DE4108555C2 - Kraftmeßeinrichtung zur Messung der Zugkraft eines über eine drehbare Walze geführten bahnförmigen Guts - Google Patents
Kraftmeßeinrichtung zur Messung der Zugkraft eines über eine drehbare Walze geführten bahnförmigen GutsInfo
- Publication number
- DE4108555C2 DE4108555C2 DE19914108555 DE4108555A DE4108555C2 DE 4108555 C2 DE4108555 C2 DE 4108555C2 DE 19914108555 DE19914108555 DE 19914108555 DE 4108555 A DE4108555 A DE 4108555A DE 4108555 C2 DE4108555 C2 DE 4108555C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- slot
- measuring device
- force
- force measuring
- bending beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/04—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands
- G01L5/10—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands using electrical means
- G01L5/106—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands using electrical means for measuring a reaction force applied on a cantilever beam
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2206—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2206—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
- G01L1/2243—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being parallelogram-shaped
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/04—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands
- G01L5/10—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands using electrical means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/04—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands
- G01L5/10—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands using electrical means
- G01L5/108—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands using electrical means for measuring a reaction force applied on a single support, e.g. a glider
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftmeßeinrichtung nach dem Ober
begriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Kraftmeßeinrichtung ist bekannt aus der US
4 899 599 sowie aus der US 4 326 424.
Derartige Kraftmeßeinrichtungen sind auch bekannt aus der DE
33 36 727 C2 oder der DE 36 03 187 C2.
Nachteilig ist, daß bei diesen Bauformen hohe Genauigkeitsklas
sen nur mit verhältnismäßig hohem Aufwand realisierbar sind.
Weiterhin benötigt diese Bauform einen relativ großen Meßhub zur
Erzielung eines bestimmten Ausgangssignals. Deshalb besitzen
solche Sensoren nur eine geringe Eigenfrequenz aufgrund der
kleinen realisierbaren Federkonstante.
Weitere Bauformen, die jedoch nicht die oben genannte Proble
matik der Doppelbiegebalken aufweisen, sind bekannt aus der DE
27 16 024 A1, sowie der EP 0 310 095 A1, sowie der CH 477 356.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, unter Vermeidung der
Nachteile des Standes der Technik einen Bahnzugsensor zu schaf
fen, der in einer Kraftmeßeinrichtung untergebracht ist, und
über seinen gesamten Meßbereich Langzeitstabilität aufweist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Es soll ausdrücklich gesagt sein, daß die Aufgabe auch dann noch
gelöst wird, wenn der tatsächliche Verlauf der mathematischen
Funktion gering von dem idealen Verlauf abweicht. Es sind also
auch geringfügig voneinander abweichende Verformungen (etwa in
der Größenordnung bis zu 10%) in benachbarten Nor
malschnittebenen der Aufgabenlösung noch förderlich, solange die
Verformung benachbarter Normalschnittebenen im wesentlichen
übereinstimmt.
Wenn im Folgenden von gleichen Verformungen gesprochen wird, sind
demnach auch Verformungen mitumfaßt, die im wesentlichen gleich
sind.
Aus der Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß der Meßkörper für
jeden Meßbereich vollkommen überlastsicher und ohne jegliche Ma
terialermüdung ausgelegt ist. Dies liegt darin begründet, daß zum
Erreichen eines bestimmten Ausgangssignals mit einer vorbestimmten
Höhe die Bauweise gemäß Anspruch 1 sicherstellt, daß keine lokalen
Verformungen entstehen, die über den vom DMS erfaßten Wert hi
nausgehen. Im Gegensatz zu der bekannten Lösung stellt die Erfin
dung sicher, daß die gemessene Dehnung im gesamten Längenbereich
der Biegebalken, in welchem sich die DMS befinden, gleich der
Dehnung in jeder Normalschnittebene ist. Mit anderen Worten ist
der durch die DMS erfaßte Mittelwert der Dehnung gleich der
Dehnung in jedem infinitesimal kleinen Abschnitt. Durch die Quer
schnittsform nach Anspruch 1 wird demzufolge erreicht, daß zur
Erzielung eines Ausgangssignals der DMS, dessen Höhe vorbestimmt
sein soll, der Biegebalken im DMS Bereich einer Verformung zu
unterwerfen ist, die in jedem infinitesimalen Abschnitt denselben
Wert, mithin denselben Mittelwert und mithin denselben Spitzen
wert besitzt. Eine lokale Materialermüdung durch lokale Spitzen
wertverformungen, die oberhalb der für den Mittelwert des erwar
teten Ausgangssignals notwendigen Verformung liegen, findet folglich
nicht statt, und demzufolge ist ein Werkstoffkriechen und eine
zeitabhängige Drift des Ausgangssignals ausgeschlossen. Durch die
Merkmale des Anspruchs läßt sich deshalb die reproduzierbare
Genauigkeit des Sensors erhöhen. Dadurch können Reserven im Mate
rial ausgenutzt werden, mit insbesondere positiver Auswirkung
hinsichtlich der Langzeitstabilität, der Langzeitgenauigkeit, der
Langzeitnullpunktsfixierung und der Lebensdauer der Klebung zwi
schen dem DMS und dem jeweils zugeordneten Doppelbiegebalken.
