JP2008533493A

JP2008533493A - 円筒体における伸びの電気的な測定

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Publication number: JP2008533493A
Application number: JP2008502218A
Authority: JP
Inventors: ジャン−ジャック・シュミット
Original assignee: バウメール・ホールディング・アーゲー
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2008-08-21
Also published as: US20090249884A1; ATE422042T1; EP1861678B1; WO2006099767A1; DE502006002746D1; EP1861678A1

Abstract

概ね円筒形の物体（２６）の周面（２７）における正および負の伸びを可動式の測定クリップ（１０）によって測定する。前記測定クリップは前記物体を半径方向に締め付けるとともに伸びを感知する少なくとも一つの測定部材（４８）を摩擦接続が行われるように周面（２７）に押し付けるための二つの互いに調整可能なスライダ（１４，１６）に対するガイド形材（１２）を有している。まずガイド形材（１２）上でスピンドル（２２）によって、好適に組み込み式のトルク調整部（２４）によって、締め付け方向（Ｓ）にスライド可能であるとともにセンタリング部材（３２）を備えた第一のスライダ（１４）が前記円筒体（２６）に載置される。前記ガイド形材（１２）上でスライド可能であるとともにセンタリング部材（３４）を備えた第二のスライダ（１６）が前記円筒体（２６）に当接されるとともにロックされる。前記スピンドル（２２）を引き締めることによってスライダ（１４，１６）同士の間で前記センタリング部材（３２，３４）が前記物体（２６）上に締め付けられる。前記スライダ（１４，１６）はそのヘッド領域（２８，３０）に前記円筒体（２６）のセンタリング部材（３２，３４）のためのガイド（４４，４６）を有しており、前記センタリング部材は少なくとも一つの伸縮バネ（５０）の抵抗に反して締め付け方向（Ｓ）にスライド可能である。前記センタリング部材（３２，３４）は好適に概ね角を成すとともに交換可能なセンタリングプレート（３６，３８）を有している。

Description

本発明は、概ね円筒形の物体の周面における正および負の伸びを、可動式の測定クリップによって電気的に測定するための方法および装置に関する。当該測定クリップは、物体を半径方向に締め付けるとともに、伸びを感知する少なくとも一つの測定部材を摩擦接続が行われるように周面に押し付けるための二つの互いに調整可能なスライダに対するガイド形材を有している。

測定部材に高い押圧力をかけることによって円筒体における正および負の伸びを測定することが知られている。特許文献１には測定センサが記載され、当該測定センサにおいては弾性部材が二つの円環二分体を用いて円筒体の外部表面に押し付けられ、それによって当該円筒体の周面に生じる伸びを摩擦接続によって測定することができる。また、測定対象物は測定場所において断面が正確に円形でなくてはならない。当該文献に記載のセンサは楕円形または角形の形材に対しては用いられない。

特許文献２にはさらに発展した測定センサが記載されている。当該測定センサは、二つより多くの部分から成るとともに実質的にリング状に形成されている。前記測定センサの二つのセグメントは、測定部材を備えた突出した弾性部に対して、締め付け方向において対角線上に互いに対向するそれぞれ一つの切り欠きを有している。測定部材は、伸びの測定を行うために物体の表面に摩擦接続が行われるように押し付けることができる。測定部材を備えるとともに対角線上に互いに対向するセグメントは、両端において交換可能および／あるいは調整可能な側方ガイド機構によって、被測定物体に対して締め付け可能である。一つの測定部材を備えた同じ二つのセグメントは、物体の異なる直径および断面形状のために用いることができる。

非特許文献１から特にプレス機のクロスビームおよびシリンダにおいて伸びを測定するための可変的な測定装置が知られている。この装置は、無段階に直径の調整を行うことができるとともに表面処理を行わずに取り付けることができる。この装置は、まず第一に、プラスチック射出成形機における引張及び圧縮測定および圧締圧測定などの周期的な適用のために用いられる。測定クリップは中央に設けられた円筒体のための高さ調節可能な支持台を備え、それによって測定を正確に直径の領域において行うことができる。しかしながらそのためには比較的複雑な操作が必要であり、測定ごとに最適な位置を求めて調整する必要がある。
スイス特許発明第６８７６４８号明細書国際公開第０１／８４０７３号パンフレットデータシート「測定クリップＤＳＲＺ（Messzange DSRZ）」スイス、ＣＨ−８５０１、フラウエンフェルト、バウマー＝センソプレス＝アーゲー社

本発明の課題は、前記の種類の方法および装置であって、概ね円筒形の物体の周面における正および負の伸びを可動式測定クリップによって電気的に測定する方法および装置を容易にするとともに、最適な位置に関して自動化する方法および装置を提供することである。

