DE3015535A1 - Ringfoermige lastmesszelle - Google Patents

Ringfoermige lastmesszelle

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DE3015535A1
DE3015535A1 DE19803015535 DE3015535A DE3015535A1 DE 3015535 A1 DE3015535 A1 DE 3015535A1 DE 19803015535 DE19803015535 DE 19803015535 DE 3015535 A DE3015535 A DE 3015535A DE 3015535 A1 DE3015535 A1 DE 3015535A1
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DE19803015535
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Orvar Dahle
Pavel Dipl Ing Kolavcic
Lars Stefan Dipl Valdemarsson
Aake Widehn
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ABB Norden Holding AB
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    • G01L1/10—Measuring force or stress, in general by measuring variations of frequency of stressed vibrating elements, e.g. of stressed strings
    • G01L1/106—Constructional details
    • G—PHYSICS
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Description

NACHQEREIOHT
Patentanwalt und Rechtsanwalt
Dr.-lng. Dipl.-Ing. Joachim B ο e c k e r
6 Frankfurt/ Main 1 Rathenauplatz2-8 » Telefon: (0611) *282355 Telex: 4189066 itax d
ASEA Aktiebolag Västeras/Schweden
Ringförmige Lastmeßzelle
Die Erfindung betrifft eine ringförmige Lastmeßzelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Solche ringförmigen Lastmeßzellen zur Messung großer in axialer Richtung der Heßzelle wirkender Kräfte werden insbesondere zur Messung von Walzkräften in Walzwerken benutzt, wobei die Lastmeßzelle um die Anstellschraube herum zwischen der Mutter der Anstellschraube und dem Walzenstuhl angeordnet ist (siehe Figur 4). Sine solche Lastmeßzellenanordnung ist in der deutschen Patern; anmeldung P 19 45 023.S beschrieben.
Bei der Messung von Walzkräften in der genannten Art sind die Eelastungsverhältnisse deshalb ungünstig, weil es schwierig ist, die Anlageflächen im Walzenstuhl mit ausreichender Genauigkeit zu bearbeiten. Die Anlageflächen werden aufgrund der elastischen und der sich allmählich in gewissem Maße auch einstellenden bleibenden (plastischen) Verformungen konisch. Diese bleibende Verformung tritt vor allem hinsichtlich der Anlagefläche im Walzenstuhl auf, da dessen Material in der Regel von bedeutend ge-
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[nÄohqereicht]
26.3.19Ü0
2O37§11§535
ringerer Qualität ist wie das Material der Mutter. Dies hat gewöhnlich eine in radialer Richtung ungleichmäßige Belastung der beiden ringförmigen Belastungsflächen der Lastzelle mit einem Belastungsmaximum . am äußeren Umfang zur Folge. 2ei einem ursprünglich hohlzylindrischen Meßkörper entsteht durch diese Belastung eine elastische Verformung in Gestalt einer eingezogenen "Taille", was eine hohe tangentiale Druckjeanspruchung in dem in Hohlzylinderachsrichtung gesehenen :ni~tleren Bereich des Meßkörpers zur Folge hat, die in radialer Richtung im wesentlichen konstant ist. Diese tangentialen Druckspannungen führen zu einer starken Verfälschung der Meßwerte in bezug auf die zwischen planparallelen Anlageflächen vorgenommene ϊichung dar Lastmeß2eile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine ringförmige Lastaeßzalle der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die obengenannten Meßwertverfälschungen infolge ungleichmäßiger Verteilung der Last auf die Belastungsflächen im wesentlichen beseitigt sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine ringförmige Lastmeßzelle nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welche die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale aufweist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in de;n Unteranspruch genannt.
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NACHQEREIOHT
- 4 - 26.3.1S-O
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Mit der Lastmeßzelle gemäß der Erfindung wird deren Empfindlichkeit gegenüber ungleichmäßiger Lastverteilung auf die Belastungsflächen im wesentlichen beseitigt, und die Messung der axialen Druckkräfte erfolgt mit großer Genauigkeit.
Das der Erfindung zugrundeliegende Problem und seine Lösung darf nicht mit einer Lastmeßzelle gemäß der DS-PS 1 122 283 verwechselt werden, bei der mehrere magnetoelastische Geberelemente nebeneinander in einer Ebene angeordnet sind und die Geberelemente durch Schlitze voneinander getrennt sind. Diese Schlitze haben die Aufgabe, die Geberelemente mechanisch voneinander zu trennen, so daß die Querdehnung keine empfindlichkeitsvermindernden Querkräfte zur Folge hat, die zwar zwischen den inneren Geberelementen, nicht jedoch im äußeren Geberelement der Lastzelle auftreten würden, wodurch die einzelnen Geberelesiente eine unterschiedliche Empfindlichkeit annehmen würden. Hierdurch könnte ein kleinerer Fehler bei der Integration einer ungleichmäßig über die Belastungsflächen verteilten Kraft auftreten. Die vorliegende Erfindung beseitigt jedoch sehr große Meßfehler, die bei ringförmigen Lastmeßzellen durch die großen tangentialen Spannungen verursacht werden, die bei einer in radialer Richtung ungleichmäßig verteilten Belastung auftreten. Beispielsweise bei einer ebenen Unterlage und einer Verteilung der Last auf nur die innere Hälfte der oberen Belastungsfläche wurde ein um 45 % höheres Signal gemessen als bei einer gleichmäßigen Verteilung der Belastung auf die gesamte obere Belastungsfläche.
