JPH1019641A - 計量セル - Google Patents

計量セル

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JPH1019641A
JPH1019641A JP9070111A JP7011197A JPH1019641A JP H1019641 A JPH1019641 A JP H1019641A JP 9070111 A JP9070111 A JP 9070111A JP 7011197 A JP7011197 A JP 7011197A JP H1019641 A JPH1019641 A JP H1019641A
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JP
Japan
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weighing cell
tube section
strain gauge
ring
diameter
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JP9070111A
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Bruene Bischoff
ブリユネ・ビショフ
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Schenck Process Europe GmbH
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Schenck Process GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G3/00—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances
    • G01G3/12—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing
    • G01G3/14—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing measuring variations of electrical resistance
    • G01G3/1402—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
    • G01G3/141—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being disc or ring shaped

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Force In General (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転対称な測定ばねを有する、特にコンパク
トな、検定可能な計量セルを提供することである。 【解決手段】 この計量セルは中心の力導入板(1) を有
し、この力導入板は第一の管区分(2) を介して変形リン
グ(3) と連結されている。この変形リング(3) は第二の
管区分(12)を介して計量セル脚部(14)と連結されてい
る。第一の管区分(2) と変形リング(3) の間に、溝底を
互いの中へ移行する二つの半径(R1,R2) を有する環状溝
(4) が設けられている。半径方向内側の半径(R1)は外側
の半径(R2)の値の多数倍になるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、中心の力導入板を
有し、この力導入板は第一の管区分を介してストレーン
ゲージを担持する変形リングと連結され、この変形リン
グは第一の管区分と、変形リングを脚部と連結する第二
の管区分との間に同心に配置され、その際計量セルの長
手方向軸線に対しほぼ平行に延びる側方の境界壁を有し
かつ溝底に二つの移行半径を有する環状溝により分離さ
れた変形リングにより第一の管区分が少なくとも部分的
に囲まれている、回転対称な測定ばねを有する計量セル
に関する。
【０００２】
【従来の技術】そのような計量セルは、ドイツ連邦共和
国特許明細書第1268878 号のより多数の実施例のうちの
一つとして示されている。この実際に実現されてない実
施形態は長方形の横断面を有する変形体を描写するのに
役立つ。管区分を限定するそれぞれに環状溝の移行半径
が互いに同一であるこの原理的な表現からは幾何学的関
係を推定できない。ほぼ前述した表現にならって作られ
