DE2534433C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Dehnungsmeßstreifen-Aufnehmern - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung eines aus Federmaterial und elektrisch gegen dieses isolierter Meßstreifenfolie bestehenden Dehnungsmeßstreifen-Aufnehmers.

Bisher werden bei der Herstellung von Dehnungs- 4i> meßstreifen-Aufnehmern die Dehnungsmeßstreifen und die Federkörper voneinander getrennt gefertigt (Rohrbach: Handbuch für elektrisches Messen mechanischer Größen, 1967, Seiten 128 bis 130). Anschließend werden die Dehnungsmeßstreifen auf dem Federkörper appliziert (DT-AS 11 25 204) und — beispielsweise zur Schaffung eines Kraft- oder Druckaufnehmers — zu einer Teil- oder Vollbrücke zusammengeschaltet. Dieses Herstellungsverfahren ist aufwendig und zeitraubend. *<o

Ausgehend von diesem Stand der Technik hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, die Herstellung von Dehnungsmeßstreifen-Aufnehmern zu vereinfachen, dabei schon ohne besondere Maßnahmen einen kleinen Temperaturgang des Nullpunkts zu ■» erzielen und den Schaltungsaufwand zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Strukturätzung der Meßstreifenfolie nach Verbindung dieser mit Isolator und Federmaterial erfolgt und daß hierdurch gleichartige Werkstoffeigen- wi schäften benachbarter Flächenbereiche von Federmaterial und Meßstreifen miteinander vereinigt werden.

Durch die erfindungsgemäße Strukturätzung der Meßstreifenfolie nach Verbindung mit Isolator und Federmaterial ist eine Kombination gleichartiger b"> Werkstoffeigenschaften benachbarter Flächenbereiche von Federmaterial und Meßstreifenmaterial jeweils gewährleistet. Unter Strukturätzung wird hierbei die Formgebung des; Meßgitters der Dehnungsmeßstreifen und der sie gegebenenfalls zu einer Teil- oder Vollbrücke verbindenden Leiterbahnen verstanden.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird auf eine Vielzahl einander zugeordneter Federkörper eine Meßstreifenfolie aufkaschiert und durch Strukturätzung der Meßstreifenfolie gleichzeitig eine Vielzahl von Dehnungsmeßstreifen-Aufnehmern hergestellt Hierbei können die einzelnen Federkörper vor dem Arfkaschieren der Meßstreifenfolie getrennt voneinander hergestellt und in einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens einander zugeordnet werden oder sie können vor dem Aufkaschieren zusammenhängend, z. B. durch Stanzen, Ä izen od. dgL, hergestellt werden. Es kann aber auch die Meßstreifenfolie zunächst auf Federmaterial aufkaschiert werden und erst anschließend die Formgebung der einzelnen Federkörper und der Dehnungsmeßstreifen und Leiterbahnen erfolgen. Die Aufteilung der die Meßstreifenfolie tragenden Federkörper in eine Vielzahl von Federkörpern kann in Ausgestaltung der Erfindung durch Materialabtragung oder durch Materialtrennung erfolgen.

Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet, daß eine Vielzahl von einander zugeordneten Federkörpern Orientierangshilfen zur Ausrichtung einer Fotomaske besitzt

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht in der einfachen Herstellung von Dehnungsmeßstreifen-Aufnehmern, besonders vorteilhaft in der gleichzeitigen Herstellung mehrerer solcher Aufnehmer. Darüber hinaus ergibt sich wegen der Herstellung der zusammengehörigen Dehnungsmeßstreifen eines Aufnehmers aus benachbarten Teilen einer Dehnungsmeßstreifen-Folie schon ohne besondere Maßnahmen ein kleiner Temperaturgang des Nullpunktes des Aufnehmers. Weiterhin ist der Nullpunkt der Brückenschaltung der Dehnungsmeßstreifen eines Aufnehmers vor der Abdeckung der Dehnungsmeßstreifen in vorteilhafter Weise am im übrigen fertigen Aufnehmer durch Verändern eines oder mehrerer Dehnungsmeßstreifen-Widerstände einstellbar.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel mit in einer Halterung angeordneten einzelnen Federkörpern,

Fig. la einen Querschnitt durch eine Halterung gemäß F i g. 1 mit eingesetzten Federkörpern und auf diesen aufkaschierter Meßstreifenfolie,

F i g. 2 ein Ausltihrungsbeispiel mit einer Vielzahl von zusammenhängenden Federkörpern,

F i g. 3 eine mögliche Anordnung von Dehnungsmeßstreifen-Vollbrücken auf einer Vielzahl von Federkörpern gemäß F i g. 2.

