DE2512706C2 - Verfahren und Anordnung zur Erfassung der Kontaktdruckverteilung über einer Oberfläche - Google Patents
Verfahren und Anordnung zur Erfassung der Kontaktdruckverteilung über einer OberflächeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Kontaktdruckverteilung über eine Oberfläche. Sie
betrifft ferner eine Anordnung zum Ausführen eines solchen Verfahrens.
Es ist bereits bekannt, die Kräfte zu messen, die der Fuß eines Rennläufers auf den Boden ausübt, und zwar
mittels Dehnungsmeßstreifen, die die vom Fuß auf den Boden übertragenen Gesamtkräfte in horizontaler und
vertikaler Richtung erfassen. Solche Meßanordnungen U1Id ihre Sensoren sind aber sehr voluminös, und selbst
wenn man sie so weit wie möglich verkleinern würde, wäre es doch schwierig, mehrere von ihnen auf
begrenztem Raum zusammenzupacken, wie das zur Messung einer Druckverteilung erforderlich ist. Zum
Beispiel ist für jeden Sensor ein mechanischer Aufbau erforderlich, und dazu hin müssen die elektrischen
Leitungen verlegt werden etc. Ferner bewirkt der Einbau solcher Sensoren örtliche Änderungen in der
Steifigkeit der Kontaktfläche, und diese Änderungen können das Meßergebnis beeinflussen und verfälschen.
Ferner ermöglichen es die bekannten elektronischen und mechanischen Drucksensoren im allgemeinen nicht,
an einer größeren Fläche die Druckverteilung überall zum selben Zeitpunkt zu messen. Schließlich und endlich
sind solche Meßanordnungen sehr teuer in der
Herstellung und erfordern zu ihrer Bedienung und Wartung hochqualifiziertes Personal.
Es ist ein Druckbildwandler bekanntgeworden (DE-AS 12 03 497), mit dem flächenhaft verteilte
Druckunterschiede sichtbar gemacht werden können. Dieser Druckbildwandler besitzt zwischen zwei flächenhaften
Elektroden eine elektrolumineszierende Schicht und eine Steuerschicht, die aus e?nem Stoff besteht, der
bei Druckerhöhung seinen elektrischen Widerstand ändert Als Steuerschicht wird eine Kohlemikrofonschicht
vorgesehen, deren Leitfähigkeit sich aufgrund von Schallwellen verändert Der Druckbildwandler
benötigt neben der Schallquelle eine Wechselspannungsquelle, um an die elektiolumineszierende Schicht
ein elektrisches Feld anzulegen, welches entsprechend ΐϊ
dem auftreffenden Schall gesteuert wird. Diese Anord- ; nung ist relativ kompliziert, obwohl sie gute Ergebnisse
liefert.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur ; Erfassung der Kontaktdruckverteilung über einer
Oberfläche zu schaffen, das verbessert und erheblich vereinfacht ist Aufgabe der Erfindung ist es wei';.;rhin,
eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welches ebenfalls erheblich vereinfacht ist und
: insbesondere von einer elektrischen Energieversorgung -?3
unabhängig ist.
. Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst daß die Druckkräfte über
eine Druckübertragungsschicht punktweise und senkrecht auf eine fotoelastische Schicht übertragen werden, J<
> daß die einzelnen Druckpunkte in der fotoelastischen Schicht Spannungen in deren Ebene erzeugen, wodurch
sich die optischen Eigenschaften der fotoeiastischen Schicht ändern, und daß die Änderung der optischen
Eigenschaften der fotoeiastischen Schicht mittels ^ Bestrahlung durch polarisiertes Licht in Form von
Interferenzbildern sichtbar gemacht werden.
Durch dieses Verfahren wird die Beobachtung und die Aufzeichnung der Kontaktdruckverteilung an der
gesamten Berührungsfläche, an der dieser Druck wirkt, ■»"
ermöglicht und Beobachtungen und Aufzeichnungen sind dabei sowohl unter statischen als auch unter
dynamischen Bedingungen möglich.
