JP2003532094A - 測定センサー - Google Patents
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Abstract
Description
り多くの部分からなりかつ実質的にリング状に形成されており、その際、締め付
け可能な2つのセグメントが、内側輪郭の長手中央に、測定要素を備えた突出し
た弾性部分のための、締め付け方向に互いに対向するそれぞれ1つの切り欠きを
有し、これらの切り欠きが、圧締めして部材の表面に押し付け可能である、円柱
形部材又は形材の正及び負の伸びを電気的に測定する測定センサーに関する。
に感応する測定要素を圧締めするように穴開き壁に押し付けるに十分である、測
定センサーは周知である。このような測定センサーは、例えばエラストマー材料
からなる円柱形の対象物に関する米国特許第5284062号明細書において、
および弾性部分の帯状の構成に関するスイス国特許第685575号明細書によ
り公知である。
の対象物の表面に一定に維持された間隔を置いて刃を有する測定ブリッジを締め
付け、かつこのようにして生じる伸びを測定する。第1の測定センサーは、穴を
空けなければならないという欠点を有する。第2に述べた解決策は、きわめて危
険にさらされ易く、測定ブリッジは滑ることがあり、このため工業的に利用でき
ない。
側にある弾性要素が、ここに生じる伸びを測定できるように、測定要素を部材の
外側表面に押し付けることによって、前記の欠点をかなりの程度まで避けること
ができるセンサーが記載されている。所定の大きさのこれらの剛体の測定センサ
ーは、比較的小さな直径範囲にしか適していない。さらに測定場所において測定
対象物は、断面において完全に円でなければならず、このセンサーは、角形の形
材については考慮されていない。
丸い切り欠きを備えた2つの棒を有し、これらの切り欠きは、少なくとも測定す
べき円柱に相当する。このセンサーも、所定の直径範囲にしか適していない。通
常考慮されるものより小さな直径を有する円柱の場合、不都合な状態において装
置はスリップすることがある。さらにこの装置は、側方の案内がかなり欠けてい
るので、振動に対して敏感な場合がある。
ファイルを四角形プロファイルに押し付けて、このプロファイルの伸びを測定で
きるセンサーも周知である。しかしこの装置は、平らな外面を有するプロファイ
ルにしか適していない。
望ましく動作し、かつ頑丈な工業的な動作に適した、初めに述べたような測定セ
ンサーを提供することにある。
らなる測定センサーの互いに対角線上に対向するセグメントが、両端部において
被測定部材のための交換可能な及び/又は調節可能な側方の案内部材によって支
持可能である。本発明の特殊なかつ変形された構成は、特許請求の範囲従属請求
項の対象である。
又は円形に形成されており、かつセグメントの長手中央の範囲に、測定要素を備
えた2つの弾性要素が取り付けられている。適当な締め付け手段によって案内部
材に結合された両方のセグメントが、被測定部材に押し付けられると、測定要素
を備えた弾性要素は、ここに生じる伸びが測定できるように、部材の表面を押す
。その際、側方案内部材は、一方において測定センサーがスリップせず又は振動
に敏感でないようにするために、案内部として働き、他方において案内部材は、
締め付け方向の寸法が相応な場合、過度に大きな締め付け力を防止するための機
械的なストッパとしての役目を果たすことができる。
可能であり、他方、直径の異なる被測定部材のために、測定要素を備えた高価な
セグメントを同様に利用できるという点にもある。
あり、これらの締め付けねじ自身が、側方案内部として作用することができ、又
は特殊な案内片における穴を通り抜けている。
ンジが配置され、他方の側に迅速止め金が配置されており、この迅速止め金は、
圧締めのために必要な接触圧力を発生することができる。
して直角に面対称に形成されている。第1の標準形は、ヨークの形に形成されて
おり、実質的に円形又は角形の基本形によって、相応する円形又は角形の内側輪
郭を有するように形成されている。セグメントは、形と大きさに関して、被測定
部材の表面に近似しているが、前記のように、種々の大きさに対して所定の遊び
空間が存在するようにするために、正確に整合しているわけではない。しかし被
測定部材は、常に両方のセグメントの測定要素の範囲だけにおいて圧締めして載
っている。被測定部材に接触する両方のセグメントは、両端部において間隔を置
いて配列する端面を有する。両セグメントの端面の間隔は、被測定部材のための
側方案内部材の収容を可能にする。端面の間隔は、目的に合うように、両方の測
定要素の間隔の少なくとも20%、望ましくは少なくとも30%である。
ントは、被測定部材を囲んでいるのではなく、その横断面に関係なく実質的に平
らに形成されている。被測定部材のための側方案内部材は、相応してフレキシブ
