DE3405127C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraftaufnehmer, bestehend aus einem vollzylindrischen Verformungskörper, auf dessen Oberfläche längs und quer zur Zylinderachse ausgerichtete Dehnungsmeßstreifen nebeneinander aufge­ bracht sind, wobei das Verhältnis von Länge zu Durch­ messer des Verformungskörpers einen Wert zwischen 1,7 und 2,3 aufweist.

Ein solcher Kraftaufnehmer ist aus dem Aufsatz "VDI-Berichte, Nr. 137, 1970, Seite 5 bis 7" bekannt. Der Kraftaufnehmer besteht aus einem vollzylindrischen Verformungskörper, auf dessen Oberfläche quer zur Zylinderachse ausgerichtete Dehnungsmeßstreifen aufge­ bracht sind. Das Verhältnis von Länge zu Durchmesser des Verformungskörpers sollte einen Wert von ungefähr 2 aufweisen. Bei derartigen Kraftaufnehmern treten jedoch Probleme wegen der Nichtlinearität der Kennlinie des Kraftaufnehmers auf.

Ein weiterer Kraftaufnehmer ist aus der DE-OS 28 02 176 bekannt, der aus einem Verformungskörper besteht, auf dessen Oberfläche längs zur Zylinderachse ausgerichtete Dehnungsmeßstreifen aufgebracht sind. Der Verformungs­ körper ist nicht vollzylindrisch, sondern weist im Bereich der Dehnungsmeßstreifen eine Einschnürung auf. Offensicht­ lich sind die Dehnungsmeßstreifen symmetrisch zur Mitte des Verformungskörpers aufgebracht. Nach der Zeichnung beträgt der Abstand des der Krafteinleitung abgewandten Endes des Verformungskörpers von der Mitte des unteren Dehnungsmeßstreifens den 1,1-fachen Wert des Durchmessers des Verformungskörpers im Bereich der Dehnungsmeß­ streifen. Das Linearitätsproblem wird in der DE-OS nicht angesprochen.

Ein ähnlicher Kraftaufnehmer ist aus der DE-OS 26 25 888 bekannt. Dieser Kraftaufnehmer besitzt ebenfalls keinen vollzylindrischen Verformungskörper, da auch er eine Einschnürung sowie mehrere Querbohrungen aufweist. Durch diese zusätzlichen Bohrungen soll eine lineare Kennlinie des Kraftaufnehmers geschaffen werden.

Auch aus dem DE-GM 80 30 920 ist ein Kraftaufnehmer mit einem Verformungskörper bekannt, der zur Vermeidung von Linearitätsfehlern mit quer zur Richtung der zu messenden Kraft liegenden Bohrungen versehen ist, auf deren Grund­ flächen die Dehnungsmeßstreifen angeordnet sind. Diese Bohrungen erfordern aber zusätzliche Herstellungsschritte, die den Kraftaufnehmer erheblich verteuern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen einfachen und preisgünstigen Kraftaufnehmer mit einer linearen Kennlinie zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei einem Kraftaufnehmer eingangs erwähnter Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abstand des der Krafteinleitung abgewandten Endes des Verformungskörpers von der Mitte des dazu nächstliegenden Dehnungsmeßstreifens den 0,65 bis 0,75-fachen Wert des Durchmessers des Verformungskörpers aufweist.

Hierbei wird die Kennlinie des Kraftaufnehmers lediglich durch eine gezielte Anordnung der Dehnungsmeßstreifen und durch eine einfache Dimensionierung des Verformungskörpers ohne zusätzliche kostspielige Herstellungsschritte line­ arisiert.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im fol­ genden anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Kraftaufnehmer mit einem vollzylindrischen Verformungskörper,

Fig. 2 einen Kraftaufnehmer, dessen Verformungskörper mit einer einstichartigen Verjüngung versehen ist.

Der in Fig. 1 dargestellte Kraftaufnehmer 1 besteht aus einem als Vollzylinder ausgebildeten Verformungskörper 2, auf dessen Oberfläche ein quer und ein längs zur Zylinder­ achse 5 ausgerichteter Dehnungsmeßstreifen 3 bzw. 4 ange­ bracht sind. Die Dehnungsmeßstreifen 3, 4 sind hinterein­ ander in Richtung der Zylinderachse 5 auf dem Verformungs­ körper 2 angeordnet. Sie können auch quer zur Richtung der Zylinderachse 5 nebeneinander auf dem Verformungskörper 2 angeordnet sein. Normalerweise sind die Dehnungsmeßstrei­ fen 3 und 4 dicht nebeneinander angeordnet, d.h. daß ihr gegenseitiger Abstand beispielsweise der Länge der einzel­ nen Dehnungsmeßstreifen entspricht. Die Dehnungsmeß­ streifen können aber auch einen größeren Abstand voneinan­ der aufweisen. Das Verhältnis von Länge H zu Durchmesser D des in Fig. 1 dargestellten Verformungskörpers 2 beträgt ungefähr zwei.

Eine lineare Kennlinie des Kraftaufnehmers 1 läßt sich er­ reichen, wenn der Abstand h des der Krafteinleitung 7 abgewandten Endes 6 des Verformungskörpers 2 von der Mitte des dazu nächstgelegenen Dehnungsmeßstreifens 4 etwa den 0,7fachen Wert des Durchmessers D des Verformungskörpers 2 aufweist.

Hat der Verformungskörper 12, wie in Fig. 2 dargestellt, aus konstruktiven Gründen das Maß L=2,3 D, so erreicht man die charakteristischen Eigenschaften des Kraftaufnehmers 8 dadurch, daß er mit einer einstichartigen Verjüngung 9 im Abstand H vom der Krafteinleitung abgewandten Ende 10 versehen wird.

Um einen Kraftaufnehmer 8 mit einer linearen Kennlinie zu erhalten, muß die Verjüngung 9 derart auf dem Verformungs­ körper 12 angebracht sein, daß das Verhältnis von Abstand H zu Durchmesser D des Verformungskörpers 12 ungefähr 2 ist. Auch hierbei entspricht der Abstand h der Mitte des Dehnungsmeßstreifens 11 vom Ende 10 des Verformungskörpers 12 etwa dem 0,7fachen Wert des Durchmessers D des Verfor­ mungskörpers 12.

Claims (1)

1. Kraftaufnehmer, bestehend aus einem vollzylindrischen Verformungskörper, auf dessen Oberfläche längs und quer zur Zylinderachse ausgerichtete Dehnungsmeßstreifen nebeneinander aufgebracht sind, wobei das Verhältnis von Länge (H) zu Durchmesser (D) des Verformungskörpers (2; 12) einen Wert zwischen 1,7 und 2,3 aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (h) des der Krafteinleitung abgewandten Endes (6; 10) des Verformungskörpers von der Mitte des dazu nächstliegenden Dehnungsmeßstreifens (4; 11) den 0,65 bis 0,75fachen Wert des Durchmessers des Verformungskörpers aufweist.