DE3407641A1 - Elektromechanischer kraft-elektrosignalwandler - Google Patents

Description

3 Elektromechanischer Kraft-Elektrosignalwandler

Der Gegenstand der Erfindung ist ein Kraft-Elektrosignalwandler, mit einem die zu messende Kraft aufnehmenden Teil sowie mit einem Meßelement und mit einem die Reaktionskraft übergebenden Teil.

Es ist bekannt, daß das Maschinenbauwesen in der technisehen Praxis auf dem Gleichgewicht der mechanischen Kraft wirkung beruht. Die Messung dieser Kraftwirkungen im technischen Leben ist eine häufige Aufgabe. Zu diesen Aufgaben können auch solche Anforderungen hinzukommen, daß die durch die Wirkung der Umgebung neben der zu messenden Kraft auftretenden dynamischen Kräfte (z.B. Schwingungen) für die Messungen ausgeschlossen werden sollen.

Die Meßaufgaben werden oft durch elektrische Meßmethoden gelöst. Die Kraftmessung mittels elektrischer Methoden ist vor einigen Jahrzehnten eingeführt worden und hat sich in der Praxis der industriellen Meßtechnik verbreitet. Die Umformung des Kraft-Elektrosignals wird meistens mit Hilfe der sogenannten Piezoresistivität verwirklicht. Bei solchen Meßwandlern ist im allgemeinen diese Meßson de aus piezoresistivem Material im Meßkörper unterge bracht. Der Meßkörper, als mechanischer Dipol ausgeführt, erleidet eine Deformation zwischen der aktiven Kraft und der Reaktionskraft. Dementsprechend kommt das Kräftegleichgewicht durch das im Meßkörper auszubildende me-

chanische Spannungsfeld zustande. Die Meßsondenwiderstände auf der Oberfläche des Meßkörpers ändern sich infolge der durch die mechanische Spannung entstehenden Deformation und bringen i.a. eine elektrische Meßbrücke aus dem Gleichgewichtszustand.

Die Kraftmeßzellen als Meßwandler können i.a. durch von der Gestaltung der Meßsonde, des Meßkörpers und der Meß-

brücke abhängige Merkmale beschrieben werden. Solche Meßwandler werden oft z.B. in industriellen Waagesystemen oder in den Meßeinrichtungen der elektronischen Materialprüfmaschinen verwendet.

Zu der Funktionstüchtigkeit ist aber der richtige Einbau der Meßwandler in den Maschinensystemen erforderlich. Eine Grundbedingung dazu ist, daß an der Kraft-Elektrosignalumformung nur die zu messende Kraft einen Anteil hat. Deshalb ist es erforderlich, daß die Meßrichtung des Meßwandlers und die Wirkungslinie der zu messenden Kraft zusammenfallen bzw. sich ihre Lage beidseitig im Verlaufe der Messung nicht ändert. Es ist auch wichtig, daß der Angriffspunkt der Kraft an einer gut bestimmten Stelle liegt und daß im Laufe der durch die Wirkung der Kraft auftretenden Deformation die Fortbewegung des Angriffspunktes ohne Erzeugung zusätzlicher Kräfte und zusätzlicher Spannungsfelder abläuft.

Man versucht die gleichzeitige Erfüllung der obigen Anforderungen für das richtige Funktionieren durch zahlreiche Konstruktionen zu lösen. Bekannt ist z.B. eine solche Lösung, bei der die übergabe der Kraft mit Hilfe von vermittelnden Elementen erfolgt. Solch ein vermitteln-

des Element kann z.B. eine in einem Sitz untergebrachte Kugel oder ein in eine Mulde bzw. in einen Ausschnitt passender Keil sein. Verwendbar ist z.B. auch eine derartige Linsenunterlage, die auf das Ende einer Achse paßt.

Der Angriffspunkt der Kraft kann auch unmittelbar auf

dem Meßkörper liegen. In diesem Fall kommt die Lösung häufig vor, bei der die den Angriffspunkt der Kraft bzw. Reaktionskraft des Meßkörpers tragenden Oberflächen kugelförmig sind.

