DE2040969C3 - KraftmeSdose - Google Patents

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 10 °/o 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% 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 ⁰Zo 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% 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 5 kann jeder mechanisch-elektri-

hervorgerufene 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<j leitungsplatten 9, 16, die mittels Schrauben 10 starr wird; mit dem Lastrohr 1 verbunden sind. Die Federele-

F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform, 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 Fig. 1 dargestellte Beispiel der erfindungs- elemente2 und3, 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 Aufrcs tellerförmiges Federelement 3 aufnimmt. Beide schrumpfverfahren besonders günstig. Durch das Zu-

3 ^V 4

sammendrücken der Federelemente 2,3 wird die Bei einer außermittigen Krafteinleitung auf die Oberfläche 12 des oberen Federelementes 2 abge- Krafteinleitungsplatte 9 oder einer außermittigen senkt, entsprechend wird die Unterseite 14 des unte- Einleitung der Gegenkraft auf die untere Krafteinleiren Federelementes 3 angehoben. tungsplatte 16 erfolgt eine uusymmetrische Durch-Wirkt nun eine Kraft P in Richtung des Pfeiles 15 5 biegung dieser Krafteinleitungsplatten. Die Aufweimittig auf die Krafteinleitungsplatte 9, so biegt sich tung des Lastrohres 1 erfolgt daher ebenfalls unsymdiese durch. Das Lastrohr 1 wird dabei so verformt, metrisch, wodurch wieder eine unsymmetrische Aufdaß der Schrumpfsitz des Federelementes 2 und des federung der Federelemente 2 und 3 stattfindet An Federelementes 3 erweitert wird. Die Federele- der Stelle der größten Durchbiegung der Krafteinleimente 2 und 3 können auffedern. Dadurch wird das io tungsplatten 9 und 16 erfolgt auch die größte Höhen-Federelement 2 angehoben und das Federelement 3 änderung der Flächen 12 und 14 und damit die abgesenkt. Die federnden Teilet undB der Feder- größte Kompensationswirkung der Federelemente, elemente 2 und 3 sind bezüglich ihrer Winkelstellung, Das Meßsignal ändert sich also nicht, wenn bei ihrer Länge und ihre Dicke so dimensioniert, daß bei gleichbleibender Kraft der Kraftangriffspunkt geäneiner bestimmten Durchbiegung der oberen und un- »5 dert wird.

teren Krafteinleitungsplatten 9 und 16 eine relative Wird die erfindungsgemäße Kraftmeßdose im Anhebung der Oberfläche 12 des Federelementes 2 Zug-Betrieb verwendet, so treten die gleichen Effekte und eine relative Absenkung der Unterseite 14 des in umgekehrter Richtung ein. Das Lastrohr 1 drückt Federelementes 3 erfolgt, die zusammen die durch in diesem Fall die Federelemente 2 und 3 noch weiter die Durchbiegung der Krafteinleitungsplatten9 und »o zusammen, so.daß die Oberfläche 12 des Federele-16 verursachten Längenänderung des Lastrohres 1 mentes 2 abgesenkt und die Unterseite 14 des Federkompensieren. Die Folge dieser Bewegung ist, daß elementes 3 angehoben wird. Dadurch wird die Wirder Abstand der Flächen 12 und 14 durch die kung der Durchbiegung der Krafteinkitungsplatten 9 Durchbiegung der Krafteinleitungsplatten 9 und 16 und 16, die in diesem Falle nach außen erfolgt, komnicht beeinflußt wird. Es wird somit nur die reine *5 pensiert.

Stauchung und Dehnung des Lastrohres 1 und die Selbstverständlich ist es möglich, bei großen Kraft-

damit verbundene Längenänderung auf das Meßele- meßdosen statt des einen Meßelementes 5 mehrere zu

ment S übertragen. verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

Federelemente 2,3 sind mit dem Lastrohr 1 starr

Patentanspruch: verbunden. Die Art der Verbindung ist an sich beliebig, als vorteilhaft hat sich ein harter Schrumpfsitz Kraftmeßdose mit einem zwischen zwei Feder- erwiesen.

elementen eingespannten Meßelement, welches 5 Das tellerförmige Federelement 3 nimmt eine von einem hohlzylindrischen, mit den beiden Druckschraube 4 verstellbar in sich auf, die ihrerseits Federelementen starr verbundenen Lastrohr um- das Meßelement S trägt. Eine KonterschrauDe 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) io Meßelement 5 ist mittels eines Zugbolzens 7 über nahe ihrem äußeren Rand als Tellerfedern mit Spannschrauben 8 starr mit dem Federelement 2 versieh zum Innern der Kraftmeßdose hin 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) »5 angezogen sind, das Meßinstrument quasi spanan 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 Fig. 2 wird eine weitere Ausfuhrungsform der

sehen Lastrohr (1) und den Federelementen (2, ao erfindungsgemäßen Kraftmeßdose dargestellt. Die 3) radial gerichtet ist. Numerierung erfolgt in F ι g. 2 so, daß entsprechende

Teile in F i g. 1 und 2 die gleichen Nummern erhal-

ten. Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen

Kraftmeßdose gemäß F i g. 2 zeigt wieder das Lastas rohr 1 und die Federelemente 2 und 3, die hier

Die Erfindung betrifft eine Kraftmeßdose 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 5 trägt. Lastrohr umgeben ist. 3« Eine Konterschraube 6 ermöglicht wieder eine weg-

Kraftmeßdose mit Kraftmeßelement und Kraftein- verlustfreie Verbindung zwischen dem Federeleleitungsplatten sind bekannt (W. Gohlke, »Ein- ment3 und der Druckschraube4. 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, Ellipsoidabschnitt 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 Konterschraube 6 fest angezogen werden. 40 ist. das Meßelement eine Vorspannung von 5 bis