DE3936525A1 - Einrichtung zum bestimmen von kraeften und drehmomenten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, die mindestens einen mit einer Auswerteeinheit und einer Anzeigeeinheit verbundenen Dehnungs­ meßstreifen aufweist, zum Bestimmen von Kräften und Drehmomenten, welche auf einen stabförmigen Körper, insbesondere auf eine Spindel einer Armatur, einwirken.

Zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer Armatur mit elek­ trischem, hydraulischem, pneumatischem oder manuellem Antrieb ist eine Messung der Kräfte und Drehmomente beim Schließen und Öffnen notwendig, die auf die Spindel der Armatur einwirken. Zur Durch­ führung dieser Messungen ist es bisher notwendig, aufwendige Kraft­ aufnehmer oder Drehmomentaufnehmer in der Armatur zu installieren. Zusätzliche Aufnehmer beeinflussen aber die Mechanik der Armatur. Außerdem sind bisher, da bekannte Aufnehmer nur schwer zu demontie­ ren und zu montieren sind, zur Überwachung einer Anlage, die mehrere Armaturen enthält, sehr viele Aufnehmer notwendig. An jeder Spindel müssen ständig Kraftaufnehmer oder Drehmomentaufnehmer vorhanden sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Bestimmen von Kräften und Momenten zu entwickeln, die einfach und schnell an einer Spindel zu montieren und auch wieder zu entfernen ist. Dadurch soll ermöglicht werden, daß Meßeinrich­ tungen bereitzuhalten sind, um sie gezielt nur für den Zeitraum einer Messung an einer Spindel anzubringen. Darüber hinaus soll die Einrichtung die Mechanik einer Armatur, die die Spindel ent­ hält, nicht beeinflussen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Dehnungsmeßstreifen auf einem inelastischen Band angeordnet ist, das an einem Umfang des stabförmigen Körpers diesen um­ schließend anzubringen ist.

Der stabförmige Körper ist in der Regel die Spindel einer Arma­ tur. Das inelastische Band ist leicht handhabbar und ist schnell und einfach an einer Spindel anzubringen. An der Spindel ist das Band stets an einem freien Teilstück, das nicht in der Stopfbuchse läuft, anzuordnen. Das Band und auch die Dehnungsmeßstreifen haben stets eine so geringe Dicke, daß durch ihre Montage an der Spindel die Arbeitsweise einer Armatur nicht beeinträchtigt wird.

Das inelastische Band, auf dem Dehnungsmeßstreifen anzuordnen sind, ist beispielsweise ein Metallband, das z.B. 0,03 mm bis 0,07 mm, insbesondere 0,05 mm dick ist. Ein solches Band ist unempfindlich hinsichtlich mechanischer Beanspruchungen beim Anbringen an der Spindel und beim Entfernen von der Spindel. Trotzdem ist das Metallband so dünn, daß Bewegungen der Spindel durch das Band nicht beeinträchtigt werden.

Auf dem Band sind beispielsweise zwei Dehnungsmeßstreifen ange­ ordnet, deren Mittelpunkte voneinander einen Abstand aufweisen, der dem halben Umfang des stabförmigen Körpers, der insbesondere eine Spindel ist, entspricht. Durch eine derartige Anordnung der Dehnungsmeßstreifen auf dem Band ist gewährleistet, daß nach An­ bringen des Bandes an der Spindel die Dehnungsmeßstreifen stets sich einander gegenüberliegend auf der Spindeloberfläche angeord­ net sind. Damit werden gute Meßergebnisse erzielt. Das Band mit den zwei in entsprechendem Abstand angeordneten Dehnungsmeßstreifen ermöglicht vorteilhaft ein schnelles Anbringen von zwei auf der Spindel einander gegenüberliegenden Dehnungsmeßstreifen ohne auf­ wendige Justierung. Dadurch ist es möglich, erst kurzfristig vor einer beabsichtigten Messung die erfindungsgemäße Einrichtung zum Bestimmen von Kräften und Drehmomenten zu montieren. Die erfindungs­ gemäße Einrichtung ist schnell und zuverlässig einsetzbar.