Die Berechnung des Querschnitts des Doppelbiegebalkens ergibt sich
aus dem Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung durch Her
leitung der zu einem Doppelbiegebalken gehörenden Dehnungs
funktion, in welcher die Dehnung eine Konstante zu sein hat. Hat
man auf diese Weise die mathematische Funktion für den erforder
lichen Verlauf des Biegebalkenquerschnitts berechnet, so liegt
auch der Verlauf der schlitzartigen Ausnehmungen fest. Hierfür
sind Ausführungsbeispiele angegeben, aus denen ersichtlich ist,
daß der Querschnitt sowohl hinsichtlich der Breite als auch hin
sichtlich der Höhe variiert werden kann. Zusätzlich soll ausdrück
lich gesagt sein, daß auch prinzipiell die Balkenlänge als auch
prinzipiell der Elastizitätsmodul des Werkstoffs in der Berechnung
des Querschnittsverlaufs zu berücksichtigen sind.
Die Bauweise eignet sich für geringste Lasten genauso wie für
höchste Lasten oberhalb von 5000 Newton. Wesentlich ist, daß die
Nennlast der Kraftmeßeinrichtung von dem Querschnitt der Doppel
biegebalken im Längsbereich der DMS bestimmt wird.
Weiterhin läßt die Bauweise unterschiedliche DMS zu, wie z. B. auch
Scherkraftaufnehmer.
Die Funktion der gekoppelten Doppelbiegebalken entsteht dadurch,
daß jeder Biegebalken beidseitig eingespannt ist. Infolge der
beidseitigen Einspannung ist jeder Doppelbiegebalken so geführt
wie ein beidseitig biegesteif eingespannter Lenker und durch die
beidseitige Anlenkung erfährt jeder Doppelbiegebalken eine s-
förmige Krümmung.
Die erforderliche Querschnittszunahme kann auf verschieden Weisen
erreicht werden, so z. B. mit einer Konkaven als Außenkontur des
Meßkörpers und zugehörig einer geradlinigen schlitzförmigen Aus
nehmung bzw. einer konkaven schlitzförmigen Ausnehmung mit grö
ßerem Krümmungsradius als der Außenkontur. Dasselbe Ergebnis wird
mit einer geradlinigen Begrenzung der Außenkontur des Meßkörpers
und einer konvexen schlitzförmigen Ausnehmung erreicht. Dabei kann
der Meßkörper sowohl auf seinem Umfang als auch auf seinen anderen
Außenseiten, insbesondere seiner Vorder- bzw. Rückseite ent
sprechende Kontur aufweisen.
Strebt man an, den Verformungseinfluß zwischen den beidseitig zur
Mittelsenkrechten der Doppelbiegebalken sitzenden DMS möglichst
gering zu halten, um einerseits einen geringen Hub zu erzielen und
andererseits ein hohes Ausgangssignal zu behalten, so bietet sich
die Erhöhung der Federsteifigkeit durch Querschnittsvergrößerung
im Zwischenbereich der DMS gemäß Anspruch 2. Erheblich größer ist
der Querschnitt etwa ab einer Verdopplung des Querschnitts im
Zwischenbereich im Vergleich zum Querschnitt im Bereich der Meß
wertaufnehmer.
Die Ausführung nach Anspruch 3 bietet den Vorteil, daß allein
durch die Linie der schlitzartigen Ausnehmung die angestrebte
Querschnittsverdickung erreicht wird. Diese Maßnahme läßt sich
insbesondere auf programmierbaren CNC-Werkzeugmaschinen leicht
durchführen. In einem Ausführungsbeispiel wird die Quer
schnittsverdickung durch einen in das volle Material weisenden
Schlitzverlauf im Zwischenbereich besonders einfach erzielt.
