DE2529028C2 - Verfahren zum Reduzieren des Meßfehlers von Scherbalkentyp-Kraftaufnehmern und Kraftaufnehmer vom Scherbalkentyp mit reduziertem Meßfehler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verehren zum Reduzieren des Meßfehlers, der bei Scherbalkentyp-Kraftaufnehmern mit applizierten Dehnungsmeßstreifen in Abhängigkeit vom Krafteinleitungsort auftritt und einen Kraftaufnehmer vom Scherbalkentyp mit einer Krafteinleitung und mit von der neutralen Faser entfernten applizierten Dehnungsmeßstreifen.

Ein derartiges Verfahren zum Reduzieren des Meßfehlers ist aus der DE-AS 16 98 108 bekannt. Der Meßfehler eines Kraftaufnehmers vom Scherbalkentyp wird dort dadurch reduziert, daß die Dehnungsmeßstreifen auf Oberflächenbereichen des Scherbalkens angebracht sind, die parallel zur Biegeebene des Balkens und gegenüber dem Angriffspunkt der Kraft liegen. Dadurch wird erreicht, daß die auch bei Kraftaufnehmern vom Scherbalkentyp unvermeidlich auftretenden Biegespannungen in dem mit den Dehnungsmeßstreifen applizierten Balken in demjenigen Bereich im wesentlichen Null sind, in welchem die Dehnungsmeßstreifen appliziert sind. Offenbar werden die in der DE-AS 16 98 108 gezeigten beiden Dehnungsmeßstreifen auf jeder Seite des Balkens übereinander symmetrisch beiderseits der neutralen Faser des Balkens angeordnet. Auf Grund dieser Lehre bleiben die Dehnungsmeßstreifen praktisch unbeeinflußt von dem in dem Balken herrschenden Biegemoment, die infolge der Biegung bewirkte Dehnung wird also für die Dehnungsmeßstreifen möglichst zu Null gemacht.

Aus der DE-OS 21 41 292 ist es an sich bekannt, bei einem Kraftaufnehmer vom Biegebalkentyp mit Halbleiterwiderständen eine Linearisierung dadurch zu erreichen, daß die Halbleiterwiderstände einer Brücke unterschiedliche Abstände von der neutralen Faser des Aufnehmers haben. Die Funktionsweise des Standes der Technik soll also eine Linearisierung des Kraftaufnehmers erreichen und nicht eine Unabhängigkeit vom Ort des Lastangriffspunktes. Darüber hinaus handelt es sich um einen Aufnehmer vom Biegebalkentyp und nicht um einen Aufnehmer vom Scherbalkentyp. Die Funktionsweise des Standes der Technik ist derart, daß die Beiträge der Verformung der Halbleiterwiderstände von ihrem Abstand zu der neutralen Faser des Biegebalkens bestimmt werden und damit der nichtlineare Verlauf der Kennlinie im Dehnungs- und Stauchbereich der Halbleiterwiderstände abgeglichen

ίο werden kann. Darüber hinaus ist der Stand der Technik notwendig auf mindestens zwei Halbleiterwiderstände beschränkt

Weiterhin offenbart die US-PS 33 20 569 einen Kraftaufnehmer vom Scherbalkentyp, bei dem die

.5 Dehnungsmeßstreifen einen Abstand von der neutralen

Faser haben. Diese Schrift gibt dem Fachmann jedoch

keinen Hinweis, den Meßfehler eines Kraftaufnehmers vom Scherbalkentyp zu reduzieren.

An sich ist das Problem der Abhängigkeit des

Kraftmeßwertes vom Ort der Krafteinleitung bekannt, besonders dann, wenn nur vertikale Kräfte zu messen sind, beispielsweise bei einer Wiegepiattform. Es versteht sich, daß in allen Fällen, in denen es möglich ist die Wiegeplattform durch eine Parallelogramm-Biege feder-Anordnung zu unterstützen, das Problem der Abhängigkeit vom Ort der Lasteinleitung praktisch ausgeschlossen werden kann. Diese Anordnung wird vorwiegend für Dehnungsmeßstreifen-Kraftaufnehmer für kleinere Kräfte verwandt Auf diese Weise werden die vertikalen Kräfte, die auf den Aufnehmer wirken, unabhängig von den Veränderungen des Belastungspunktes ermittelt. Eine derartige Anordnung eignet sich gut für leichtere Lasten, jedoch nicht zum Messen von schweren Lasten, beispielsweise 5 Tonnen und mehr.

