinie) kann die Auswerteeinheit 13 eine optisches, akustisches und/oder anderes Signal ausgeben.
  • Gleichermaßen kann die Auswerteeinheit 13 zur Anwendung der dargestellten Kraftmessvorrichtung in Zusammenspiel mit elektrischen, pneumatischen, hydraulischen oder anderen Werkzeugen als integriertes oder externes elektronisch-/informationstechnisches System ausgeführt sein. Dieses schaltet bei Erreichen der Endlage des Distanzelementes 11 (Maximalwert der Vorspannkraft der Schraubverbindung entsprechend der Kraft-Wegkennlinie) das Werkzeug entsprechend einer soft- und/oder hardwaremäßig hinterlegten Abschaltcharakteristik ab. Zusätzlich besteht auch hier die Möglichkeit das damit verbundene Erreichen der beabsichtigten Vorspannkraft innerhalb der Schraubverbindung dem Bediener des Werkzeuges in dargelegter Form zu signalisieren.
  • Unabhängig von der angewendeten Realisierungsform des Zusammenspiels zwischen Kraftmessvorrichtung, Auswerteeinheit und Werkzeug, besteht die Möglichkeit, dass die Auswerteeinheit 13 zum Arbeitsgang Schrauben geforderte Informationen speichert.
  • Diese können bei Anschluss an informationstechnische Systeme in gewünschter Form aufbereitet und ausgewertet werden.
  • Bei dauerhaftem Anschluss an informationstechnische Systeme, besteht die Möglichkeit, die Schraubverbindung permanent auf die Gewährleistung der erforderlichen Vorspannkräfte zu überprüfen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kraftmessvorrichtung
    2 und 3
    zu verbindende Bauteile
    4
    Mutter der Schraubverbindung
    5
    Schraube der Schraubverbindung
    6
    Unterteil des Sensors
    7
    Oberteil des Sensors
    8 und 8'
    Schaltkontakt
    9
    Schaltkontakt
    10 und 10'
    Isolierschicht
    11 und 11'
    Distanzelement
    12 und 12'
    Anschlussleitungen
    13
    Auswerteeinheit
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2007/124940 A1 [0004]
    • DE 19954164 B4 [0004]
    • WO 2007/042155 A1 [0005]
    • EP 0459068 B1 [0006]

Claims (11)

  1. Kraftmessvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass sich im Vektor der zu bestimmenden Kraft mindestens ein Distanzelement befindet, welches auf der Basis seines Elastizitätsmoduls und/oder seiner geometrischen Bestimmung und/oder seiner technischen Funktionsprinzipien eine definierte Kraft-Wegkennlinie im Bereich der Hookeschen Geraden besitzt, wobei die Kraft-Wegkennlinie auswertbar ist.
  2. Kraftmessvorrichtung aus Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft-Wegkennlinie des/der Distanzelementes/e erzeugt wird mittels spezifischer Materialeigenschaften und/oder geometrischer Ausprägungsformen, wie z. B. Federn- und Federnpakete, Metall und Kunststoffformelemente, und/oder technischer Funktionsprinzipien, wie z. B. flüssigkeits- oder gas- basierende Federelemente, magnetische oder elektrostatische Felder.
  3. Kraftmessvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement gleichzeitig die Funktion der Kraftübertragung realisiert.
  4. Kraftmessvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der Kraft-Wegkennlinie des/der Distanzelementes/e mittels einsatzspezifischem Auswerteverfahren erfolgt.
  5. Kraftmessvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das einsatzspezifische Auswerteverfahren die Kraft-Wegkennlinie bzw. Referenzpunkte dieser des/der Distanzelementes/e eindeutig, mittels physikalischer Größen, wie z. B. Strom, Spannung, Widerstand, Kapazität, Induktivität, Piezoeffekt, Halleffekt, elektromagnetische Wellen, Licht- oder Schallwellen, darstellt.
  6. Kraftmessvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einsatzspezifische Auswertung der Kraft-Wegkennlinie des/der Distanzelementes/e zu auswertbaren Signalen und/oder zu Schaltbefehlen führt.
  7. Kraftmessvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das einsatzspezifische Auswerteverfahren diskrete und/oder analoge Auswertesignale liefert.
  8. Kraftmessvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schutzabdeckung in der Art ausgeführt ist, dass sie beim Erreichen der Endlage des Distanzelementes die Kraftübertragung zwischen den Konstruktionselementen übernimmt.
  9. Kraftmessvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Maßnahmen zum Verdrehschutz der Vorrichtung und/oder der Einzelelemente realisiert sind.
  10. Kraftmessvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement und/oder die Auswerteeinheit über Vorrichtungen bzw. Materialpaarungen zur Kompensation von auswertungsverfälschenden physikalischen Größen, wie z. B. Temperatur, Magnetfelder, UV-Strahlung, verfügt.
  11. Kraftmessvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie integrativer Bestandteil einer oder mehrerer Konstruktionselemente ist.
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EP2708864A3 (de) * 2012-09-12 2017-01-04 Rosemount Aerospace Inc. System zur Überwachung des Zustands und der Nutzung eines Hebezeugs und Komponenten dafür

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