Die Begrenzung der schlitzartigen Ausnehmung durch je eine Endboh
rung gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 4 hat sich als vorteil
haft erwiesen. Der Bohrungsdurchmesser ist einerseits größer als
die Schlitzbreite, und stellt andererseits einen Kompromiß zwis
chen Kerbeinflußverringerung und verbleibender Wandstärke, also
unkontrollierbarer Verformung dar. Um den Kerbeinfluß zu ver
ringern, strebt man einerseits möglichst große Bohrungsdurchmesser
an, während andererseits große Bohrungsdurchmesser die verbleiben
de Wandstärke zum Innenring des Walzenlagersitzes herabsetzen.
Andererseits wird die Maximalabmessung der Bohrung auch begrenzt
durch die Forderung nach einem möglichst großen Hebelarm des
Doppelbiegebalkens. Der tangentiale Übergang der äußeren Schlitz
begrenzungswand in die Mantelfläche der Bohrung läßt einen mö
glichst großen Hebelarm entstehen, der sich auf die Meßauflösung
günstig auswirkt.
Die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 5 und 6 stellen sicher,
daß die Zugkraftmeßeinrichtung auch jeglicher Überlast standhält.
Durch die Anordnung des Stufenschlitzes senkrecht zur Kraftwir
kungslinie ist sichergestellt, daß die sich gegenüberliegenden
Begrenzungswände des Stufenschlitzes in Anlagekontakt kommen,
bevor der Sensor durchs Überlast zerstört ist. Bei Anlagekontakt
ist der Sensor starr, und verformt sich deshalb nicht weiter.
Die Merkmale des Anspruchs 7 bietet Vorteile einer kostengünstigen
Fertigung, die sich insbesondere auf programmierbaren Maschinen
bemerkbar machen, z. B. durch einfache Datenspiegelung.
Die Merkmale des Anspruchs 8 ergeben eine optimal für das Aufkle
ben von Dehnungsmeßstreifen geeignete Klebfläche.
Durch die Merkmale des Anspruchs 9 wird eine Variante der Erfin
dung bereitgestellt, bei der zweierlei verschiedene Kräfte gleich
zeitig gemessen werden können. Mit dieser Variante läßt sich zu
sätzlich zur Zugkraft beispielsweise die Gewichtskraft an einer
Aufwickelhülse für Kunststoffolien bestimmen. In diesem Fall
ersetzt die Aufwickelhülse die Walze, hinsichtlich der Funktion
der beanspruchten Kraftmeßeinrichtung ist dies jedoch uner
heblich. Sofern die Foliengeschwindigkeit bekannt ist, läßt sich
die gemessene Gewichtskraftveränderung in einer gemessenen Zeit
zum Beispiel zur Berechnung der Foliendicke verwenden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
Fig. 1 zeigt die Erfindung in vollständiger Seitenansicht. Die
Fig. 2-7 zeigen wichtige Details des Meßkörpers 2.
Fig. 1 zeigt eine Kraftmeßeinrichtung 1. Die Kraftmeßeinrichtung
besteht aus einem ringförmigen Gehäuse mit einem Befestigungs
flansch 30 an der Gehäuseaußenseite. In das Innere des Ringes ist
ein Meßkörper 2 eingebaut, und zwar so, daß er auf einem Teil
seines Außenumfangs 6 starr mit dem Innendurchmesser 8 des ring
förmigen Gehäuses verschraubt ist. Die Verschraubung 17 soll
durch die beiden radial gerichteten strichpunktierten Linien
verdeutlicht werden, die innerhalb des Anschlußbereichs 9 zwischen
der Kraftmeßeinrichtung und dem Meßkörper sitzen. Mit Anschlußbe
reich ist der gemeinsame Berührungsbereich zwischen der Kraftmeß
einrichtung und dem Meßkörper gemeint.