Bei derartigen großen Lasten ist es jedoch praktisch unmöglich, die unvermeidbaren Veränderungen des Lastangriffspunkts auf weniger als l2Millimter zu reduzieren. Die hauptsächlichen Ursachen hierfür sind Veränderungen in den Dimensionen der Wiegeplattfor-

*o men auf Grund von Wärmedehnungen und Belastungsveränderungen. Wenn sich die Wiegeplattform-Aufnehmer verbiegen, tritt automatisch eine Verlagerung des Kraftangriffs auf. Eine solche Veränderung würde mit einem Aufnehmer nach dem Stand der Technik einen Fehler von etwa 0,6% darstellen, der in der Wägetechnik nicht mehr toleriert werden kann.

Bisher gab es keine Möglichkeit, das Problem der Abhängigkeit vom Lastangriffspunkt mittels Dehnungs meßstreifen-Krafttufnehmern für sehr große Lasten

so besser als mit 03% Fehler pro 6 mm Verlagerung des Lastangriffspunktes zu lösen.

Gegenüber diesem Stande der Technik basiert die Erfindung auf der Aufgabe, ein Verfahren zum Reduzieren des Meßfehlers von Kraftaufnehmern vom Scherbalkentyp für große Kräfte zu entwickeln, bei dem das Meßergebnis weitgehend unabhängig vom Ort des Lastangriffs ist, sowie derartige Kraftaufnehmer zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe für das

Verfahren dadurch gelöst daß der Abstand mindestens eines Dehnungsmeßstreifens so lange variiert wird, bis der Kraftmeßwert weitgehend unabhängig vom Krafteinleitungsort ist. Für einen Kraftaufnehmer ist die erfindungsgemäße Lösung dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Dehnungsmeßstreifen in einem derartigen Abstand von der neutralen Faser appliziert ist, daß der Kraftmeßwert weitgehend unabhängig vom Krafteinleitungsort ist. Zweckmäßige Ausgestaltungen

des Kraftaufnehmers zeigen die Unteransprüche.

Die Erfindung ermöglicht es, Kraftaufnehmer vom Scherbalkentyp zu fertigen, die eine reproduzierbare Unempfuidlichkeit gegen Verlagerungen des Lasteinleitungspunktes haben, die besser ist als 0,03% pro 6 mm Verschiebung des Lasteinleitungspunktes, und zwar bei einer Belastung von 30 t bis 501

Derartige Kraftaufnehmer lassen sich mit geringem mechanischem und technischem Aufwand fertigen. Darüber hir.aus wird durch die Anwendung der ι ο Erfindung kein anderes Leistungsmerkmal des Kraftaufnehmers vermindert, wie z. B. Unempfindlichkeit gegenüber ungünstigen Belastungen, Unempfindlichkeit gegenüber Temperaturänderungen, Zuverlässigkeit, Überlastbarkeit usw. Auf diese Weise kann ein extrem einfacher Kraftaufnehmer vom Scherbalkentyp für jeden beliebigen Lastbereich hergestellt werden, der gegen Verlagerungen des Lasteinleitungspunktes unempfindlich ist Auf Grund der technisch und wirtschaftlich einfachen Herstellung der Aufnehmer sind diese auch zum Messen kleiner Kräfte vorteilhaft, obwohl ihre bevorzugte Anwendung im Bereich des Messens extrem großer Kräfte liegt

Daher ist eine typische Anwendungsform der Erfindung das Wiegen von Eisenbahnwagen, wie in den F i g. 1 bis 3 schematisch dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Eisenbahnwagens, der auf Wiegeplattformen steht

F i g. 2 eine perspektivische Sicht auf ein Ende einer Wiegeplattform gemäß F i g. 1, nach rechts gesehen von einer der Linien 2-2 der F i g. 1

F i g. 3 eine Seitenansicht eines typischen Kraftaufnehmers vom Scherbalkentyp mit Dehnungsmeßstreifen.