ルに構成されていなければならず、通常交換可能でなければならない。
メント内に係止する締め付けねじのための中央穴を有する。案内片は、任意に交
換でき、かつ横断面に関して変更することができる。締め付けられた案内片は、
被測定部材に望ましくは線(横断面が円形の部材の場合は母線、n角形(n=6
、10、14・・・)の部材の場合は稜)又は面(n角形(n=4、8、12・
・・)の部材の場合)に沿って接触するが、言うに値するほどの摩擦損失を引き
起こすことなく接触する。これらのすべての比較的安価な案内片は、わずかなコ
ストで大きな変形を可能にする。
換する代わりに、側方にずらしてもよく、その際、板平面は、締め付け方向に対
して直角に配列している。個々の板片、例えば校正板片は、中央長穴を有し、こ
の中を1つの又は間隔を置いた2つの締め付けねじが通っている。この構成によ
れば、融通性はきわめて高く、板片を取り外したり付け加えることができ、被測
定物に最適な板片を使用することができる。
る場合、締め付けねじ自身が、側方案内部材を形成することもできる。締め付け
ねじのおねじの一部は、特に被測定部材におけるほぼ長手中央のストッパ範囲に
おいて省略してもよい。
材の方向に目的に合うようにカラー状に張り出した部分を有し、これらの部分は
、所定の部材の横断面形にも整合することができ、このことは、案内機能を果た
すことを容易にする。
これらの測定要素は、伸びの際に周知のように電気信号を送出する。
むことによって、過度に強力な力の適用又は圧力作用が不利に作用するという危
険を最小にし、または完全に取り除くことができる。これらの案内部材は、締め
付けねじの固定締め付けの際に、ストッパを形成し、このストッパは、測定要素
へのそれ以上の力伝達を許容しない。
は両側に、10分の数ミリメートルの厚さの弾性的な層を装備することができる
。それによりストッパに達した際に、まだ測定要素の摩擦結合のために必要な力
に達していないという事態が避けられる。
がなくとも、迅速かつ確実に取り付けられており、測定要素が保護されており、
かつ振動なく取り付けられているということを保証できる。セグメントの形は、
多様な断面及び様々な直径を有する部材に測定センサーを簡単に取り付けること
ができるようにするために、それぞれのセグメント対のためにきわめて広い直径
範囲が生じるように、選択することができる。これらの有利な特性は、従来周知
の測定センサーによっては達成されない。
的可能性を得るために、被測定部材の表面に接着剤を用いることなく、伸び測定
条片のような伸びに感応する測定要素を取り付けることができる可能性が提供さ
れる。目的に合うように伸び測定条片として形成される伸びに感応する測定要素
は、弾性部分より小さいと有利であるが、同じ大きさでも、又はそれより大きく
ともよい。
向に配置される。半又は全ブリッジへの適当な配線によって、温度補償された伸
び測定も達成することができる。
、伸び測定条片を、好ましくは軸線に対して45°の角度に合わせる。
本発明を詳細に説明する。ここでは概略的に:
の部分的に切断された端面図を示し、 −図1aは、測定要素の範囲における図1の詳細を示し、 −図2は、円筒形部材の直径が小さい場合の図1の1変形を示し、 −図3は、部材が八角形の場合の図1の1変形を示し、 −図4は、案内片を部材横断面に合わせた場合の図1の1変形を示し、 −図5は、案内片として締め付けねじを有する図1の1変形を示し、 −図6は、実質的に円形のセグメントを有する図1の1変形を示し、 −図7は、板状に構成された案内片を有する図6の1変形を示し、 −図8は、図7の校正板片の平面図を示している。
こでは案内片として形成された案内部材4、5とからなる図1に示した測定セン
サー1は、円柱形の部材6上にねじ止めされている。この被測定部材6は、中実
に又は管として形成されているが、変形によれば規則的なn角形の形材として形
成されていてもよく、その際、nは、2より大きくかつ整数でなければならない
。
って、ここでは締め付けねじ7によって部材6上に押し付けられ、その際、内部
にあるフライス加工部9内に収容された弾性要素8は、大きな力で部材6の表面
13を押す。
丸くともよく、又は一般にn角形であることができ、その際、それぞれ2つの平
行に対向する面が形成されるようにするために、目的に合うようにn=4、6、
8、10、・・・が成り立つ。図1に示された八角形の構成は、実際に望ましい
。
ために使われる。簡単にするために、n角形の部材の2つの対向する面の間隔は
、ここにおいてかつその他の点においても、直径と称する。案内片4、5の内側
輪郭17は、図1によれば平らであるが、被測定部材のn角形又はその他の形の
一部として整合してもよい。円形の又は規則的なn角形の横断面の部材6の測定
の際、案内片4、5は、その内側輪郭17の間隔が、その測定範囲において両方
のセグメント2、3の間隔bに相当するように、寸法を決められている。案内片
