DE3245690C2 - Kraftaufnehmer - Google Patents

Abstract

Die Gehäuseumfangswand eines Dehnungsmeßstreifen-Kraftaufnehmers der Säulenbauart besteht aus zwei axial nebeneinanderliegenden Gehäuseringen (8, 13), die miteinander verschweißt sind. Der eine, größere Gehäusering (8) trägt eine Kabeldurchführung (10) und ist mit einer Ringmembran (6) verschweißt, die einstückig mit dem Verformungskörper (1) ausgeführt ist und auf der Innenseite eines Kraftausgleichsflansches (3) am einen Ende des Verformungskörpers (1) liegt. Der andere Gehäusering (13) ist mit dem anderen Kraftausgleichsflansch (4) verschweißt. Nach der Montage des mit der Kabeldurchführung (10) versehenen Gehäuserings (8) können alle Anschlüsse hergestellt und alle Maßnahmen zum Abgleich und zur Kompensation am fertig verdrahteten Kraftaufnehmer ausgeführt werden, bevor das Aufnehmergehäuse durch Einsetzen des anderen Gehäuserings (13) hermetisch verschlossen wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftaufnehmer mit einem hohlzylindrischen Verformungskörper, der mit Dehnungsmeßstreifen bestückt ist und an seinen beiden Enden einstückig mit nach außen ragenden Kraftausgleichsflanschen versehen ist, mit einem Aufnehmergehäuse, das eine den Verformungskörper mit Abstand umgebende, mit einer Kabeldurchführung versehene Gehäuseumfangswand aufweist, die am einen Ende mit einem der Kraftausgleichsflansche und am anderen Ende mit einer Ringmembran verbunden ist, deren innerer Rand mit dem Verformungskörper verbunden ist.

Kraftaufnehmer, die störenden und schädigenden Umwelteinflüssen ausgesetzt sind, insbesondere Schmutz, Feuchtigkeit und mechanischer Beanspruchung, müssen im Bereich ihrer die Dehnungsmeßstreifen tragenden Oberfläche durch ein Aufnehmergehäuse hermetisch dicht gekapselt und robust ausgeführt sein.

Bei einem bekannten Kraftaufnehmer der eingangs genannten Gattung (Rohrbach: Handbuch für elektrisches Messen mechanischer Größen, VDI-Verlag 1967, Seite 505 Bild G 8.2-13b) ist die Gehäuseumfangswand als einteiliger, hohlzylindrischer Mantel ausgeführt, der mit dem einen Ende des Verformungskörpers fest und mit dessen anderem Ende über eine Ringmembran verbunden ist Die Ringmembran entkoppelt den sonst durch das Gehäuse verursachten Kraftnebenschluß von dem hohlzylindrischen Verformungskörper. Bei dieser Konstruktion können sich bei häufig wechselnder BeIastung in den stark beanspruchten Schweißnähten an den Verbindungsstellen der Ringmembran Risse bilden, wodurch der Aufnehmer unbrauchbar wird.

Nach dem Zusammenbau des Kraftaufnehmers ist der Innenraum des Aufnehmergehäuses nichi mehr zugänglich; die für den notwendigen Abgleich des Xraftaufnehmers benötigten Bauteile "müssen daher in einem Kabelkasten untergebracht werden, der an der Außenseite der Gehäuseumfangswand angeordnet und auch nach dem Zusammenbau des Kraftaufnehmers noch zu- ^anglich ist Auch vier voluminöse Überspannungsschutzelemente, die bei blitzgefährdeten Anlagen vorgesehen werden, müssen innerhalb des Kabelkastens angeordnet sein, weil diese Bauteile mittels massiver Drähte mit dem Anschlußkabel verbunden sein müssen, da die wegen der Montage notwendigen dünnen flexiblen Leitungen zwischen der Kabeldurchführung in der Gebäudewand und der. Dehnungsmeßstreifen möglicherweise bei den bei einem Blitzschlag auftretenden hohen Strömen schmelzen könnten.

Der auf der Gehäuseaußenseite angebrachte Kabelkasten ist kostenintensiv und daher unerwünscht

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kraftaufnehmer der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, daß die Ringmembran wechsellastbeständig ist und vor mechanischer Beschädigung geschützt wird und daß ein Kabelkasten entbehrlich wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Ringmembran einstückig mit dem Verformungskörper ausgeführt ist und auf der Innenseite eines der beiden Kraftausgleichsflansche angeordnet ist, und daß die Gehäuseumfangswand aus zwei axial nebeneinanderliegenden Gehäuseringen besteht deren einer einen Innendurchmesser aufweist der größer ist als der Außendurchmesser des von der Ringmembran weiter entfernten Kraftausgleichsflansches, i'nd des mit der Kabeldurchführung versehen ist.