Bekannt ist auch die Lösung, bei der die Reaktionskraft auf einem aus Kugeln bestehenden Feld zustande kommt.

Keine von diesen Lösungen sichert aber die restlose Befriedigung der oben aufgezählten Anforderungen.

Zweck der Erfindung ist also die Herstellung derartiger Konstruktionen, durch die die für das richtige Funktionieren des Meßwandlers notwendigen Anforderungen gleichzeitig und restlos befriedigt werden können.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung insbesondere dadurch gelöst, daß sich zwischen dem die zu messende Kraft aufnehmenden Teil und der Meßsonde aneinander angepaßte Oberflächen befinden, die die Bewegung der Meßsonde in deren Achsrichtung und/oder ihre räumliche Verdrehung um einen Punkt zulassen; der die Reaktions- !5 kraft übergebende Teil aber ist fest eingespannt. Zwischen dem die zu messende Kraft aufnehmenden Teil und der Meßsonde befindet sich vorzugsweise auch eine die Bewegungsenergie absorbierende elastische Schicht.

Die die Fortbewegung in Achsrichtung ermöglichenden aneinander angepaßten Oberflächen können als äußere Oberfläche der die Meßsonde bildenden Achse und eine innere Oberfläche einer Hülse bzw. eines Einsatzes ausgebildet

sein.
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Die die räumliche Drehung um einen Punkt ermöglichenden aneinander angepaßten Oberflächen sind vorzugsweise als ein Kugelgelenk bildende Kugelflächen ausgebildet.

Die die Bewegungsenerie absorbierende Schicht ist ein elastisches Material, vorteilhafterweise eine Gummieinlage.

Mit der Erfindung ist nicht nur die gleichzeitige und restlose Erfüllung der aufgezählten Forderungen verwirklichbar, sondern sie ermöglicht auch, daß an den Stellen der Abstützungen (oder Aufhängungen) in zwei, drei oder mehrere Abstützungen (oder Aufhängungen) enthaltenden Sy-

stemen die Deformation der Meßwandler unabhängig voneinander zustandekommt. So hat die Deformation der Lastträgerkonstruktion auf den Meßwandler keinen Einfluß. Das ist nicht nur im Falle irgendeiner Deformation der aus der zu messenden Kraftwirkung stammenden Lastträgerkonstruktion so, sjondern auch im Falle einer davon unabhängigen, infolge von Wärmeausdehnung, eines Winddruckes usw. zustandekojmmenden Deformation.

Die Konstruktion gemäß der Erfindung ist in erster Linie ein Tragetyp: sie ist im Falle von Meßwandlern in bolzenförmiger Gestaltung bei gekröpfter, verdrehter oder sonstiger komplexer Verwendung anzuwenden. Sie ist aber auch bei den traditionellen Meßwandlern in gegebenem Fall vorzüglich verwendbar.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß die verwendete elastische Schicht im Laufe der Messung einen bedeutenden Teil von Störwirkungen beseitigt. In der elastischen Schicht (solche werden sonst hauptsächlich auf vielen Gebieten für die Dämpfung von Schwingungen verwendet) führt die Verschiebung der Meßsonde zu innerer Reibung und so wird die aus der Schwingung stammende Bewegungsenergie umgewandelt in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben.

Der Kraftumformer gemäß der Erfindung ist als Maschinenelement an der Stelle der Kraftbestimmung ein Teil der

mechanischen Konstruktion. Das Meßelement oder der Meß-30

körper des Kraftumformers ist im Kraftwirkungsprozess zwischen der zu messenden Kraft und der den Widerstand sichernden Reaktionskraft plaziert.