Wie in Fig. 1 und Fig. la dargestellt, sind in einer Halterung 1, die eine bestimmte Dicke aufweist, öffnungen 2 gleichen Durchmessers angeordnet. Diese Öffnungen können als Sacklöcher oder als Durchgangsbohrungen ausgebildet sein. In die Öffnungen 2 werden Federkörper 3 eingesetzt. Im vorliegenden Falle handelt es sich um kreiszylindrische Metallelemente, deren Stirnwand 4 als federndes Element dient, also eine eingespannte Plattenfeder darstellt. Die Halterung 1 ist so auf die Federkörper 3 abgestimmt, daß jeweils die Stirnwände 4 um ein geringes Maß die Halterung 1 überragen. Hierdurch wird erreicht, daß ein leichtes Aufkaschieren einer Meßstreifenfolie 7 unter Zwischen-

fügung einer elektrischen Isolierschicht 6 auf die Stirnwände 4 der Träger 3 ermöglicht wird und daß gleichzeitig eventuell eingeschlossene Luft zwischen der Meßstreifenfolie und der Stirnwand entlang der sich bildenden Kanäle 5 austreten kann, ohne schädliche Auswirkungen, z.B. Blasenbildungen, zu bewirken. Außerdem wird hierdurch vermieden, daß die Halterung 1 beispielsweise mit Klebstoff verschmutzt wird. Um eine sichere Isolation zwischen Dehnungsmeßstreifenfolie und Federkörper zu erzielen, verwendet man vorteilhaft ein mit Klebstoff getränktes Glasfaserpapier als Zwischenlage 6.

Nach dem Kaschieren wird die Meßstreifenfolie 7 mit Fotolack versehen. Anschließend wird der Fotolack getrocknet, dann eine Fotomaske mittels der Orientierungsstifte 8 und entsprechenden Löchern in der Maske exakt eingerichtet aufgebracht, mit Ultraviolettlicht belichtet und entwickelt Hierdurch entstehen Bereiche, in denen beim anschließenden Ätzvorgang das Folienmaterial weggeätzt wird, so daß auf den einzelnen Stirnwänden 4 entsprechende Folieirdehnungsmeßstreifen und elektrische Verbindungsleitungen, z. B. in Brückcnschaltung, entstehen. Durch dieses Herstellungsverfahren kann eine Vielzahl gleichartiger Dehnungsmeßstreifen-Aufnehmer gleichzeitig hergestellt werden, welche nach dem Herausnehmen aus der Halterung 1 als Einzelelemente weiterverwendbar sind.

Das in Fig.2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, daß eine Vielzahl von Federkcrpern 10 aus einem einzigen Blechstreifer. 11 mittels Fräsen oder Schneiden bzw. mittels Strukturätzung — gegebenenfalls von beiden Seiten — hergestellt wird. Auf diese so hergestellte Unterlage wird nun — wie bereits zu F i g. 1 beschrieben — unter Zwischenfügung einer elektrischen Isolierschicht eine nicht dargestellte Meßstreifenfolie aufkaschiert Die Zwischenräume 12, 13 dienen auch hier der besseren Entlüftung beim Aufkaschieren. Die in den einzelnen Federn 10 vorhandenen Löcher 14 dienen als Orientierungshilfe für das spätere genaue Aufsetzen der Fotomasken.

π In Fig.3 ist eine mögliche Anordnung von Dehnungsmeßstreifen-VoIlbrücken 15 mit ihren Verbindungsleitungen 21 dargestellt die die Foliendehnungsmeßstreifen 22 in entsprechender Form verbinden. Zunächst wird die über die Vielzahl der Federkörper 10 (Fig.2} aufkaschierte Meßstreifenfolie mittels einer entsprechenden Fotomaske — \.λ bei Fig. 1 bereits erläutert — hergestellt Dabei wird die ;iicht dargestellte Fotomaske mit Hilfe der Löcher 14 und entsprechender Markierungen auf der Fotomaske ausgerichtet, so daß die Lage der fertigen Foliendehnungsmeßstreifen in genauem Bezug zu dem jeweiligen Federkörper 10 steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche; ίο

1. Verfahren zur Herstellung eines aus Federmaterial und elektrisch gegen dieses isolierter Meßstreifenfoiie bestehenden Dehnungsmeßstreifen-Aufnehmers, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strukturätzung der Meßstreifenfolie nach Verbindung dieser mit Isolator und Federmaterial erfolgt und daß hierdurch gleichartige Werkstoffeigenschaften benachbarter Flächenbereiche von Federmaterial und Meßstreifen miteinander vereinigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Vielzahl von einander zugeordneten Federkörpern (4, 10) eine Meßstrei- :■> fenfolie (7) aufkaschiert wird und durch Strukturätzung der Meßstreifenfolie gleichzeitig eine Vielzahl von Dehnungsmeßstreifen-Aufnehmern (4, 22; 10, 22) hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß die Aufteilung der die Meßstreifenfolie (7) tragenden Federkörper in eine Vielzahl von Federkörpi rn (10) durch Materialabtragung erfolgt

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufteilung der die Meßstreifenfolie (7) tragenden Federkörper in eine Vielzahl von Federkörpern (10) durch Mattrialtrennung erfolgt

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von einander zugeordneten Federkörpern (3, 10) Orientierungshilfen (8, 14) zur Ausrichtung einer Fotomaske besitzt