DE2303787C3 - Dehnungsmeßstreifen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine vom Teststück lösbare Dehnungsmeßstreifenanordnung, bestehend aus einem länglichen, an die Teststückform angepaßten Träger, der an zwei Reibflächen mit dem Teststück verklemmbar ist und der mehrere Dehnungsmeßstreifen enthält.

Vom Teststück lösbare Dehnungsmeßstreifenanordnungen, die aus einem länglichen, an die Teststückform angepaßten Träger bestehen, der wiederum an zwei Reibflächen mit dem Teststück verklemmbar ist, sind aus der GB-PS 8 53 755 bekannt. Nachteilig bei dieser bekannten Dehnungsmeßstreifenanordnung ist unter anderem, daß die Dehnungsmeßstreifen in einem Einschnitt innerhalb des Trägers untergebracht sind. Dieser Einschnitt vermindert den Querschnitt des Trägers. Das führt dazu, daß im Bereich der Dehnungsmeßstreifen die Elongation bei Belastung größer ist als im übrigen Bereich des Trägers. Das kann in bestimmten Fällen cachteilig sein. Um eine genaue Eichung zu ermöglichen, ist es nämlich erforderlich, den Ausschnitt sehr exakt auszuführen. Trotzdem können bei bestimmten Formen des Ausschnittes nicht-lineare Abhängigkeiten zwischen Belastung des Trägers und der Ausgangsspannung des Dehnungsmeßstreifens auftreten. Ein weiterer Nachteil der Anordnung liegt darin, daß im Bereich der Dehnungsmeßstreifen eine Kraftübertragung auf der nach außen weisenden Seite des Trägers, nicht aber auf der zum Werkstück hinweisenden Seite stattfindet Dadurch kann eine Durchbiegung nach innen auftreten, die zu störenden Verzerrungen des Dehnungsverlaufs im Bereich der Dehnungsmeßstreifen führt. Weitere Störungen sind dadurch möglich, daß der Hohlraum, der nach Aufkleben der Dehnungsmeßstreifen auf die Seitenwände des Ausschnittes verbleibt, mit einem Schutzmaterial ausgefüllt werden muß, um die Dehnungsmeßstreifen vor äußeren Einflüssen zu schützen. Ein ganz wesentlicher weiterer Nachteil liegt in der schwierigen Herstellung der Anordnung. Zu genauen Meßergebnissen muß der Einschnitt in dem Träger sehr genau ausgeführt werden, dann müssen die Flächen, auf denen die Dehnungsmeßstreifen befestigt werden sollen, gereinigt werden, die Dehnungsmeßstreifen müssen auf diese Flächen aufgekittet werden. anschließend müssen die Anschlußdrähte angelötet und verlegt werden und schließlich muß der Hohlraum mit einer Schutzmasse ausgefüllt werden.

Aus der US-PS 23 62 626 ist ein insbesondere für Kabelbelastungen verwendbarer Dehnungsmesser beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannte Anordnung dahingehend zu verbessern, daß Meßfehler durch Formverzerrungen des Trägers vermieden werden und gleichzeitig die Herstellung wesentlich vereinfacht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ist durch die Merkmalsangaben des Anspruchs 1 gekennzeichnet.

Der Dehnungsmeßstreifen wird also nicht aufgeklebt, sondern im Träger selbst eingebettet, wodurch die Notwendigkeit der Herstellung einer Einsenkung vermieden wird. Dadurch entfallen auch Verzerrungen infolge dieses Einschnittes, das komplizierte Aufkleben der Dehnungsmeßstreifen wird umgangen, eine zusätzliche Schutzmasse braucht nicht vorgesehen zu werden, und die Herstellung wird durch Anwendung des Spritzgußverfahrens stark vereinfacht und verbilligt. Weil alle Oberflächenteile der Dehnungsmeßstreifen mit dem Träger in Berührung sind, wird auch die Übertragung von Dehnungskräften auf die Dehnungsmeßstreifen verbessert. Die weiterhin im Kennzeichenteil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale erhöhen die Empfindlichkeit und Meßgenauigkeit. Durch die Anordnung von mehreren Dehnungsmeßstreifen in engem Abstand übereinander und parallel zu den Reibflächen vervielfacht sich die Empfindlichkeit der Anordnung. Die Höchstempfindlichkeit wird dann erreicht, wenn die Dehnungsmeßstreifen abwechselnd parallel und senkrecht zur Richtung der Dehnung angeordnet wer-

