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Dehnungsmesser
Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Dehnungsmesser,
welche wesentlich durch einen feinen Draht gebildet werden, welcher in nahe beieinanderliegenden
Zickzackwindungen auf einem isolierenden Halter, wie einem Blatt Papier, angebracht
und auf diesem z. B. durch Anleimen befestigt ist, wobei diese Meßvorrichtungen
auf Ob,erflächen angebracht und befestigt werden, deren Dehnungen gemessen werden
sollen, um diese Dehnungen durch Veränderungen des elektrischen Widerstandes der
Drähte anzuzeigen.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, derartige Dehnungsmesser sowie
Verfahren zur Herstellung derselben anzugeben, welche besser den Erfordernissen
der Praxis entsprechen als die bisher für die gleichen Zwecke benutzten.
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Gemäß einem Kennzeichen der Erfindung werden die im Zickzack gelegten
Drähte des Dehnungsmessers an ihren Krümmungen in bezug auf ihren Halter durch geformte
Organe aus Isolierstoff verankert, welche sich von diesem Halter aus erheben und
mit diesem starr verbunden sind.
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Gemäß einer Ausfüimgsform der Erfindung werden diese Verankerungsorgane
dadurch erhalten, daß der Halter von Stiften durchbohrt wird, um welche die Drähte
gewunden werden, wobei eine Leimschicht auf die Drahtanordnung aufgebracht wird,
worauf die Gesamtanordnung von den Stiften
abgenommen wird und die
von diesen Stiften gebildeten Löcher mit einem erhärtenden Werkstoff, z. B. Leim,
Zement, oder einem thermoplastischen Werkstoff ausgefüllt werden.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform bilden die Verankerungsorgane
mit dem Halter ein Stück.
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Gemäß einem anderen Kennzeichen der Erfindung werden je zwei aufeinanderfolgende
Verankerungsorgane auf derselben Seite der Drahtanordnung längs einer Linie angeordnet,
welche schräg in bezug auf die Richtung der Drahtabschnitte ist, so daß der Abstand
zwischen diesen beiden Organen größer ist als der Abstand zwischen zwei um sie geschlungenen
Drahtabschnitten, so daß der Durchmesser des für die Abspulung des Drahtes benutzten
Werkzeugs, welcher kleiner als der Abstand zwischen diesen beiden aufeinanderfolgenden
Verankerungsorganen sein muß, größer sein kann als der Abstand zwischen diesen beiden
benachbarten Drahtabschnitten.
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Weitere Kennzeichen der Erfindung werden aus der nachstehenden eingehenden
Beschreibung einiger Ausführungsformen derselben hervorgehen, welche nur beispielshalber
angegeben sind, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird.
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Fig. I zeigt schaubildlich einen erfindungsgemäßen Apparat für die
Herstellung eines Dehnungsmessers; Fig. 2 ist ein vergrößerter Schnitt eines Teils
eines in Fig. I gezeigten Elements; Fig. 3 und 4 zeigen im Längsschnitt bzw. im
Girundriß einen erfindungsgemäßen Dehnungsmesser; Fig. 5 und 6 zeigen schaubildlich
bzw. in einer Endansicht einen Teil eines gemäß gewissen Kennzeichen der Erfindung
hergestellten Dehnungsmessers; Fig. 7 und 8 zeigen in gleicher Weise eine Abwandlung
dieses Dehnungsmessers; Fig. 9 und 10 zeigen im Längsschnitt bzw. im Grundriß einen
gemäß einem besonderen Kennzeichen der Erfindung hergestellten Halter für den Dehnungsmesser.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Dehnungsmesser
der oben beschriebenen Art mittels einer Drahtabspulvorrichtnng I hergestellt, welche
entweder von Hand oder mittels einer geeigneten Maschine mit einer hin und her gehenden
Bewegung betätigt wird.
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Der von dieser Vorrichtung abgespulte Draht 2 wird nacheinander unter
der Einwirkung eines beständigen Zuges um eine gewisse Zahl von Haltenadeln oder
Stiften 3 gelegt, welche auf einem Arbeitsrahmen 4 an den Krümmungsstellen der Zickzackanordnung
angeordnet sind, längs welcher der Draht angeordnet werden soll.
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Vorher wird auf die Unterlage 4 ein Papierblatt oder ein ähnlicher
Halter 5 aufgebracht, der dann durch die Stifte 3 durchbohrt und zeitweilig in seiner
Stellung gehalten wird, wobei der Draht 2 durch Anleimen an diesem Halter befestigt
wird, nachdem die Zickzackwindungen hergestellt wurden (der geleimte Teil ist durch
die Schraffur in Fig. 4 angegeben).