方法に関して前記の課題は以下のように解決される。すなわち、ガイド形材上でスピンドルによって締め付け方向にスライド可能であるとともにセンタリング部材を備えた第一のスライダが円筒体に載置され、ガイド形材上でスライド可能であるとともにセンタリング部材を備えた第二のスライダが円筒体に当接されるとともにロックされ、スピンドルを引き締めることによってスライダ同士の間でセンタリング部材が物体上に締め付けられ、摩擦接続を形成しながら単数または複数の測定部材が物体の周面に押し付けられる。方法の特殊な実施の形態およびさらなる実施の形態は従属請求項の対象となっている。

スライダのセンタリング部材によって、概ね円筒形に形成された物体は測定クリップの測定部材に関して自動的かつ強制的に最適な位置を取るようになる。センタリング部材は物体上に設けられると直ちにバネ付勢によって測定部材に向かってスライドし、測定部材は、摩擦接続が行われるように押圧される状態になるまでスライドを行う。負荷を解除すると、センタリング部材はバネ力によって休止位置に戻る。

センタリング部材は測定部材と物体の周面との間に摩擦接続が実現されるまでセンタリング部材のガイド機能を維持し、摩擦接続が解除されると即座に当該ガイド機能を開始する。

第一のスライダのスライドによる摩擦接続を生じさせるスピンドルには、好適に前もって設定されたトルクが及ぼされる。摩擦接続のための押圧力は、周面状の物体表面の全ての回転が伸びを感知する測定部材、好適にひずみゲージ（ＤＭＳ）に、全ての方向において正確に１：１で伝達される大きさでなければならない。しかしながら伸びを感知する測定部材を必要な圧力よりも大きな圧力で物体の周面に押し付けることは無意味である。そのためにスピンドルに作用する最大トルクが設定され、トルク・レンチまたは組み込み型のトルク機構によって伝達される。スピンドルに及ぼされる最大トルクは、２から５Ｎｍ、特におよそ３Ｎｍであるのが通常は最適であると判明している。

方法を実施するための可動式の測定クリップに関し、前記の課題は以下のように解決される。すなわちスライダは、そのヘッド領域に円筒体のセンタリング部材のためのガイドを有しており、これらのセンタリング部材は少なくとも一つの伸縮バネの抵抗に反して締め付け方向にスライド可能となっている。測定クリップの特殊な実施の形態およびさらなる実施の形態は従属請求項の対象となっている。

摩擦接続を形成するために必要な大きさの押圧力が及ぼされるときも可動式の測定クリップは円筒体上に安定的に設けられたままである。この点は信頼できる測定値のために重要である。本願において重要な点は、バネ付勢されるとともに角を成すセンタリング部材が、摩擦接続を生じさせるための押圧力が及ぼされるときに、押圧力に対して無視できるほど小さなバネ力に抗して後退するものの、押圧力が解除されるときに、再びバネ力によって休止位置に戻ることである。前記休止位置において測定部材は物体の直径に応じた距離を有している。伸縮バネという概念には古典的な意味でのバネ、例えば渦巻きバネ、葉バネ、皿バネのみならず、バネのように作用する均等物、例えば弾性的に圧縮可能なブロック、弾性的な引っ張り器官、圧縮もしくは拡張可能なガス状容積物、入れ子状にスライド可能なマグネットなども含まれる。重要なのはすでに述べたように、一つまたは複数の伸縮バネの抵抗が摩擦接続を生じさせるための押圧力に比べて無視できるほど小さいことであり、測定クリップが操作可能な状態に保たれることである。

角を成すセンタリング部材は狭義に交換可能であることが好ましい。例えば物体の直径領域が４０から１００ｍｍ、１００から１６０ｍｍおよび１６０から２２０ｍｍのものに対して三つの異なる大きさであって好適に概ね角を成すセンタリング部材が用いられ、また３０から５５ｍｍ、５５から１００ｍｍ、１００から１７０ｍｍおよび１７０から２４０ｍｍの領域に対しては四つの異なる大きさのセンタリング部材が用いられる。

センタリング部材は、概ね円筒形の物体を受容するために、好適に６０から１２０°、特に８０から１００°の角度αを有する。実際にはほぼ９０°の角度が特に好適であることが判明している。

測定クリップのガイド形材の断面は、好適に平坦部を備えた円形、矩形、四角形、三角形、六角形、あるいは台形に形成されており、スライダを挿入および固定するのに好適である。ガイド形材は必要な安定性の観点から比較的大きな壁厚を有するように形成されている。第二のスライダを大まかに前進させるために、ガイド形材は好適に、例えば歯付きロッドまたはパンチ穴などの形状のグリッドを備え、それによって前記第二のスライダを大まかに前進させるためにロックする。第一のスライダはスピンドルによってガイド形材に沿ってスライド可能となっている。スピンドルの駆動部は好適に、伝達されるトルクを限定するための組み込み式かつ調整可能な回転機構を有している。

