DE2312189C3 - Kraftmeßdose - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftmeßdose mit von einem Gehäuse umgebenem die zu messende Kraft in ein einsprechendes elektrisches Signal umformenden Meßgrößenumformer und einem in Kraftrichtung durch eine öffnung in der Gehäusewandung hindurch mit dem Meßgrößenumformer in Wirkverbindung stehenden Krafteinleitungsglied.

Bei bekannten Kraftmeßdosen dieser Gattung sind an der Durchtrittsstelle des Krafteinleitungsgliedes durch die Gehäusewandung eine oder mehrere Membranen vorgesehen (DT-PS 12 04 850, DT-OS 73 417),welche hauptsächlich der Führung des Krafteinleitungsgliedes in Kraftrichtung dienen, aber auch das Gehäuseinnere gegen die Umwelt abschließen. Bei anderen bekannten Kraftmeßdosen wird das Krafteinleituneselied in einer Gleitführung durch die Gehäusewandung in Kraftrichtung geführt (DT-PS 12 08 910. Fig. 7 und 8). Auch hierbei wird ein — wenn auch weniger wirksamer — Abschluß des Gehäuseinneren gegen die Umwelt erzielt.

Bei Verwendung von Kraftmeßdosen in explosionsgefährdeten Räumen sind jedoch besondere behördliche Vorschriften (Explosionsschutzvorschriften) zu beachten, die insbesondere eine druckfeste Kapselung der Kraftmeßdose vorsehen. Je nach Volumen muß eine solche Kraftmeßdose einem Innendruck von 10 bis 15atü ausgesetzt werden können. Eine Membran, die einem solchen Druck ausgesetzt werden kann, muß eine relativ hohe Steifigkeit besitzen. Zufolge der erforderlichen festen Verbindung der Membran mit dem Gehäuse einerseits und dem Krafteinleitungsglied andererseits führt dies zu unvermeidbaren Rückwirkungen, die die Kraftmessung verfälschen. Dies wirkt sich, insbesondere bei Kraftmeßdosen mit Nennlasten bis etwa 15 t, nachteilig aus. Bei einer Gleitführung für das Krafteinleitungsglied kann durch vorgeschriebene Spaltweiten und Spaltlängen der Druck zwar so weit abgebaut werden, daß eine weiche Spaltabdichtung mit geringer Rückwirkung auf die Kraftmessung ausreicht, jedoch kommt es bei den vorgeschriebenen engen und langen Spslten schon bei geringen und meist unvermeidbaren Querkräften auf das Krafteinleitungsglied zu einem Verklemmen oder Verkanten des Krafteinleitungsglicdes in seiner Führung und zufolge der dadurch bedingten erhöhten Reibung wiederum zu einer die Kraftmessung verfälschenden Rückwirkung. Die bekannten Kraftmeßdosen der angegebenen Gattung sind daher trotz ihrer sonstigen Vorzüge für Präzisionsmessungen in explosionsgefährdeten Räumen nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftmeßdose der angegebenen Gattung so zu gestalten, daß sie unter Vermeidung der den bekannten Kraftmeßdosen anhaftenden Nachteile auch für Prazisionsmessjngen in explosionsgefährdeten Räumen geeignet ist.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Krafteinleitungsglied in der Kraftrichtung beweglich in einem Führungsteil gelagert ist, welches seinerseits in einer senkrecht zur Kraftrichiung verlaufenden Ebene beweglich in der Gehäusewandung gelagert ist, und daß die Spalte zwischen den relativ zueinander beweglichen Teilen nach Länge und Weite so bemessen sind, daß Explosionsschutz gewährleistet ist.

Nach einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung des Erfindungsgedankens besteht das Führungsteil aus einem das Krafteinleitungsglied umgebenden Rohrstück mit sich in einer senkrecht zur Kraftrichtung verlaufenden Ebene erstreckendem Flansch. Dies stellt nicht nur eine vorteilhafte konstruktive Ausgestaltung der Erfindung dar, sondern auf diese Weise wird der für den Druckabbau erforderliche Spalt labyrinthartig gestaltet, wodurch der Explosionsschutz erhöht und/oder die Bauhöhe der Kraftmeßdose in Kraftrichtung vermindert wird.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

In der nachfolgenden Beschreibung ist die Erfindung an Hand zweier in den Zeichnungen schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.

F i g. 1 zeigt eine solche Kraftmeßdose in Seitenansicht, teilweise aufgeschnitten. Im Innern eines Gehäuses 1, dessen in der Darstellung untere Fläche sich in

nicht näher dargestellter Weise auf einem Widerlager abstützt, ist ein Meßgrößenumformer 2 beliebiger bexannter Ausführung angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Meßgrößetiumformer aus einem kreisringförmigen Verformungskörper, an dessen Oberfläche in bekannter Weise elektrische Leiter (nicht dargestellt) befestigt sind, welche unter dem Einfluß der durch die zu messende Kraft bewirkten Verformung des Verformungskörpers 2 ihren elektrischen Widerstand ändern. Die in radialer Richtung äußere Umfangszone des Verformungskörpers 2 steht über ein rohrförmiges Bauelement 3 mit dem sich auf dem Widerlager abstützenden Teil des Gehäuses 1 in Verbindung, während die ihr gegenüberliegende innere Umfangszone des Verformungskörpers 2 über ein rohrförmiges Bauelement 4 mit dem Krafteinleitungsgiicd 5 verbünden ist, welches durch die in der Darstellung obere Gehäusewandung 6 hindurerragt. Über das Krafteinleitungsglied 5 wird die in Richtung des Pfeiles P wirkende zu messende Kraft auf den Verformungskörper 2 eingeleitet.

