DE2753549B1 - Overload protection for a force measuring device - Google Patents

Overload protection for a force measuring device

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Description

Anstelle der soeben beschriebenen Halterung des Überlaststabes 11 in der Bohrung 10, ist es auch denkbar, daß der Überlaststab 11 im freien Ende 5 des Biegebalkens fest verankert ist, während er im Einspannende 2 frei beweglich ist. AnsteHe der in B ii d 1 dargestellten Sackbohrung 10 kann zur Vereinfachung des Herstellungsvorganges auch eine Durchgangsbohrung ber.utzt werden. Der Spalt 14 kann entweder - wie dargestellt - durch Vergrößerung der Bohrung 10 am freien Ende oder durch entsprechende Durchmesserverkleinerung des Stabes am freien Ende 13 erzeugt werden. Instead of the above-described holder for the overload bar 11 in the bore 10, it is also conceivable that the overload bar 11 in the free end 5 of the bending beam is firmly anchored, while it is freely movable in the clamping end 2 is. The blind hole 10 shown in B ii d 1 can be added for simplification a through hole can also be used during the manufacturing process. The gap 14 can either - as shown - by enlarging the bore 10 on the free End or by reducing the diameter of the rod at the free end 13th be generated.

Bei der in Bilds dargestellten Konzeption eines Einlochbiegebalkenelements wird - gleiche Gegenstände sind mit denselben Bezugszeichen versehen -der Biegebalken 1 an seinem Einspannende 2 mit dem Bauteil 4 verbunden, und es wirkt auf diesen am freien Ende 5 die zu messende Kraft. Diese Zeichnung macht deutlich, daß der Erfindungsgedanke nicht beschränkt ist auf langgestreckte Doppelbiegebalken, sondern daß auch Biegebalken beliebiger Konfiguration mit der Überlastsicherung ausgestattet sein können; selbstverständlich läßt sich auch ein Scherstab in derselben Weise mit der Überlastsicherung ausführen. With the conception of a single-hole bending beam element shown in the picture - the same objects are provided with the same reference numerals - the bending beam 1 is connected to the component 4 at its clamping end 2, and it acts on this at the free end 5 the force to be measured. This drawing makes it clear that the The idea of the invention is not limited to elongated double bending beams, but rather that even bending beams of any configuration are equipped with overload protection could be; of course, a shear bar can also be used in the same way with the overload protection.

In B i 1 d 3 ist das freie Ende 5 des Biegebalkens I in einer anderen, vorteilhafteren Ausgestaltung näher dargestellt. Wie in B i 1 d 3 ersichtlich, erweitert sich die Bohrung 10 in einem Bereich 20 konisch nach außen, so daß die Möglichkeit gegeben ist, einen an seinem freien Ende konisch ausgebildeten Überlaststab II zu verwenden, welcher mit seiner konischen Erweiterung 21 mit der konischen Erweiterung 20 der Bohrung 10 dergestalt zusammenwirkt, daß eine Linienberührung zwischen den beiden konischen Teilen eintritt bei Erreichen der Grenzlast. In B i 1 d 3 the free end 5 of the bending beam I is in another, more advantageous embodiment shown in more detail. As can be seen in B i 1 d 3, expanded the bore 10 in a region 20 conically outwards, so that the possibility is given to an overload bar II which is conical at its free end use which with its conical extension 21 with the conical extension 20 of the bore 10 cooperates in such a way that a line contact between the two conical parts occurs when the limit load is reached.

Zur Einstellung der zulässigen Durchbiegung des Biegebalkens 1, was gieichzeitig ein Maß für die Grenzlast darstellt, wird der ein konisches Ende 21 besitzende Überlaststab soweit in die Bohrung getrieben, bis das erforderliche Spaltmaß erreicht ist. To set the permissible deflection of the bending beam 1, what At the same time, it represents a measure of the limit load, which is a conical end 21 The overload bar is driven into the hole until the required gap is reached is reached.

Bei Verwendung von Biegebalken oder Scherstäben für die Feinmessung ist es erforderlich, daß das Kraftmeßelement eindeutig vor einer Überlastung trotz seiner Kleinheit gesichert wird. I hierzu wird der Überlaststab II aus einem Material hergestellt, welches einen wesentlich höheren Elastizitätsmodul besitzt als der Biegebalken oder der Scherstab, was bei Verwendung von Stahl als Kraftmeßelement beispielsweise zu einem Überlaststab aus liartmetall führt. When using bending beams or shear bars for fine measurement it is necessary that the force measuring element clearly against an overload despite its smallness is assured. I for this purpose the overload rod II is made of one material produced, which has a much higher modulus of elasticity than the Bending beam or the shear bar, what happens when steel is used as the force measuring element for example leads to an overload bar made of metal.