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Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Ss zeigen
Fig.1a und 1b zwei extreme Belastungsfälle eines hohlzylindrischen Meßkörpers, deren Fehlerauswirkungen durch die Erfindung beseitigt werden sollen,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Lastmeßzelle gemäß der Erfindung,
Fig. 3 die Verformung und Tangentialspannung an einem sektorförmigen Ausschnitt aus einem hohlzylindrischen Meßkcrper,
Fig. 4 die Plazierung einer Lastzelle in einem Walzwerk.
Figur 4 zeigt einen WalzenstuhHmit Anstellschraube 4 und Anstellschraubenmutter 2 sowie eine zwischen dieser Mutter und dem Walzenstuhl 1 plazierten Lastzelle 3 gemäß der Erfindung.
Die durch ungleiche Belastung einer solchen Lastmeßzelle 3 auftretenden Probleme sind in den Figuren 1a und 1b veranschaulicht, die achsparallele Schnitte durch einen hohlzylindrisehen Meßkörper zeigen. Wenn die Belastung eines hohlzylindrischen Meßkörpers 6 auf den äußeren Umfang ihrer stirnseitigen Belastungsflächen 7,8 konzentriert wird, wie es durch die Pfeile 9,10,11,12 in Figur 1a angedeutet ist, so entsteht ein Moment, welches bestrebt ist, den %n Hohlzylinderachsrichtung gesehenen mittleren Bereich des Meßkörpers nach innen zu biegen. Diese Biegung resultiert in einer hohen, ringförmigen, tangentialen Druckbeanspruchung in dem genannten mittleren Bereich (siehe die horizontalen Pfeile in Figur 1a),
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die in radialer Richtung im wesentlichen konstant ist.
Wenn die Belastung dagegen gemäß Figur 1b auf den inneren Umfang der stirnseitigen Belastungsflächen des Meßkörpers (siehe die Pfeile 13,14,15,16) konzentriert ist, so entsteht ein Moment, welches bestrebt ist, den in Hohlzylinderachsrichtung gesehenen mittleren Bereich des Meßkörpers nach außen zu biegen. Dabei entsteht in entsprechender Weise eine hohe ringförmige, tangentiale Zugspannung in dem genannten mittleren Bereich (siehe die horizontalen Pfeile in Figur 1b) die in radialer Richtung im wesentlichen konstant ist.
Figur 2 zeigt eine ringförmige Lastmeßzelle 17 nach der Erfindung mit mehreren über den Umfang verteilten Spannungsgebern 13, 19> 20 usw., von denen jeder entweder ein magnetoelastisciaer Geber (z.B. nach der DE-PE 955 272) oder ein Drahtdelinunrsgebern ist. Auf beiden Seiten jedes Gebers ist ein im wesentlichen axial gerichteter und radial durchgehender Schlitz (21 - 24 usw.) vorhanden, dessen axiale Länge kleiner als die Höhe der Zelle 17 ist und der an keiner Seite bis an die Belastungsfläche 7 bzw. 3 reicht. Diese Schlitze (21 - 24) schirmen die Spannungsgeber (13 - 20) gegen die obengenannten tangentialen Druck- oder Zugspannungen ab, die durch eine in radialer Richtung ungleichmäßige Lastverteilung verursacht werden. Die Schlitze sollen nahe an den Gebern liegen, jedoch nicht so nahe, daß der magnetische Fluß an den magnetoelastischen Gebern beeinträchtigt oder das Messen an den Drahtdehnungsgebern gestört wird, wohl ab sr so nahe, daß störende tangentiale Spannun.^sf eider nicht in die Bereiche zwischen zwei einen Geber begrenzende Schlitze (z.B. 22 und 23) gelangen. /7
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Die La s tine β ζ eile nach der Erfindung kann auch bei schwierigen Selastungsfallen verwendet werden, beispielsweise dann, wenn der ringförmige Meßkörper dazu neigt, sich zu verdrehen.
Die eingangs genannten tangentialen Spannungen können auch auftreten, wenn der I'.eßkörper kein geschlossener Ring ist, sondern sich nur über einen Rir.gbogenabschnitt erstreckt, dessen Bogenlänge im Verhältnis zur Höhe nicht vernachlässigbar ist (siehe Figur 3). Aus diesem Grunde müssen die Schlitze 21 bis 24 so nahe an der Meßstelle liegen, daß der von ihnen begrenzte Ringbogenabschnitt im Verhältnis zur Höhe relativ klein ist.
Die 2rfindung kann an Meßeleinenten anderer Art, beispielsweise an schwingenden Strängen zur Anwendung kommen und kann im Rahnen der nachstehenden Patentansprüche in vielfacher Weise variiert werden.
BAD OR/Q/*,;ÄL
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■ ι
Leerseite