Beim Wiegen von Eisenbahnwagen ist ein Paar Wiegeplattformen 20 vorgesehen, um die Endlaufräder des Eisenbahnwagens aufzunehmen und zu tragen. Die Wiegeplattformen 20 werden von jeweils vier Kraftaufnehmern 22 getragen, so daß an jeder Ecke ein Kraftaufnehmer 22 angreift. Die Kraftaufnehmer 22 enthalten je einen im wesentlichen zylindrischen Balken 24 aus beispielsweise rostfreiem Stahl, welcher in geeigneter Weise an einer Ecke der Wiegeplattform 20 befestigt ist und dessen anderes Ende von einem aufrecht stehenden Bolzen 26, welcher in eine Aussparung 28 paßt, getragen wird Das obere Ende des Bolzens 26 ist als Krafteinleitungsstück ballig ausgebildet.

Der Kraftaufnehmer 22 ist beispielsweise als Kraftaufnehmer vom Scherbalkentyp ausgebildet, wie er in Fig.3 dargestellt ist. Der Balken 24 ist dabei so bearbeitet, daß er mit einem Paar symmetrisch angeordneter zylindrischer Aussparungen 30 (nur eine davon ist in der Fig.3 dargestellt) ausgestattet ist Zwischen diesen Aussparungen bleibt eine flache Platte 32 stehen, die verhältnismäßig dünn ist und im Beispiel vertikal ausgerichtet ist. Die Oberfläche der Platte 32 liegt in einer Ebene, die parallel ist zur Achse des Balkens 22 und zur Richtung der vertikal wirkenden Kraft. Sie spricht damit auf Scherkräfte an und wird hier daher als »Scher-Dehnungsoberfläche« bezeichnet. Im Unterschied dazu sprechen horizontal ausgerichtete Flächen, die nicht in der neutralen Achse liegen auf Beigedehnungen an und werden daher als »Biege-Dehnungsoberflächen« bezeichnet.

Der Balken 22 is', in der Weise bearbeitet, daß er eine zentrale Bohrung 34 hat, die in Verbindung mit den Aussparungen 30 steht und die Leitungen zu den Dehnungsmeßstreifen aufnehmen und schützen kann.

Die Erfindung wird nun anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert Es zeigt

Fig.4 eine perspektivische Darstellung eines Kraftaufnehmers vom Scherbalkentyp mit Dehnungsmeßstreifen, wobei die Dehnungsmeßstreifen gegenüber dem Scherbalken vergrößert dargestellt sind,

Fig.5 eine Seitenansicht der Darstellung gemäß Fig. 4,

Fig.6 die Verschaltung der Dehnungsmeßstreifen eines Kraftaufnehmers gemäß F i g. 4 zu einer Wheatstone-Brücke,

F i g. 7 eine perspektivische Sicht einer schematischen Darstellung eines Kraftaufnehmers vom Scherbalkentyp mit Dehnungsmeßstreifen in einer anderen Ausführung als F i g. 4,

Fig.8 eine Seitenansicht der Darstellung gemäß Fig.7,

F i g. 9 die Verschaltung von Dehnungsmeßstreifen eines Ki af tauf nehmers gemäß Fig.7 zu einer Wheatstone-Brückenschaltung

F i g. 10 bis 17 mögliche Anordnungc .1 von Dehnungsmeßstreifen eines Kraftaufnehmers vom Scherbalkentyp.

In jedem Kraftaufnehmer besteht eine Wechselwirkung zwischen Biege- und Scherdehnung, die die Messung der Scherung verfälscht und welche durch elektrische oder mechanische Verhinderung der Erfassung von Biegedehnungen, entsprechend dem Stand der Technik, nicht zufriedenstellend eliminiert werden kann.