Der Meßkörper besteht aus einer einstückigen Scheibe, welche
zentrisch von einem Lagerauge 3 durchsetzt ist. Dieses Lagerauge
dient der Aufnahme eines Lagers für die dort mit ihrer einen Seite
gelagerte Walze. Der Walzenmittelpunkt 23 liegt deckungsgleich auf
dem Mittelpunkt des Lagerauges. Das bahnförmige Gut wird in be
kannter Weise über diese Walze geführt und wirkt mit einer aus der
Umschlingung und der Zugkraft resultierenden Kraft auf die Walze
ein, wodurch wiederum die zu messende Kraft 4 entsteht, die an dem
Innendurchmesser des Lagerauges angreift. Die Höhe der zu messen
den Kraft 4 hängt von der Lage zwischen der Meßachse und der
jenigen Kraft ab, die auf die Walze einwirkt. Grundsätzlich kommen
als Kräfte alle Kräfte in Betracht welche an der Walze angreifen
können, also prinzipiell z. B. auch Unwuchtkräfte. Die Kraft 4
liegt auf der Wirkungslinie 7, die in diesem Fall zufälligerweise
exakt vertikal verläuft. Außerhalb des Anschlußbereichs besteht
zwischen der Kraftmeßeinrichtung und dem Meßkörper an allen Stel
len ein berührungsvermeidender Spalt 10, der mindestens so groß
ist, daß der Meßkörper den Gehäuseinnendurchmesser bei den zu
erwartenden kleinen Verformungen niemals berühren kann.
Oberhalb und unterhalb des Lagerauges 3 ist der Meßkörper von je
einer quer verlaufenden schlitzförmigen Ausnehmung 13 durch
brochen, welche sich sekantial zur Ringkontur von Außenring bzw.
Meßkörper jeweils beidseitig der Wirkungslinie 7 erstreckt.
Die schlitzartigen Ausnehmungen 13 sind bezüglich einer horizon
talen Linie durch den Walzenmittelpunkt spiegelsymmetrisch, und
weisen an ihrem dem Anschlußbereich 9 zugewandten Ende je eine
erweiternde Bohrung 19 auf, welche einen größeren Durchmesser als
die Schlitzbreite besitzt. An diesem Ende endet der Schlitz also
in der erweiternden Bohrung, die fast einen Vollkreis beschreibt.
Der Übergang der radial weiter vom Mittelpunkt entfernten Schlitz
begrenzungswand 20 in die Bohrung ist tangential (21) an die Boh
rung angelegt (=Übergangsstelle), während die Bohrung nach Durch
laufen von annähernd einem Vollkreis die in radialer Richtung
näher liegende Schlitzbegrenzungswand 22 deutlich ohne Übergang an
der Stelle 22a schneidet (= Schnittstelle). Weiterhin tritt zu
sätzlich ein Verbindungsschlitz 14 aus jeder der Bohrungen aus,
nachdem die Bohrungen etwa einen Halbkreis von 180 Grad nach dem
tangentialen Übergang der schlitzartigen Ausnehmungen in die
Bohrungen (= Übergangsstelle) durchlaufen haben. Die schlitzar
tigen Ausnehmungen sowie der Verbindungsschlitz durchsetzen den
Meßkörper vollständig und lassen auf diese Weise je einen oberen
und einen unteren Doppelbiegebalken 11 entstehen. Jeder Doppel
biegebalken ist einerseits fest an dem Meßkörper 2 angelenkt, und
andererseits sind die Doppelbiegebalken über den verbindenden
beweglichen jedoch biegesteifen Teil 31 in ihrer Bewegung gekop
pelt. Die den Doppelbiegebalken zugeordneten Außenflächen 26 des
Meßkörpers sind hier zueinander parallel und tragen je zwei
jeweils rechts und links der Wirkungslinie 7 angeordnete DMS 12,
die jeweils einen Abstand zu der Wirkungslinie bilden. Die jewei
ligen Abstände müssen nicht identisch sein, auch wenn sie hier mit
dem Buchstaben d gleich bezeichnet sind. Dies liegt daran, daß der
Querschnitt 15 des Doppelbiegebalkens im Bereich der DMS so be
rechnet ist, daß die Oberfläche 16 in jeder normal zur Papierebene
liegenden Schnittebene des Doppelbiegebalkens um ein exakt glei
ches Maß gedehnt wird, wie die benachbarte Ebene. Diese Forderung
bedingt, daß der Querschnitt des Doppelbiegebalkens mit wachsender
Entfernung der Koordinate d von der Wirkungslinie zunehmen muß,
wobei gesagt sein soll, daß die Zeichnung nicht maßstäblich ist.