Eine Anordnung, mit der das Verfahren durchführbar ist, ist gekennzeichnet durch eine fotoelastische Schicht, ·»>
deren optische Eigenschaften sich ändfrn, wenn sie einem Druck ausgesetzt sind, ferner durch ein
Druckübertragungsglied, auf dessen eine Seite der Kontaktdruck wirkt und dessen gegenüberliegende
Seite Punktkontaktvorsprüng«=; zur Übertragung des >"
Kontaktdruckes senkrecht auf die fotoelaslische Schicht besitzt, die in der fotoelastischen Schicht in deren Ebene
Spannungen erzeugen, weiterhin durch Mittel zur Sichtbarmachung der durch die Spannungen erzeugten
Änderungen der optischen Eigenschaften der fototech- 5ί
nischen Schicht, welche Mittel eine Lichtquelle aufweisen, deren Licht der fotoelastischen Schicht zuführbar
ist, und schließlich durch einen Zirkularpolarisator zum Polarisieren des von der Lichtquelle der fotoelastischen
Schicht zugeführten Lichtes. t>o
Die Technik ermöglicht also die Untersuchung des gesamten Kontaktdruckverteilungsfelds, und sie ermöglicht
dies zudem mittels einer relativ einfachen und kostengünstigen Anordnung. Die Erfindung vermeidet
somit im wesentlichen die obenerwähnten Nachteile &5
von elektronischen und mechanischen Drucksensoren.
Zum Messen von in ein und derselben Ebene gelegenen Spannungen, d. h· von Spannungen, die im
betreffenden Werkstoff durch Kräfte erzeugt werden, die im wesentlichen in derselben Ebene liegen wie die
Ebene des verwendeten Werkstoffs, ist es bekannt. Platten aus fotoelastischem Werkstoff zu verwenden.
Solche fotoeiastischen Werkstoffe ändern ihre optischen Eigenschaften, nämlich ihren Brechungsindex,
dann, wenn Spannungen auf sie wirken. Die Ändemng der optischen Eigenschaften ist abhängig von der Größe
der auftretenden Spannungen. Ein polarisierter Lichtstrahl, der durch das unter Spannung stehende· Material
durchtritt wird in verschiedene Strahlen aufgespalten, von denen jeder längs einer Hauptspannungsrichtung
schwingt und jeder eine andere Fortpflanzungsgeschwindigkeit hat. Durch die Spannungen wird eine
Phasenverschiebung zwischen diesen beiden Strahlen erzeugt und man erhält ein optisches interferenzbild,
welches aufgezeichnet werden kann. Läßt man also Kräfte auf einen solchen optisch empfindlichen
Werkstoff wirken und betrachtet ihn unter polarisiertem Licht, so sieht man die resultierend?.; Spannungen
als farbige Interferenzbilder, weiche interpretiert
werden können, um die gesamte Spannungsverteilung anzuzeigen und genaue Messungen der Spannungsrichtungen
und der Größe der Spannungen zu ermöglichen.
Solche fotoelastischen Platten werden häufig im Maschinenbau verwendet, um die Spannungsverteilungen
an Modellen zu erfassen, z. B. an Modellen von Zahnrädern, Motorblöcken, Druckgefäßen, Flanschen
etc, um beispielsweise die Lage vor. örtlichen
Spannungskonzentrationen sichtbar zu machen und eine entsprechende Verbesserung der betreffenden
Konstruktionen zu ermöglichen.
Eine Schicht aus derartigem Werkstoff wird bei dem Verfahren bzw. bei der Anordnung zur Erfassung der
Kontaktdruckverteilung an einer Oberfläche eingesetzt, wobei auf die Schicht mittels des Druckübertragungsgliedes,
auf dessen eine Seite der zu messende Kontaktdruck wirkt und dessen andere Seite die
Punktkontaktvorsprünge aufweist, der Kontaktdruck in Form von Einzelpunkten auf die fotoelastische Schicht
übertragen wird. Die Sichtbarmachung der in der fotoelastischen Schicht wirkenden Spannungen erfolgt
mittels Lichtes, das von der Lichtquelle erzeugt wird und mittels des Polarisators zirkularpolarisiert ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die fotoelastische Schicht und der Lichtpolarisator auf der
einen Seite einer relativ starren, transparenten Platte abgestützt und die Lichtquelle auf der gegenüberliegenden
Seite dieser transparenten Platte angeordnet sein. Man kann ferner bei einer solchen Anordnung in vielen
Fällen mit Vorteil so vorgehen, daß eine transparente elastische Platte oder Folie zwischen dem Polarisator
und der starren transparenten Platte vorgesehen ist, wobei Jie i/ansparente elastische Platte oder Folie eine
Schichtkonstruktion mit der fotoelastischen Schicht bildet und der Polarisator dazwischen angeordnet ist.
