DE2040969B2 - Kraftmeßdose - Google Patents

Description

25 rohr 1 und die Federelemente 2 und 3, die hier

Die Erfindung betrifft eine K-aftmeßdose mit ebenso wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1. einem zwischen zwei Federelementen eingespannten auf das Lastrohr aufgeschrumpft sind Das Federele-Meßelement, welches von einem hohlzylindrischen, ment 3 nimmt wieder eine Druckschraube 4 verstellmit den beiden Federelementen starr verbundenen bar in sich auf, die ihrerseits das Meßelement S trägt. Lastrohr umgeben :;t. 3<> Eine Konterschraube 6 ermöglicht wieder eine weg-Kraftmeßdose mit Kraftmeßelement und Kraftein- verlustfreie Verbindung zwischen dem Federelcleitungsplatten sind bekannt (W. Oohlke, »Ein- ment 3 und der Druckschraube 4. Die Druckführung in die piezoelektrische Meßtechnik«, 1954, schraube 4 nimmt das Meßelement 5 ohne Schraub-S. 107 ff. und 115 ff.; deutsche Auslegeschrift verbindung auf. Das Meßelement ist an seinem zylin-1 049 123). Diese Kraftmeßdosen haben, ebenso wie 35 drischen Oberteil als Kalotte, Ellipscidabschnitt oder alle anderen, den Nachteil, daß sie bei Änderung der sonst einer Weise gekrümmt ausgebildet. Es stützt Kraftzuleitung ihre Empfindlichkeit ändern und eine sich unmittelbar auf das Federelement 2 ab.
unterschiedliche Empfindlichkeit aufweisen, je nach- Die Kraftmeßdose wird in diesem Fall so justiert, dem, ob sie im Zug- oder Druckbetrieb verwendet daß, nachdem die Konterschraule 6 fest angezogen werden. 40 ist, das Meßelement eine Vorspannung von 5 bis

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 10 ⁰Zo seiner Spannung bei Nennlast aufweist.
Kraftmeßdose zu schaffen, die diese Nachteile nicht Soll die Kraftmeßdose im Zug-Druck-Bereich anaufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß da- gewendet werden, wird sie so justiert, daß, nachdem durch gelöst, daß die Federelemente durch konzen- die Konterschraube 6 fest angezogen ist, die Vortrische, kreisringförmige Ausnehmungen nahe ihrem 45 spannung des Meßelementes etwa 55 °/o der Spanäußeren Rand als Tellerfedern mit sich zum Innern nung bei Nennlast beträgt. Die Kraftmeßdose kann der Kraftmeßdose hin konisch verjüngendem Rand dann im Bereich einer Spannung von 10 bis 100°,Ό ausgebildet sind und daß zur Einleitung der zu mes- der Spannung bei Nennlast arbeiten, wobei der eleksenden Kraft und Gegenkraft auf das Lastrohr je- trische Null-Punkt zweckmäßigerweise so gelegt weils eine Platte an dessen axialen Enden vorgesehen 50 wird, daß er bei einer Vorspannung von 55 "In der ist und daß die auf Grund der sich unter der Kraft- Nennlast in etwa bei Null liegt.

einwirkung einstellenden Durchbiegung der Platten Als Meßelement S kann jeder mechanisch-elekirihervorgerufene Verlagerung der Verbindungsstellen sehe Wandler mit entsprechenden Kenndaten eingezwischen Lastrohr und den Federelementen radial setzt werden. Es ist jedoch zweckmäßig, einen Wandgerichtet ist. 55 ler einzusetzen, der eine Kennlinie besitzt, die der Zwei vorteilhafte Ausführungsformen der erfin- Nichtlinearität des Lastrohres entgegenwirkt, so daß dungsgemäßen Kraftmeßdose werden an Hand der das Ausgangssignal des Wandlers der aufgebrachten F i g. 1 und 2 erläutert. Kraft proportional ist,

F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform, die Vorzugs- Die Einleitung der Kraft erfolgt über die Krafteinweise für Zug- oder Zug-Druckbelastung verwendet 6° leitungsplatten 9, 16, die mittels Schrauben 10 starr wird; mit dem Lastrohr 1 verbunden sind. Die Federele-F i g. 2 zeigt eine Ausführungrform, die Vorzugs- mente 2 und 3 sind an den Stellen A und B als TeI-weise für Druckbeanspruchung eingesetzt wird. lerfedern ausgebildet. Bei der Befestigung der Feder-Das in F i g. 1 dargestellte Beispiel der erfindungs- elemente 2 und 3, an dem Stützrohr 1, wird dafür gegemäßen Kraftmeßdose besteht aus einem Last- 65 sorgt, daß die Federelemente 2,3 zusammengerohr 1, das auf der oberen Seite ein tellerförmiges drückt, d. h. in ihrem Durchmesser verkleinert wer-Federelement 2 und auf der unteren Seite ein weite- den. Dazu ist eine Befestigung nach dem Aufres tellerförmiges Federelement 3 aufnimmt. Beide schrumpfverfahren besonders günstig. Durch das Zu-

sammendrücken der Federelemente 2,3 wird die Oberfläche 12 des oberen Federelementes 2 abgesenkt, entsprechend wird die Unterseite 14 des unteren Federelementes 3 artgehoben.

