DE8131039U1 - Flache Messaite - Google Patents

Description

ι" ι	Patentanwälte UJnweber & Zimmermann Rosental 7/II.Aufg. Q-fiOöO irtUochea 2	• · · · · ι · ■	23. Oktober 1981
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Mettler Instrumente AG, Greifensee (Schweiz)

Flache Messsaite

Die Erfindung betrifft eine flache Messsaite mit zwei Knoten, wie sie beispielsweise in Geräten zur Weg- oder Kraftmessung Verwendung findet. Sie wird darin zu Querschwingungen angeregt, deren Frequenz lastabhängig varjfert. Diese Frequenzänderungen dienen dann, auf geeignete Weise ausgewertet, zur Bestimmung der jeweils auf die Saite wirkenden Kraft (und daraus gegebenenfalls zur Bestimmung eines Weges bzw. einer Längenänderung).

Flache Messsaiten sind bereits mehrfach bekannt geworden. So offenbaren beispielsweise die US-Patentschrift 3,411,347 und die deutsche Offenlegungsschrift 19 63 3Ο3 Vorschläge für die Gestaltung des Saitenquerschnitts sowie der Verbindung Saite/Knoten und/oder Saite/Aufhängung. Eine andere Druckschrift (deutsche Offenlegungsschrift 22 26 142) offenbart eine Saite mit rundem Querschnitt und (z.B. durch Quetschen erzeugten) schwingungsmässig entkoppelnden Gelenken zwischen Saite und Aufhängung. Der runde Saitenquerschnitt sowie die Knoten

waren dort mittels spangebender Verfahren, insbesondere durch Schleifen, bearbeitet worden.

Nachteilig an dieser bekannten Saite ist, dass sich gewisse Materialien, die an sich über für Messsaiten besonders vorteilhafte Eigenschaften verfügen (z.B. Niob-Zirkon-Legierungen), nur schwer spanabhebend bearbeiten lassen. Ausserdem sind spanabhebende Arbeitsverfahren regelmässig aufwendiger als spanlose Methoden, jedenfalls dann, wenn es um Serienfertigung geht.

Die vorliegende Erfindung resultierte aus der Aufgabenstellung, eine flache Messsaite bereitzustellen, welche hohen Anforderungen an ihre messtechnischen Eigenschaften genügt (insbesondere ein nur geringes Kriechen unter Last und eine kleine Hysterese aufweist), und welche trotzdem aus einer Vielzahl von Materialien einfach herstellbar ist, wobei die Herstellungsmethode insbesondere zur Serienproduktion geeignet sein soll. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Saite über einstückig mittels Stanz-Biegetechnik angeformte, die Knoten bildende Lappen verfügt. Diese Lösung verbindet zudem die Vorteile einer einstückigen Saite mit einer auch sehr materialsparenden Herstellungsweise, d.h. auch teure Materialien können ohne nennenswerten Einfluss auf die Herstellungskosten verwendet werden. Auch ist es so beispielsweise möglich, als Material Legierungen aus der Familie der metallischen Gläser (amorphe Metalle) zu verwenden, welche für Messsaiten teilweise besonders geeignet sind, z.B. aufgrund ihres günstigen Temperaturverhaltens.

Wenn die Massenverhältnisse Saite/Knoten dies erfordern, können die Knoten über zusätzlich angebrachte Massen verfügen. Dabei wird eine Ausführungsform bevor-

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zugt, bei der die zusätzlichen Knotenmassen die Form eines U aufweisen und mit den ebenfalls ein U bildenden Knoten so verbunden sind, dass der Gesamtschwerpunkt in der Mittellinie der Saite liegt. Alternativ können die zusätzlichen Knotenmassen ein geschlossenes Hohlprofil aufweisen. Die zusätzlichen Massen können dabei mit den Knoten mittels Punktschweissen oder Kleben verbunden sein.

Eine weitere Verringerung der Hysterese lässt sich er= reichen, wenn die Saite keine Stanzkanten aufweist. Deren Entfernung nach dem Stanzen ist auf einfache Weise beispielsweise durch Abätzen möglich. Diese Massnahme ist insbesondere bei Messsaiten für höhere Anforderungen an die Resultatauflösung zweckmässig.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können zwischen den Knoten und den Saitenenden Aufhängungsglieder aus Kunststoff vorgesehen sein. Dies erlaubt einen einfachen und elektrisch von den übrigen Teilen des Gerätes isolierten Anschluss von elektrischen Leitungen an die Saitenenden ausserhalb der kraftmässig beanspruchten Regionen. Die Aufhängungsglieder können dabei durch Umspritzen der Saitenenden angebracht sein. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Saitenenden im Bereich der Aufhängungsglieder je ein Befestigungsloch mit aufgebogenem Rand aufweisen. Diese Ausgestaltung bewirkt eine Verbesserung der Verschiebungsfestigkeit der Aufhängungsglieder unter Last und damit ein besseres Kriechverhalten.