Deutlich sichtbar ist aber die Zunahme in besagter Richtung.
Hinsichtlich der Bohrungen, der Übergangsstellen und der Schnitt
stellen besitzen die schlitzartigen Ausnehmungen dieselbe Ausprä
gung an ihren anderen Enden.
Will man einen besonders federsteifen Doppelbiegebalken erzielen,
so zeigt Fig. 2 die geeignete Maßnahme. Dort ist der Doppel
biegebalken durch eine radial angebrachte Querschnittsverdickung
deutlich versteift worden, wobei die Verdickung hier zufällig in
Richtung zum Walzenmittelpunkt weist. Die Verdickung könnte bei
entsprechender Form der Außenfläche, z. B. entsprechend Fig. 6,
auch in die entgegengesetzte Richtung zeigen.
Fig. 3 zeigt darüberhinaus einen auschnittsweisen Meßkörper 2, bei
welchem aus der Bohrung 19, etwa diametral gegenüber der Stelle,
an welcher der tangentiale Übergang der schlitzförmigen Ausnehmung
in die Bohrung stattfindet, ein im wesentlichen parallel zum
Doppelbiegebalken liegender Stufenschlitz 24 aus der Bohrung
herausführt, der in der gezeigten Ansicht an der Stelle des tan
gentialen Übergangs 25 und von der Wirkungslinie wegweisend ver
läuft. Dies muß jedoch keinesfalls zwangsläufig so sein, denn der
Stufenschlitz 24 kann auch sekantial abstehen, bzw. zur Wirkungs
linie hinweisen. Wesentlich ist die zum Doppelbiegebalken paral
lele Lage, da sie sicherstellt, daß zuerst die sich gegenüber
liegenden Wände des Stufenschlitzes aneinander liegen, bevor der
Schlitz an einer anderen Stelle zusammenliegt. Somit ist ein
eindeutiger Anlagezustand bei Überlast hergestellt. Die Schlitz
länge l ist im Verhältnis zum Bohrungsradius so groß, daß das
Schlitzende die Bohrung in Richtung zum Verbindungsschlitz 14
überragt.
Fig. 4 zeigt eine Ausführung für sehr große Lasten (z. B. oberhalb
von 5000 N), bei welcher die schlitzartigen Ausnehmungen sehr kurz
sind (13), um diesen hohen Belastungen standhaltende Doppel
biegebalken zu erzeugen. Ansonsten gilt die bisherigen Figuren
beschreibung analog.
Fig. 5a, 5b zeigen eine Anordnung, bei welcher an Stelle der DMS der
Fig. 1-4 und 6, 7 sogenannte Scherkraftaufnehmer 27 Verwendung
finden, die bezüglich der neutralen Faser e des Stegs 28 beid
seitig sitzen. Die Ansicht von oben zeigt Fig. 5b. Man erkennt, daß
der Steg eine geringere Breite B als die Dicke D des Meßkörpers
ist, besitzt.
Fig. 6 zeigt einen Meßkörper 2, bei welchem wiederum im Unter
schied zu den bisherigen Darstellungen die Außenfläche konvex
gekrümmt ist (26). Dies soll zeigen, daß die Erfindung keinesfalls
auf planparallele Außenflächen 26 zu beschränken ist. Die ge
strichelte Linie zeigt einen möglichen Verlauf für die Quer
schnittsverdickung.
Fig. 7 zeigt einen Meßkörper 2 in der Ansicht von oben, dessen
Außenkontur auf der Vorderseite 32 und auf der Rückseite 33 den
nach Maßgabe der entsprechenden mathematischen Funktion berech
neten Querschnittsverlauf hat, wobei zusätzlich im Zwischenbereich
zwischen den DMS 12 die Federsteifigkeit durch Querschnittsver
dickung erheblich vergrößert wurde.
