Vorrichtung zur Messung einer Kraft Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung einer Kraft, mit einem in ein Gehäuse eingesetzten Druck¬ meßgerät, insbesondere einer Kraftmeßdose, einem Stempel und einem Widerlager.
Es sind Eich- und Meßgeräte zur Messung sowohl von Druck¬ ais auch Zugkräften bekannt.
Zur Messung hoher Drücke sind Manometer mit Stahlrohrfedern bekannt, die bis 6.000 kp/cm2 geeignet sind. Höhere Genauig- keiten werden mit Kolbenmanometern erreicht. Als Betriebs¬ meßgeräte werden sie bis 700 kp/cm2 gebaut und erreichen eine Güteklasse von 0,25. Die gleiche Genauigkeit weisen Kraftmeßdosen mit Dehnungsmeßstreifen auf, mit denen Drücke bis zu 7.000 kp/cm2 gemessen werden können. Eine derartige Kraftmeßdose weist einen Meßkörper in der Form eines Hohl- zylinders auf, dessen elastische Verformung unter Druck mit aufgeklebten Dehnungsmeßstreifen gemessen wird. Bekannt sind Dehnungsmeßstreifen in der Form von dünnen Manganin- oder Platindrähten mit einer Dicke vonl Hunderstel Millimeter, deren elektrischer Widerstand sich bei der Dehnung ändert.
Mit derartigen Geräten können jedoch nur Drücke gemessen werden. Um z.B. den Preßdruck einer Presse zu ermitteln, sind solche Geräte ausreichend.
Nach dem bekannten Stand der Technik werden eigene Vorrich- tungen zum Messen einer Zugkraft und zum Messen eines Druckes benötigt, oder die Vorrichtungen müssen relativ aufwendig von Druck- auf Zugmessung umgestellt werden.
Beispielsweise bei der Abnahme von Kränen ist es jedoch notwendig, daß sowohl Druck- als auch Zugkraftmessungen durchgeführt werden. Das Umstellen von Druck- auf Zugmessung und umgekehrt ist jedoch umständlich und erfordert einen hohen Zeitaufwand.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der sowohl Zug- als auch Druckkräfte gemessen werden können, ohne daß zwischen den einzelnen Messungen eine Manipulation an der Vorrichtung, wie dies z.B. ein Umrüsten mit sich bringen würde, notwendig ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Stempel Druckflächen an beiden Seiten des Druckmeßgerätes aufweist und daß eine Umlenkplatte zwischen dem Druckme߬ gerät und einer Gehäuseaufläge vorgesehen ist, an die ein in den Stempel eingehängter Ringkörper od.dgl. für die Kraftaufnahme anpreßbar ist.
Vorteilhaft ist vorgesehen, daß der Ringkörper einen Bereich größeren Durchmessers aufweist, der sich vor der Gehäuse¬ auflage befindet und einen Bereich kleineren Durchmessers, der durch die Gehäuseauflage ragt und an die Umlenkplatte andrückbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, daß der Stempel ein Gewinde trägt, auf das eine Mutter aufgeschraubt ist, an der eine der Druckflächen des Stempels unmittelbar ausgebildet ist und auf die der Ringkörper aufgesetzt ist.
Weiters ist vorteilhaft vorgesehen, daß das Druckmeßgerät eine axial durchgehende Öffnung aufweist, durch die der Stempel ragt.
Die Teile der Vorrichtung sind vorteilhaft -rotationssyrrietrisch.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren der beiliegenden Zeichnungen eingehend beschrieben, ohne daß die Erfindung auf das gezeigte Aus- fürhungsbeispiel eingeschränkt sein soll. Ebenso sollen die in den nachfolgenden Patentansprüchen angeführten Be- zugszeichen keine Einschränkung bedeuten, sie dienen lediglich dem erleichterten Auffinden bezogener Teile
in den Figuren der Zeichnung.
Die Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch eine erfindungs¬ gemäße Vorrichtung während sie auf Druck belastet wird, und die Fig. 2 zeigt einen Axialschnitt durch die erfindungs- gemäße Vorrichtung während sie auf Zug belastet wird.
In den Figuren der Zeichnungen zeigen die Pfeile jeweils den Kräfteübergang von einem Bauteil der Vorrichtung zum anderen.
Die im nachfolgenden verwendete Bezeichnung "oben" und "unten" bezieht sich lediglich auf die gezeigten Abbildungen und muß nicht unbedingt mit der Lage der Vorrichtung während des Betriebes übereinstimmen.
Die Vorrichtung weist einen oberen Verankerungsteil auf, der von einer Stange 1 gebildet wird. - In diesen Verankerungs- teil άst eine Tellerplatte 2 mittels eines Gewindestiftes 3 eingeschraubt.