Die Ringmembran ist auf der Innenseite des Kraftausgleichsflansches gegen mechanische Beschädigungen geschützt. Am Innenrand der Ringmembran, d. h.

an der am stärksten auf Wechselbiegung beanspruchten Stelle, befindet sich keine Schweißnaht die zur Rißbildung neigen könnte.

Die Unterteilung der Gehäuseumfangswand in zwei Gehäuseringe ermöglicht es, zunächst einen der beiden Gehäuseringe zu montieren, der die Kabeldurchführung aufweist, durch die das Anschlußkabel in den Gehäuseinnenraum geführt ist. Auch die Überspannungs-Sc!:utzbauteile können auf der Innenseite des Gehäuserings angeordnet sein. Nach der Montage dieses ersten Gehäuserings können alle Anschlüsse hergestellt und insbesondere auch alle notwendigen Maßnahmen zum Abgleich und zur Kompensation vorgenommen werden, während der Gehäuseinnenraum noch von außen zugänglich, der Kraftaufnehmer im übrigen aber fertig montiert ist. Danach wird das Aufnehmergehäuse durch Aufsetzen des zweiten Gehäuserings hermetisch geschlossen. Alle empfindlichen Teile liegen innerhalb des Aufnehmergehäuses und sind dort nicht nur mechanisch gut geschützt, sondern auch hermetisch gegenüber der Umgebung abgedichtet.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die Ringmembran an ihrem Umfang einen zum weiter entfernten Kraftausgleichsflansch gerichte-

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ten Rohransatz aufweist, der mit dem Gehäusemantel Der Innendurchmesser des mit der Kabeldurchfüh-

verschweißt ist Dadurch wird erreicht, daß auch diese rung 10 versehenen Gehäuserings 8 ist größer als der Schweißnaht weitgehend von Biegewechselbeanspru- Außendurchmesser des unteren Kraftaiisgleichsflanchungen freigehalten wird. sches 4, so uaß der Gehäusering 8 in der in F i g. 3 ge-

Während der mit der Kabeldurchführung versehene 5 zeigten Weise bei der Montage in schräger Stellung Gehäusering einen größeren Innendurchmesser als der über den Kraftausgleichsflansch 4 geschoben werden Außendurchmesser des einen Kraftausgleichsflanschs kann. Anschließend wird der Gehäusering 8 mit dem aufweist, damit dieser Gehäusering mit den daran innen Rohransatz 7 der Ringmembran 6 verbunden und die vorstehenden Teilen über diesen Kraftausgleichsflansch Lötverbindungen mit den Dehnungsmeßstreifen 5 wergeschoben werden kann, hat der andere Gehäusering io den hergestellt In diesem Zustand ist der fertig verdrahvorzugsweise einen Innendurchmesser, der dem Außen- tete Kraftaufnehmer für die notwendigen Abgleich- und durchmesser des einen Kraftausgleicbsflansches ent- Kompensationsmaßnahmen vorbereitet. Diese werden spricht, da dieser andere Gehäusering ohne nach innen an mit den Dehnungsmeßstreifen 5 verbundenen, ebenvorstehende Teile ausgeführt ist und deshalb mit enger falls an der Außenseite des Verformungskörpers 1 sit-Passung über den Kraftausgleichsflansch geschoben 15 zenden Bauteilen 16 vorgenommen, solange der untere werden kann. Danach wird der Rand des Gehäuserings Gehäusering 13 noch nicht montiert ist
unmittelbar mit diesem Kraftausgleichsflansch verbun- Erst nach Abschluß der Abgleich- und Kompensa-

den, vorzugsweise verschweißt tionsarbeiten wird der Gehäusering 13, dessen Innen-

AIs zweckmäßig hat es sich erwiesen, diesen kleineren durchmesser dem Außendurchmesser des Kraftaus-Gehäusering an seinem anderen Rand mit einm Absatz 20 gleichsflanschs 4 entspricht, über diesen geschoben und zu versehen, in den der Rand des größeren Gehäuse- mit dem Gehäusering 8 und mit dem Vraftausgleichsrings paßt Dadurch erfolgt eine gegenseitige Zentrie- ring 4 dicht verschweißt,
rung der beiden Gehäuseringe.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausfüh- Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

rungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dar- 25

gestellt ist Es zeigt

F i g. 1 zur Hälfte im Längsschnitt und zur Hälfte in einer Seitenansicht einen Kraftaufnehmer,