4、5が被測定部材6におけるそれぞれ少なくとも1つの点において又は線に沿
って載っており、このようにして安定化しかつ中心に配置する機能を実行できる
ということが重要である。
メント2、3の内側輪郭22をいくらか越えて突出することができ、したがって
問題なく押し付けることができるということが重要である。両方のセグメント2
、3は、これらのセグメントが測定要素10の範囲において部材6上に載るとき
、端部にある範囲において間隔aを有する。案内片4、5は、正確にあらかじめ
決められたaに相当する寸法を有する。それにより過度に強力な力の適用に対す
る保護が行なわれる。
の間に圧締めした結合が生じるほど大きくなければならない。このようにして部
材6に作用する伸びを引き起こす力は、伸びに感応する測定要素10によって測
定することができる。測定要素10は、機械的な損傷に対して保護されており、
かつ振動に耐えるように取り付けられている。
(図2)に導かれている。信号ケーブル11は、相応な様式及び方法で軸線方向
に引き出すこともできる。
保護を示しており、このフィルムは、弾性要素8及び伸びに感応する測定要素1
0に渡って置かれており、かつ適当な手段によって弾性部分8に、又は図示しな
い変形においてそれより大きな寸法にしてかつ当該のセグメント2、3の内側輪
郭22に取り付けられている。
測定センサー1は、図1におけるものより小さな直径を有する円柱形の部材6上
に締め付けられており、その際、交換可能な案内片4、5の内側輪郭17は、円
柱形の部材6の表面13に整合されている。製造コストの有利な案内片4、5の
簡単な交換によって、高価な測定要素10を有する同じセグメント2、3を種々
の直径のために利用することができることは、図1と比較すれば明らかである。
案内片4、5は、通常同じ寸法を有し、その際、測定要素10が対角線上に対向
して締め付けられていることが保証されている。したがって両方の測定信号の加
算によって曲げを補償することができる。それに反して両方の測定信号を引き算
すれば、残りの成分として曲げが生じる。
た評価電子装置18によって増幅して引き出すことができ、又は送信装置に結合
された別の評価電子装置18によって遠隔測定によって伝送することができる。
この後者の変形は、運動する又は回転する部材6の場合特に興味深い。
ンサー1を示している。ヒンジ14は、案内片4、5が交換可能であるように構
成されており、それ故にこの変形によっても、種々の直径を有する部材6におけ
る又はここにおけるように八角形の部材6における伸びを測定することができる
。被測定部材6は、−その他の図の構成におけるように−、締め付け方向Sにお
いてセグメント2、3の内側輪郭22上だけに載っている。
サー1を示している。案内部材4、5は、部材6の方向にカラー状に張り出した
部分20、21を有し、かつこれらの案内部材が円柱形部材6に接触し又はその
表面13に押し付けられるように構成されている。このようにして伸びに感応す
る測定要素10が対角線上に対向して部材6だけにあるようになることが保証さ
れている。さらに図4は、締め付けねじ7を固定的に締め付けた際に、必要な接
触圧力に達したときに、ビーム状のセグメント2、3が、案内片4、5に載るよ
うに、案内片4、5の高さaが決められていることを示している。それにより許
容接触圧力は、締め付けねじ7のトルク制限を行なわなくとも超過しない。この
ようにして案内片4、5の高さaが相応な場合、トルク制限するねじ回しの使用
を、危険なしに省略することができる。この変形は、ビーム状のセグメント2、
3が理想的に扁平な形材として入手できるので、製造において特にコスト的に有
利である。
ンサー1を示している。対向ナット21を有するこれらの締め付けねじ7は、ビ
ーム状のセグメント2、3に相応して装備されかつ締め付け方向Sに対して直角
に伸びた長穴23内にあり、かつねじ軸自身によって側方の案内を保証するため
に、移動によって、被測定部材の可変の直径に整合することができる。締め付け
ねじ7の位置のさらに簡単な決定のために、ねじ頭部のための拡大された切り欠
き(24)内に、少なくとも1つの穴又は選択的に目盛りも有する長穴30(図
8)を有する正確に整合した板片を挿入することができる。その際、1つ/複数
の穴又は1つ/複数の締め付けねじの位置は、被測定部材6の直径に依存してい
る。このようにして締め付けねじ7が、前記の案内片のように測定センサー1を
側方に案内するように、測定部材6の近くにあるようにすることが達成される。
同時に測定要素10が対角線上において被測定部材6上に締め付けられることが
保証される。
いる。これらのセグメントの内側輪郭22は、部材6よりも大きな半径を有し、
さらにセグメント2、3の軸線は、円柱形の部材6のものに対してずらされてい
る。測定要素10を有する弾性部分8から出発して、増加する間隔とともに、内
側輪郭22と部材6の表面13との間に開いた中間空間が生じる。