Hierbei besteht mit Vorteil die transparente elastische Platte oder Folie aus dem selben Werkstoff wie die
fotoelastische Schicht.
In vorteilhafter Fortbildung der Erfindung besitzen die am Druckübertragungsglied angeordneten Kontaktvorsprünge
abgerundete Spitzen, die gegen die fotoelastische Schicht anliegen und angedrückt werden.
Die Vorsprünge können beispielsweise parabolisch, kugelig oder konisch ausgebildet sein.
Die Erfindung eignet sich mit besonderen Vorteil für Anwendungen in der Biomechanik, z. B. zur statischen
und/oder dynamischen genauen Messune der Kontakt.
druckverteilung unter einer stehenden, sitzenden oder auf dem Rücken liegenden Person. Eine spezifische
Anwendung ist die Messung der Kontaktdruckverteilung zwischen dem menschlichen ruß und dem Boden
unter statischen Bedingungen, d. h. wenn die betreffende Person steht, und unter dynamischen Bedingungen, d. h.
wenn die betreffende Person läuft. Solche Messungen sind von sehr großem Nutzen bei der Diagnose von
vielen Arten von Fußbeschwerden und Fußkrankheiten. Mit der Erfindung kann man auch die quantitative
Information erhalten, die man zur systematischen Konstruktion aller Arten von orthopädischen Hilfsmitteln
benötigt, angefangen mit Einlegesohlen bis hin zu Prothesen. Stützgliedern und Suspensorien.
Ferner findet die Erfindung eine sehr vorteilhafte Anwendung bei der Konstruktion von Beilen. Stühlen
und Stützprothesen für das Sit/en. oder von Liegen, z. B.
von Liegen für Qiierschnittsgelähmte.
Zum Messen der Druckverteilung an den Füßen geht man nach der Erfindung mit Erfolg so vor. daß das
Druckübertragungsglied in Form einer Schuhsohle ausgebildet ist. Hierbei ist besonders zweckmäßig, das
sohlenförmige Druckübertragungsglied in die Sohle eines Schuhes einzusetzen und so auszubilden, daß sie
einen Teil des Schuhes bzw. der Schuhsohle bildet.
Ferner besteht die Möglichkeit, die fotoelastische Schicht, den Polarisator und das Druckübertragungsgiied
als eine Einheit auszubilden.
Das Verfahren· bzw. die Erfindung läßt sich also mit
großen Vorteil zur Diagnose vieler Arten vor. Fußfehlern anwenden, z. B. zum Messen von Daten für
das A.nfertigen von orthopädischen Schuhen zur Heilung derartiger Fehler. Bei einer Vielzahl von
anderen Anwendungsfällen lassen sich die Anordnung und das Verfahren in gleicher Weise anwenden. Die
Hauptkennzeichen derartiger Anwendungen sind: der cnav ι Γι ti-« K λ 1""Wt i^L· oinc^Uliöfili^l-t riar C/\rm im/4 yloi-
Fläche, an der der Druck aufgebracht und gemessen
werden soll; der Bereich der zu messenden Drücke; die Empfindlichkeit der fotoelastischen Schicht oder des
Schichtaufbaues und die Form der nach den obigen Erfordernissen konstruierten Punktkontaktvorsprünge.