Um die Schwinggüte der Saite weiter zu verbessern, können die Saiten zweckmässigerweise Verjüngungen aufweisen. Dadurch wird die schwingungsmässige Entkopplung der Saite von der Umgebung verbessert.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand der nicht raassstäblichen Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung ist

Figur 1 eine Draufsicht auf einen gestanzten Saitenrohling,

Figur 2 ein Teilschnitt durch Figur 1 entlang der

Linie 2-2,
Figur 3 eine Draufsicht auf eine Saitenhälfte mit Knotenzusatzmasse,
Figur 4 ein Schnitt entlang der Linie 4-4 in Figur 3,

und

Figur 5 bis Figur 9 je ein Schnitt durch weitere Ausbildungen der Knoten.

Ein Rohling 10 gemäss den Figuren 1 und 2 wurde aus einem Blech von 0,1 mm Dicke aus einer Niob-Zirkon-Legierung ausgestanzt. Die Stanzgrate bzw. -kanten wurden durch Behandlung mit einer Aetzlösung entfernt.

Man erkennt die eigentliche Saite 12, die beiden Saitenenden 14 mit je einem ausgestanzten und aufgebördelten Loch 16 für die Befestigung und zwei Paar Lappen 18 an den Knotenstellen. Strichpunktiert sind darin die Biegelinien eingezeichnet. Nahe den Enden der eigentlichen Saite sind eingeprägte Einschnürungen 28 zur Verringerung der Biegesteifigkeit vorgesehen.

Figur 3 zeigt eine Hälfte einer einbaufertigen Saite einschliesslich der Knotenanordnung (die andere Hälfte ist genau gleich ausgebildet). Der Knoten ist hier zweiteilig (siehe auch Figur 4): Die Knotengrundmasse, las Knotenzentrum 18a wird durch die beiden unter Bildung eines U aufgebogenen Lappen gebildet. Als Zusatzmasse 20a ist ein ebenfalls U-förmiges Element angebracht, das beispielsweise aus Messing bestehen kann. Es ist in

Querrichtung so angeordnet, dass der Gesamtschwerpunkt von Knotenzentrum 18a und Zusatzmasse 20a genau in der Mittellinie der Saite 12 liegt. Auf das Ende 14 der Saite ist ein Koppel- oder Aufhängungsglied 22 aus Kunststoff aufgespritzt. Es ist, zentrisch zum Loch 16 im Saitenende 14, mit einer Bohrung 24 versehen, welche kleiner als das Loch 16 ist und zur Aufnahme einer Befestigungsschraube dient. Am aus dem Koppelglied 22 herausragenden Teil des Saitenendes 14 ist ein Draht 26 zur Stromzuführung aufgelötet. Alternativ kann gemäss Figur 5 der Knoten 18b über nach ausssn gebogene Lappen verfügen, an welche die Schenkel der Zusatzmasse 20b anschlagen, was eine Vereinfachung beim Zusammenbau bewirkt.

Die Figuren 6 bis 9 zeigen weitere Ausbildungen der Knoten:

- In Figur 6 bildet der Knoten 18c ein Z mit abgerundeten Lappen, und die Zusatzmasse 20c ist ein Rohrabschnitt.

- in Figur 7 ist der Knoten 18d wieder U-förmig, und die Zusatzmasse 20d wird von einem Stück Vierkantrohr gebildet.

- In Figur 8 sind die Lappen 18 gefaltet, und es resultiert ein flaches S als Knoten 18e. Durch Mehrfachfaltung (strichpunktiert eingezeichnet) lassen sich grössere Knotenmassen erreichen.

- In Figur 9 ist eine besonders einfache Variante 18f des Knotens gezeigt. Sie kann für Fälle zweckmässig sein, in denen es mehr auf das Trägheitsmoment und die Steifigkeit im Knotenbereich als auf die Stabilität der Schwingungen ankommt (also z.B. für Geräte mit relativ niedriger Resultatauflösung).

Die dargestellten Auführungsbeispiele lassen erkennen, welche Vielfalt von Möglichkeiten im Rahmen der vorliegenden Erfindung besteht.

Claims (7)

• · ι Schutzans-prüche

1. Flache Messaite mit zwei Knoten, dadurch gekennzeichnet, dass die Saite (12) über einstückig mittels Stanz-Biegetechnik angeformte, die Knoten (18a-18f) bildende Lappen (18) verfügt.

2. Flache Messsaite nach Anspruch 1, bei welcher die Knoten über zusätzlich angebrachte Massen verfugen, dadurch gekennzeichtnet, dass die zusätzlichen Knotenmassen (20a, 20b) die Form eines U aufweisen und mit den ü-artig ausgebildeten Knoten (18a, 18b) so verbunden sind, dass der Gesamtschwerpunkt in der Mittellinie der Saite (12) liegt.

3. Flache Messsaite nach Anspruch 1, bei welcher die Knoten über zusätzlich angebrachte Massen verfügen, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Knotenmassen (20c, 2Od) ein geschlossenes Hohlprofil aufweisen.

4. Flache Messsaite nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie keine Stanzkanten aufweist.

5. Flache Messsaite nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Knoten (18a - 18f) und den Saitenenden (14) Aufhängungsglieder (22) aus Kunststoff vorgesehen sind.

6. Flache Messsaite nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Saitenenden (14) im Bereich der Aufhängungsglieder (22) je ein Befestigungsloch (16) mit aufgebogenem Rand aufweisen.

7. Flache Messsaite nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichn^e, dass die Saite. (12) Verjüngungen (23) apfweist.