Man macht sich nun zwei bisher unbeachtete Tatsachen zu Nutze, die diese die Schermessungen verfälschende Wechselwirkung betreffen. Die erste dieser Tatsachen ist, daß die Scherdehnungsmessung weit weniger vor. der Position, an welcher die Scherdehnungsmessung entlang einer gegegenen vertikalen Linie vorgenommen wird, beeinflußt wird, als die Biegedehnungsmessung. Die zweite Tatsache ist, daß bei Dehnungsmeßstreifen, die auf einer oben definierten Scherdehnungsoberfläche appliziert sind, das durch die Biegedehung hervorgerufene Signal nur geringfügig von Änderungen der Scherdehnung beeinflußt wird.

Anstelle des Versuchs, die Biegedehnung physikalisch zu verringern oder ihre Messung elektrisch zu eliminieren, wird hier folgender Weg gegangen: Die Biegedehnung wird gemessen und mit der Messung der Scherdehnung und mit der dabei mitgemessenen Verfälschung der Scherdehnung durch die Biegedehnung vereinigt Die Dehnungsmeßstreifen werden dabei auf der Scherdehnungsoberfläche appliziert und elektrisch so verschaltet, daß die Vorzeichen der Verfälschung der Scherdehnung und der Biegedehming entgegengesetzt sind. Weiterhin werden Parameter für der. Betrag der Biegedehnung so ausgewählt, daß die Biegedehnung einen Wert gibt, der im wesentlichen gleich den Werten der durch die Biegedehnung verursachten Verfälschung der Scherdehnung ist, wobei das Vorzeichen wie oben ausgeführt entgegengesetzt ist. Wenn z. B. eine Veränderung des Lasteinleitungspunkts das Biegemoment vergrößert (ohne daß sich die Scherkraft vergrößert, da die Last gleich bleibt), so erhöht sich die Biegedehnungskomponentc der gesamten Messung und demzufolge wird sich der absolute Wert der Verfälschung der gesamten Messung ebenfalls erhöhen. Da jedoch der Betrag dieser Veränderungen im wesentlichen gleich und die Vorzeichen entgegengesetzt sind, verursacht eine derartige Veränderung des Lasteinleitungspunktes keine Veränderung im Gesamt-

ergebnis.

Somit ist das MeOergebnis proportional zur Last, ungeachtet der Veränderungen des Lasteinleitungspunktes. Wenn umgekehrt eine Veränderung der Scherkraft durch Veränderung der Last auftritt, so tritt kein Meßfehler auf, da sich Biegedehnung, Scherdehnung und Verfälschung gleichzeitig und proportional ändern.

Für die obenerwähnte Beziehung zwischen Biegedehnung und Scherdehnung können Parameter entsprechend gewählt werden. So wird der Abstand der jeweiligen Dehnungsmeßstreifen zur neutralen Achse jeweils so ausgewählt, daß der Anteil der Biegedehung vom Betrag gleich groß aber entgegengesetzt ist zu der Verfälschung der Messung der Scherdehnung. In einfachster Form wird dieser Abstand der Dehnungsmeßstreifen von der neutralen Achse durch einen Versuch bestimmt. Es ist jedoch auch möglich, diesen Abstand theoretisch zu errechnen, obwohl sich eine solche Berechnung für Querschnitte, die nicht der elementarsten Form entsprechen, aufwendig gestaltet. Wenn der Abstand nach einer dieser Methoden für einen Querschnitt bestimmt wurde, ist er für diesen Querschnitt stets reproduzierbar, ohne daß eine weitere individuelle Einstellung erforderlich wäre.

In F i g. 4 ist eine schematische Darstellung eines Scherbalkens 36 dargestellt, der bei 38 fixiert ist und dessen freiem Ende 40 eine Kraft zugeführt wird. Die neutrale Achse des Balkens 36 wird von der mit NA bezeichneten Linie angezeigt. Die vertikalen Flächen 42 und 44, parallel zur Achse des Balkens, eine auf jeder Seite des Balkens, repräsentieren ein Paar von Scherdehnungsoberflächen und entsprechen den freiliegenden Oberflächen der Platte 32, wie in F i g. 3 gezeigt.