Die Tellerplatte 2 bzw. deren über den Durchmesser des Ver¬ ankerungsteiles hinausragender Rand wird von einem zwei¬ teiligen Gehäuseoberteil 4,4' klemmend oder rein forrnschlüssig gehalten.
An den Teil 4', der von einer kreisrunden Scheibe gebildet wird, schließt ein zylinderförmiger Mantel 5 an.
Unten am Mantel 5 ist eine Gehäuseauflage 6 befestigt. Die Teile 4,4' ,5 und 6 werden von Schrauben 7,8 zusammengehalten.
Zwischen dem Teil 4' , dem Mantel 5 und der Gehäuseauflage 6 befindet sich die Kraftmeßdose 9.
Bei der Kraftmeßdose 9 handelt es sich um ein handelsübliches Fabrikat, sodaß darauf in diesem Rahmen nicht näher einge¬ gangen wird, ebenso nicht darauf, wie die Kraftmeßdose 9 an eine Digitalanzeige,einen Rechner und/oder an ein Schreib- gerät angeschlossen ist.
Die Kraftmeßdose 9, die das Druckmeßgerät bildet, hat eine axial durchgehende Öffnung 10. Durch diese Öffnung 10 ragt der Stempel 11, der oben einen erweiterten- Ring 12 aufweist, der sich in einer Öffnung 13 des Teiles 4» befindet.
Am unteren Ende ist der Stempel 11 mit einem Gewinde 14 ver¬ sehen und darauf ist eine Mutter 15 aufgeschraubt.
Die Mutter 15 hält dabei einen über den Stempel 11 geschobenen Ringkörper 16. Der Ringkörper 16 hat einen unteren Bereich größeren Durchmessers, der der Gehäuseaufläge 6 entspricht, und einen schmäleren oberen Bereich 17, der durch eine axiale Öffnung' 18 der* Gehäusreaufläge-6 ragt. *
Zwischen dem Ringkörper 17 und der Gehäuseauflage 6 einerseits und der Kraftmeßdose 9 andererseits befindet sich eine Um¬ lenkplatte 19.
Die Kraftmeßdose 9 weist Druckaufnahmeflächen 20,21 auf. Die Druckaufnahmefläche 20 liegt an der Druckfläche 22 des Stempels an und die Druckaufnahmefläche 21 an der Umlenk¬ platte 19.
Der Ringkörper 16 dient ebenso wie die Stange 1 als Ver- ankerungsteil und kann beispielsweise über die Gewinde¬ bohrungen 22 mit einem Gegenlager verschraubt werden.
Nachfolgend wird die Funktion der Vorrichtung unter Druck beschrieben. Der Kräfteverlauf ist der folgende:
Der Bereich 17 des Ringkörpers 16 drückt bei den Pfeilen 23 gegen die Umlenkplatte 19. Die Umlenkplatte 19 drückt bei den Pfeilen 24 auf die Kraftmeßdose 9. Oben erfolgt der Gegen¬ druck auf die Kraftmeßdose 9 bei den Pfeilen 25. Der Stempel 11 wiederum stützt sich mit seinem oberen Ende an der Tellerplatte 2 und somit an der Stange 1 ab.
Die Kraftmeßdose 9 wird auf Druck beansprucht und die Anzeige erfolgt auf herkömmliche Art.
Im nachfolgenden wir die Funktion der Vorrichtung bei einer Zugmessung beschrieben. Der Kräfteverlauf ist der folgende:
Der Ringkörper 16 drückt bei den Pfeilen 26 auf die Dr.uck- fläche 28 der Mut-ter 15 und zieht somit den Stempel 11 herunter. Der Stempel 11 drückt mit seinem oberen Ring 12' bei den Pfeilen 25. wiederum auf die Druckfläche 20 der Kraft eß- dose 9.
Die Kraftmeßdose 9 drückt mit ihrer Druckfläche 21 bei den Pfeilen 24 auf die Umlenkplatte 19.
Die Umlenkplatte 19 leitet nun die Kraft bei den Pfeilen 27 auf die Gehäuseaufläge 6 ab, wodurch die Kraft über den Mantel '5 und den Teil 4 auf die Tellerplatte 2 übertragen wird und weiter unmittelbar auf die Stange 1.
Da sowohl bei Druck- als auch bei Zugmessung die Kraftme߬ dose 9 immer gleich beaufschlagt wird, können beide Messungs¬ vorgänge ohne irgendein Umstellen an der Vorrichtung durch- geführt werden. Der dadurch ersparte Zeitaufwand, insbesonder_ wenn mehrere solche unterschiedlichen Messungen hintereinander durchgeführt werden sollen, ist beträchtlich.