Der Anspruch 2 kennzeichnet eine vorteilhafte Weiterbildung des Gegenstandes des Anspruchs 1. Während bei der bekannten Anordnung das Werkstück Bf.'* ringförmigen Rillen versehen wird, in die entspre- chende Rillen des Trägers eingreifen können, was um ständlich und zeitraubend ist, werden erfindungsgemäß mehrere sich kreuzende längliche und untereinander verbundene, faserartige Elemente benutzt, die fest be festigte Abriebpartikel tragen, die sich in die Oberflä- die von Teststück und Träger beim Verklemmen ein drücken. Dadurch wird jegliche Bearbeitung von Test- stöck und Träger vermieden. Vielmehr können diese Sandsiebe getrennt gelagert und erst beim Einklemmen des Tiägers an das Werkstück zwischen diese beiden Teile gelegt werdea Beim Verklemmen drücken sich dann die Abriebpartikel, z. B. Korundkörner, in die Oberflächen von Werkstück und Träger und verhindern damit eine gegenseitige Verschiebung der beiden Teile.

Anspruch 3 offenbart eine besonders günstige Art der Verklemmung, nämlich die mittels Bandklammern. Bei der bekannten Anordnung werden Schrauben verwendet, für die erst im Werkstück Gewindelöcher erzeugt werden müssen, damit die Dehnungsmeßstrei- fenanordnung befestigt werden kann. Somit dient auch diese Weiterbildung der Verbilligung und Vereinfachung.

Natürlich ist es auch, wie bei der bekannten Anordnung, möglich, durch Verminderung des Querschnitts im Bereich der eingekapselten Dehnungsmeßstreifen die Empfindlichkeit der Anordnung zu erhöhen. Der Vorteil hier liegt darin, daß die Querschnittsverminderung symmetrisch erfolgen kann, so daß Verwerfungen der Anordnung bei Belastung vermieden werden (s. Anspruch 4).

Besonders günstig ist die Verwendung von vier Dehnungsmeßstreifen in Brückenschaltung, wie es die weitere Ausführungsform von Anspruch 5 offenbart.

Um die Dehnungsmeßstreifenanordnung gegen Um- gebungseinflüsse zu schützen, ist es gemäß einer in An spruch 6 dargestellten Ausführungsform zweckmäßig, die Trägermasse aus gegen Wasser, Dampf, Lösungsund Reinigungsmittel beständigem Material herzustellen. Wird das Material weiterhin elektrisch isolierend gemacht, vermeidet man eine besondere Isolierung der Drähte der Dehnungsmeßstreifen. Das Herstellungsverfahren vereinfacht sich, wenn das Material mittels Spritzgießverfahren zu verarbeiten ist. Ein solches Ma terial stellt gemäß der in Anspruch 7 dargestellten Ausführungsform Polyesterharz dar.

Ein besonders günstiger Aufbau des Sandsiebes ist in Anspruch 8 beschrieben.

Es sei noch erwähnt, daß die erfindungsgemäße Anordnung auch gegenüber dem bereits bekannten Ver- fahren des Aufzementierens von Dehnungsmeßstreifen auf das Meßobjekt Vorteile aufweist. Insbesondere die Anbringung des Dehnungsmeßstreifens ist sehr diffizil und erfordert hochqualifizierte Fachleute. Doch selbst dann ist es möglich, daß zwischen den Meßstreifen und dem Teststück, auf dem der Meßstreifen aufzementiert wird, eine Luftblase oder ein anderer Fremdkörper eingeschlossen wird. Dieser Fehler ist ohne Zerstörung des Meßelementes nicht mehr zu korrigieren. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß das Maschinenteil, das das Teststück aufnehmen soll, im allgemeinen von der Maschine, an der das Teststück sich befindet (z. B. eine Tablettierungsmaschine), entfernt werden muß, um die

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Anbringung des Dehnungsmeßstreifens in der oben beschriebenen Weise zu ermöglichen. Dies führt zu einer längeren Abschaltzeit für die Maschine, was aus Rationalisierungsgründen unzweckmäßig ist. Hinzu kommt, daß bei Anbringung der Dehnungsmeßstreifen in der obigen Weise erst nach Anbringung des Teststückes an der Maschine und nach Aufnahme des Betriebes der Maschine festgestellt werden kann, ob der Dehnungsmeßstreifen tatsächlich richtig arbeitet Weiterhin sind

ίο derartige Maschinen normalerweise mit zahlreichen Teststücken versehen, wobei jedes Teststück mit einer oder auch mit mehreren Raumstationen verbunden sein kann. Eine unrichtige Anbringung eines Meßstreifens führt somit nicht nur zu den Kosten zum Ersetzen dieses Meßstreifens, sondern es fallen weitere Arbeitskosten an, die mit dem Auseinandernehmen der Maschine, dem Anbringen eines anderen Meßstreifens und dem Wiederzusammensetzen der Maschine verbunden sind, zusätzlich zu den Kosten, die sich aufgrund der während der Abschaltzeit der teueren Tablettierungsmaschine ergebenden Produktionsausfallkosten ergeben.