Claims (6)

Patentansprüche: 1. Überlastsicherung für eine KraftmeBeinrichtung mit einem senkrecht zur Kraftrichtung verlaufenden Überlaststab, welcher einerseits fest eingespannt ist und andererseits mit Spiel in einer Bohrung eines beweglichen Teils der Kraftmeßeinrichtung derart verläuft, daß die Durchbiegung dieses Teils der Kraftmeßeinrichtung begrenzt wird und mit einem Kraftmeßelement, das Meßumformer trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftmeßelement als Biegebalken (1) ausgebildet ist, in dessen Langsachse die Bohrung (10) verläuft und daß der Überlaststab (11) einseitig im Biegebalken (1) eingespannt ist. Claims: 1. Overload protection for a force measuring device with an overload bar running perpendicular to the direction of force, which on the one hand is firmly clamped and on the other hand with play in a bore of a movable Part of the force measuring device runs in such a way that the deflection of this part the force measuring device is limited and with a force measuring element, the transducer carries, characterized in that the force measuring element is designed as a bending beam (1) is, in the longitudinal axis of which the bore (10) runs and that the overload rod (11) is clamped on one side in the bending beam (1). 2. Überlastsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Biegebalken (1) durchdringende Bohrung (10) am beweglichen Teil größer ist als am festen Teil. 2. Overload protection device according to claim 1, characterized in that the hole (10) penetrating the bending beam (1) on the moving part is larger than on the fixed part. 3. Überlastsicherung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlaststab (11) einen höheren Elastizitätsmodul besitzt als der Biegebalken (1) 3. Overload protection device according to claim 1 and / or 2, characterized in that that the overload bar (11) has a higher modulus of elasticity than the bending beam (1) 4. Überlastsicherung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlaststab(ll) konisch ausgebildet ist.4. Overload protection according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that the overload bar (ll) is conical. 5. Überlastsicherung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich. 5. Overload protection according to at least one of the preceding claims, marked thereby. net, daß die Bohrung tlO) am beweglichen Teil des Biegebalkens (1) konisch ausgebildet ist. net that the hole tlO) on the movable part of the bending beam (1) is conical. 6. Überlastsicherung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlaststab (11) mit seinem konischen Ende (21) mit einem konischen Teil (20) der Bohrung (10) im freien Ende des Biegebalkens (1) zusammenwirkt. 6. Overload protection according to at least one of the preceding claims, characterized in that the overload rod (11) with its conical end (21) with a conical part (20) of the bore (10) in the free end of the bending beam (1) cooperates. Die Erfindung betrifft eine Überlastsicherung fur eine Kraftmeßeinrichtung mit einem senkrecht zur Kraftrichtung verlaufenden Überlaststab, welcher einerseits fest eingespannt ist und andererseits mit Spiel in einer Bohrung eines beweglichen Teils der Kraftmeßeinrichtung derart verläuft, daß die Durchbiegung dieses Teils der Kraftmeßeinrichtung begrenzt wird und mit einem Kraftmeßelement, das Meßumformer trägt. The invention relates to an overload protection device for a force measuring device with an overload bar running perpendicular to the direction of force, which on the one hand is firmly clamped and on the other hand with play in a bore of a movable Part of the force measuring device runs in such a way that the deflection of this part the force measuring device is limited and with a force measuring element, the transducer wearing. Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-PS 36 46 809 bekannt. Dabei wird zur Überlastsicherung des Kraftelements ein zusätzliches Sicherheitselement benutzt, auf welches sich das Kraftelement bei Erreichen einer bestimmten Überlast abstützen kann um eine Beschädigung zu vermeiden. Nachteilig ist hierbei, daß die Sicherheitseinrichtung zusätzlich zum Kraftelement justiert werden muß und beispielsweise bei schräg angreifender Kraft die Gewähr nicht gibt, eine Zerstörung zu vermeiden. Weiterhin ist dieser Stand der Technik konstruktiv aufwendig und raum-und gewichtsbeanspruchend, da die Gegenlager entfernt von dem Kraftmeßelement angebracht sind und die Sicherheit des Ansprechens der Überlastsicherung darüberhinaus durch Verformung des Gehäuses der Kraftmeßeinrichtung beeinträchtigt sein kann. Such a device is known from US Pat. No. 3,646,809. Included becomes an additional safety element to protect the force element against overload used, on which the force element is based when a certain overload is reached can support to avoid damage. The disadvantage here is that the Safety device must be adjusted in addition to the force element and, for example in the case of an obliquely applied force, there is no guarantee of avoiding destruction. Furthermore, this state of the art is structurally complex and takes up space and weight, because the counter bearings are attached remotely from the force measuring element and the safety the response of the overload protection through deformation of the housing the force measuring device may be impaired. Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Überlastsicherung für eine Kraftmeßeinrichtung zu verwirklichen, die raumsparend, preisgünstig und sicher ist. Based on this prior art, the object of the invention is to implement an overload protection for a force measuring device that saves space, is inexpensive and safe. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kraftmeßelement als Biegebalken ausgebildet ist, in dessen Längsachse die Bohrung verläuft und daß der Überlaststab einseitig im Biegebalken eingespannt ist. This object is achieved according to the invention in that the force measuring element is designed as a bending beam, in the longitudinal axis of which the bore runs and that the overload bar is clamped on one side in the bending beam. Durch Anordnung einer Bohrung innerhalb des Kraftmeßelements wird erreicht, daß Überlastspitzen direkt im Kraftmeßelement abgefangen werden. By arranging a hole within the force measuring element achieves that overload peaks are absorbed directly in the force measuring element. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die den Biegebalken durchdringende Bohrung am beweglichen Teil größer als am festen Teil. hierdurch wird in besonders einfacher Weise erreicht, daß ein zylindrischer Stab, der in seiner Herstellung besonders einfach ist, ohne weiteres und ohne lustieraufwand als Überlastsicherung verwendet werden kann. According to one embodiment of the invention, the one that penetrates the bending beam The hole on the moving part is larger than that on the fixed part. this becomes in particular easily achieved that a cylindrical rod in its manufacture is particularly simple, easily and without any effort as overload protection can be used. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besitzt der Überlaststab einen höheren Elastizitätsmodul als der Biegebalken. Insbesondere bei kleinen Lasten, welche ein Kraftelement mit kleinen Abmessungen verlangen, wird durch die Verwendung eines Oberlaststabes mit einem höheren Elastizitätsmodul die Gewähr dafür gegeben, daß bei Kleinheit der Bohrung trotzdem eine ausreichende Überlastbarkeit gegeben ist. In a further embodiment of the invention, the overload bar has a higher modulus of elasticity than the bending beam. Especially with small loads, which require a force element with small dimensions, through the use an upper load bar with a higher modulus of elasticity guarantees that that, given the small size of the hole, there is still sufficient overload capacity is. Die Weiterbildungen der Erfindung werden darin gesehen, daß der Überlaststab konisch ausgebildet ist, daß die Bohrung am beweglichen Teil des Biegebalkens konisch ausgebildet ist; daß der Überlaststab mit seinem konischen Ende mit einem konischen Teil der Bohrung im freien Ende des Biegebalkens zusammenwirkt. The developments of the invention are seen in the fact that the overload bar is conical in that the bore on the movable part of the bending beam is conical is trained; that the overload rod with its conical end with a conical Part of the hole cooperates in the free end of the bending beam. Anhand der schematischen Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt B i 1 d 1 ein Kraftmeßelement des Doppelbiegebalkentyps mit einer Überlastsicherung, Bild 2 ein Einlochbiegebalkenelement mit einer ijberlastsicherung. The invention is explained in more detail with the aid of the schematic drawings. It shows B i 1 d 1 a force measuring element of the double bending beam type with an overload protection device, Fig. 2 a single-hole bending beam element with an overload protection device. 13 i ld 3 eine besonders vorteilhafte Ausführung eines Kraftmeßelementes mit einem Überlaststab. 13 i ld 3 a particularly advantageous embodiment of a force measuring element with an overload bar. Wie in B i 1 d 1 dargestellt, wird ein Biegebalken 1 an seinem Einspannende 2 mittels schematisch dargestellter Schraube 3 an einem Bauteil 4 fest verankert. Der Biegebalken 1 wird an seinem freien Ende 5 mit einer zu messenden Kraft Fbeaufschlagt, welche z. B. in den an der Über- und Unterseite des Biegebalkens 1 angeordneten Dehnungsmeßstreifen 8 und 9 elektrische Spannungsänderungen hervorruft, die zur Weiterverarbeitung des MeBsignals benutzt werden. Anstelle von Dehnungsmeßstreifen können auch induktive Umformer und optische Umformer treten. As shown in B i 1 d 1, a bending beam 1 is at its clamping end 2 is firmly anchored to a component 4 by means of a screw 3 shown schematically. The bending beam 1 is subjected to a force F to be measured at its free end 5, which z. B. in the arranged on the top and bottom of the bending beam 1 Strain gauges 8 and 9 causes electrical voltage changes that lead to Further processing of the measurement signal can be used. Instead of strain gauges inductive transducers and optical transducers can also occur. Weiterhin trägt der Biegebalken 1 eine Bohrung 10, in welcher ein Überlaststab 11 angeordnet ist. Dabei ist der Überlaststab 11 mit seinem Ende 12 mit dem Ende der Bohrung 10 durch Einpressen fest verbunden, während der Überlaststab 11 an seinem vorderen Ende 13 einen Ringspalt 14 mit dem freien Ende 5 bildet. Furthermore, the bending beam 1 has a bore 10 in which a Overload bar 11 is arranged. The end of the overload bar 11 is 12 firmly connected to the end of the bore 10 by pressing, while the overload bar 11 forms an annular gap 14 with the free end 5 at its front end 13. Anstelle des in B ii d 1 dargestellten runden Überlaststabes 11, ist es ohne weiteres denkbar, jede andere Konfiguration eines Oberlaststabes zu verwenden.Instead of the round overload bar 11 shown in B ii d 1, is it is easily conceivable to use any other configuration of an overload bar.
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