Wirkt nun eine Kraft P in Richtung des Pfeiles 15 mittig auf die Krafteinleitungsplatte 9, so biegt sich diese durch. Das Lastrohr 1 wird dabei so verforrat, daß der Schrumpfsitz des Federelementes 2 und des Federelementes 3 erweitert wird. Die Federelemente 2 und 3 können auf federn. Dadurch wird das Federelement 2 angehoben und das Federelement 3 abgesenkt. Die federnden Teile A und B der Federelemeute 2 und 3 sind bezüglich ihrer Winkelstellung, ihrer Länge und ihre Dicke so dimensioniert, daß bei einer bestimmten Durchbiegung der oberen und un- »5 teren Krafteinleitungsplatten 9 und 16 eine relative Aohebung der Oberfläche 12 des Federelementes 2 und eine relative Absenkung der Unterseite 14 des Federelementes 3 erfolgt, die zusammen die durch die Durchbiegung der Krafteinleitungsplatten 9 und *° 16 verursachten Längenänderung des Lastrohres 1 kompensieren. Die Folge dieser Bewegung ist, daß der Abstand der Flächen 12 und 14 durch die Durchbiegung der Krafteinleitungsplatten 9 und 16 nicht beeinflußt wird. Es wird somit nur die reine »5 Stauchung und Dehnung des Lastrohres 1 und die damit verbundene Längenänderung auf das Meßelement 5 übertragen.

Bei einer außermittigen Krafteinleitung auf die Krafteinleitungsplatte 9 oder einer außermittigen Einleitung der Gegenkraft auf die untere Krafteinleitungsplatte 16 erfolgt eine unsymmetrische Durchbiegung dieser Krafteinleitungsplatten. Die Aufweitung des Lastrohres 1 erfolgt daher ebenfalls unsymmetrisch, wodurch wieder eine unsymmetrische Auffederung der Federelemente 2 und 3 stattfindet. An der Stelle der größten Durchbiegung der Krafteinleitungsplatten 9 und 16 erfolgt auch die größte Höhenänderung der Flächen 12 und 14 und damit die größte Kompensationswirkung der Federelemente. Das Meßsignal ändert sich also nicht, wenn bei gleichbleibender Kraft der Kraftangriffspunkt geändert wird.

Wird die erfindungsgemäße Kraftmeßdose im Zug-Betrieb verwendet, so treten die gleichen Effekte in umgekehrter Richtimg ein. Das Lastrohr 1 drückt in diesem Fall die Federelemente 2 und 3 noch weiter zusammen, so daß die Oberfläche 12 des Federelementes 2 abgesenkt und die Ü'.ierseite 14 des Federelementes 3 angehoben wird. Dadurch wird die Wirkung der Durchbiegung der Krafteinleitungsplatten 9 und 16, die in diesem Falle nach außen erfolgt, kompensiert.

Selbstverständlich ist es möglich, bei großen Kraftmeßdosen statt des einen Meßelementes 5 mehrere zu verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

Federelemente 2,3 sind mit dem Lastrohr 1 starr

Patentanspruch: verbunden. Die Axt der Verbindung ist an »ich beliebig, als vorteilhaft hut sich ein harter Schrumpfsitz

Kraftmeßdose mit einem zwischen zwei Feder- erwiesen,

elementen eingespannten Meßelement, welches 5 Das tellerförmige Federeleraent 3 nimmt eine von einem hohlzylindrischen, mit den beiden Druckschraube 4 verstellbar in sich auf, die ihrerseits Federelementen starr verbundenen Lastrohr um- das Meßelement 5 trägt. Eine Konterschraube 6 ergeben ist, dadurch gekennzeichnet, möglicht eine wegverlustfreie Verbindung zwischen daß die Federelemente (2, 3) durch konzentri- dem Federelement 3 und der Druckschraube 4. Das sehe, kreisringförmige Ausnehmungen {A, B) i° Meßelement S ist mittels eines Zugbolzens 7 über nahe ihrem äußeren Rand als Tellerfedern mit Spannschrauben 8 starr mit dem Federelemem 2 versieh zum Innern der Kraftmeßdose bin konisch bunden.

verjüngendem Rand ausgebildet sind und daß zur Die Kraftmeßdose wird so justiert, daß, nachdem

Einleitung der zu messenden Kraft und Gegen- die Konterschraube 6 und die Spannschrauben 8 fest

kraft auf das Lastrohr jeweils eine Platte (9, 16) 15 angezogen sind, das Meßinstrument quasi span-

an dessen axialen Enden vorgesehen ist und daß nungsfrei ist, d. h., daß der elektrische Null-Punkt

die auf Grund der sich unter der Krafteinwirkung der vor dem Anziehen der Schrauben vorhanden

einstellenden Durchbiegung der Platten hervorge- war, in etwa wieder erreicht wird,

rufene Verlagerung der Verbindungsstellen zwi- In F i g. 2 wird eine weitere Ausführungsform der

sehen Lastrohr (1) und den Federelementen (2, 20 erfindungsgemäßen Kraftmeßdose dargestellt. Die

3) radial gerichtet ist. Numerierung erfolgt in F i g. 2 so, daß entsprechende

Teile in F i g. 1 und 2 die gleichen Nummern erhalten. Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftmeßdose gemäß F i g. 2 zeigt wieder das Last-