Die in der chemischen Industrie häufig eingesetzten Tablettierungsmaschinen unterliegen oft auch sehr ungünstigen Umgebungsbedingungen. Der Dehnungsmaßstreifen kann z. B. mit Drogenkomponenten in Kontakt kommen, aber auch mit öl und anderen Substanzen, die der Maschine selbst zugeführt werden. Tablettierungsmaschinen müssen auch häufig gereinigt werden, wobei Dampf, Wasser- oder Lösungsmittel verwendet werden können, die den Dehnungsmeßstreifen berühren und diesen oder den Klebstoff, mit dem der Dehnungsmeßstreifen auf dem Teststück befestigt ist, ungünstig beeinflussen können.

Bei der Lösung des eingangs genannten Problems war noch darauf zu achten, daß die Dehnungsrr^ßstreifeneinrichtung keinen zu großen Raum einnimmt, weil bei vielen Anwendungen nur ein geringer Abstand zwischen den einzelnen Teilen, deren Dehnung gemessen werden soll, vorhanden ist. Außerdem war sicherzustcllen, daß eine verhältnismäßig hohe Ausgangsspannung erreicht wird, weil diese besonders bei Tablettierungsmaschinen für verschiedene Steuerzwecke verwendet werden muß. Diese erhöhte Ausgangsspannung dürfte allerdings nicht mit wesentlich erhöhten Kosten verbunden sein.

Durch die im Anspruch 1 beschriebene Konstruktion ist es nun möglich geworden, eine Dehnungsmeßstreifenkonstruktion zu schaffen, die nicht nur schnell und leicht auf dem Teststück befestigt werden kann, und daß Klebstoff verwendet werden müßte; die Dehnungsmeßstreifenanordnung nach Anspruch 1 kann auch von dem Teststück wieder entfernt werden, ohne das Teststück oder den Dehnungsmeßstreifen zu beschädigen, so daß der Dehnungsmeßstreifen aus dem gleichen Teststück oder aus anderen Teststücken mehrere Male wiederverwendet werden kann. Die Anordnung nach Anspruch 1 ist auch verhältnismäßig kompakt, so daß selbst bei eng aufgebauten Maschinen keine Schwierigkeiten bei der Anbringung der Dehnungsmeßstreifen auftreten.

Der Dehnungsmeßstreifen kann genau an eine gewünschte Stelle in einer bestimmten Ausrichtung, z. B. bezüglich anderer Dehnungsmeßstreifen, angebracht und diese Abbringung notfalls auch korrigiert werden, außerdem ist die erfindungsgemäße Konstruktion un empfindlich gegen Dampf, öl, Drogenniaterial, Lösungsmittel, Reinigungsmittel, Wasser, Staub und dergleichen.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß der Dehnungsmeßstreifen auch von ungeübten Personen ohne Schwierigkeiten angebracht werden kann. Die Qualität der Anbringung ist mit großer Sicherheit vorausberechenbar. Ein anderer Vorteil liegt darin, daß der Dehnungsmeßstreifen eine hohe Signalspannung abgibt, ohne daß besonders empfindliche und damit teure Dehnungsmeßstreifenelemente verwendet werden müßten.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der beiliegenden Darstellung eines Ausführungsbeispiels sowie aus der folgenden Beschreibung. Es zeigt

F i g. I eine teilweise weggebrochene, perspektivische Teilansicht einer erfindungsgemäßen Dehnungsmeßstreifenanordnung, die an einem Teststück befestigt ist,

F i g. 2 eine teilweise weggebrochene Endansicht der Anordnung gemäß F i g. 1,

F i g. 3 eine Teilbodenansicht eines Teils der Anordnung gemäß F i g. 2,

F i g. 4 eine Draufsicht auf ein Dehnungsmeßstreifenelement, das in der Anordnung gemäß F i g. 1 verwendbar ist,

F i g. 5 ein vereinfachtes elektrisches Schaltschema der elektrischen Verbindungen der Dehnungsmeßstreifenanordnung gemäß F i g. 1, und

F i g. 6 eine teilweise weggebrochene Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dehnungsmeßstreifenanordnung.