F i g. 2 einen vergrößerten Teilschnitt im Bereich der Verbindung der Gehäuseumfangswand mit der Ringmembran und

F i g. 3 in einer Seitenansicht den Verformungskörper des Kraftaufnehmers nach F i g. 1, wobei einer der beiden Gehäuseringe während der Montage im Schnitt gezeigt ist

Der in F i g. 1 gezeigte elektromechanische Kraftaufnehmer der Säulenbauart weist einen hohlzylindrischen Verformungskörper 1, der an seinen beiden Enden nahe seinen der Krafteinleitung dienenden Stirnflächen 2 einstückig mit jeweils einem Kraftausgleichsflansch 3 bzw. 4 verbunden is'., die dazu dienen, die stirnseitig eingeleitete Kraft gleichmäßig auf den ganzen Umfang des Verformungskörpers zu verteilen. Im Bereich zwischen den beiden Kraftausgleichsflanschen 3. 4 sind auf der Außenfläche des Verformungskörpers 1 Dehnungsmeßstreifen 5 mit den zum Abgleich und zur Kompensation notwendigen Bauteilen aufgebracht.

Auf der Innenseite des einen Kraftausgleichsflanschs 3 d. h. auf seiner dem anderen Kraftausgleichsflansch 4 zugekehrten Seite, ist in geringem Abstand zum Kraftausgleichsflansch 3 und parallel zu diesem eine Ringmembran 6 angeordnet die einstückig mit dem Verformungskörper 1 ausgeführt ist. An ihrem Umfang weist die Ringmembran 6 einen zum weiter entfernten, gegenüberliegenden Kraftausgleichsflansch 4 gerichteten Rohransatz 7 auf (Fig.2), an dem ein Gehäusering 8 zentriert und durch eine Schweißnaht 9 befestigt ist

Der Gehäusering 8 weist eine Kabeldurchführung 10 mit durch Glas isolierten Stiften 111 auf, die über Leitungen mit den Dehnungsmeßstreifen 5 verbunden sind, ω Auf der Innenseite des Gehäuserings 8 liegen Überspannungs-Schutzbauteile 12.

Axial neben dem Gehäusering 8 liegt ein Gehäusering 13, dessen einer Rand einen Absatz 14 aufweist, an dem der Gehäusering 8 zentriert und durch eine Schweißnaht 15 dicht befestigt ist Der andere Rand des Gehäuserings 13 ist mit dem in Fig. 1 untenliegenden Kraftausgleichsflansch 4 verschweißt

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kraftaufnehmer mit einem hohlzylindrischen Verformungskörper, der mit Dehnungsmeßstreifen bestückt ist und an seinen beiden Enden einstückig mit nach außen ragenden Kraftausgleichsflanschen versehen ist, mit einem Aufnehmergehäuse, das eine den Verformungskörper mit Abstand umgebende, mit einer Kabeldurchführung versehene Gehäuseumfangswand aufweist, die am einen Ende mit einem der Kraftausgleichsflansche und am anderen Ende mit einer Ringmembran verbunden ist, deren innerer Rand mit dem Verformungskörper verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringmembran (6) einstückig mit dem Verformungskörper (1) ausgeführt ist und auf der Innenseite eines der beiden Kraftausgleichsflansche (3) angeordnet ist, und daß die Gehäuseumfangswand aus zwei axial nebeneinanderliegenden Gehäuseringen (8, 13) besteht, deren einer (8) einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als der Aüßcndurchrr.esser des von der Ringmembran (6) weiter entfernten Kraftausgleichsflansches (4), und der mit der Kabeldurchführung (10) versehen ist.

2. Kraftaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringmembran (6) an ihrem Umfang einen zum weiter entfernten Kraftausgleichsflansch (4) gerichteten Rohransatz (7) aufweist, der mit dem Gehäusemantel (8) verschweißt ist.

3. Kraftaufi!":hmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Hehäusering (13) einen Innendurchmesser aufweist, der dem Außendurchmesser des einen Kraftauigleichsflanchs (4) entspricht.

4. Kraftaufnahmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere Gehäusering (13) an seinem Rand einen Absatz (14) aufweist, in den der Rand des größeren Gehäuserings (8) paßt