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Ringförmige Lastmeßzelle mit ringförmigen stirnseitigen Be-"astungsflachen zum Wessen von Druckkräften in Richtung der
ingachse mit an mehreren Stellen des Umfanges angeordneten Ke.?- .lementen, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten der Keßelenente ( 1::-2O) im wesentlichen axial gerichtete und im v/ es entlichen radial durchgehende Schlitze (21-24) vorhanden sind, welche Schlitze die Meßelemente gegen tangentiale Zug- bzw. Druckspannungen abschirmen, die bei einer überwiegenden Belastung des inneren oder äußeren Bereichs einer oder beider ringförmigen Belastungsflächen (7, S) auftreten.
2. Lastmeßzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ileßelemente magnetoelastische Geber, Drahtdehnungsgeber oder mit einem schwingenden Strang arbeitende Geber sind.
/ BAD ORiQINAU
/2
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DE19803015535 1979-05-04 1980-04-23 Ringfoermige lastmesszelle Withdrawn DE3015535A1 (de)

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Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803015535 Withdrawn DE3015535A1 (de) 1979-05-04 1980-04-23 Ringfoermige lastmesszelle

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FR (1) FR2455734A1 (de)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19623741A1 (de) * 1996-06-14 1997-12-18 Wittenstein Motion Contr Gmbh Einrichtung zur Erfassung und Auswertung der auf einen Spindeltrieb einwirkenden Betriebskraft

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5127277A (en) * 1989-07-26 1992-07-07 Lucas Industries Public Limited Co. Measuring loads on vehicle wheels
SE8904082D0 (sv) * 1989-12-04 1989-12-04 Skf Nova Ab Hjullagerenhet
SE470196B (sv) * 1992-05-05 1993-11-29 Asea Brown Boveri Tredimensionell magnetoelastisk kraftgivare
US6658924B2 (en) 1999-01-22 2003-12-09 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Method for measuring dynamic characteristics of wheel of vehicle
JP4086397B2 (ja) 1999-01-22 2008-05-14 横浜ゴム株式会社 車輪の動荷重特性計測装置
FR2890442B1 (fr) * 2005-09-08 2007-12-07 Renault Sas Dispositif de mesure d'un effort de serrage axial entre deux brides annulaires

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1118497B (de) * 1959-04-16 1961-11-30 Asea Ab Halter fuer zur Druckmessung dienende Organe
US3136157A (en) * 1960-07-11 1964-06-09 Toledo Scale Corp Load cell apparatus
US3093999A (en) * 1959-09-23 1963-06-18 Asea Ab Magnetoelastic force measuring device
FR1585950A (de) * 1968-07-12 1970-02-06
SE326844B (de) * 1968-12-09 1970-08-03 Asea Ab
US3914992A (en) * 1974-08-12 1975-10-28 Us Interior Load measuring gage

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19623741A1 (de) * 1996-06-14 1997-12-18 Wittenstein Motion Contr Gmbh Einrichtung zur Erfassung und Auswertung der auf einen Spindeltrieb einwirkenden Betriebskraft
US6189391B1 (en) 1996-06-14 2001-02-20 Wittenstein Motion Control Gmbh Linear drive having a device for sensing and evaluating an operational force acting thereon

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Publication number Publication date
JPS56629A (en) 1981-01-07
SE7903900L (sv) 1980-11-05
FR2455734A1 (fr) 1980-11-28
GB2052078A (en) 1981-01-21
GB2052078B (en) 1983-03-09

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