F i g. 1 offenbart eine Dehnungsmeßstreifenanordnung 10, die in einer Arbeitsstellung an einem Teststück 11 angebracht ist, das hier einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, wobei dieses Teststück z. B. ein Stützbolzen für den Tablettierungsstempel einer Tablettierungsmaschine sein kann, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 32 55 716 offenbart ist.

Die Konstruktion 10 umfaßt ein längliches, festes Schutzteil 14, F i g. 1 und 2, das in der vorzugsweisen Ausführungsform einen im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt über seine gesamte Länge aufweist. Das Schutzteil 14 besitzt eine innere Umfangswand 16, deren Querschnitt vorzugsweise mit dem Querschnitt der angrenzenden Wand des Teststückes 11 übereinstimmt, und ist bei der gezeigten Ausführungsform konkav gebogen. Die äußere periphere Wand 18 des Schutzteils 14 ist vorzugsweise konvex gekrümmt hier über einen Winkel von mehr als 85°. um eine verhältnismäßige Breite Kontaktfläche für Verklammerungseinrichtungen zu erhalten, die im folgenden beschrieben werden.

Die Endwände 20 des Teils 14 sind vorzugsweise rechtwinklig zu den inneren und äußeren Wänden 16 und 18.

Das Schutzteil 14 ist vorzugsweise durch (Spritz-) Gießen gebildet und kapselt ein herkömmliches Dehnungsmeßstreifenelement 22 ein. Bei der gezeigten besonderen Ausführungsform sind eine Vielzahl von Dehnungsmeßstreifenelementen 22 bis 25 in enger Nachbarschaft zueinander innerhalb des Teils 14 aufgestapelt.

Obwohl eine Vielzahl von Arten von herkömmlichen Dehnungsmeßstreifenelementen verwendet werden kann, verwendet die vorliegende Erfindung zumindest in gewissen Fällen verhältnismäßig billige Dehnungsmeßstreifenelemente der Widerstandsdrahtbauart Ein Beispiel ist in F i g. 4 dargestellt und umfaßt ein verhältnismäßig dünnes rechteckiges Substrat oder Einkapselungsstflck 28 aus nachgiebigem flexiblem Material nichtleitender Art, auf dem ein Widerstandsdrahi 29 fest gestützt oder auch eingebettet oder umkapselt ist. Die Enden 31 des Drahtes 29 erstrecken sich von einem Ende des Stückes, wobei der mittlere Teil des Drahtes

S parallel zur Oberfläche des Stückes hin- und hergeführt wird, um eine Serie von in Längsrichtung sich erstrekkenden Drahtsegmenten 32 zu bilden, wobei angrenzende Segmente durch verstärkte Endteile 33 miteinander verbunden sind. Ein derartiger Meßstreifen ist gegenübcr einer Elongation in der Richtung empfindlich, die durch den Pfeil A angedeutet ist, nämlich parallel zu den Segmenten 32. Wegen ihrer Verstärkung und ihrer kurzen Länge sind die Endteile gegenüber einer Elongation oder Kontraktion weniger empfindlich, infolge-

'5 dessen auch gegenüber einer Belastung in einer transversalen Richtung, die durch den Pfeil B angedeutet ist. Die Belastungselemente 22 bis 25 sind vorzugsweise in alternierend orientierter Weise gestapelt wie in F i g. 1 bis 3, aus noch zu beschreibenden Gründen. Die

zo Belastungselemente sind vorzugsweise innerhalb des Schutzteils 14 zentral angeordnet, wobei sie symmetrisch transversal zu dem Teil 14 angeordnet sind, wie in den F i g. 2 und 3 zu erkennen ist und vorzugsweise zentral angeordnet in Längsrichtung zum Teil 14 und

*5 entfernt von dessen Enden.

Das Schutzteil 14 ist aus einem Material, das verhältnismäßig hart ist. Das Teil 14 besitzt ausreichend Nachgiebigkeit und Flexibilität, um der Auslenkung und Zusammenziehung des Teststückes 11 zu folgen, und greift fest die Oberfläche der Dehnungselemente, um eine entsprechende Auslenkung oder Zusammenziehung dieser Elemente zu bewirken. Das Schutzteil 14 ist vorzugsweise aus einem Material, das gegenüber potentiell zerstörerischen Umgebungszuständen widerstandsfähig ist und demzufolge die Dehnungselemente schützt, und zwar gegenüber Wasser, Dampf, Chemikalien, wie z. B. Lösungsmittel und Reinigungsmittel, Drogenkomponenten usw. Das Material des Schutzteils 14 ist ebenfalls elektrisch nichtleitend, um zwischen den Leitungen 31 der verschiedenen Dehnungselemente und zwischen solchen Leitungen und angrenzender Leitern, die in der Nachbarschaft des Schutzteiles an geordnet sind, eine elektrische Isolierung zu schaffen Das Material des Schutzteils 14 ist vorzugsweise eben falls gegen Hitze isolierend. Beispielsweise durch Poly esterharz als ein geeignetes Material für das Schutztei 14 ermittelt.