Falls erforderlich, können auf dem Band auch mehr als zwei Deh­ nungsmeßstreifen in geeignetem Abstand angeordnet sein. Zum Bei­ spiel sind vier Dehnungsmeßstreifen in einem Abstand, der einem Viertel des Spindelumfanges entspricht, möglich.

Beispielsweise sind auf dem Band mit den Dehnungsmeßstreifen Anschlußkabel, die mit Steckverbindern versehen sind, angeordnet. Dadurch ist das Anschließen einer Auswerteeinheit in kurzer Zeit möglich.

Zum Anbringen der erfindungsgemäßen Einrichtung auf einem stab­ förmigen Körper, insbesondere auf einer Spindel, wird das Band, das die Dehnungsmeßstreifen trägt, in der Regel auf die Oberfläche der Spindel aufgeklebt. Zuvor ist die Spindel von Fett zu reinigen. Zum Aufkleben wird ein geeigneter Kleber verwendet, der es ermög­ licht, das Band nach der Messung problemlos wieder von der Spindel zu entfernen. Das Band mit den Dehnungsmeßstreifen kann dann er­ neut verwendet werden. Wegen der geringen Dicke des Metallbandes, die ungefähr 0,05 mm beträgt, ist der Kleber in der Lage, die Ober­ flächendehnung der Spindel auf die Dehnungsmeßstreifen zu übertra­ gen.

Beispielsweise weist das Band an einem seiner Enden eine Öse auf zur Aufnahme seines anderen Endes. Beim Anbringen des Bandes an einer Spindel wird durch die Öse das andere Ende des Bandes hin­ durchgezogen. Damit wird die Fixierung des Bandes an der Spindel verbessert.

Ein Dehnungsmeßstreifen besteht zur Verbesserung der Meßgenauig­ keit beispielsweise aus drei fächerförmig angeordneten Meßgittern.

Nach einem weiteren Beispiel ist das Band, die Dehnungsmeßstrei­ fen und die Anschlußkabel überdeckend mit einer elastischen Feuchtigkeit abhaltenden und Knicke im Band verhindernden Masse beschichtet. Durch diese Schicht ist das Band zusammen mit den Dehnungsmeßstreifen vor äußeren Einwirkungen geschützt. Die Hand­ habung des Bandes wird dadurch deutlich erleichtert.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Bestimmen von Kräften und Drehmomenten wird insbesondere der Vorteil erzielt, daß Auf­ nehmer für Kraft und Drehmoment kurzfristig auf einem Körper, ins­ besondere auf einer Spindel einer Armatur, nicht nur anzubringen, sondern sogar justiert anzubringen sind. Die Aufnehmer sind auch schnell wieder zu entfernen und sind jederzeit erneut zu verwenden. Eine ständige Bestückung von Spindeln mit Aufnehmern ist mit der erfindungsgemäßen Einrichtung nicht länger erforderlich. Darüber hinaus beeinflußt die erfindungsgemäße Einrichtung im montierten Zustand die Bewegungen der Spindel nicht.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Bestimmen von Kräften und Drehmomenten, die an einem stabför­ migen Körper, insbesondere an einer Spindel einer Arma­ tur, einsetzbar ist;

Fig. 2 zeigt einen Teil einer Armaturenspindel, an die eine erfindungsgemäße Einrichtung montiert ist;