た試験のモデルは、度量衡検定義務のある計量セルの使
用を不可能にした許容すべきヒステレシス効果を示さな
かった。なるほど、相応する（過剰の）寸法決めによ
り、ヒステレシス効果の減少を達成できたが、そのとき
これらの設計は構造サイズが大きすぎかつ材料消費が不
都合に高かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】それ故、本発明の課題
は、コンパクトにまとまっていることにより際立ってお
りかつそのとき度量衡検定義務のある計量セルのための
要求を果たす、価格上好都合に製造可能な冒頭に述べた
種類の計量セルを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
り、半径方向内側の境界壁に割り当てられた移行半径が
ほぼ、半径方向外側の境界壁に割り当てられた半径の二
倍から十倍の値を有することにより達成される。本発明
による解決は、ヒステレシス効果に到る、溝底の部分可
塑的な変形で応力が高くなりすぎることを制限すること
により阻止する。それ故、本発明による計量セルはその
コンパクトな構造形状にもかかわらず過負荷に対して非
常に頑丈である。例えばドイツ連邦共和国特許明細書第
1268878 号に示されているような、付加的な過負荷スト
ッパーをやめることができる。本発明によれば、きわめ
て小さい外径寸法にもかかわらず、性能のよいかつ検定
可能な、錆びない鋼製の計量セルを製造することができ
る。すなわち、溝底で応力が高くなりすぎることを上記
のように制限することにより、鋼工具の使用をやめるこ
とができるので、腐食しないように保護するための付加
的なハウジングをなくすることができる。
【０００５】本発明のさらに有利な特徴は、従属請求項
ならびに図面による本発明の実施形態の次の記載から明
らかになる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して詳
細に説明する。図は、本発明による計量セルの半断面を
示す。この一体に形成された計量セルは中心の力導入板
１を有し、その外縁は軸方向下方へ向けられた、壁厚ａ
を有する第一の管区分２に移行している。第一の管区分
２は力導入板１を変形リング３と結合しており、この変
形リング３は第一の管区分２を半径方向に囲みかつ力導
入板１をほぼ半分の高さまで囲繞している。第一の管区
分２と変形リング３の間に、ぐるりと回っている環状溝
４により形成されている半径方向間隔が設けられてい
る。環状溝４は、計量セルの長手方向軸線７に対し平行
に延びる側方の境界壁５および６を有する。環状溝４の
溝底は二つの互いの中へ移行する半径Ｒ１とＲ２により
形成される。境界壁５、６の間の間隔はほぼ壁厚ａの一
倍半になる。その場合、第一の管区分２に付設された移
行半径Ｒ１は変形リング３に付設された移行半径Ｒ２の
大きさのほぼ八倍くらいである。特に有利なのは、移行
半径Ｒ１の代わりに、共通の接線で互いの中へ移行する
二つの半径から構成される四分の一楕円または楕円アー
チを用いる場合に、この範囲で応力が拡散することにな
る。
【０００７】変形リング３の上方端面には、環状のぐる
りと回っている長方形溝８が設けられており、この溝は
長方形溝８の底に取りつけられる環状のストレーンゲー
ジ９の収容に役立つ。変形リング３の下方の端面側端部
の横断面は下方に向かって先細になる截頭円錐形の形態
に形成されており、その際半径方向平面に存在する環状
面１０は、下方の環状のストレーンゲージ１１の適用に
役立つが、環状溝４の正確に下方に存在する。
【０００８】円錐形に延びる変形リング３の外側円筒面
に、ほぼ環状溝４の溝底の軸方向高さに第二の管区分１
２が形成され、この第二の管区分は長手方向軸線７に対
し平行に下方へ導かれる。そこには、円錐形の外筒２２
と第二の管区分１２とがほぼ55°の角度を形成してい
る。長手方向軸線７に対し平行に延びる第一の管区分２
の内側円筒面と環状面１０との間に、円錐形部分１３が
延びており、その傾斜角は長手方向軸線７に対しほぼ45
°になる。
【０００９】第二の管区分１２は計量セル脚部１４に到
達しており、この計量セル脚部は第二の管区分１２に比
較して強化されて形成されたリングとして設計されてい
る。その下方の端面には、計量セル脚部１４に、円みを
つけた肩部としてまたは平坦な面として設計されたぐる
りと回っている力導入面１５が設けられており、この力
導入面１５の半径は第二の管区分１２の半径に一致す
る。それにより、荷重を受けている間計量セルと基礎と
の間に全く相対運動が生ぜず、このことはヒステリシス
特性に有利に影響を及ぼす。
【００１０】計量セル脚部１４はその内側の円筒面に段
部１６を有し、この段部に電子回路を含む印刷回路板１
７が固定されている。他の段部１８には、閉鎖蓋１９が