Die Leitungen 31 der Belastungselemente werder vorzugsweise, wie in F i g. 3 im Phantom angedeutet ist nach dem linken Ende des Schutzteils 14 geführt um treten von dort in enger Gruppierung aus, wie bei 36 zi erkennen ist Eine geeignete Umhüllung 37 kann vorge sehen sein, um die austretende Gruppe 36 von Leitun gen zu bedecken. Die Umhüllung kann angrenzen* zum Ende des Schutzteils 14 enden, wie gezeigt isi oder kann auch an oder m das Ende hinein des Schutz teils eingeformt sein.

Die innere Wand 16 ist an jedem Ende mit Abrieb greifelementen 41 versehen. Die Greifelemente 41 er strecken sich vorzugsweise Ober die volle Breite de inneren Wand 16 und erstrecken sich Ober eine verhall nismäßig kurze Entfernung in deren Längsrichtung, mi einem ausreichenden Abstand von dem zentralen Gi biet des Schutzteils, in dem die Dehnungselemente 2 ⁶S bis 25 angeordnet sind. Bei der gezeigten vorzugswei sen Ausführungsform sind die Greifelemente 41 hei kömmliche Sandsiebe, jeweils bestehend aus einer siebartigen Gewebe mit parallelen Fäden, die sich i

zueinander senkrechten Richtungen erstrecken, wobei an den Fäden eine im wesentlichen abdeckende Schicht aus Abriebpartikeln befestigt ist, herkömmlicherweise Korundkörner. Die Sandsiebe 41 sind in bequemer Weise z. B. mittels eines Klebstoffes an die Endteile der inneren Wand 16 befestigt, hauptsächlich, um eine genaue Anordnung der Sandsiebe mit Bezug zu dem Schutzteil sicherzustellen, und um die Kombination von Schutzteilen und Sandsieben als eine Einheit zu liefern, die während der Installation des Teststückes leichter zu handhaben ist. Die Sandsiebe sind verhältnismäßig flexible und passen sich leicht der gebogenen inneren Wand 16 an.

Wenn das Schutzteil an der Oberfläche des Teststükkes 11 befestigt ist, wie in F i g. 1 und 2 gezeigt ist. erfüllen die zwischen deren Oberflächen liegenden Sandsiebe 41 zwei Funktionen. Zuerst bilden die Sandsiebe eine kleine Entfernung zwischen dem Teil der inneren schützenden Teilwand 16 und der Oberfläche des Teststückes 11. Zweitens neigen die Abriebpartikel des Sandsiebes dazu, sich in die gegenüberliegenden Oberflächen der schützenden inneren Teilwand 16 und des Teststückes 11 etwas einzugraben und teilweise eingebettet zu werden, wenn das Schutzteil 14 gegen das Teststück gepreßt wird, wodurch eine mechanische Blockierung sowohl mit Bezug zu den Sieben als auch mit Bezug zueinander erreicht wird, um eine relative Längsbewegung zwischen ihnen zu verhindern.

Klammereinrichtungen, die hier aus einem Paar von herkömmlichen Bandklammern 46 und 47 bestehen, sind vorgesehen, um die Enden des Schutzteils 16 an der Oberfläche des Teststückes 11 zu befestigen. Die Klammern 46 und 47 sind im wesentlichen axial zentriert mit Bezug zu entsprechenden Sandsieben 41, um die Abriebpartikel der Sandsiebe in entsprechende Oberflächen des Schutzteils 14 und des Teststückes 11 einzupressen, um die Enden des Schutzteils fest an dem Teststück zu halten. Jede Bandklammer umfaßt ein Gehäuse 48 (F i g. 1), in dem eine Setzschraube 49 drehbar ist. Das Gehäuse 48 umfaßt ein unteres, im allgemeinen unterschnittenes kanalförmiges oder ovales Teil 51, durch das sich die Endteile 52 eines Bandes 53 erstrekken, wobei diese Endteile transversale Perforationen 54 aufweisen, die mit den Gewindegängen (nicht gezeigt) der Fangschraube 49 in Eingriff treten, wodurch eine Drehung der Schraube in einer Richtung die Bandenden 52 aneinander vorbeiführt, um das Band 53 um das radial umgebende Endteil des Schutzgliedes und das Segment des Teststückes 11 zu spannea

Obwohl das Schutzteil jede gewünschte Anzahl von Dehnungselementen einkapseln kann, die wie gewünscht miteinander verbunden sind, sind die in der vorzugsweisen Ausführungsform gezeigten Dehnungselemente 22 bis 25 in einer Weise mit ihren Leitungen 31 verbunden, wie schematisch in F i g. 5 gezeigt ist, um die vier Elemente einer Wheatstone-Brücke 56 zu bilden. Die Dehnungselemente 22 und 24, die in Längsrichtung in dem Schutzteil 14 ausgerichtet sind, sind in zwei gegenüberliegenden Beinen der Brücke 56 angeschlossen, und die senkrecht dazu orientierten Dennungselemente 23 und 25 sind an dem verbleibenden Paar von gegenüberliegenden Beinen der Brücke 56 angeschlossen. Ein Gleichstrom aus einer geeigneten Quelle, wie z. B. einer nicht gezeigten Batterie, wird über Leitungen 59 und 60 an die verbundenen Enden H der Dehnungsclemcntc 22. 23 bzw. 24 und 25 angelegt. Der Ausgang wird von den verbleibenden sich gegenüberliegenden Ecken 61 und 62 der Brücke abgenommen, über die eine Ausgangseinrichtung 64 angeschlossen ist, wobei eine derartige Ausgangseinrichtung z. B. aus einem Gleichstrom abtrennenden Verstärker herkömmlicher Art (nicht gezeigt) bestehen kann, der eine Ausleseeinrichtung betreiben kann, wie z. B. ein herkömmliches Wechselstrommeßgerät oder einen Oszillographen (nicht gezeigt), so daß die Spitzen zur Spitzenamplitude des Wechselsignals, das an den Brückenausgängen 61,62 auftritt, angezeigt wird.

Wenn die multiplen Dehnungselemente wie gezeigt innerhalb des Schutzteils 14 angeordnet sind, wird ein Vorspannen aufgrund z. B. von Schrumpfen oder Ausdehnen des Teils 14 aufgrund des Gießens oder während des Aushärtens dazu neigen, auf alle Teile gleichartig zu wirken. Vorzugsweise sollte das Material, das zur Herstellung des Teils 14 verwendet wird, derartig sein, daß eine solche Vorspannung möglichst klein wird.

Das Schutzteil 14, das ein oder mehrere Dehnungselemente enthält, vorzugsweise vier, wie gezeigt ist. wird an dem Teststück 11 mittels der Sandsiebe 41 angebracht, die radial zwischen den Enden des Schutzteils und der gegenüberliegenden Oberfläche des Teststükkes eingelegt sind. Die Bandklammern 46 und 47 werden angebracht, um die sich ergebende Anordnung aus Schutzteil und Teststück an den Enden des Schutzteils und radial gegenüberliegend zu den Sandsieben 41 zu umgeben. Ein Festziehen der Klammerschraube 49 veranlaßt die umgebenden Bänder 53, ihren Umfang zu vermindern und die Enden des Schutzteils 14 gegen die Sandsiebe 41 zu pressen, und letztere demzufolge gegen die gegenüberliegenden Oberflächen des Teststükkes 11. und zwar mit ausreichender Kraft, so daß die Abriebpartikel des Sandsiebes sich einbeißen und mit den gegenüberliegenden Oberflächen von Schutzteil und Teststück mechanisch blockieren. Damit ist die Installation der Dehnungsmeßstreifenkonstrukiion auf dem Teststück beendet.

Wenn das Schutzteil 14 so installiert ist, ist die innere Wand 16 normalerweise zwischen den Sandsieben nicht im Kontakt mit der gegenüberliegenden Oberfläche des Teststückes.

Die Befestigung des Schutzteils 14 an dem Teststück ist derartig, daß irgendeine radiale Kompression des Schutzteils durch die Klammern in den Zonen stattfindet, die von der Stelle der Dehnungselemente einen guten Abstand aufweisen, wodurch irgendeine Tendenz diese Elemente zu belasten durch Verbiegen während der Installation möglichst klein gemacht wird. Nor malerweise wird keine Auslenkung oder Kontraktior des Schutzteils 14 während des Verklammerns auftre ten, und damit keine Änderung der Längsdimension de! Schutzteils durch die Dehnungselemente. In diesen Sinne verhindert die Installation des Teils 14 auf den Teststück die Probleme von unvorhersehbarer Vor spannung, die z. B. bei der direkten Befestigung voi den Dehnungselementen mittels Klebstoff auf den Teststück auftreten.