Bezugszeichenliste
1 Kraftmeßeinrichtung
2 Meßkörper
3 Lagerauge
4 Zugkraft
5 Außenring
6 Teil des Außenumfangs
7 Wirkungslinie
8 Innendurchmesser
9 Anschlußbereich
10 berührungsvermeidender Spalt
11 Doppelbiegebalken
12 DMS
13 schlitzartige Ausnehmung
14 Verbindungsschlitz
15 Querschnitt des Doppelbiegebalkens im Bereich eines DMS
d Entfernungskoordinate in zunehmender Richtung
16 Oberfläche
17 Verschraubung
18 Querschnittsverdickung
19 Bohrung
20 radial weiter entfernte Schlitzbegrenzungswand
21 tangentialer Übergang, Übergangsstelle
22 radial näherliegende Schlitzbegrenzungswand
22a Schnittstelle
23 Walzenmittelpunkt
24 Stufenschlitz
25 tangentiale Herausführung
l Schlitzlänge
r Bohrungsradius
26 parallele Außenflächen
e neutrale Faser
27 Scherkraftaufnehmer
28 Steg
29 konvexe Außenfläche
30 Befestigungsflansch
31 biegesteifer Verbindungsteil
32 Vorderseite
33 Rückseite
2 Meßkörper
3 Lagerauge
4 Zugkraft
5 Außenring
6 Teil des Außenumfangs
7 Wirkungslinie
8 Innendurchmesser
9 Anschlußbereich
10 berührungsvermeidender Spalt
11 Doppelbiegebalken
12 DMS
13 schlitzartige Ausnehmung
14 Verbindungsschlitz
15 Querschnitt des Doppelbiegebalkens im Bereich eines DMS
d Entfernungskoordinate in zunehmender Richtung
16 Oberfläche
17 Verschraubung
18 Querschnittsverdickung
19 Bohrung
20 radial weiter entfernte Schlitzbegrenzungswand
21 tangentialer Übergang, Übergangsstelle
22 radial näherliegende Schlitzbegrenzungswand
22a Schnittstelle
23 Walzenmittelpunkt
24 Stufenschlitz
25 tangentiale Herausführung
l Schlitzlänge
r Bohrungsradius
26 parallele Außenflächen
e neutrale Faser
27 Scherkraftaufnehmer
28 Steg
29 konvexe Außenfläche
30 Befestigungsflansch
31 biegesteifer Verbindungsteil
32 Vorderseite
33 Rückseite
Claims (10)
1. Kraftmeßeinrichtung (1), zur Messung der Zugkraft (4) eines
über eine drehbar gelagerte Walze geführten bahnförmigen Guts,
mit ortsfester Lagerung und mit einem Meßkörper (2) mit Abstüt
zung für die zu messende Kraft, wobei der Meßkörper (2) mittels
eines Anschlußbereichs (9) starr an die ortsfeste Lagerung an
geschlossen ist, sowie außerhalb des Anschlußbereichs (9) einen
berührungsvermeidenden Spalt (10) besitzt, und bei welcher der
Meßkörper (2) quer zur Wirkungslinie der Kraft zwei sich gegen
überliegende parallele Doppelbiegebalken (11) aufweist, die auf
ihren Oberflächen mit Dehnmeßstreifen (DMS) (12) besetzbar sind,
und die durch je eine schlitzartige Ausnehmung (13) im Meßkörper
(2) gebildet werden, einseitig ortsfest eingespannt sind, und
die an ihren anderen Enden derart miteinander biegesteif ver
bunden sind, daß die Verbindung auch die Abstützung trägt,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Querschnitt jedes Doppelbiegebalkens (11) zumindest im
Bereich der DMS (12) nach einer derartigen mathematischen Funk
tion verläuft, daß seine Oberfläche (16) in jeder ihrer Nor
malebenen dieselbe konstante Verformung erfährt.
2. Kraftmeßeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Federsteifigkeit jedes Doppelbiegebalkens (11) außerhalb
des Bereichs (der Bereiche), in dem (denen) der (die) DMS (12)
sitzt(en), derart größer ist, als im Bereich der DMS, daß dort
seine Verformung erheblich geringer ist, als im Bereich der DMS.
3. Kraftmeßeinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die erhöhte Federsteifigkeit durch Querschnittsverdickung her
vorgerufen wird.
4. Kraftmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die schlitzartigen Ausnehmungen (13) am Anfang und Ende jedes Doppelbiegebalkens (11) in je einer derart angebrachten Bohrung (19) größeren Durchmessers als der Schlitzbreite enden, daß die in radialer Richtung weiter vom Walzenmittelpunkt entfernte Schlitzbegrenzungswand (20) mit praktisch tangentialem Übergang (21) in die Bohrung (19) läuft
und in Fortsetzung nach Durchlaufen von zumindest einem Halb kreis die näher zum Walzenmittelpunkt (23) liegende Schlitzbe grenzungswand (22) schneidet.
die schlitzartigen Ausnehmungen (13) am Anfang und Ende jedes Doppelbiegebalkens (11) in je einer derart angebrachten Bohrung (19) größeren Durchmessers als der Schlitzbreite enden, daß die in radialer Richtung weiter vom Walzenmittelpunkt entfernte Schlitzbegrenzungswand (20) mit praktisch tangentialem Übergang (21) in die Bohrung (19) läuft
und in Fortsetzung nach Durchlaufen von zumindest einem Halb kreis die näher zum Walzenmittelpunkt (23) liegende Schlitzbe grenzungswand (22) schneidet.
5. Kraftmeßeinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Doppelbiegebalken (11) jeweils auf ihrer ortsfest einge
spannten Seite jeweils einen praktisch parallel zu den Doppel
biegebalken (11) liegenden Stufenschlitz (24) aufweisen, und daß
ein Verbindungsschlitz die Stufenschlitze (24) miteinander
verbindet.
6. Kraftmeßeinrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufenschlitze (24) bezüglich der Bohrungen (19) praktisch
diametral gegenüber der Übergangsstellen angeordnet sind, und
daß sie tangential aus der Bohrung (19) herausführen, also von
der Wirkungslinie wegweisen, sowie soweit herausführen, daß die
Schlitzlänge (l) größer als der Bohrungsradius (r) ist.
7. Kraftmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die schlitzartigen Ausnehmungen (13) zwischen ihren Bohrungen
(19) bezüglich der Mittelsenkrechten zu den Doppelbiegebalken
(11) symmetrisch sind, und daß sie und der Verbindungsschlitz
(14) bezüglich einer hierzu senkrechten Linie symmetrisch sind.
8. Kraftmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Meßkörper (2) im Bereich der Doppelbiegebalken (11) zueinan
der parallele sekantial abgeschnittene Außenflächen aufweist.
9. Kraftmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Meßkörper (2) koaxial und in einer Ebene mit einem weiteren
Meßkörper (2) derart zusammengeschaltet ist, daß beide Meßkörper
(2) zueinander um exakt 90 Grad verdreht sind.
10. Kraftmeßeinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die weiter vom Walzenmittelpunkt (23) entfernte Schlitzbegren
zungswand (20) die näher zum Walzenmittelpunkt (23) liegende
Schlitzbegrenzungswand (22) praktisch nach Durchlaufen eines
Vollkreises der Bohrung (19) schneidet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914108555 DE4108555C2 (de) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | Kraftmeßeinrichtung zur Messung der Zugkraft eines über eine drehbare Walze geführten bahnförmigen Guts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914108555 DE4108555C2 (de) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | Kraftmeßeinrichtung zur Messung der Zugkraft eines über eine drehbare Walze geführten bahnförmigen Guts |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4108555A1 DE4108555A1 (de) | 1992-09-17 |
DE4108555C2 true DE4108555C2 (de) | 1997-02-06 |
Family
ID=6427435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914108555 Expired - Fee Related DE4108555C2 (de) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | Kraftmeßeinrichtung zur Messung der Zugkraft eines über eine drehbare Walze geführten bahnförmigen Guts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4108555C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10118887C1 (de) * | 2001-04-18 | 2002-08-01 | Erhardt & Leimer Gmbh | Vorrichtung zum Erfassen der Spannkraft einer laufenden Warenbahn |
DE102010024620A1 (de) * | 2010-06-22 | 2011-12-22 | Texmag Gmbh Vertriebsgesellschaft | Vorrichtung zum Messen einer Zugkraft innerhalb einer Materialbahn oder eines Materialstrangs |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19511110A1 (de) * | 1995-03-25 | 1996-09-26 | Haehne Elektronische Messgerae | Vorrichtung zur Bandzugmessung |
DE29513820U1 (de) * | 1995-08-29 | 1997-01-23 | Kuesters Zittauer Maschf Gmbh | Anordnung zur Bahnzugmessung in einer gebundenen Warenbahnführung |
DE19547572A1 (de) * | 1995-12-21 | 1997-06-26 | Tensometric Mestechnik Stroehm | Zugkraftmeßeinrichtung |
DE19547573A1 (de) * | 1995-12-21 | 1997-06-26 | Tensometric Mestechnik Stroehm | Zugkraftmeßeinrichtung |