Als Anwendungsfälle in der .Biomechanik und Ergonomie können beispielsweise genannt werden: Analyse der
Fähigkeiten der menschlichen Hand; Verteilung des menschlichen Körpergewichtes; Probleme des Kontaktes
bzw. Berührungsprobleme zwischen Mensch und Maschine; Probleme aer Berührung zwischen Mensch
und Boden beim Arbeiten oder beim Sport. Im Ingenieurwesen können genannt werden: Bodenkontaktdruck
von Autoreifen oder von Flugzeugen bei der Landung, Bodenkontaktdruck von Schneescootern.
Schlitten oder Schiern.
Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele
von Anordnungen dargestellt sind, sollen das Verfahren und die Anordnung näher erläutert und
beschrieben werden. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer ausgebildeten Anordnung,
F i g. 2 eine Draufsicht auf das bei der Anordnung nach Fig. 1 verwendete Druckübertragungsglied;diese
Figur zeugt das Druckübertragungsglied in Anlage gegen eine fotoelastische Schicht.
F i g. 3 einen vergrößerten Schnitt, gesehen längs der
Linie !!!-!!! der F i g. 2, welcher das Druckübertragungsglied
und die fotoelastische Schicht im Schnitt zeigt,
Fig.4 eine schematische Darstellung eines Meßschuhs,
in dessen Sohle ein Druckübertragungsglied
eingebaut ist. und
F i g. 5 eine Schichtkonstruktion mit zwei fotoelastischen Schichten, zwischen denen ein Polai isator liegt.
Die in der Zeichnung dargestellten Anordnungen eignet sich mit besonderem Vorteil — jedoch
keineswegs ausschließlich, vgl. hierzu die vorstehenden und die nachfolgenden Ausführungen — zur Messung
der Druckverteilung an der Unterseite eines Fußes. Diese Druckverteilung PD ist in F i g. I r.chematisch
durch eine Kurve dargestellt. Der Druck wirkt auf die Oberseite 2.i (Fig. 3) eines flexiblen Druckübertragungsglieds
2, dessen Unterseite 2b eine Vielzahl von Punktkontaktvorsprüngcn 2caufweist. Wie F i g. 2 zeigt,
hat bei der dargestellten Ausführungsform das Druckübertragungsglied 2 die Form einer Schuhsohle.
Unter dem Glied 2 liegt eine fotoelastisch^ Schicht 4
in Form einer dünnen Platte, welche auf ihrer gegen die
Vorspriinge 2c des Druckübertragungsglieds 2 anliegenden oberen Seite einen iichtrefiekiierenden Überzug 4a
trägt. Mit Ausnahme dieses Überzugs 4a ist die fotoelastische Schicht 4 transparent.
Unter der fotoelastischen Schicht 4 liegt ein Zirkularpolarisator 6 zum Polarisieren des Lichts,
welches zur fotoelastischen Schicht 4 und von dieser zurück verläuft.
Das Druckübertragungsglied 2. die fotoelastische Schicht 4 und der Lichtpolarisator 6 sind gemeinsam
abgesuitzt auf einer relativ starren transparenten Platte
8, z. B. aus Glas oder Kunststoff; eine Kunststoffplatte 8 ist leichter formbar und macht es falls erforderlich oder
gewünscht möglich, daß die Platte gekrümmt ist.
Unter der transparenten Platte 8 ist ein semitransparenter Spiegel 10 angeordnet, der als Strahlenteiler
dient. Wie dargestellt, läßt dieser Spiegel 10 Licht von einer Lichtquelle 12 zur fotoelastischen Schicht 4
durchtreten. Das von der Schicht 4 zurückkommende Licht vvird dann vom Spiegel !0 nach links reflektiert
und zeigt die von der Schicht 4 erzeugten Interferenzbilder an. Diese können entweder visuell beobachtet oder
aufgezeichnet werden, z. B. wie dargestellt mittels einer Kamera 14.
Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung arbeitet wie folgt: Die zu untersuchende Person steht auf dem
sohlenförmigen Druckübertragungsglied 2, wobei die Fußsohle direkt auf der Oberseite 2a dieses Gliedes 2
aufruht. Das Gewicht dieser Person verteilt sich also auf die gesamte Oberfläche 2a, wie das in Fig. 1
schematisch durch die Druckverlaufkurve PD angedeutet ist.