密接しており、この閉鎖蓋は計量セル脚部１４と溶接さ
れる。さらに他のリング状に形成された閉鎖蓋２０が変
形リング３の上側に密封状態で固定されていてストレー
ンゲージ９を保護する。ストレーンゲージ９の配線を印
刷回路板１７で製造することができるためには、変形リ
ング３には環状溝４の範囲に、ケーブルシャフトとして
役立つ少なくとも一つの長手方向穴が設けられている。
分配電圧のためのおよび出発信号のためのケーブルを通
すのに、計量セル脚部１４の横穴２１が役立つ。計量セ
ル脚部は第二の管区分１２を越えて半径方向外方に突出
している。この外側寸法を変形リング３の外側円筒面も
上方範囲に有する。ほぼ上記の円錐形の外側円筒面２２
の延長部において、この外側寸法が第二の管区分１２の
外径で先細になっており、その壁厚はほぼ第一の管区分
２の壁厚に対応する。弾性的なヒンジとして作用する管
区分２、１２により変形リング３のヒステリシスのない
変形が確保される。
【００１１】計量セルが力導入板１を介して力Ｆで負荷
されると、ストレーンゲージ９が圧縮ひずみを受けると
ともに、ストレーンゲージ１１が伸ばされる。ストレー
ンゲージは印刷回路板１７で一つのホイートストン計測
ブリッジに接続され、その出力信号は作用される力Ｆに
比例する。
【００１２】
【発明の効果】本発明による計量セルはそのコンパクト
な構造形状にもかかわらず過負荷に対して非常に頑丈で
ある。さらに、本発明によれば、きわめて小さい外径寸
法にもかかわらず、性能のよいかつ検定可能な、錆びな
い鋼製の計量セルを製造することができる。すなわち、
溝底で応力が高くなりすぎることを上記のように制限す
ることにより、鋼工具の使用をやめることができるの
で、腐食しないように保護するための付加的なハウジン
グをなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による計量セルの半断面を示す。
【符号の説明】
１ 力導入板 ２ 第一の管区分 ３ 変形リング ４ 環状溝 ５ 半径方向内側の境界壁 ６ 半径方向外側の境界壁 ７ 長手方向軸線 ９，１０ 伸び測定要素 １２ 第二の管区分 Ｒ１ 移行半径 Ｒ２ 移行半径

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 中心の力導入板を有し、この力導入板は
    第一の管区分を介してストレーンゲージを担持する変形
    リングと連結され、この変形リングは第一の管区分と、
    変形リングを脚部と連結する第二の管区分との間に同心
    に配置され、その際計量セルの長手方向軸線に対しほぼ
    平行に延びる側方の境界壁を有しかつ溝底に二つの移行
    半径を有する環状溝により分離された変形リングにより
    第一の管区分が少なくとも部分的に囲まれている、回転
    対称な測定ばねを有する計量セルにおいて、半径方向内
    側の境界壁(5) に割り当てられた移行半径(R1)がほぼ、
    半径方向外側の境界壁(6) に割り当てられた半径(R2)の
    二倍から十倍の値を有することを特徴とする計量セル。
  2. 【請求項２】 それぞれ環状のストレーンゲージ(9,11)
    が、軸方向に互いに反対側に向けられた変形リング(3)
    の端面に取りつけられ、脚部(14)に向けられたストレー
    ンゲージ(11)が、力導入板(1) に向けられたストレーン
    ゲージ(9) のリング直径より小さいリング直径を有する
    ことを特徴とする請求項１の計量セル。
  3. 【請求項３】 移行半径(R1,R2) が直接互いの中へ移行
    することを特徴とする請求項１または請求項２の計量セ
    ル。
  4. 【請求項４】 半径方向内側の境界壁に向けられた移行
    半径(R1)が第一の管区分(2) の壁厚(a) より大きいこと
    を特徴とする請求項１から３までのうちのいずれか一つ
    による計量セル。
  5. 【請求項５】 脚部(14)に向けられたストレーンゲージ
    (11)のリング直径が環状溝(4) の直径より小さいかまた
    はその直径と同じであることを特徴とする請求項１から
    ４までのうちのいずれか一つによる計量セル。
  6. 【請求項６】 脚部(14)が限定された環状の力導入面(1
    5)を有し、その直径が第二の管区分(12)の直径に対応す
    ることを特徴とする請求項１から５までのうちのいずれ
    か一つによる計量セル。
  7. 【請求項７】 力導入面(15)が円みのついた輪郭で設計
    されていることを特徴とする請求項６の計量セル。
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