DE2117424A1

DE2117424A1 - Kraftmeßdose

Info

Publication number: DE2117424A1
Application number: DE19712117424
Authority: DE
Inventors: Manfred; Overlach Knud Dipl.-Ing.; 7500 Karlsruhe Wamser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-04-08
Filing date: 1971-04-08
Publication date: 1972-10-12

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftmeßdose zum Messen von Zug- oder Druckkräften mit einem Meßelement, an dem Dehnungsmeßgeber angeordnet sind.
Bei bekannten Kraftmeßdosen dieser Art ist kein Schutz gegen Überlastung gegeben. Um einen solchen Schutz zu erreichen, ist nach der Erfindung vorgesehen, daß zu dem Meßelement ein Kraftaufnehmer erheblich größerer Steifigkeit als das Meßelement parallel geschaltet ist, der bei Erreichen einer vorgegebenen Belastyingsgrenze das Meßelement überbrückt und dadurch mindestens teilweise von der Zug- oder Druckbeanspruchung entlastet.
Je nach Wahl der Steifigkeit des Kraftaufnehmers kann die Kraftmeßdose bis zu einem Mehrfachen der Nennlast belastet werden, ohne zerstört zu werden.
Nach einer Ausführung der Erfindung weist der Kraftaufnehmer mindestens einen Anschlag auf, an dem bei Erreichen der vorgegebenen Belastungsgrenze ein entsprechender Gegenanschlag am Meßelement anschlägt. Zwischen Anschlag und Gegenanschlag befindet sich in unbelastetem Zustand ein Dehnspalt, der mit zunehmender Belastung des Meßelementes überwunden wird, bis schließlich das Meßelement bei Erreichen der vorgegebenen Belastungsgrenze an dem Anschlag des Kraftaufnehmers anschlägt.
Eine weitere Belastung der Kraftmeßdose wirkt nun im Kraftnebenschluß gemeinsam auf den Kraftaufnehmer und das Meßelement, so daß dieses durch die weitere Belastung nur noch um einen Bruchteil derjenigen Dehnung gedehnt wird, der es allein durch die weitere Beanspruchung ausgesetzt wäre.
beine konstruktive Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der als zugsteife Hülse ausgebildete Kraftaufnehmer das f4eßeleiient umgibt, welches zwischen den Enden des Kraftaufnehmers einen verringerten Querschnitt hat, auf den die Dehnungsmeßgeber beispielsweise in Form von Dehnmeßstreifen aufgeklebt sind. 33er Anschlag kann dabei von dem ringförmigen Grund einer vom Meßelement durchsetzten Senkbohrung in der Hülse und der Gegenanschlag von einer am anderen Ende des Meßelementes angeordneten Schulter gebildet sein. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist der Kraftaufnehmer an seinem dem mit dem Anschlag versehenen Ende entgegengesetzten Ende formschlüssig mit dem Meßelement verbunden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung sind Anschlag und Gegenanschlag. sowie die Verbindung zwischen den anderen Enden von Kraftaufnehmer und Meßelement von den Flanken und Gegenflanken eines mit vorbestimmtem Spiel versehenen Gewindes gebildet. Das Spiel zwischen den Gewindeflanken ist dabei so bemessen, daß-es eine-Dehnung des Meßelementes bis zur Nennbelastung zuläßt. Erst dann schlägt das Meßelement mit seinen jeweils zu dem entsprechenden Ende hinweisenden Gewindeflanken an den entsprechenden Gewindeflanken der Hülse an, so daß der Kraftnebenschluß über die Hülse hergestellt ist. Um dabei in unbelastetem Zustand der Kraftmeßdose ein Hin- und Herschlagen der Hülse auf dem Meßelement zu vermeiden, sind zweckmäßigerweise zwischen Kraftaufnehmer und Meßelement an deren Enden Dichtungen vorgesehen. Diese Dichtungen schützen gleichzeitig die Dehnungsmeßgeber vor schädlichen äußeren Einflüssen.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Kraftmeßdose nach der Erfindung; í'ig. 2 einen Axialschnitt durch eine abgewandelte Kraftmeßdose nach der Erfindung und Fig. 3 eine Einzelheit bei A in Fig. 2.
Die Kraftmeßdose nach Fig. 1 umfaßt ein Meßelement in Form eines Dehnatabes 1 mit in. der Axialmitte vorgesehenen geschwächten Querschnitt 2, auf dem Dehnungsmeßstreifen bei 3 aufgeklebt sind. An seinem in Fig. 1 rechten Ende hat der Dehnstab 1 einen stärkeren Gewindeabschnitt 4, mit dem er mit einer zugsteifen Hülse 5 vermittels eines spielfreien Gewindes 6 verschraubt ist. Der Hauptteil des Dehnstabes 1 ist in einer Senkbohrung 7 der Hülse 5 aufgenommen, deren ringförmige Grundfläche 8 einen Anschlag fiir eine Schulter 9 an dem Dehnstab bildet. Zwischen Anschlag 8 und Schulter 9 herrscht in unbeanspruchtem Zustand des Dehnstabes ein ehnspalt s.
Das den Anschlag 9 aufweisende Ende der Hülse ist bei 11 durchbohrt und von einer mit dem Dehnstab 1 einstückigen Krafteinleitungsstange 10 durchsetzt.
Am entgegengesetzten Ende ist die Hülse 5 mit dem Flansch 12 einer Krafteinleitungsstange 13 verschraubt. Beim Aufbringen einer Zug- oder Druckbelastung über die Krafteinletungsatangen 10, 13 wird zunächst der Dehnstab 1 proportional der Belastung gedehnt, bis der Dehnspalt s überwunden ist und sich die Schulter 9 an den Anschlag 8 der Hülse 5 anlegt. Bei weiterer Erhöhung der Last werden dann nur noch der Dehnstab 1 und die wesentlich steifere Hülse 5 gemeinsam gedehnt. In diesem "Überlastbereich" werden also der Dehnstab und die Dehnmeßstreifen um ein Mehrfaches geringer ausgelenkt als im Nennlastbereich.
Das Meßelement 101 nach Fig. 2 ist beidseitig der einen geringeren Querschnitt aufweisenden Meßstelle 102, auf der Dehnmeßstreifen 103 aufgeklebt sind, mit Außengewinde 104 versehen. Auf dieses Außengewinde ist eine mit Innengewinde 106 versehene Hülse 105 wesentlich größerer Zugsteifigkeit als das Meßelement 101 aufgeschraubt.
An den äußersten Enden der Hülse sind Ansenkungen zur Aufnahme von 0-Ringen 107 vorgesehen, die auf Abschnitten 108 mit zuriick;enommenem Durchmesser des Meßelementes 101 aufsitzen. Die ()-Rin^e 107 schirmen die Dehnmeßstreifen 103, deren Ausgangssignal über eine Durchführung 109 durch die Hülse 105 hinausgeführt wird, vor schädlichen äußeren Einflüssen ab und verhindern gleichzeitig ein Hin- und Herschlagen der Hülse 105 auf dem Meßelement 101 infolge des Flankenspiels- s zwischen den Gewindeflanken der Gewinde 104, 106. Dieses axiale Flankenspiel s, das in Fig. 3 noch deutlicher in Form der Aufteilung in zweimal s/2 dargestellt ist, ist maßgebend für die freie Dehnung des Meßelementes 101 auf Grund einer an den Krafteinleitungsabschnitten 110, 113 aufgebrachten Zug-oder Druckbelastung. Nach Überwinden des Flankenspieles s wird die Kraft nicht mehr nur allein über das Meßelement 101 sondern auch über die wesentlich steifere Hülse 105 übertragen, wodurch eine Überlastung des Meßelementes und der Dehnmeßstreifen vermieden ist.