おり、これらの案内片は、他方においてそれぞれ1つの締め付けねじ7によって
保持されている。
、かつセグメント2、3の両側に取り付けられており、例えば固定ねじ止めされ
ている。それにより測定センサー全体に弾性“ヒンジ”が与えられ、このヒンジ
は、締め付け運動をまったく妨害することなく、両方のセグメントをまとめる。
部カラー状に張り出して、セグメント2、3の外側に取り付けられており、かつ
保護カバーを備えている。
ンジ36を有し、これらのフランジは、2つの締め付けねじ7によって結合され
ている。両方の案内部材4、5は、長穴30を有する互いに積み重ねられた校正
板片38から形成されている。同じ又は異なった厚さの校正板片は、わずかな在
庫管理の際に大きな融通性を可能にする。校正板片38は、長穴30内に挿入さ
れた締め付けねじによって個別的に部材6に接触配置することができ、かつこの
ようにして、特に対応する狭い側を面取りした場合、最適な案内部を形成する。
すべての又は一部の校正板片は、中央範囲における少なくとも1対は接触配置す
ることができる。
れ、部材への接触配置は、前記のように行なわれる。
段階の移動を可能にする。
Claims (10)
- 【請求項1】 測定センサー(1)が、少なくとも1つの締め付け要素(7
,15)を備えかつ2つより多くの部分からなりかつ実質的にリング状に形成さ
れており、その際、締め付け可能な2つのセグメント(2,3)が、内側輪郭(
22)の長手中央に、測定要素(10)を備えた突出した弾性部分(8)のため
に締め付け方向(S)に互いに対向するそれぞれ1つの切り欠きを有し、これら
の切り欠きが、圧締めして部材(6)の表面に押し付け可能である、円柱形部材
又は形材(6)の正及び負の伸びを電気的に測定する測定センサー(1)におい
て、 多部分からなる測定センサー(1)の互いに対角線上に対向するセグメント(
2,3)が、両端部において被測定部材(6)のための交換可能な及び/又は調
節可能な側方の案内部材(4,5,26,38)によって支持可能であることを
特徴とする、 円柱形部材又は形材(6)の正及び負の伸びを電気的に測定する測定センサー
(1)。 - 【請求項2】 締め付け要素(4,5)が、両端部においてセグメント(2
,3)内に係止された締め付けねじ(7)として、又はセグメント(2,3)に
固定されたヒンジ迅速止め金(14,15)として形成されていることを特徴と
する、請求項1に記載の測定センサー(1)。 - 【請求項3】 セグメント(2,3)が、ヨーク形、円形又は多角形に形成
されており、これらのセグメントが、形と大きさに関して、部材(6)の表面(
13)に近似しているが、この部材(6)が、測定要素(10)の範囲だけにお
いて載っており、その際、セグメント(2,3)の端面(19)が、測定要素(
10)の間隔(b)の望ましくは少なくとも20%、特に少なくとも30%の間
隔(a)になることを特徴とする、請求項1に記載の測定センサー(1)。 - 【請求項4】 セグメント(2,3)がビーム状に形成されていることを特
徴とする、請求項1又は2に記載の測定センサー(1)。 - 【請求項5】 案内部材(4,5)が、セグメント(2,3)を結合する締
め付けねじ(7)のための中央穴を有する立方体、直方体又は円柱形の案内片と
して形成されており、その際、案内片(4,5)が、部材(6)に望ましくは線
又は面に沿って接触し、かつこれを言うに値するほどの摩擦損失なしに案内する
ことを特徴とする、請求項1ないし4の1つに記載の測定センサー(1)。 - 【請求項6】 案内片(4,5)が、締め付けねじ(7)のための長穴(3
0)を有し、締め付け方向(S)に対して垂直に板状に細分化されており、かつ
このようにして長穴(30)あたり少なくとも1つの締め付けねじ(7)の締め
付けによって固定可能であることを特徴とする、請求項1ないし5の1つに記載
の測定センサー(1)。 - 【請求項7】 案内片(4,5)が、部材(6)の方向にカラー状に張り出
した部分(20,21)を有し、これらの部分が、案内機能を引き受けることを
特徴とする、請求項5又は6に記載の測定センサー(1)。 - 【請求項8】 締め付けねじ(7)自身が、案内部材(4,5)を形成し、
その際、これらの締め付けねじの相互の間隔が、望ましくは部材(6)に合わせ
て調節可能であることを特徴とする、請求項1ないし4の1つに記載の測定セン
サー(1)。 - 【請求項9】 測定要素(10)が、伸び測定条片又はピエゾ要素であるこ
とを特徴とする、請求項1ないし8の1つに記載の測定センサー(1)。 - 【請求項10】 金属セグメント(2,3)及び案内部材(4,5)が、締
め付けねじ(7)とともに、締め付け制限のためのストッパを形成していること
を特徴とする、請求項1ないし9の1つに記載の測定センサー(1)。
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