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Die Drahtabspulvorrichtung wird vorteilhafterweise nach Fig. I ausgebildet,
in welcher eine einen Vorrat von dünnem Draht tragende Spule 7 von einem Rahmenelement
6 gehalten wird, welches z. B.
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U-förmig ist. Der von dieser Spule kommende Draht läuft durch eine
hohle Nadel 8 in der Art einer Injektionsnadel, wobei diese Nadel vorzugsweise am
Ende abgerundete Kanten aufweist (Fig. 2), deren Krümmungshalbmesser z. B. im Mittel
etwa gleich dem Fünffachen des Durchmessers des Drahtes 2 sein kann. Die Spule 7
wirkt vorteilhafterweise mit einer regelbaren Bremse zur Regelung der Spannung zusammen,
welche in sehr einfacher Weise dadurch -gebildet sein kann, daß auf der Nabe dieser
Spule eine mit einer Rille versehene Scheibe g befestigt ist, gegen welche ein auf
einer Achse II befestigter biegsamer Reibungsstreifen I0 angedrückt wird, wobei
der Druck, mit welchem dieser Streifen gegen diese Scheibe gepreßt wird, vorzugsweise
regelbar ist, z. B. mittels einer Feder I2 regelbarer Spannung, welche an einem
an dem Ende der Achse II befestigten Hebel I3 befestigt ist.
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Mit diesem Apparat arbeitet man folgendermaßen: Nachdem man auf dem
Halter 5, welcher selbst an dem Rahmen 4 befestigt ist, Klemmen 14 und 15 angebracht
hat, welche durch schmale Metallstreifen gebildet werden können, welche vorübergehend
durch eine Klammer in ihrer Stellung gehalten und an ihren Enden umgebogen werden,
um die Befestigung des feinen Drahtes zu erleichtern, wird das freie Ende dieses
Drahtes mit einer kontinuierlichen Bewegung um den Streifen 14 gewickelt, und die
Abspulvorrichtung I wird so bewegt, daß der Draht nacheinander im Zickzack um alle
Stifte 3, von denen nur eine kleine Zahl in Fig. I gezeigt ist, läuft, um schließlich
an der Klemme 15 anzukommen, um welche er mehrmals gewickelt wird, bevor er abgeschnitten
wird. Die so erhaltene Wicklung wird dann mit Leim überzogen.
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Die vorher verzinnten umgebogenen Teile der Klemmen I4 und I5 werden
heruntergedrückt und in der umgebogenen Stellung verlötet, z. B. durch bloßes Andrücken
mit einem heißen Eisen.
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Vor ihrer Abnahme von dem Arbeitsrahmen kann der so hergestellte
Dehnungsmesser mit einem Isolier-und Schutzorgan, z. B. einem Papierblatt 16, bedeckt
werden, welches z. B. in heißem Zustand aufgepreßt und so durch die Enden der Stifte
3 durchbohrt wird.
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Um den Dehnungsmesser nach der Trocknung abzunehmeh, braucht man
nur eine gegenseitige Verschiebung zwischen dem Rahmen 4 und dem Halter 5 zu bewirken,
z. B. mittels eines Nockens, wobei einer dieser beiden Teile festgehalten wird,
oder durch Einführung einer Klinge zwischen diese beiden Teile.
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Bekanntlich ist es vorteilhaft, die merklich parallelen Abschnitte
- der zickzackförmig auf der Papierunterlage angeordneten Drähte so nahe wie möglich
nebeneinander anzuordnen. Zunächst wird für einen gegebenen Wert des elektrischen
Widerstandes der Croß-Effekt, d. h. der von der möglichen Dehnung der zwei benachbarte
Drahtabschnitte verbindenden Drahtelementeherrührende Störeffekt, auf diese Weise
verringert, und ferner vergrößert bei einer gegebenen Breite der Drahtanordnung
eine so dichte Anordnung der Drahtabschnitte die Empfindlichkeit des Messers, da
so eine größere Drahtlänge durch die Dehnung einer gegebenen Fläche des untersuchten
Teils beeinflußt wird.
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Gemäß einem Kennzeichen der Erfindung werden zum Zwecke der größeren
Annäherung dieser Drahtabschnitte aneinander die Stifte 3 auf beiden Seiten schachbrettförmig
angeordnet.
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Auf diese Weise kann der Abstand a-b (Fig. 4) zwischen zwei benachbarten
Drahtabschnitten kleiner gemacht werden als der tatsächliche Äbstand c-d zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Stiften, wobei dieser Abstand c-d notwendigerweise etwas
größer ist als der Durchmesser der Nadel 8 der Abspulvorrichtung, um dieser Nadel
den Durchgang zwischen diesen Stiften zu gestatten.
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Obwohl auf Fig. 4 eine schachbrettförmige Anordnung mit nur zwei
Reihen gezeigt ist, kann man auf jeder Seite des Dehnungsmessers auch schachbrettförmige
Anordnungen mit drei Reihen und noch mehr vorsehen, um die Drahtabschnitte noch
dichter nebeneinander anordnen zu können.
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Wie oben ausgeführt, erhält man schließlich erfindungsgemäß nach
Abnahme des Dehnungsmessers von dem Rahmen 4 eine Anordnung, welche an jeder Krümmung
des Drahtes ein Loch enthält.
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Erfindungsgemäß werden sowohl wenn ein Schutzblatt I6 vorgesehen
ist, wie auch wenn die Drahtanordnung nur auf ihren Halter 5 aufgeklebt ist, die
durch die Stifte 3 erzeugten Löcher mit einem erhärtenden Werkstoff ausgefüllt,
z. B. Leim, welcher dann an jeder Krümmungsstelle der betrachteten Anordnung einen
in dem Halter 5 verankerten starren Anschlag 17 bildet.
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Es ist noch zu bemerken, daß,wennkeinSchutzblatt I6 vorhanden ist,
man dafür sorgen muß, daß für das Ausfüllen ein Leim gewählt wird, der nicht ein
Lösungsmittel für den zur Befestigung der Drahtanordnung auf ihrem Halter 5 benutzten
Leim ist, so daß für die Ausfüllung ein von dem Leim zur Befestigung verschiedener
Leim gewählt werden muß. Wenn dagegen ein Schutzblatt I6 vorhanden ist, kann ohne
Nachteil derselbe Leim, z. B. ein Celluloseleim, für die Befestigung der Drahtanordnung
auf ihrem Halter und zur Ausfüllung der durch die Stifte 3 gemachten Löcher verwendet
werden.
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Der Dehnungsmesser kann eine gewisse Zahl von isolierten Schichten
von parallelen Drähten aufweisen, und selbst von Schichten von Drähten, bei welchen
zwei benachbarte Schichten einen gewissen Winkel miteinander bilden, wobei die übereinanderliegenden
Drahtanordnungen gegeneinander um eine Strecke verschoben sind, die gleich einem
Bruchteil der Ganghöhe ist, z. B. gleich der Hälfte der Ganghöhe, falls zwei Schichten
vorhanden sind. Auf diese Weise wird die Dichte der Drahtanordnung und infolgedessen
ihre Empfindlichkeit noch erhöht.
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Man kann auch, wie in Fig. 5 bis 8 dargestellt, die Drahtabschnitte
noch dichter nebeneinander anordnen, indem man zwischen ihnen ein isolierendes Blatt
18 anordnet, welches z. B. entweder gewellt sein und abwechselnd oberhalb und unterhalb
dieser Drahtabschnitte durchlaufen kann (s. Fig. 5 und 6), oder nur Rippen aufweisen
kann, welche durch Faltung des Halters erhalten sind und zwischen die betreffenden
Drahtabschnitte eingeführt werden (Fig. 7 und 8). In beiden Fällen ist es möglich,
nachdem das Blatt 18 in die richtige Lage gebracht wurde, die Drahtabschnitte so
nahe beieinander wie möglich aufzuwickeln, Leim aufzutragen, und gegebenenfalls
die Gesamtanordnung auf einer die Klemmen tragenden schließlichen Unterlage zu befestigen.
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Schließlich kann der Halter 5 noch gemäß einem weiteren in Fig. g
und 10 dargestellten Kennzeichen der Erfindung aus einer gepreßten Isoliermasse,
z. B.
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Papier, bestehen, und bei der Pressung erhaltene Stifte 3 aufweisen,
was gestattet, den Draht unmittelbar auf die Unterlage aufzuwickein, wonach er mit
Leim bedeckt und schließlich mit einem Schutzblatt überzogen wird.
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PATENTANSPRSC,HE? I. ElektrischerDehnungsrnesser mit einem feinen
Draht, der in dichten Zickzackwindungen auf einem isolierenden Halter angebracht
und befestigt, z. B. angeleimt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsstellen
der zickzackförmigenDrahtanordnung an geformten Organen (3) aus einem Isolierstoff
verankert sind, welche sich von diesem Halter (5) aus erheben und mit diesem starr
verbunden sind.