Das Krafteinleitungsglied 5 ist in der Kraftrichtung P mit leichtem Schiebesitz in einem Führungsteil 7 gelagert, welches aus einem das Krafteinleitungsglied 5 umgebenden Rohrstück 7 a mit einem sich in der senkrecht zur Kraftrichtung P verlaufenden Ebene erstreckenden Flansch Tb besteht. Der Flansch Tb ist mit leichtem Schiebesitz und mit radialem Spiel zwischen einem mit der Gehäusewandung 6 verbundenen Teil 8 und einem an der Gehäusewandung 6 lösbar befestigten ringförmigen Halterungsteil 9 gelagert. Die Spalte zwischen dem Krafteinleitungsglied 5 und dem Führungsteil 7 einerseits und zwischen dem Führungsteil 7 und den Teilen 8 und 9 andererseits sind in Weite und Länge den behördlichen Explosionsvorschriften entsprechend bemessen. Demzufolge baut sich ein im Inneren des Gehäuses auftretender Explosionsdruck so weit ab. daß am Ende des durch die Spalte gebildeten Weges, also außerhalb der durch das Führungsteil 7 gebildeten Lagerstelle, eine Abdichtung zwischen dem Krafieinleittingsglied 5 und der Gehäusewandung 6 mittels eines hochelastischen Werkstoffes möglich ist, der praktisch keine die Messung verfälschende Rückwirkung zuläßt. Im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 wird diese Abdichtung durch einen Kunststoffring 10 bewirkt: Wenn es je nach dem verwendeten Material oder den gestellten Anforderungen noch erforderlich sein sollte, können die äußerst geringen Rückwirkungen dieser Abdichtung ohne weiteres durch justage berücksichtigt werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die ringförmige Gehäusewandung 6 mit einem lippenartigen Ansatz 11 versehen, der den Kunststoffring 10 auf der dem Cehäuseinneren abgewandten Seite bei der Überdruckprüfung abstützt.

In F i g. 2 ist ausschnittsweise eine Variante dargestellt, bei welcher an Stelle des Kunststoffringes 10 in Fig. 1 zur Abdichtung eine Membran 12 vorgesehen ist. welche durch einen entsprechend gestalteten, lippenartigen Ansatz 10a der Gehäusewandung 6 bei der Druckprüfung abgestützt ist. Ohne die geeignete Ausbildung der Spalte zwischen den relativ zueinander beweglichen Teilen würde die Abdichtung durch die Membran 12 für sich allein den behördlichen Vorschriften (z. B. der PTB) für »druckdichte Kapselung« nicht genügen, da die Stellen, an welchen die Membran durch Kleben oder Schrumpfen befestigt ist, als Spalte nicht ausreichender Länge anzusehen sind und insbesondere die bei Kraftmeßdosen der genannten kleineren Nennlasten verwendbaren Membranstärken nicht die den Vorschriften genügende Festigkeit besitzen.

Durch Spalte 13a und Mb ist bei beiden Ausführungsbeispielen dafür gesorgt, daß das Führungsteil 7 in radialer Richtung so viel Spiel hat. wie bei dem verwendeten Meßgrößenumformer-System für durch Querkräfte bedingte Auslenkungen erforderlich ist. ohne daß es zu einem Kanten der Verklemmen der gleitenden Führung des Krafteinleitungsgliedes kommt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kraftmeßdose mit von einem Gehäuse umgebenem, die zu messende Kraft in ein entsprechen- s des elektrisches Signal umformenden Meßgrößenumformer und einem in Kraftrichtung durch eine öffnung in der Gehäusewandung hindurch mit dem Meßgrößenumformer in Wirkverbindung stehenden Krafteinleitungsglied, dadurch gekennzeichnet, daß das Krafteinleitungsglied (5) in der Kraftrichtung (P) beweglich in einem Führungsteil (7) gelagert ist, welches seinerseits in einer senkrecht zur Kraftrichtung verlaufenden Ebene beweglich in der Gehäusewandung (S) gelagert ist, und daß die Spalte zwischen den relativ zueinander beweglichen Teilen (5,6, 7) nach Länge und Weite so bemessen sind, daß Explosionsschutz gewährleistet ist.

2. Kraftmeßdose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (7) aus einem das Krafteinleitungsglied (5) umgebenden Rohrstück (7a) mit sich in einer senkrecht zur Kraftrichttung verlaufenden Ebene erstreckendem Flansch (76) besteht.

3. Kraftmeßdose nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (76) zwischen der Gehäusewandung (6) und einem an der Gehäusewandung lösbar befestigten ringförmigen Halteirungsteil (9) radial beweglich gelagert ist.

4. Kraftmeßdose nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen dem Krafteinleitungsglied (5) und der Gehäusewandung (6) außerhalb der durch das ringförmige Halterungsteil (9) gebildeten Lagerotelle mitteis eines Ringes (10) oder einer Membran (12) aus hochelastischem Werkstoff abgedichtet ist.

5. Kraftmeßdose nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (76) zwischen einem mit der Gehäusewandung (6) verbundenen Teil (8) und einem an diesem Teil (8) oder an der Gehäusewandung (6) lösbar befestigtem ringförmigem Halterungsteil (9) radial beweglich gelagert ist.

6. Kraftmeßdose nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (10) bzw. die Membran (12) auf der dem Gehäuseinneren abgewandten Seite durch einen Ansatz (10a, 11) der Gehäusewandung (6) abgestützt ist.