Auf den Scherdehnungsoberflächen 42 und 44 werden Dehnungsmeßstreifen 46, 48, 50 und 52 appliziert. Die Dehnungsmeßstreifen 46 und 48 werden auf der Scherdehnungsoberfläche 42 montiert. Der Dehnungsmeßstreifen 46 mißt die Zugdehnung Ts infolge der Scherkraft und die Zugdehnung Tb infolge der Biegekraft, wie sie unter 45° zur neutralen Achse NA wirken. Der Dehnungsmeßstreifen 48 mißt die Druckdehnung Cs entsprechend der Scherkraft und die Druckdehnung Cb entsprechend der Biegekraft, wie sie unter 135° zur neutralen Achse NA wirken. Die Dehnungsmeßstreifen 50 und 52 sind in ähnlicher Weise auf der Rückfront 44 des Balkens 36 montiert, so daß der Dehnungsmeßstreifen 50 die gleichen Dehnungen wie der Dehnungsmeßstreifen 46 (Ts und Tb) und der Dehnungsmeßstreifen 52 die gleichen Dehnungen wie der Dehnungsmeßstreifen48fCsund Cb)m\Qi.

Die Dehnungsmeßstreifenpaare 46 und 50 sowie 48 und 52 werden in jedem Fall direkt gegenüberliegend mit ihren Gittern parallel auf ihren entsprechenden Scherdehnungsoberflächen angebracht Dies vermindert Kompensationsprobleme für Anbringungsverfahren, Temperaturkompensation usw.

In Verbindung mit der obenerwähnten Ausrichtung der Dehnungsmeßstreifen wird eine Wheatstone-Brükkenschaltung verwendet, wie in F i g. 6 gezeigt In dieser Schaltung sind die Dehnungsmeßstreifen 46,48,50 und 52 miteinander als Widerstandselemente Al bis A4 verbunden. Dabei entsprechen sich die Bezugsziffem 46 und Al, 48 und RX 50 und A3, 52 und RA. Die Kontakte 58 und 60 sind an eine externe Stromquelle angeschlossen, über die Kentakte 54 und 56 wird das Ausgangssignal der Brückenschaltung abgenommen.

Veränderungen der Widerstände der Dehnungsmeß

streifen führen zu Veränderungen des Ausgangssignals an den Kontakten 54 und 56 infolge der Scherdehnung wie auch der Biegedehnung, wobei letztere in dieselbe Richtung wirkt, wie die Veränderung auf Grund der ■> Scherdehnung. In diesem Fall hat die verfälschte Wechselwirkung zwischen Biegedehnung und Scherdehnung einen verminderten Einfluß auf das Gesamtsignal der Brücke. Da jedoch der Betrag des Anteils der Biegedehnung der Messung danach ausgesucht ist, daß

ίο er der Verfälschung der Scherungsdehnung durch die Biegung gleich groß und entgegengesetzt ist, heben sich beide Einflüsse auf.

Grundsätzlich das gleiche gilt, wenn die Verfälschung auf Grund der Wirkung der Biegung auf die

ι =. Scherungsdehnung einen vergrößernden Einfluß auf das Gesamtsignal der Brücke hat, wie dies bei einigen Mehrfachbalken-Anordnungen der Fall sein kann. In diesem Fall wird die Lage der Dehnungsmeßstreifen in Bezug auf die neutrale Achse NA umgekehrt. Gemäß F i g. 7 bis 9 messen die Dehnungsmeßstreifen 46 und 50 Ts und Cb, während die Dehnungsmeßstreifen 48 und 52 Tb und Cs messen. Die Brückenschallung erfolgt dann dergestelt, daß sich die Bezugszeichen 48 und R1 entsprechen, 46 und Rl, 52 und R3, 50 und Λ4. Somit