Die Vorsprünge 2c an der Unterseite 2b des Druckübertragungsglieds 2, die gegen die Oberseite 4a
der fotoelastischen Schicht 4 anliegen, übertragen den Druck auf dieser Schicht 4, und zwar in Form von
einzelnen Druckpunkten an den Kontaktstellen der Vorspriinge 2c mit der fotoelastischen Schicht 4. Da die
fotoelastische Schicht 4 zwischen dem Druckübertragungsglied 2 und der relativ starren transparenten
Platte 8 eingefügt ist, werden die einzelnen Druckpunkte in mechanische Spannungen umgewandelt, welche in
der fotoelastischen Schicht an den Stellen der Druckpunkte jeweils in der Ebene dieser Schicht 4
verlaufen.
Das Licht von der Lichtquelle 12 durchläuft den semitransparenten Spiegel 10, die transparente Stützplatte
8, den Polarisator 6 und die fotoelastische Schicht 4; es wird reflektiert vom reflektierenden Überzug 4a
der Schicht 4, durchläuft wieder die fotoelastische Schicht 4, den Polarisator 6 und die transparente
Stützplatte 8. Dann wird rvs vom Spiegel IO reflektiert
und entweder mittels der Kamera 14 aufgezeichnet oder visuell beobachtet.
Die von der rotoelastischen Schicht 4 erzeugten Interferenzbilder, welche visuell beobachtet oder mit
der Kamera 14 aufgezeichnet werden, sind also eine Anzeige bzw. dienen als Meßgröße der Druckverteilung
an de:· Jberseite 2u des Druckübertragungsglieds 2.
Die Punktkontaktvorsprünge 2c an der Unterseite 26 des Glieds 2, welche die senkrecht auf die Fläche la
wirkenden Drücke in Spannungen, die in d^r Ebene der
Fotoelastischcn Schicht 4 verlaufen, umwandeln, können
eine Anzahl verschiedener Formen haben und in verschiedenen Mustern angeordnet sein, je nach dem
spezirischen Anwendungsfall. Bei dem Anwendungsfall gemäß F i g. I bis 3 haben sie parabolische Form, haben
in der Projektion einen Durchmesser von 4 mm und einen Mittelpunktabstand von 10 mm.
oci anderen AnwcPkjüngäiä'iici'i künncrj diese Vuisprünge
andere Formen haben und z. B. kugelig oder kegelig ausgebildet sein. Falls hohe Kräfte im Spiel sind,
werden die gegen die fotoelastische Schicht 4 anliegenden Flächen der Vorsprünge 2c im allgemeinen
eher abgerundet ausgeführt, und ihre Abstände werden größer gewählt. Bei der Messung kleinerer Drücke
können die gegen das Teil 4 anliegenden Flächen spitziger sein, und die Vorsprünge können kleinere
Abstände haben.
Als Beispiel für eine im Rahmen der Erfindung verwendbare rotoelastische Schicht 4 wird eine Folie
bzw. ^anne Platte aus handelsüblichem fotoelastischem
Epoxy- oder Polykarbonatwerkstoff mit einer Dicke von 3 mm genannt; als Beispiel für ein flexibles
Druckübertragungsglied 2 kann biegsames Leder mit einer Dicke von 3 mm genannt werden, wobei die
Vorsprünge 2c 4 ηττι hoch sind und aus starrem
Kunststoff bestehen, z. B. aus Methakrylathar?. oder
auch aus Metall.
Das Druckübertragungsglied kann auch in einen Meßschuh eingebaut werden. Dies ist in Fig.4
dargestellt, wo der Meßschuh 20 das Druckübertragungsglied 22 als seine Sohle enthält. Die zu
untersuchende Person braucht also lediglich ihren Fuß in den Schuh zu stecken und auf die fotoelastische
Schicht 24 zu treten, welch letztere zusammen mit dem Polarisator 26 auf der relativ starren transparenten
Platte abgestützt wird. (Diese Platte ist in Fig. 1 mit 8
bezeichnet und in Fig.4 nicht nochmals dargestellt.)