Das Teststück 11 ist, wenn es in die oben erwähnt« Tablettierungsmaschine eingefügt wird, normalerweisi einer periodischen Kompression ausgesetzt, obwohl di< Meßstreifenkonstruktion 10 in der Lage ist eine BeIa stung zu messen, die sowohl von axialer Druckbela stung als auch Zugbelastung des Teststückes resultier Eine axiale Druckbelastung des Teststückes 11 führt ζ einer kleinen Verminderung seiner Länge und eine entsprechenden kleinen Verminderung der Länge de Schutzteils 14 zwischen den Sandsieben 41. Dies wie derum führt zu einer entsprechenden Verminderung 1

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der Länge und zu einer Verminderung in dem Widerstand in den Längsbelastungselementen 22 und 24. Die senkrechten Elemente 23 und 25 werden andererseits über ihre Breite komprimiert und neigen dazu, sich längs ihrer Länge auszudehnen, d. h. transversal zu dem Teststück, wodurch sich der Widerstand vergrößert, obwohl normalerweise in einem geringeren Ausmaß.

Die Belastungselemente 22 bis 25 sind vorzugsweise anfänglich gleich in ihren Widerständen und verbleiben normalerweise so auch nach der Umkapselung in dem Teil 14. In diesem Zustand ist die Brücke normalerweise abgeglichen, wenn das Teststück 11 unbelastet ist. wobei gleiche Spannungen an den Punkten 61 und 62 erscheinen und kein Ausgang an der Ausgangseinrichtung 64 erscheint. Ein Vorspannen der Elemente 22 bis 25 aufgrund von z. B. einer Auslenkung oder Zusammenziehung des Teils 14 während des Aushärtens kann die Widerstandswerte der Belastungselemente 22 und 24 mit Bezug zu den Belastungselementen 23 und 25 ändern, was zu einer anfänglichen Unabgeglichenheit der Brücke führt (eine Gleichspannung über den Punkten 61 und 62), wobei das Teststück unbelastet ist. Dies kann z. B. durch das Vorsehen eines Ausgleichspotentiometers in den Brückenzweigen 22 und 24 oder 23 und 25 beseitigt werden. Jedoch ist eine solche anfängliche Gleichspannungs-Unabgeglichenheit ohne Bedeutung, insbesondere, wenn sie verhältnismäßig klein ist in Situationen, in denen, wie im Falle der Anwendung bei Tablettierungsmaschinen, die Informationen von Interesse in den Abweichungen in der Spitze zu Spitze Wechselspannung liegen, die über den Anschlüssen 61 und 62 während der schnellen Wiederholungszyklen des Tablettierungsgerätes, d. h. im schnellen zyklischen Ändern von Kompression und Lösen auf dem Teststück 11, auftreten. In solchen Fällen mißt die Einrichtung 64 lediglich die Spitzen-zu-Spitzenspannung und ignoriert den Gleichspannungs-Nullpegel. In der Tat ist bei solchen Anwendungen eine ruhende Gleichartigkeit der Widerstände der verschiedenen Elemente 22 bis 25 nicht notwendig, da der interessante Punkt nicht die absolute Spitze-zu-Spitzespannung ist, sondern lediglich die Größe der Veränderungen in den Spannungen Spitze zu Spitze während des Betriebs der Maschine. Wenn daher bekannt ist, daß bei einer gegebenen anfänglichen Spannungsablesung Spitze zu Spitze die Maschine Tabletten von gefordertem Gewicht herstellt, zeigen Änderungen in der Spannung von Spitze zu Spitze eine Veränderung des Tgblettengewichtes an.

Wegen des Vorsehens von sowohl transversalen als auch longitudinal sich erstreckenden Dehnungselementen und wegen der Veränderungen in der Tatsache, daß Veränderungen des Widerstandes in beiden aufgrund einer Kompression des Testelementes auftreten, neigt die Ausgangsspannung über den Punkten 61 und 62 dazu, für einen gegebenen Belastungseingang zu dem Teststück 11 größer zu sein, als es der Fall wäre, wenn ein einzelnes Dehnungselement verwendet würde, so daß eine Inkrementmultiplikation der Empfindlichkeit sich ergibt.