Claims

Ansprüche:

G Kraftmeßdose zum Messen von Zug- oder Druckkräften mit einem Meßelement,an-dem Behnungemeßgeber angeordnet sind, g e -k e n n z e i c h n e t durch einen dem Meßelement (1; 101) parallel geschalteten Kraftaufnehmer (5; 105) erheblich grösserer Steifigkeit als das Meßelement, der bei Erreichen einer vorgegebenen Belastungsgrenze das Meßelement überbrückt und dadurch mindestens teilweise von der Zug- oder 1>ruckbeanspruchung entlastet.
2. hraftmeßdose nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Kraftaufnehmer (5; 105) mindestens einen Anschlag (8;106) aufweist, an dem bei Erreichen der vorgegebenen Belastungßgrenze ein entsprechender Gegenanschlag (9; 104) am Meßelement (1; 101) anschlägt.
3. Kraftmeßdose nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der als zugsteife Hülse ausgebildete Kraftaufnehmer (5; 105) das Meßelement (1; 101) umgibt, welches zwischen den inden des Kraftaufnehmers einen verringerten Querschnitt (2; 102) hat, auf den die Dehnungsmeßgeber beispielsweise in Porm von Dehnmeßstreifen (3; 103) aufgeklebt sind.
4. kraftmeßdose nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Kraftaufnehmer (5) an einem Ende mit dem einen Sunde des Meßelementes (1) direkt oder über Anschlußteile formschlüssig verbunden ist und am anderen Ende der Anschlag (8) in Form des ringförmigen Grundes einer vom Meßelement (i) durchsetzten Senkbohrung (7) in der Hülse (5) vorgehen und der Gegenanschlag (9) eine am anderen Enne des Meßelementes (1) angeordnete Schulter (9) ist.
5. Kraftmeßdose nach Anspruch 4, d a d ur c h g e k e.n nz e i c h n e t, daß die formschlüssige Verbindung von einem spielfreien Gewinde (6) gebildet ist.
6. Kraftmeßdose nach Anapruch 2 oder 3, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß Anschlag und Gegenanschlag sowie die Verbindung zwischen den anderen Lenden von Kraftaufnehmer (105) und Meßelement (101) von den Blanken (104) und Gegenflanken (106) eines mit'vorbestimmtem Spiel versehenen Gewindes gebildet sind.
7. kraftmeBdose nach-einem der Ansprüche- 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen Kraftaufnehmer (105) und Meßelement (101) an deren Enden Dichtungen (107) vorgesehen sind.