Man kann dann ebenso wie bei der Anordnung nach der Fig. 1 bis 3 an der Unterseite des Schuhs visuell
beobachten oder — z. B. mit einer Kamera — aufzeichnen.
Vorzugsweise wird die Kontaktdruckverteilung gleichzeitig an beiden Füßen einer Person untersucht,
wobei diese dann zwei Meßschuhe 20 tragen muß.
Die Anordnung eignet sich nicht nur zum Messen der Druckverteilung unter statischen Bedingungen, z. B. bei
stehendem Benutzer, sondern auch unter dynamischen Bedingungen, also z. B. bei gehendem Benutzer.
Insbesondere für den letztgenannten Anwendungsfall ist es mit Vorteil möglich, auch die fotoelastische
Schicht 24 und den Polarisator 26 in den Schuh einzubauen, und zwar als Schichtkonstruktion mit dem
Glied 22. wobei dieser Schichtaufbau die Sohle des Schuhs bildet. Der Benutzer braucht in diesem Fall nur
auf der transparenten Stützplatte (8 in Fig. 1) zu laufen,
und die Kontaktdruckverteilungsbilder können dann unter diesen dynamischen Bedingungen beobachtet
oder aufgezeichnet werden. Zur Aufzeichnung wird hierbei /weckmäßig eine Kinokamera oder ein elektronisches
Bandaufzeichnungsgerät verwendet.
Die ElltpflnunCMKcit ucf iOiüciüSiiSCiiCfi jChiCni 'ΚαΠΠ
leicht an den betreffenden Anwendungsfall dadurch angepaßt werden, daß man ein Material von entsprechender
Steifigkeit und Dicke verwendet. Ferner kann ein Schichtaufbau verwendet werden, um die geeignete
Steifigkeit und/oder Dicke zu erzeugen, indem man die fotoelastischc Schicht in Form einer Platte, eine andere
transparente elastische Platte und dazwischen den Polarisator vorsieht.
F i g. 5 zeigt einen solchen Schichtaufbau. Hierbei liegt der Polarisator 36 zwischen einer fotoelastischen
Schicht 34 (auf deren dem Reflektor 34a gegenüberliegenden ^eite) und zwischen einer anderen transparenten
elastischen Platte 37. Die fotoelastischen Eigenschaften der Platte 37 werden nicht ausgenutzt, doch
wird mit Vorteil für die Platte 37 derselbe Werkstoff verwendet wie für die Schicht 34.
Bei allen vorstehend beschriebenen Konstruktionen sollte zwischen den verschiedenen Teilen eine gewisse
Verschiebbarkeit bestehen, mit Ausnahme des Lichtreflektors, der vorzugsweise ein Überzug oder eine dünne
Folie ist. Eine solche Vevschiebbarkeit läßt sich leicht dadurch erreichen, daß man etwas Talkum aufbringt.
Insbesondere bei Verwendung eines Schichtaufbaus können Druckübertragungsglied und fotoelastische
Schicht gekrümmt sein, um sich einer gekrümmten Fläche anzupassen, z. B. dem Rist eines Fußes, an
welchem die Druckverteilung gemessen werden soll.
Falls die Lichtquelle 12 neben der Kamera angeordnet wird, kann der Spiegel 10 als einfacher Spiegel
ausgebildet werden.
Als Lichtquelle kann ferner ein Laser verwendet werden, und zur Messung können elektrooptische oder
holographische Verfahren verwendet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (16)
1. Verfahren zur Erfassung der Kontaktdruckverteilung über eine Oberfläche, dadurch gekennzeichnet,
da3 die Druckkräfte über eine Druckübertragungsschicht punktweise und senkrecht auf eine fotoelastische Schicht übertragen
werden, daß die einzelnen Druckpunkte in der fotoelastischen Schicht Spannungen in deren Ebene
erzeugen, wodurch sich die optischen Eigenschaften der fotoelastischen Schicht ändern, und daß die
Änderungen der optischen Eigenschaften der fotoelastischen Schicht mittels Bestrahlung durch
polarisiertes Licht in Form von Interferenzbildern sichtbar gemacht werden.