Die Erfindung und weitere Einzelheiten der Erfindung wer-35

den an ÄusfUhrungsbeispielen, mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. In deir Zeichnung zeigt:

Fig. 1 die Verwendung einer Ausführungsform des Meßwandlers entsprechend der Erfindung bei der Abstützung eines Behälters,

Fig. 2 ein Einbauschema des Meßwandlers,

Fig. 3 den Getriebearbeitsplan einer Ausführungsform der Konstruktion entsprechend der Erfindung,

Fig. 4 den theoretischen Getriebearbeitsplan einer . anderen Ausflihrungsform der Konstruktion entsprechend der Erfindung,

Fig. 5 die Skizze der Ausführung und Plazierung des in dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ver

wendeten Meßwandlers,

Fig. 6 eine Skizze eines anderen Systems von Meßwandlern ,

eine eingebaute Ausführungsform der Meßsonde entsprechend der Erfindung im Längsschnitt,

eine andere Ausführungsform der Meßsonde entsprechend der Erfindung, und

Fig. 9 eine weitere eingebaute Ausführungsform der Meß· sonde entsprechend der Erfindung.

In der letzten Zeit verbreitet sich bei den Kraftmeßwandlern immer mehr der Meßkörper vom Trag- oder Achsentyp. Der Meßkörper kann ein beidseitig eingespannter Träger, ein an beiden Enden abgestützter Träger oder ein an beiden Enden eingespannter Träger sein.

20	Fi	g.	7
	Fi	g·	8
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Im allgemeinen Fall wirkt die Kraft F im Angriffspunkt D auf einen Meßkörper (Fig. 3 und Fig. 4). Der Meßkörper

und die Kraft F können auf ein Koordinatensystem (x, y, z) bezogen werden. Von der Geometrie des Meßkörpers, der Richtung der Wirkungslinie, dem Angriffspunkt und der Größe der Kraft F wird die Beanspruchung des Meßkörpers bestimmt. Diese Beanspruchung besteht in Abhängigkeit von den geometrischen Abmessungen aus elementaren Beanspruchungen, nämlich dem Druck, dem Zug, der Schubbeanspruchung, der Biegung und/oder der Dehnung. Diese Beanspruchungen verursachen im Meßkörper ein Spannungsvektorfeld p(v), in welchem der Kraftfluß an der Einspannstelle (oder an den Einspannstellen) bzw. an der Abstützstelle (oder den Abstützstellen) von der Reaktionskraft R (oder der resultierenden Reaktionskraft) geschlossen wird.

Die Fig. 1 zeigt die Verwendung einer Meßsonde vom Bolzentyp als Beispiel. Der Behälter 1 wird über die Beine

2 an dem Fundament befestigt. Zwischen dem Behälter 1 und den Beinen 2 sind die Meßsonden 3 plaziert. Die Meßsonden 3 befinden sich in solchen Spannvorrichtungen, die die feste Verbindung sowohl mit dem Behälter 1 als auch mit den Beinen 2 sichern.

Die Spannvorrichtung ist aus Fig. 2 ersichtlich. Sie ist an den Beinen 2 und an der Fundamentplatte 4 befestigt, und zwar bei dem dargestellten Beispiel über eine lösbare Verbindung. An der Fundamentplatte 4 sind die Auflageböcke 5 angeschraubt und die bolzenförmige Meßsonde 3 ist darin eingespannt. So besteht zwischen der Meßsonde

3 und der Fundamentplatte 4 eine feste Verbindung: die

Meßsonde 3 funktioniert als ein an beiden Enden eingespannter Träger. Auf ihren mittleren Teil paßt das mittlere Halterungselement 6, welches aber mit der oberen Halterungsplatte 7 fest gekuppelt ist. Die obere Halterungsplatte 7 sichert den Anschluß an die an dem Behälter 1 be-

festigte Konsole 8. Die Meßsonde 3 ist über das Kabel 9 mit der Meßeinheit verbunden.

Infolge der Belastung werden sowohl der Behälter 1 als

auch die Beine 2 deformiert. Zu den Deformationen kommt noch die Deformation der Meßsonde 3 hinzu. Diese wirken durch ihre feste Verbindung aufeinander.