全ての実施の形態において、本発明に係る測定クリップは、測定リングに比べて、単一の概ね円筒形の物体に対してのみ配設されているのではなく、わずかな操作によって、またネジなどを取り外すことなく、一つの物体から他の物体へ付け替えることができる。知られている測定クリップに対して、センタリングが自動的かつ強制的に正しい場所で行われる。

以下に本発明を図面に示された実施の形態に基づいてより詳しく説明する。実施の形態は従属特許請求項の対象でもある。図面に示すのは以下の通りである。

図１から図３に示す可動式の測定クリップ１０は、本図では円形で上方に向かって平坦になる断面を備えたガイド形材１２を有している。ガイド形材１２には、第一のスライダ１４と第二のスライダ１６とが捻れないように設けられている。第二のスライダ１６の領域には、ガイド形材１２の周面の一部にわたって歯１８がおよそ２ｍｍの噛み合い距離を有して形成されている（図２）。作動ボタン２０によって、第二のスライダ１６は歯１８の噛み合いが解除され、ガイド形材１２に沿って自由にスライドされる。作動ボタン２０を開放すると、第二のスライダ１６の図に示されない係合突起が歯１８に係合し、それによって第二のスライダ１６は大まかに位置決めされる。

第一のスライダ１４は、締め付け方向Ｓにおいて軸方向において固定されるとともに、小さなネジ山のピッチを有するスピンドル２２によって貫通されている。当該スピンドルは雌ネジに係合している。トルク調整部２４は、円筒体２６、本図ではプラスチック射出成形機の管状のクロスビームに対する最大の押圧力を規定する。トルクの調整は、トルク・レンチを用いることによって通常のネジ山においても行うことができるであろう。

スライダ１４，１６は、角柱状のスライドヘッド２８，３０を有しており、スライドヘッドにはそれぞれ締め付け方向Ｓにおいて設けられたセンタリング部材３２，３４がスライド可能に案内されている。

センタリング部材３２，３４の形成は図２においてより良く認識できる。それぞれ対になった二つの概ね直角のセンタリングプレート３６，３８は、スライダ４０，４２の外側に取り付けられており、当該スライダは、二つのスライドヘッド２８，３０の凹所４４，４６に案内されている。図１に示す円筒体２６は、曲げられたセンタリングプレート３６，３８の斜面に設けられており、当該センタリングプレートは、すでにわずかながら外側に移動しており、円筒体２６はまた、本図では両側に取り付けられている測定部材４８に当接している。

全てのセンタリングプレート３６，３８の背面側のスライダ内に、目に見えないために図１では点線で暗示されている伸縮バネ５０が設けられている。この伸縮バネは、円筒体２６上に設けられるとともに直角のセンタリングプレート３６，３８を備えたセンタリング部材３２，３４がスライダ１４，１６によって拡開されるとき、引き締められる。押圧力に比べて伸縮バネ５０のバネ力は無視できるほど小さいものであるが、締め付け力が解除されるときに角を成すセンタリング部材を休止位置に戻すには十分である。

直角のセンタリングプレート３６，３８は、対応するスライダ４０，４２に交換可能に固定されており、円筒体２６の他の直径領域に対して交換することができる。直角のセンタリングプレート３６，３８は、外側頂部にスリット６８を有しており、図１においてこのスリットはネジ山５２で覆われているが、図３において認めることができる。取り付けの際に、ネジ軸が前記のスリット６８に導入され、センタリングプレート３６，３８は、折畳まれる際に、二つの穴によって相応のボルト５４を介して通常位置にガイドされる。直角のセンタリングプレート３６，３８は、ネジ山５２を設けてから取り付けられているが、これは単にガイド作用のみを有するものであり、押圧力を受けてはならない。

スライダヘッド２８，３０は、同時に測定ヘッドであって、組み込み型の分析電子機器を備えている。測定ヘッドは、それぞれコネクタプラグ５８のためのネジ式または差込式コネクタ５６を有している。

図３に示す実施の形態では円筒体２６は固体円柱として形成されている。

図４には、測定ヘッド２８，３０の内部形状６２に対して上方に突出している弾性部材６０を備えた伸びを感知する測定部材４８が示されている。弾性部材６０の外側には、ＤＭＳ帯状体６４が設けられており、当該ＤＭＳ帯状体は鋼からなる金属シート６６によって保護されている。ＤＭＳ帯状体６４は引き締め方向Ｓに関して例えば軸方向、半径方向または４５°を成して設けられていてよい。