2S wird das Brückensignal auf Grund der Biegedehnung von dem Signal auf Grund der Scherdehnung abgezogen, der Betrag der Biegedehnung an der Messung wird so gewählt, daß er der Verfälschung der Messung der Scherdehnung durch die Biegung wiederum gleich und

so mit entgegengesetzten Vorzeichen versehen ist. Auf diese Weise heben sich der Biegeanteil und Verfälschung gegenseitig auf. In beiden Fällen wird die Kombination der Biegedehnungsmessung und Scherdchnungsmessung in der Weise angewandt, daß die Änderung des Gesamtsignals der Brücke infolge von Verlagerungen des Lastangriffspunkts wesentlich verringert und in der Praxis ausgeschaltet wird. Im Fall der F i g. 4 werde die Last (bei 40) beispielsweise nach innen bewegt (in der Figur also auch die rechte Seite). Dabei verringert sich die gemessene Biegedehnung 77>und Cb auf Grund des niedrigeren wirkenden Biegemoments. Gleichzeitig erhöhen sich die gemessenen Scherdehnungen Ts und Cs, da die gegenläufig verlaufende Wechselwirkung zwischen Scher- und Biegedehnung vermindert wird. Bei einer Anbringung der Dehnungsmeßstreifen in einem optimalen Abstand von der neutralen Achse NA gleichen sich beide Effekte aus, so daß das Gesamtsignal konstant bleibt. Folglich ist das gesamte Brückensignal praktisch unempfindlich gegen

so Verlagerungen des Belastungspunktes. In der Praxis bedeutet dies, daß eine Reduzierung der Emf'indlichkeit gegen Verlagerungen der Last von mehr als 15:1 gegenüber den früher bekannten Ausführungen erzielt wurde. Das Verhalten einer Anordnung gemäß F i g. 7 ist ähnlich, jedoch umgekehrt

Komplementäre Bedingungen bestehen derart, daß, wenn die Last nach außen bewegt wird, sich daraus gleichfalls keine Veränderung des Ausgangssignals des Aufnehmers ergibt

Hinzu kommt daß nur eine sehr geringe Rückwirkung der Scherung auf die Biegung vorhanden ist Deshalb zeigen die Kraftaufnehmer keinen bemerkbaren Verlust der Genauigkeit der Kompensation über einen weiten Belastungsbereich von z. B. 0 bis 501

In den Fig. 10 bis 17 sind verschiedene Formen und Anordnungen von Dehnungsmeßstreifen gezeigt Die Fig. 10 und 11 entsprechen den Fig.4 und 7, wobei lediglich die Dehnungsmeßstreifen in realistischerer

Weise dargestellt sind.

Eine vereinfachte Ausführungsform des Kraftaufnehmers mißt die Scherdehnung mit lediglich einem einzigen Dehnungsmeßstreifen. Diese Anordnung ist empfindlicher gegen Störungen und zeigt nur ein geringes Ausgangssignal. Es ist jedoch immer noch eine nutzbare Anordnung und stellt eine wesentliche Eir-parung für den Fall dar. bei welchem eine derartige Red!>zierung der Gesamtleistung toleriert werden kann. Außerdem kann bei einer Anordnung, bei der an allen vier Ecken einer Plattform ein Aufnehmer angebracht ist. jeder Aufnehmer von der Bauart sein, die nur einen Dehnungsmeßstreifen besitzt. In diesem Fall werden die vier Aufnehmer der Plattform zu einer Wheatstonc Brücke verschaltet.

In einigen Fällen, in denen die Raumverhaltnisse kritisch sind, können die Dehnungsmeßstreifen entlang der neutralen Achse des Balkens an verschiedenen Stellen angebracht werden, wie in den Fig. 12 und IJ gezeigt. Die genaue längsseitige Anordnung der Dehnungsmeßstreifen ist nicht kritisch, nur im Hinblick auf die Entfernung der Dehnungsmeßstreifen von der neutralen Achse NA muß mit Sorgfalt vorgegangen werden.