Indem wir die theoretisch mögliche Deformation des Meßsonden überprüfen, können wir mit den festgeklemmten Halterungen folgendes gewinnen:

Die zu messende Kraft und die räumliche Position der Reaktionskraft und ihre relative Lage im Verhältnis zum Meßkörper machen durch dessen möglichen geometrischen Formen eine unendliche Vielfalt von Meßwandlern verwirk-1 ichbar.

Unter diesen Kräften zeigen sich das in dem Meßkörper entstandene Spannungsfeld, sowie der für das Meßkörpermaterial charakteristische Elastizitäts-Schubelastizitätsmodul als relative Dehnung (Verkürzung) und/oder als relative Torsion. Genauso kommt in jedem an den Meß sonden 3 angeschlossenen Konstruktionselement durch die Beanspruchung irgendeine Deformation zustande. Die Deformationen ergeben letztendlich eine Resultierende, die sich aus den Komponenten der Verschiebung und der Torsion

zusammensetzt.
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Im Meßkörper können zu jeder Zeit eine Richtung und eine Achse angegeben werden z.B. die neutrale Achse der Torsion.Ähnlich kann eine in der durch die Wirkungslinien der erwähnten Kräfte bestimmten Ebene liegende "Achsli-

nie", die in einer ausgewählten Richtung des gegebenen Koordinatensystems angeordnet ist, im Meßkörper angegeben werden. An dem Meßwandler können eine Wirkungslinie und ein Angriffspunkt angegeben werden.

Diese Wirkungslinie ist die "Meßrichtung". Bei Anwendung

des Meßwandlers ist die Sicherste!!ung der Unveränderlichkeit der gegenseitigen Lage der Wirkungslinien der

Meßrichtung und der zu messenden Kraft erforderlich. Für die richtige Messung ist also eine Ausführungsform des Meßwandlers erforderlich, die diese Anforderungen sicherstellen kann. Manche Meßwandler können diese Bedingung nur annähernd erfüllen, weil die Verschiebung und die Torsion immer vorhanden sind.

Das oben Erwähnte kann man ganz einfach z.B. anhand des in Fig. 3 dargestellten einseitig eingespannten Trägers einsehen. Die zu messende Kraft F verläuft quer zur neutralen Faser und ihre Wirkungslinie kann sich aufgrund der am Träger aufgehängten Masse G parallel zu sich selbst verschieben. Die Masse G ist an dem Aufhängepunkt D des Trägers so angeschlossen, daß die durch den Schwer punkt S der Masse G und den Aufhängepunkt bestimmte Ge rade mit der Richtung der Fallbeschleunigung g, bzw. der Kraftwirkungslinie F stets zusammenfällt. Der Biegehebelarm des Trägers ist im unbelasteten Zustand 1 . Durch die Belastung wird der Träger um den Wert ν durchgebogen, jedoch ändert sich dabei die Länge 1 nicht. Es ändert sich aber der kürzeste Abstand des Aufhängepunktes D von der Einspannstelle, d.h. er wird kurzer: 1 .

Das ursprüngliche lineare Kennliniendiagramm wird wegen der Verkürzung unlinear und das Maß der Änderung überschreitet die zulässigen Fehlergrenzen.

Die Verkürzung muß durch das Beibehalten des Abstandes der Aufhängungsstelle behoben werden. Dies ist durch eine Konstruktion mit einem Kugelgelenk und einer Doppelkulisse lösbar (siehe die Fig. 4). Das Kugelgelenk sichert die Verdrehbarkeit, so daß die Gerade DS zu der Fallbeschleunigung (oder zu einer anderen gegebenen Richtung) stets parallel bleibt.

Das Kulissenwerk 11 stellt die Aufrechterhaltung des Abstandes 1 sicher und das Kulissenwerk 12 stellt die

der aus der Durchbiegung entstandene Verkürzung entsprechende Verschiebung sicher.