円筒体２６の周面２７に当接している弾性部材６０の下側と測定セル４８は平坦であるか、または物体２６の半径に大まかに適合されている。

電気的に伸びを測定するための可動式測定クリップの円筒体を有してなる断面図である。円筒体のない状態での図１による測定クリップの平面図である。円筒体のある状態での図１による測定クリップの側面図である。ひずみゲージ（ＤＭＳ）のある状態での測定セルの断面図である。

符号の説明

１０測定クリップ
１２ガイド形材
１４第一のスライダ
１６第二のスライダ
１８歯
２０作動ボタン
２２スピンドル
２４トルク調整部
２６円筒体
２８ネジ山
３０ネジ山
３２センタリング部材
３４センタリング部材
３６センタリングプレート
３８センタリングプレート
４０スライダ
４２スライダ
４４凹所
４６凹所
４８測定部材
５０伸縮バネ
５２ネジ山
５４ボルト
５６差込式コネクタ
５８コネクタプラグ
６０弾性部材
６２内部形状
６４ＤＭＳ帯状体
６６金属シート
６８スリット

Claims

概ね円筒形の物体（２６）の周面（２７）における正および負の伸びを、可動式の測定クリップ（１０）によって電気的に測定するための方法であって、前記測定クリップは、前記物体を半径方向に締め付けるとともに、伸びを感知する少なくとも一つの測定部材（４８）を摩擦接続が行われるように前記周面（２７）に押し付けるための二つの互いに調整可能なスライダ（１４，１６）に対するガイド形材（１２）を有している方法において、
ガイド形材（１２）上でスピンドル（２２）によって締め付け方向（Ｓ）にスライド可能であるとともにセンタリング部材（３２）を備えた第一のスライダ（１４）が前記円筒体（２６）に載置され、前記ガイド形材（１２）上でスライド可能であるとともにセンタリング部材（３４）を備えた第二のスライダ（１６）が前記円筒体（２６）に当接されるとともにロックされ、前記スピンドル（２２）を引き締めることによってスライダ（１４，１６）同士の間で前記センタリング部材（３２，３４）が前記物体（２６）上に締め付けられ、摩擦接続を形成しながら単数または複数の前記測定部材が前記物体（２６）の前記周面（２７）に押し付けられることを特徴とする方法。
前記スピンドル（２２）に作用する最大トルクが決定されるとともに調整されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記スピンドル（２２）に作用する最大トルクは２から５Ｎｍ、特におよそ３Ｎｍに調整されることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の方法。
請求項１から３のいずれか１項に記載の方法を実施するための可動式の測定クリップであって、該測定クリップは概ね円筒形の物体を半径方向に締め付けるとともに伸びを感知する少なくとも一つの測定部材（４８）を摩擦接続が行われるように周面に押し付けるための二つの互いに調整可能なスライダ（１４，１６）に対するガイド形材（１２）を有している測定クリップおいて、
前記スライダ（１４，１６）は、該スライダのヘッド領域（２８，３０）に前記円筒体（２６）のセンタリング部材（３２，３４）のためのガイド（４４，４６）を有しており、前記センタリング部材は少なくとも一つの伸縮バネ（５０）の抵抗に反して締め付け方向（Ｓ）にスライド可能であることを特徴とする測定クリップ。
前記センタリング部材（３２，３４）は概ね角を成すセンタリングプレート（３６，３８）を有しており、該センタリングプレートは好適に交換可能であることを特徴とする請求項４に記載の測定クリップ（１０）。
前記センタリング部材（３２，３４）、特に前記センタリングプレート（３６，３８）は６０から１２０°、好適に８０から１００°の角度αを有することを特徴とする請求項４または５のいずれか１項に記載の測定クリップ（１０）。
前記ガイド形材（１２）内に前記第二のスライダ（１６）をロックするために、グリッドが好適に歯（１８）として形成されており、前記歯は、好適におよそ２ｍｍの噛み合い距離を有していることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の測定クリップ（１０）。
前記センタリング部材（３２，３４）は、スライダ（４０，４２）の側方に着脱可能に取り付けられているとともに角を成すセンタリングプレート（３６，３８）から成り、該センタリングプレートは、前記スライドヘッド（２８，３０）両方の外側においてガイド（４４，４６）に案内されているとともに二つの伸縮バネ（５０）を有していることを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載の測定クリップ（１０）。
前記スピンドル（２２）の駆動部は、組み込み式のトルク調整部（２４）を有していることを特徴とする請求項４から８のいずれか１項に記載の測定クリップ（１０）。
前記測定部材（４８）に対向する前記スライダヘッド（２８，３０）の端面側に測定ヘッドが組み込まれていることを特徴とする請求項４から９のいずれか１項に記載の測定クリップ（１０）。