2. Anordnung zur Erfassung der Kontaktdruckverteilung über einer Oberfläche, zur Ausführung
des Verfahrens nach dem Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine fotoelastische Schicht (4, 24, 34),
deren optische Eigenschaften sich ändern, wenn sie einem Druck ausgesetzt sind, ferner durch ein
Druckübertragungsglied (2,22), auf dessen eine Seite (2a) der Kontaktdruck wirkt und dessen gegenüberliegende
Seite Punktkontaktvorsprünge (2c) zur Übertragung des Kontaktdruckes senkrecht auf die
fotoelastische Schicht (4, 24, 34) besitzt, weiche Punktkontaktvorsprünge ic der fotoelastischen
Schicht in deren Ebene Spannungen erzeugen, weiterhin durch Mittel (6, 8, 10, 14; 26; 36) zur
Sichtbarmachung der durch die Spannungen erzeugten Änderungen der optischen Eigenschaften der
fotoelastisch _·η Schicht (4,24,34), welche Mittel eine
Lichtquelle (12) aufweisen, d-ren Licht der fotoelastischen
Schicht (4, 24, 34) zuführbar ist, und schließlich durch einen Zirkuls* nolarisator (6,26,36)
zum Polarisieren des von der Lichtquelle (12) der fotoelastischen Schicht (4, 24, 34) zugeführten
Lichtes.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der den Vorsprüngen (2c)
zugewandten Seite der fotoelastischen Schicht (4) ein Lichtreflektor (4a) vorgesehen ist, während die
gegenüberliegende Seite der fotoelastischen Schicht (4) der Lichtquelle (12) und dem Polarisator (6)
zugewandt ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtreflektor als dünne Schicht
oder Oberzug (4a/ auf der den Vorsprüngen (2c)
zugewandten Seite der fotoelastischen Schicht (4) ausgebildet ist.
5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelastische Schicht (4)
und der Polarisator (6) auf der einen Seite einer relativ starren, transparenten Platte (8) abgestützt
sind und die Lichtquelle (12) auf der gegenüberliegenden Seite dieser transparenten Platte (8)
angeordnet ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine transparente elastische Platte
oder Folie (37) zwischen dem Polarisator (36) und der starren transparenten Platte (8) vorgesehen ist,
wobei die transparente elastische Platte oder Folie (37) eine Schichtkonstruktion mit der fotoelastischen
Schicht (34) bildet und der Polarisator (36) dazwischen angeordnet ist (F i g. 5).
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die transparente elastische Platte oder
Folie (37) aus demselben Werkstoff besteht wie die
ι ;
fotoelastische Schicht (34).
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kamera (14) zum
Fotografieren des Lichts vorgesehen ist, das vom Reflektor (4a,- Ma) durch die fotoelastische Schicht
(4:34), den Polarisator (6; 36) und die transparente Stützplatte (8) reflektiert worden ist
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die am Dru ^übertragungsglied
(2; 22) angeordneten Punktkontaktvorsprünge (2c) abgerundete Spitzen in Anlage gegen
die fotoelastische Schicht (4; 24; 34) aufweisen.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorsprünge (2c) etwa nach Art eines Rotationsparaboloids ausgebildet sind.
11. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorsprünge etwa kugelig ausgebildet sind.
IZ Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorsprünge etwa kegelförmig ausgebildet sind.
13. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß
das Druckübertragungsglied (2; 22) als dünne, flexible Platte oder Folie ausgebildet ist
14. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Messen der Druckverteilung an den Füßen einer Person das Druckübertragungsglied (22) in
Form einer (Schuh-)Sohle ausgebildet ist.
15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß das sohlenförmige Druckübertragungsglied (2; 22) in die Sohle eines Schuhs (20)
eingebaut ist und einen Teil von ihr bildet
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelastische Schicht (24), der Polarisator (26) und das Druckübertragungsglied
(22) als eine Einheit ausgebildet sind (F ig-4).
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