Wir haben die obigen Prinzipien auch bei dem dargestellten Beispiel verwendet. Den Behälter 1 aus der Fig. 1 haben wir über die Meßsonden 3A, 3B, 3C in der aus Fig. ersichtlichen Weise abgestützt. Die Fig. 5 zeigt das kinematische Schema des Meßsondeneinbaus 3A, 3B, 3C. In den Halterungsböcken 5 an den Beinen 2 des Behälters 1 sind jeweils die beiden Achsenden der bolzenförmigen Meßsonden 3A, 3B und 3C eingeklemmt. In den an dem Behälter 1 befestigten Halterungselementen 6 auf der oberen Halterungsplatte 7 sind Kugelsitze 12 ausgebildet, in denen die an die Manteloberflächen der Meßsonden 3A, 3B und 3C anmontierten oder daran ausgebildeten komplementären Kugelflächen geführt werden.

An der Meßsonde 3A ist eine Kugelfläche unmittelbar ausgebildet, so daß die Meßsonde 3A in dem Kugelsitz 12 nur zu einer räumlichen Verdrehung fähig ist. Auf den zylindrischen Mantel der Meßsonden 3B und 3C sind Kugelflächen aufweisende Einsätze 13 verschiebbar aufgezogen; dementsprechend ist an diesen Abstützpunkten neben der räumlichen Verdrehung auch eine Verschiebung in Achsrichtung der Bolzen möglich.

Im montierten Zustand sind die Meßsonden 3A, 3B und 3C mit ihren Längsmittelpunkten auf einem Kreis mit einem Radius R angebracht und ihre Längsachsen schneiden einander in dem Kreismittelpunkt K-|.

Infolge der Belastung und der Temperatur werden die Abstützkonstruktion (der Sockel 2) und der das zu messende

Material enthaltende Behälter auf unterschiedliche Weise 35

deformiert; man kann nämlich keine von den beiden absolut starr verwirklichen. Diese Unterschiede schaffen für die Meßsonden außer des Gewichtes noch zusätzliche Kräf-

NAOHaBRtStOHTj

te, die man für die Messung beseitigen muß.

Da sich der Behälter 1 an dem Ort der Meßsonde 3A in Radiusrichtung nicht fortbewegen kann, kann er sich nur am Kreis entlang verdrehen, dessen Radius R vom Mittelpunkt des Meßsondenkugelmantels 3A aus gerechnet wird. Infolge der die Fortbewegung der Meßsonden 3B, 3C in Radiusrichtung ermöglichenden Ausführung, gerät der Mittelpunkt K. des Behälters 1 im Verhältnis zu seiner ursprünglichen Lage als Ergebnis der unterschiedlichen Deformationen an dem Kreisbogen mit dem Radius R entlang in einen Abstand von R₂ + AR₂ °zw. R₃ - AR₃ zu den Meßsonden 3B bzw. 3C. Die Position der Meßsonden 3A, 3B und 3C bleibt dabei natürlich am Umfang des Behälters unverändert.

Schließlich ist in der räumlichen Lage des Behälters der Mittelpunkt der Meßsonde 3A ein sich nicht bewegender Punkt und der Behälter 1 kann sich im Verhältnis zu den Beinen 2 um diesen Mittelpunkt verdrehen, so daß die

Deformation der Meßsonden 3A, 3B und 3C nur von dem Gewicht des Behälters abhängig ist. Aus Fig. 6 ist eine derartige Anordnung ersichtlich, bei welcher der Behälter auf dem Sockel verdrehfest festgelegt werden soll. Dies wird durch eine in der Hülse 14 verschiebbare Ab-Stützung der Meßsonde 3C erreicht.

Die Hülse 14 ist ähnlich wie die Kugel einsätze 13 in das Halterungselement 6 - vorzugsweise über eine elastische

Schicht - eingebettet. Die Ausführung der Meßsonden 3A 30

und 3B ist bei dieser Lösung zu der Ausführung der in Fig 5 dargestellten Meßsonde 36 gleich.