Eine Einrichtung 1 zum Bestimmen von Kräften und Drehmomenten nach Fig 1 besteht aus einem inelastischen Band 2, insbesondere aus einem Metallband, das 0,05 mm dick ist. Auf dem Band 2 sind zwei Dehnungsmeßstreifen 3 angeordnet. Jeder Dehnungsmeßstreifen 3 besteht aus drei fächerförmig angeordneten Meßgittern 31, 32 und 33. Der Abstand a der Mittelpunkte der beiden Dehnungsmeßstrei­ fen 3 voneinander entspricht dem halben Umfang des Spindeltyps, für den die Einrichtung 1 bestimmt ist. Dadurch befinden sich die Dehnungsmeßstreifen 3, nachdem das Band 2 nach Fig. 2 auf einem Umfang einer dort teilweise dargestellten Spindel 7 angeordnet ist, auf einander gegenüberliegenden Seiten der Spindel 7. Die Spindel 7 ist Bestandteil einer Armatur. Mit den Dehnungsmeßstrei­ fen 3 sind nach Fig. 1 Anschlußkabel 4 verbunden, die mit Steckver­ bindern 5 versehen sind. Die Anschlußkabel 4 sind auf dem Band 2 befestigt. An den Steckverbindern 5 ist eine Auswerteeinheit 8 an­ geschlossen, die mit einer Anzeigeeinheit 9 verbunden ist. An ei­ nem Ende des Bandes 2 ist nach Fig. 1 eine Öse 6 befestigt. Das gegenüberliegende Ende des Bandes 2 läuft spitz zu und ist beim Anbringen des Bandes 2 an einer Spindel 7 nach Fig 2 durch die Öse 6 hindurchzuführen. Zur weiteren Befestigung des Bandes 2 auf einer Spindel 7 ist eine Verklebung vorgesehen, die leicht wieder lösbar ist. Das gesamte Band 2 mit den Dehnungsmeßstreifen 3 und den Anschlußkabeln 4 ist mit einer nicht sichtbaren Feuchtigkeit abhaltenden Schicht überdeckt. Nach Fig. 2 ist bei an der Spindel 7 montiertem Band 2 durch die Öse 6 das dieser gegenüberliegende Ende des Bandes 2 hindurchgezogen. Auf diese Weise ist das Band 2 auf der Oberfläche der Spindel 7 fixiert. Ergänzt ist die Fixierung durch einen Kleber. Auf dem Band 2 ist in Fig. 2 ein Dehnungsmeß­ streifen 3 sichtbar. Ein weiterer Dehnungsmeßstreifen 3 ist in Fig. 2 nicht sichtbar auf der gegenüberliegenden Seite der Spindel 7 auf dem Band 2 angeordnet. Der Abstand der beiden Dehnungsmeßstrei­ fen 3 gemessen auf dem Umfang der Spindel 7 beträgt einen halben Umfang. Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung 1 werden Kräfte und Drehmomente, die auf die Spindel 7 einwirken, gemessen.

Claims (9)

1. Einrichtung (1), die mindestens einen mit einer Auswerteeinheit (8) und einer Anzeigeeinheit (9) verbundenen Dehnungsmeßstreifen (3) aufweist, zum Bestimmen von Kräften und Drehmomenten, welche auf einen stabförmigen Körper, insbesondere auf eine Spindel (7) einer Armatur einwirken, dadurch gekennzeich­ net, daß mindestens ein Dehnungsmeßstreifen (3) auf einem inelastischen Band (2) angeordnet ist, das an einem Umfang des stabförmigen Körpers diesen umschließend anzubringen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das inelastische Band (2) ein Metallband ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Metallband 0,03 mm bis 0,07 mm dick ist.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Band (2) zwei Dehnungs­ meßstreifen (3) angeordnet sind, deren Mittelpunkte voneinander einen Abstand (a) aufweisen, der dem halben Umfang des stabförmigen Körpers entspricht.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Band (2) mit den Dehnungsmeßstreifen (3) verbundene Anschlußkabel (4), die mit Steckverbindern (5) versehen sind, angeordnet sind.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (2) auf dem stab­ förmigen Körper aufklebbar ist.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (2) an einem seiner Enden eine Öse (6) aufweist zur Aufnahme seines anderen Endes.

8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (2) die Dehnungs­ meßstreifen (3) und die Anschlußkabel (4) überdeckend mit einer elastischen, Feuchtigkeit abhaltenden und Knicke im Band verhin­ dernden Masse beschichtet ist.

9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dehnungsmeßstreifen (3) aus drei fächerförmig angeordneten Meßgittern (31, 32 und 33) aufgebaut ist.