DE3009091C2

DE3009091C2 - Meßfederplatte

Info

Publication number: DE3009091C2
Application number: DE19803009091
Authority: DE
Inventors: Harald Ing.(Grad.) 7517 Waldbronn Fritz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-03-10
Filing date: 1980-03-10
Publication date: 1984-08-23
Also published as: DE3009091A1; JPS56142429A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßfederplatte mit von durchdringenden, um einen Plattenmittelpunkt ?§ angeordneten, winkelförmigen Schlitzen und plattenverdünnenden Materialabtragungen aus der Platte herausgearbeiteten Meßfedern.

Eine derartige Meßfederplatte ist aus der DE-OS 214 zu entnehmen. Bekannte Meßfederplatten dieser Art haben sich wegen der auf den Krafteinleitungsort hin ausgerichteten Meßfedern als empfindlich eeeen Verschiebungen des Kraftangriffspunktes erwiesen. Bei Meßfederplatten mit nicht kreuzförmiger oder sternförmiger Anordnung der Meßfedern tritt außerdem eine Empfindlichkeit gegen quer zu der Längserstreckung der Feder gerichtete Seitenkräfte auf.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Meßfederplatte zu erstellen, die gegen eine Verschiebung des Kraftangriffspunktes weitgehend unempfindlich ist Diese Aufgabe wird bei einer eingangs beschriebenen Meßfederplatte gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

ίο daß die winkelförmigen Schlitze mit dem Mittelpunkt zugewandten Winkelöffnungen labyrinthartig angeordnet sind, so daß jeweils ein Schenkel mit einem vom Mittelpunkt kürzeren Abstand eines vorhergehenden Schlitzes parallel zu einem Schenkel mit einem vom Mittelpunkt weiteren Abstand eines nachfolgenden Schlitzes verläuft und die Plattenstärke zwischen den zueinander parallelen Schlitzteilen vermindert ist
Im Bereich der verminderten Plattenstärke sind Dehnungssensoren, z. B. Widerstandsdehnungsmeßstreifen, angeordnet

Die Krafteinleitungsstelle kann ohne Nachteil aus der Mitte in beliebige Richtung verschoben werden, weil die Meßfedern nicht auf den Mittelpunkt der Platte zulaufen.

Seitenkräfte werden zu einem erheblichen Teil in den Einzelfedern als Zug- bzw. als Druckkraftkomponenten abgebaut Zudem können die Dehnungssensoren auf den Einzei/edern ohne Schwierigkeit so angeordnet werden, daß sie in ihrer Gesamtheit nur auf Biegung ansprechen. Im übrigen sind die Einzelfedern so dimensioniert, daß sie gegen Zug- und Druckkräfte sehr stabil sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform entspricht der kürzere Abstand eines Schlitzes vom Mittelpunkt mindestens etwa der Breite des zwischen den parallelen Schlitzteilen verlaufenden Plattenteiles (Meßfeder), vermehrt um die doppelte Schlitzbreite.
Der Winkel zwischen den Schenkeln der winkelförmigen Sch'itze beträgt 360°, geteilt durch die Anzahl der Schlitze. Die Anzahl der Schlitze kann gerade oder ungerade sein. Die halbe Länge der zwischen den parallelen Schlitzteilen verlaufenden Plattenteile entspricht etwa ihrer Breite, vermehrt um die doppelte Schlitzbreite. Die Verminderung der Plattenstärke erfolgt zweckmäßig durch eine einseitige Materialabtragung.

Die Materialabtragung kann durch einen Stirnfräser vorgenommen werden, dessen Durchmesser etwa der halben Länge der parallel verlaufenden Schlitzteile entspricht.

Bei einer anderen Ausführungsform stellt die Materialabtragung eine kreisscheibenförmige Ausfräsung mit einem der Länge der parallellaufenden Schlitzteile entsprechenden Durchmesser dar.
Die zwischen den parallelen Schlitzteilen verlaufenden Plattenteile (Meßfedern) tragen mindestens einen Dehnungsmeßstreifen. Die Dehnungsmeßstreifen sind untereinander zu einer elektrischen Brückenschaltung verschaltet.

Die Erfindung wird an fünf Figuren erläutert. Die

F i g. 1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Aufsicht und zwei Schnitten in verschiedenen Schnittebenen. In den

Fig.4 und 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel in einer Aufsicht und in einem Schnitt dargestellt.

h5 In F i g. 1 sind um den Mittelpunkt 1 einer kreisrunden Platte 2 vier winkelförmige Schlitze 3 bis 6 so angeordnet, daß sie einen labyrinthförmigen, um den Mittelpunkt 1 liegenden zentralen Teil begrenzen. Dieser /en-

trale Teil hängt mit dem verbleibenden Randgebiet der Platte 2 über vier Streifen 7 bis 10 zusammen, die durch Materialabtragung dünner als das übrige Plattenmaterial sind. Die Teile 7 bis 10 stellen Meßfedern dar, die auf bekannte Weise mit Dehnungsmeßstreifen versehen werden können.