Weiterhin ist es möglich, einen zusammengesetzten Dehnungsmeßstreifen auf einem gemeinsamen Träger herzustellen. Auf diesem Träger befinden sich dann alle Dehnungsmeßstreifen, die auf einer Scherdehnungsoberfläche zu befestigen sind. Für einen Kraftaufnehmertyp ist einmal der optimale Abstand der Dehnungsmeßstreifen von der neutralen Achse zu ermitteln. Dann können zwei Dehnungsmeßstreifen entsprechend Fig. IO bis 13 auf einem Träger zusammengefügt werden und anschließend in einem einzigen Arbeitsgang auf der Scherdehnungsoberfläche des Kraftaufnehmers befestigt werden. Dies bedeutet eine beträchtliche Arbeitseinsparung und gestattet weiterhin die Vereinheitlichung von Kompensationsvorgiingen.

F.in einzelner Dehnungsmeßstreifen kann einen Teil 64 (vgl. Fig. 14 bis 16) aufweisen, welcher für reine Scherdehnungsmessung konstruiert ist und auf der neutralen Achse angeordnet ist, sowie eine Verlängerung 66, die von tier neutralen Achse einen vorgegebenen Abstand derart besitzt, daß die gewünschte Kompensationswirkung gegeben ist. Statt miteinander verbundener Teile 64 und 66 des Dehnungsmeßstreifens ist es auch möglich, wie in Fig. 17 dargestellt, die einzelnen für die Kompensation zu messenden DenniiMgskomponenien getrennt mit Einzeldehnungsmeßstreifen zu erfassen. So wird die Dehnung durch den Scherungsdruck mit dem Dehnungsmeßstreifen 68 erfaßt, die Dehnung durch den Scherungszug mit dem Dehnungsmeßstreifen 70, die Dehnung durch Seherungsund ßiegc/ug mit dem Dehnungsmeßstreifen 72 und die Dehnung durch Scherungs- und Biegedruck mit dem Dehnungsstreifen 74. Diese Anordnung ist /war weniger wirtschaftlich als die vorher dargestellten, sie würde jedoch den individuellen elektrischen Feinabgleich durch Nebenschlußwiderstände erleichtern.

Neben der Messung der Scherung in dünnen Platten können ebenso kompakte, zylindrische, rechteckige und andere Querschnitte verwendet werden, wobei wiederum die Verfälschungen, die durch Wechselwirkung von Biege- und Scherkraft verursacht werden, kompensiert werden können. Weiterhin ist eine Beeinflussung des Verhältnisses zwischen Scherdehnungsmessungen und Biegedehnungsmessungen nicht nur durch Veränderung des Abstands von der neutralen Achse erzielbar, sondern auch durch die Veränderung des Winkels der Dehnungsmeßstreifen. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn Abmessungen vorgegeben sind, uie ein ausreichendes Beabstanden der Dehnungsmeßstreifen von der neutralen Achse erschweren oder unmöglich machen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reduzieren des Meßfehlers, der bei Scherbalkentyp-Kraftaufnehmern mit applizierten Dehnungsmeßstreifen in Abhängigkeit vom Krafteinleitungsort auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand mindestens eines Dehnungsmeßstreifens von der neutralen Faser so lange variiert wird, bis der Kraftmeßwert weitgehend unabhängig vom Krafteinleitungsort wird.

2. Kraftaufnehmer vom Scherbalkentyp mit einer Krafteinleitung und mit von der neutralen Faser entfernt applizierten Dehnungsmeßstreifen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Dehnungsmeßstreifen (46,48,50,52) in einem derartigen Abstand (62) von der neutralen Faser (NA) appliziert ist, daß der Kraftmeßwert weitgehend unabhängig vom Krafteinleitungsort (bei 40) ist.

3. Kraftaufnehmer nach Anspruch 2 mit mehreren Dehnungsmeßstreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsmeßstreifen auf einem gemeinsamen Träger befestigt sind.

4. Kraftaufnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungsmeßstreifen aus einem auf der neutralen Achse (NA) befindlichen Teildehnungsmeßstreifen (64) und einem im Abstand von der neutralen Achse (NA) befindlichen Teildehnungsmeßstreifen (66) besteht