Da bei der Meßsonde 3C nur eine Fortbewegung des Behälters in Achsrichtung des Meßbolzens zustande kommen kann,

werden die durch die Belastung und die Temperatur verursachten Unterschiede der Deformation durch die Verdrehung und die Verschiebung der Meßsonden 3A und 3B in deren

Achsrichtung, sowie die Verschiebung der Meßsonde 3C in deren Achsrichtung ausgeglichen, so daß auf die Meßsonden ausschließlich das aus der Belastung stammende Gewicht übergeben wird. Damit ist die Möglichkeit der BiI-dung jeglicher zusätzlicher Kräfte beseitigt.

Im dargestellten Beispiel haben sich die Längsachsen der Meßsonden in einem Punkt geschnitten, das heißt die Meßsonden befanden sich in einer "Stern"-Anordnung. Die Meßsonden können aber auch so plaziert werden, daß ihre Achsen paarweise einander schneiden. In diesem Fall kann die richtige Betätigung der Meßsonden so gesichert werden, daß ihre Halterung außerhalb der Schnittpunkte erfolgt.

Im weiteren werden einige Ausführungsbeispiele der in den Fig. 5 und 6 durch ihre kinematischen Schemata dargestellten Meßsonden beschrieben.

In Fig. 7 ist eine Meßsonde in eingebauter Position abgebildet, der die in Fig. 6 dargestellte Meßsonde 3B entspricht. Dieser Einbau ermöglicht eine Verschiebung in Achsrichtung der Meßsonde 3B und eine räumliche Verdrehung der Meßsonde. Das eine Ende der Meßsonde 3B ist in dem Halterungsbock 5 der befestigten Anlage eingespannt. Das Einspannen der Meßsonde 3B in der gewünschten Lage erfolgt mit Hilfe von Kompaßoberflächen 15.

Der Meßwandler 3B ist als Zylinderbolzen ausgebildet und auf dem aus dem Halterungsbock 5 herausragenden Teil

ist eine Hülse 14 verschiebbar angebracht. Auf der Hülse 14 ist über eine elastische Schicht 16 ein Einsatz 13 mit einer Kugelmanteloberfläche angebracht, der in dem Kugel sitz 12 verdrehbar geführt ist. Dieser Einsatz 13 trägt

das die Belastungskraft aufnehmende Halterungselement 35

6 der Konstruktion.

Durch die Wirkung der Belastungskraft F wird der Meßwand-

wandler 3B deformiert. Da aber die Hülse 14 entlang der Achse des Meßwandlers 3B verschiebbar ist und sich das Halterungselement 6 auf dem Kugelmantel des Einsatzes 13 in eine beliebige Richtung verdrehen kann, bleibt die Wir kungslinie der Belastungskraft F ungeändert. Darüberhi- naus wird von der elastischen Schicht 16 die Dämpfung der verschiedenen dynamischen Schwingungen sichergestellt.

Es ist zweckmäßig, die Anpassung in der Konstruktion auf die Weise vorzunehmen, daß die Wirkung der auf den Mänteln des Meßwandlers 3B und des Einsatzes 13 entstehenden Reibkräfte für die Umformung des Kraft-Elektrosignals keinen Schaden verursacht, bzw. daß ihre Wirkung auf mechanischem und/oder elektrischem Wege kompensierbar ist. 15

Wenn das Maschinenelement der Konstruktion, auf welches die Belastungkraft F wirkt, orientiert gehalten werden muß und eine Fortbewegung nur der Wirkungslinie entlang zulässig ist, während sich der Meßwandler verdrehen kann (Fig. 5, Meßwandler 3A), dann kann die Konstruktion nach Fig. 8 verwendet werden. Nach dieser Figur ist der Meßwandler 3A mit seinem einen Ende in den Halterungsbock 5 ebenfalls orientiert eingespannt. Auf seiner Manteloberfläche ist ohne Zwischenhülse unmittelbar die ela- stische Schicht 16 angebracht, die von dem Einsatz 13 mit der Kugelmanteloberfläche umgeben ist. Dementsprechend kann sich das Halterungselement ohne Verschiebung in Achsrichtung an dem Kugelmantel des Einsatzes 13 nur verdrehen.