DE19845341C2 (de) * | 1998-10-02 | 2002-04-04 | Haehne Elektronische Messgerae | Verfahren zur Fertigung eines in einem Kraftsensor zur Messung von Kräften eingesetzten Federkörpers |
DE19917020C2 (de) * | 1999-04-15 | 2001-09-13 | Dieter Michael Krone | Meßbuchse zur Erfassung von radialen Lagerkräften |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3031152A (en) * | 1958-04-28 | 1962-04-24 | Dusenbery Co John | Improved apparatus for measuring, indicating, and controlling web tension |
DE1756097A1 (de) * | 1968-04-03 | 1970-03-12 | Bbc Brown Boveri & Cie | Vorrichtung zur elektrischen Messung des Gewichtes und des Pendelwinkels einer Last |
CH595622A5 (de) * | 1976-06-28 | 1978-02-15 | Heinrich Gruenbaum | |
US4326424A (en) * | 1979-03-30 | 1982-04-27 | Cleveland Machine Controls, Inc. | Web tension transducer arrangement |
DE3336727C2 (de) * | 1983-10-08 | 1985-09-12 | Erhardt & Leimer GmbH, 8900 Augsburg | Vorrichtung zur Linearkraftmessung |
DE3603187A1 (de) * | 1986-02-03 | 1987-08-06 | Erhardt & Leimer Gmbh | Vorrichtung zur linearkraftmessung |
US4854179A (en) * | 1987-10-02 | 1989-08-08 | Blh Electronics, Inc. | Coaxial load cell |
US4899599A (en) * | 1987-12-07 | 1990-02-13 | Magnetic Power Systems, Inc. | Strain force sensor means |
DE8816453U1 (de) * | 1988-07-02 | 1989-07-27 | Koenig & Bauer Ag, 8700 Wuerzburg, De |
-
1991
- 1991-03-15 DE DE19914108555 patent/DE4108555C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10118887C1 (de) * | 2001-04-18 | 2002-08-01 | Erhardt & Leimer Gmbh | Vorrichtung zum Erfassen der Spannkraft einer laufenden Warenbahn |
DE102010024620A1 (de) * | 2010-06-22 | 2011-12-22 | Texmag Gmbh Vertriebsgesellschaft | Vorrichtung zum Messen einer Zugkraft innerhalb einer Materialbahn oder eines Materialstrangs |
DE102010024620B4 (de) | 2010-06-22 | 2022-03-10 | Texmag Gmbh Vertriebsgesellschaft | Vorrichtung zum Messen einer Zugkraft innerhalb einer Materialbahn oder eines Materialstrangs |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4108555A1 (de) | 1992-09-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1698108C3 (de) | KrattmeBvorrichtung | |
DE3516234C2 (de) | ||
DE1573685B2 (de) | Einrichtung zum Messen der Zugspannung einer kontinuierlich über eine Messwalze bewegten Materialbahn | |
DE3439325A1 (de) | Lastdetektormechanismus | |
DE3336727C2 (de) | Vorrichtung zur Linearkraftmessung | |
DE4108555C2 (de) | Kraftmeßeinrichtung zur Messung der Zugkraft eines über eine drehbare Walze geführten bahnförmigen Guts | |
CH682108A5 (de) | ||
DE102013012507B4 (de) | Stabförmiger Kraftaufnehmer mit vereinfachtem Abgleich | |
DE3905881A1 (de) | Vorrichtung zur messung der kettspannung an webstuehlen | |
DE3342817C2 (de) | Meßnabe | |
DE2631698C2 (de) | Kraftmeßwandler | |
EP0173010B1 (de) | Vorrichtung zum mechanischen Messen und zum Regeln der Zugkraft einer Zugmaschine | |
DE2124112A1 (de) | Hohlzylindrischer Meßgrößenumformer mit Beanspru chungsmeßeinrichtungen | |
DE3141767A1 (de) | Kraftwandler | |
DE10346811B4 (de) | Kraftmeßvorrichtung | |
CH673531A5 (de) | ||
DE3412483C2 (de) | ||
DE3603187C2 (de) | ||
CH353555A (de) | Kraftmesseinrichtung | |
DE2313953A1 (de) | Kraftmessumformer | |
EP1345015A2 (de) | Kraftmesselement für eine Waage und Waage | |
DE3226046A1 (de) | Lastzelle | |
EP1288638A2 (de) | Messvorrichtung | |
DE2618359C3 (de) | Kraftaufnehmer | |
DE2943613C2 (de) | Kraftmeßwandler |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |