DE948819C

DE948819C - Dehnungsmesser

Info

Publication number: DE948819C
Application number: DED13639A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Albrecht Kuske
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1952-11-22
Filing date: 1952-11-22
Publication date: 1956-09-06

Description

Dehnungsmesser Die Erfindung bezieht sich auf einen Dehnungsmesser mit vorzugsweise zwei oder drei Abstützpunkten und mit über Hebelarme betätigten Meßelementen, welche letztere bei Abstands änderung der Stützpunkte ihren Abstand ebenfalls ändern und dadurch einen elektrischen Stromkreis beeinflussen.
Die Erfindung besteht dann, daß die Kontaktstücke der Meßelemente durch eine in Iden Meßstromkreis eingeschaltete, durch eine stromleitende Flüssigkeit gebildete Widerstandsstrecke verbunden sind. Dadurch wird erreicht, daß der Dehnungsmes.ser unter geringem baulichen Aufwand außerordentlich klein gehalten werden kann, Sinsbesondere dann, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Wilderstandsstrecke durch einen von den entsprechend eng beieinanderstehenden Kontaktstücken durch Adhäsion gehaltenen Flüssigkeitstropfen gebildet ist. Der Spalt zwischen den Kontaktstücken wird dabei möglichst klein, z. B. in der Größenordnung von 11io bis l/loo mm, gewählt. Die Verwendung des Gerätes zum Messen von Dehnungen oder zur Ermittlung von Spannungen an für andere Meßgeräte unzugänglichen Stellen ist hierdurch möglich.
Die Widerstandsstrecke kann in weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens axial zur Bewegungsrichtung der Kontaktstücke oder auch quer dazu liegen. Die axiale Lage wird bevorzugt für statische sowie für Idyna3mische Messungen bei nicht zu hohen Frequenzen, die Querlage für Messungen bei hohen Frequenzen.
Vorteilhafterweise können die Meßelemente erfindungsgemäß durch mittels Schlitze gebildete S- oder Z-förmige Stege biegungselastisch miteinander verbunden sein.
Zur voll-ständigen Erfassung eines Spannungs-oder Dehnungszustandes in einem Oberflächenpunkt eines Bauteiles sind nach bekannten Meßmethoden drei Meßwerte für drei verschiedene Richtungen erforderlich. Bei diesen bekannten Methoden wird Ider zu untersuchende Bauteil zwischen je zwei Messungen abwechselnd entlastet und wieder belastet. Ein solches Verfahren ist jedoch unbequem und häufig auch ungenau. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können daher zur Vermeidung dieses Nachteils drei Meßelemente eingebaut werden, die in drei im Dreieck liegenden Punkten auf der Meßfläche abgestützt sind, welche zwischen je zwei von ihnen eine Widerstandsstrecke aufweisen.
Bei Verwendung einer Flüssigkeit geringen spezifischen Widerstandes (z. B. Quecksilber) können erfindungsgemäß die Übergangsquerschnitte (Kontaktflächen) verhältnismäßig klein bemessen sein, damit bei Dehnungen eine wesentliche Widerstands änderung durch Veränderung des Ubergangsquerschnittes hervorgerufen wind.
Bei Verwendung einer Flüssigkeit hohen spezifischen Widerstandes (z. B. Brom) kann erfindungsgemäß der Querschnitt der Flüssigkeitsstrecke bzw. der Kontaktflächen im Verhältnis zum Abstand derselben sehr groß bemessen sein.
Bei Verwendung einer Flüssigkeit mit niedrigem Widerstand kann der Widerstand auch dadurch vergrößert werden, daß erfindungsgemäß mehrere gleichartige Widerstandsstrecken, d. h. Kontaktstellen, in dem gleichen Gerät hintereinandergeschaltet werden, während bei Verwendung von Flüssigkeiten m'it hohem Wilderstand zweckmäßigerweise mehrere Kontaktstellen parallel geschaltet werden können.
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Hierbei zeigt Fig. I die Seitenansicht (teilweise im Schnitt) eines Dehnungsmessers mit einer Meßstrecke zwischen horizontalen Zuleitungen, Fig. 2 eine entsprechende Seitenansicht eines Dehnungsmessers mit einer Meßstrecke zwischen vertikalen Zuleitungen und Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Dehnungsmesser mit im Dreieck angeordneten Meßstrecken.
In Fig. I ist das Gestell 10 des Dehnungsmessers auf den beiden Spitzen II und 12 gelagert, welche den iu messenden Abstand a voneinander haben.
Die Schlitze -zwischen den Spitzen sind mit I3, 14 bezeichnet; sie lassen einen Z-förmigen Steg 15 zwischen sich stehen, so daß das Gestell zwei durch den Steg I5 federnd miteinander verbundene Hälften bildet. In oberen Ansätzen des Gestells sind die auls Isoliermaterial bestehenden Anschlüsse oder Kontaktstückträger I6 und I7 eingesetzt, deren Zuleitungen I8 und 19 lin den Kontaktstücken 20 und 21 enden. Zwischen den Spitzen dieser Kontaktstücke ist die als Meßstrecke dienende Flüssigkeit 22, Z. B. in Form eines Tropfens, zwischengeschaltet.
Treten Längenänderungen an der Oberfläche des zu prüfenden Teiles 23 auf, wilid also der Abstand a um einen gewissen Betrag verändert, so wird jede Gestellhälfte etwa um den Mittelpunkt des Z-förmigen Steges 15 verdreht, wodurch sich auch die Meßstrecke zwischen den Kontaktstücken 20 und 21 bzw. die Länge des Flüssigkeitstropfens 22 verändert, und zwar wird der Flüssigkeitstropfen bei Dehnungen der Strecke a verkürzt und bei Verkürzungen der Strecken dagegen verlängert. Durch Messung der hierdurch bewirkten Widerstandsänderung können die Dehnungen bzw. die dadurch bedingten Beanspruchungen des Teiles 23 vermittelt werden.
Gemäß Fig. 2 besteht das Gestell IO aus den Gestellhälften 24 und 25, wobei die Kontaktstückträgern6 und I7 nicht horizontal, sondern senkrecht angeordnet und horizontal zueinander versetzt sind.
Fig. 3 zeigt ein auf drei Spitzen im Dreieck gelagertes Meßgerät mit dm Dreieck angeordneten Meßstrecken, wobei die entsprechend angeordneten Widerstandsstrecken bei 22, 22' und 22" angedeutet sind. Durch ein solches Gerät ist es möglich, die Spannungen in einem beliebigen Punkt der Oberfläche in drei verschiedenen Richtungen zu bestimmen und dadurch ein praktisch vollständiges Bild über den Spannungsverlauf in diesem Punkt zu erhalten.
Für die Messung wird üblicherweise eine Brückenschaltung verwendet.

Claims

PATENTANSPRÜcHE: I. Dehnungsmesser mit vorzugsweise zwei oder drei Abstützpunkten und mit über Hebelarme betätigten Meßelementen, welch letztere bei Abstandsänderung der Stützpunkte ihren Abstand ebenfalls ändern und dadurch einen elektrischen Stromkreis beeinflussen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstücke der Meßelemente durch eine in den Meßstromreis eingeschaltete, durch eine stromleitende Flüssigkeit gebi-Mete Widerstandsstrecke verbunden sind.
2. Dehnungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekenneichnet daß die Widerstandsstrecke durch einen von den entsprechend eng beieinanderstehenden Kontaktstucken durch Adhäsion gehaltenen Flüssigkeitstropfen gebildet ist.
3. Dehnungsmesser nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsstrecke axial zur Bewegungsrichtung der Kontaktstücke angeordnet ist.
4. Dehnungsmesser nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, Idaß die Widerstandsstrecke quer zur Bewegungsr.ichtung der Kontaktstücke angeordnet ist.
5. Dehnungsmesser nach Anspruch I, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelemente durch mittels Schlitze gebildete S- oder Z-förmige Stege biegungselastisch mfteinander verbunden sind.
6. Dehnungsmesser nach Anspruch I, gekennzeichnet durch drei in im Dreieck liegenden Punkten auf der Meßfläche abzustützende Meßelemente, die zwischen je zwei von ihnen eine Widerstandsstrecke aufweisen.
7. Dehnungsmesser nach den Ansprüchen I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Flüssigkeit geringen spezifischen Widerstandes (z. B. Quecksilber) die Übergangsquerschnitte (Kontaktflächen) verhältnismäßig klein bemessen sind.
8. Dehnungsmesser nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Venvendung einer Flüssigkeit hohen spezifischen Wilderstanldes (z. B. Brom) der Querschnitt der Flüssigkeitsstrecke bzw. der Kontaktflächen im Verhältnis zum Abstand derselben sehr groß bemessen ist
9. Dehnungsmesser nach Anspruch 7 bzw. 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wderstand&strecken in Reihe bzw parallel zueinander geschaltet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 745 843 VDI-Zt., Bd. 92, 1950, N«. 4, S. 91.