In der F i g. 2 ist ein Schnitt entlang einer Linie C-D in der F i g. 1 dargestellt. Die Schlitze 4 und 5 begrenzen darin die Meßfeder 8. Die Meßfeder 9 ist in der F i g. 2 :n ihrer gesamten Längsausdehnung sichtbar.

Die F i g. 3 j teilt einen Schnitt durch einen Durchmesser A-B der F i g. 1 dar. Auf ihr sind die Schlitze 4, 5, 6 und 7 zu erkennen sowie die Meßfedern 8 und 10. In dieser Figur sind die beiden sichtbaren Meßfedern in Querrichtung geschnitten.

in der F i g. 4 wird aus einer kreisringförmigen Platte 11 durch vier winkelförmige Schlitze 12 bis 15 ebenfalls ein zentraler Teil 16 abgegrenzt, der über Meßfedern 17 bis M mit dem Randgebiet der Platte 11 zusammenhängt Die Schwächung des Materials im bereich der Meßfedern 17 bis 20 wird durch eine kreisrunde Ausfräsung erreicht, deren Durchmesser etwa der Längserstrcckung der Meßfedern entspricht. Auf den Meßfedern sind Dehnungsmeßstreifen 21 angebracht.

In der Fig.5 ist ein Schnitt durch die Linie C-D auf der Fig.4 gezeigt Darauf begrenzen die Schlitze 13 und 14 die Meßfeder 18. Die Meßfeder 19 ist in ihrer ganzen Länge sichtbar. Auf der Meßfeder 19 sind zwei Dehnungsmeßstreifen 21 zu erkennen.

Die Meßfederplatte in den dargestellten Ausführungsbeispielen kann in ihrem zentralen Teil eine Lan aufnehmen. Dabei ist das Randgebiet der Platte aufgestützt Die Meßfedern werden sich S-förmig verbiegen, die durch die Biegung hervorgerufene Dehnung des Materials wird von den Dehnungsmeßstreifen in elektrisehe Signale übersetzt, die mit einer geeigneten Meßanordnung gemessen und ausgewertet werden können. Beispielsweise können die Dehnungsmeßstreifen nach Art einer elektrischen Widerstandsmeßbrücke verschaltet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Meßfederplatte mit von durchdringenden, um einen Plattenmittelpunkt angeordneten, winkelförmigen Schlitzen und plattenverdünnenden Materialabtragungen aus der Platte herausgearbeiteten Meßfedern, dadurch gekennzeichnet, daß die winkelförmigen Schlitze (3 bis 6) mit dem Mittelpunkt (t) zugewandten Winkelöffnungen labyrinthartig angeordnet sind, so daß jeweils ein Schenkel mit einem vom Mittelpunkt (1) kürzeren Abstand eines vorhergehenden Schlitzes (4) parallel zu einem Schenkel mit einem vom Mittelpunkt (1) weiteren Abstand eines nachfolgenden Schlitzes (3) verläuft und die Plattenstärke zwischen den zueinander parallelen Sch'itzteilen vermindert ist

2. Meßfederplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kürzere Abstand eines Schlitzes (3 bis 6) vom Mittelpunkt (1) mindestens etwa der Breite des zwischen den parallelen Schlitzteilen verlaufenden Plattenteiles (7 bis 10), vermehrt um die doppelte Schlitzbreite, entspricht.

3. Meßfederplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den Schenkeln der winkelförmigen Schlitze (3 bis 6) 360°, geteilt durch die Anzahl der Schlitze (3 bis 6), beträgt

4. Meßfederplatte nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die halbe Länge der zwischen den parallelen Schlitzteilen verlaufenden Plattenteile (7 bis 10) etwa ihrer Breite, vermehrt um die doppelte Schlitzbreite, entspricht

5. Meßfederplatte nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verminderung der Plattenstärke durch eine einseitige Materialabtragung vorgenommen ist.

6. Meßfederplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialabtragung mit einem Stirnfräser mit einem Durchmesser von etwa der halben Länge der parallel verlaufenden Schlitzteile vorgenommen ist.

7. Meßfederplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialabtragung eine kreisscheibenförmige Ausfräsung mit einem der Länge der parallellaufenden Schlitzteile entsprechenden Durchmesser darstellt.

8. Meßfederplatte nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ;j~kennzeichnet, daß die zwischen den parallelen Schlitzteilen verlaufenden Plattenteile (7 bis 10) mindestens einen Dehnungsmeßstreifen tragen.