Weiterhin stellt die Schaffung von vier derartigen Dehnungselementen in dem gleichen Schutzteil und ίο ihre Verbindung zu einer einzigen Brücke sicher, daß alle Brückenelemente den gleichen Widerstandsveränderungen unterliegen, die z. B. aufgrund von Langzeit-Umgebungstemperatur-Veränderungen auftreten, so daß ihre resultierende Konstruktion im wesentlichen gegenüber Temperaturveränderungen unempfindlich ist.

F i g. 6 zeigt eine modifizierte Konstruktion 70, die im wesentlichen der Konstruktion 10 entspricht, die nut Bezug zu den F i g. 1 bis 5 oben beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß die Zone 71 des Schutzteils 14a, in dem die Dehnungselemente angeordnet sind, stärker belastungsempfindlich gemacht ist (sie dehnt sich stärker aufgrund einer gegebenen Druck- oder Zugkraft aus, als es der Rest des Schutzteils 14a tut). ²S Dieser Effekt kann dadurch erreicht werden, daß einfach das Querschnittsgebiet der Zone 7t vermindert wird, hier z. B. dadurch, daß eine axial ausgedehnte Nut oder Nuten 73 um einen Teil oder um den gesamten Umfang des Schutzteils 14a angeordnet wird. Auf diese Weise wird ein überproportionaler Teil der Ausdehnung des Teils 14a (entsprechend der Ausdehnung des Teils auf dem Teststück 11a zwischen den Montierelementen 41a) in der Zone 71 stattfinden. Auf diese Weise wird der größte Teil der absoluten Veränderung in der Länge des Teiles des Teststückes 11a zwischen den Montierelementen 41a den Dehnungselementen 22a usw. zugeführt.

Die Länge der Zone 71 ist kurz verglichen mit der Entfernung zwischen den Montierelementen 41a, ζ. Β 1/5 dieser Entfernung, und der größere Teil oder im wesentlichen die gesamte Längenänderung des Schutzteils 14a tritt in dieser Zone 71 auf. Es ist zu erkennen, daß der Ausgang der Dehnungselemente 22a im Effekt multipliziert wird z. B. im wesentlichen um einen Faktor 5, was einer entsprechenden Multiplikation der Spannung entspricht, die über den Brückenanschlüssen 61 und 62 der F i g. 5 auftritt, wobei angenommen wird daß die Dehnungselemente 22a usw. an einer solcher Brücke angeschlossen sind. Infolgedessen können weniger empfindliche und weniger aufwendige Dehnungs elemente in der Konstruktion der F i g. 6 für einen ent sprechenden Ausgang verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vom Teststück lösbare Dehnungsmeßstreifenanordnung, bestehend aus einem länglichen, an die Teststückform angepaßten Träger, der an zwei Reibflächen mit dem Teststück verklemmbar ist und der mehrere Dehnungsmeßstreifen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsmeßstreifen (22 bis 25) im Träger (14) derart eingekapselt sind, daß alle Oberflächenteile der Dehnungsmeßstreifen (22 bis 25) mit dem Trager (14) in Berührung sind, daß die Dehnungsmeßstreifen im Zentrum des Trägers (14) in engem Abstand übereinander und parallel zu den Reibflächen angeordnet sind, und daß die Meßstreifenachse größter Empfindlichkeit von jeweils einem von zwei angrenzend übereinanderliegenden Dehnungsmeßstreifen parallel zur Längsachse des Trägers liegt, während die Meßstreifenachse des anderen Deh- zo nungsmeßstreifens dazu senkrecht liegt.

2. Dehnungsmeßstreifenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibflächen des Trägers (14) eine Vielzahl von sich kreuzenden, länglichen, miteinander verbundenen faserartigen Elementen (41) aufweisen, die fest befestigte Abriebpartikel tragen, die sich beim Verklemmen in die Oberflächen von Teststück (11) und Träger (14) eindrücken.

3. Dehnungsmeßstreifenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verklemmung mittels Bandklammern (46, 47) erfolgt.

4. Dehnungsmeßstreifenanordnung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (14) im Bereich der eingekapselten Dehnungsmeßstreifen (22 bis 25) einen verminderten Querschnitt aufweist.

5. Dehnungsmeßstreifenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vier in Brückenschaltung angeordnete Dehnungsmeßstreifen (22 bis 25) im Träger (14) eingekapselt sind.

6. Dehnungsmeßstreifenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (14) aus elektrisch nicht leitendem, gegen Wasser, Dampf, Lösungs- und Reinigungsmittel beständigem Spriizgußmaterial besteht.

7. Dehnungsmeßstreifenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (14) aus Polyesterharz besteht.

8. Dehnungsmeßstreifenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abriebpartikel aus in Gewebe eingebetteten Korundkörnern bestehen.