Aus Fig. 9 ist die dem Meßwandler 3C aus Fig. 6 entsprechende Konstruktion ersichtlich. Der Meßwandler 3C ist auch in diesem Fall von der Kompaßoberfläche 15 orientiert im Halterungsbock 5 einseitig eingespannt. An den 35

Mantel des Meßwandlers 3C ist auch hier unmittelbar die

elastische Schicht 16 angepaßt, auf welcher die Hülse 14 plaziert ist. Im Laufe der unter der Wirkung der Meß-

kraft F zustandekommenden Deformation kann sich das Halterungselement 6 im Verhältnis zum Meßwandler 3C nur in dessen Achsrichtung bewegen, d.h. es behält seine Orientiertheit.
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Natürlich sind die in den Fig. 7 bis 9 dargestellten Konstruktionen nur Beispiele für die Ausführung von Meßsonden entsprechend der Erfindung. In der Praxis können davon abweichende zahllose Konstruktionen gefertigt werden. Man kann z.B. die Kugelmantel oberfläche unmittelbar auf dem Meßwandler ausbilden (Fig. 5, Meßwandler 3A); in diesem Fall ist es aber zweckmäßig, die elastische Schicht im Halterungselement unterzubringen.

Man kann auch eine derartige eingebaute Konstruktion bauen, bei der der Meßwandler als ein an beiden Enden eingespannter Träger, d.h. mit zwei oder mehr Stützen, ausgebildet ist. (Fig. 5: 3B, 3C, Fig. 6: Meßwandler

3A, 3B).
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Ein gemeinsamer Vorteil jeder Konstruktion ist, daß die Meßwandler infolge der Ausführung gemäß der Erfindung nur durch die zu messende Kraft belastet werden, so daß die Bildung der sich aus verschiedenen Deformationen der Konstruktion und der Meßsonden ergebenden sonstigen Kraftwirkungen vermieden werden kann.

Claims (5)

1. Patentansprüche

   ^Λ

   ι 1.) Elektromechanischer Kraft-Elektrosignalwandler mit einem die zu messende Kraft aufnehmenden Teil, sowie mit einer Meßsonde und mit einem die Reaktionskraft übergebenden Teil, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem die

   zu messende Kraft (F) aufnehmenden Teil und der Meßsonde

   (3A, 3B, 3C) aneinander angepaßte, die Verschiebung in

   Achsrichtung der Meßsonde und/oder deren räumliche Verdrehung um einen Punkt ermöglichende Oberflächen befinden und der die Reaktionskraft übergebende Teil

   fest eingespannt ist. 35

   I/P -2-

   Telefon (089) 293413 und 293414 · Telefax (089) 222066 · Telex 5212306 jepa d · Telegramm Steinpat München

   340764
2. 2. Kraft-El ektrosignalwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verschiebung in Achsenrichtung ermöglichenden aneinander angepaßten Oberflächen als eine äußere Oberfläche der die Meßsonden (3A, 3B, 3C) bildenden Achse und eine innere Oberfläche einer Hülse (14) bzw. eines Einsatzes (13) ausgebildet sind.
3. 3. Kraft-Elektrosignalwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die räumliche Verdrehung um einen Punkt ermöglichenden Oberflächen eine auf dem äußeren Mantel der die Meßsonde (3A, 3B, 3C) bildenden Achse oder auf einem an den Mantel angepaßten

   Einsatz (13) ausgebildete Kugelflächen sind.
4. 4. Kraft-Elektromeßwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Meßsonde (3A, 3B, 3C) und dem die zu messende Kraft (F) aufnehmenden Teil eine die Bewegungsenergie ab sorbierende elastische Schicht (16) befindet.
5. 5. Kraft-El ektrosignalwandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bewegungsenergie absorbierende Schicht (16) aus einem elastischen Material, vorzugsweise einer Gummieinlage, besteht.