WO2012113822A1 - Method and apparatus for measuring force - Google Patents

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WO2012113822A1
WO2012113822A1 PCT/EP2012/052998 EP2012052998W WO2012113822A1 WO 2012113822 A1 WO2012113822 A1 WO 2012113822A1 EP 2012052998 W EP2012052998 W EP 2012052998W WO 2012113822 A1 WO2012113822 A1 WO 2012113822A1
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lever
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Daniel Schwind
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Gtm Gassmann Testing And Metrology Gmbh
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Abstract

In a method for measuring force with a force measuring apparatus (1) which has a two-armed lever (2) pivotably mounted in an eccentric manner, wherein a load application joint is respectively arranged on each lever arm (4, 8) and is in the form of a flexible joint spring (3, 6, 9), the deformation of which can be measured using deformation measuring devices, wherein a predefinable load acts on a first lever arm (4) and the lever (2) is changed to a force measuring state by exerting a tensile force or a compressive force on a second lever arm (8) and the tensile or compressive force required for this purpose is determined, an axial force acting on at least one joint spring (3, 6, 9) is detected in this joint spring (3, 6, 9) and a predefinable portion of the axial force determined is taken into account for predefining the force measuring state. A compensation tensile or compressive force is determined on the basis of the axial force determined and is additionally taken into account in the case of an electronically controlled or regulated predefinition of the force measuring state. In a preceding method step, the force measuring apparatus (1) is calibrated and values determined in the process are determined for an additionally required compensation tensile or compressive force and are stored in a retrievable manner in a storage device.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Kraftmessung Method and device for force measurement
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kraftmessung mit einer Kraftmessvorrichtung, die einen außermittig The invention relates to a method for force measurement with a force measuring device, which is an off-center
schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel aufweist, wobei an jedem Hebelarm jeweils ein Lastangriffsgelenk angeordnet ist, das als biegsame Gelenkfeder ausgestaltet ist, derenhaving pivotally mounted two-armed lever, wherein on each lever arm in each case a load engagement joint is arranged, which is designed as a flexible hinge spring whose
Verformung mittels einer Verformungsmesseinrichtung messbar ist, wobei auf einen ersten Hebelarm eine vorgebbare Deformation can be measured by means of a deformation measuring device, wherein a predeterminable on a first lever arm
Belastung einwirkt und durch Ausübung einer Zug- oder Stress acts and by exercising a train or
Druckkraft auf einen zweiten Hebelarm der Hebel in einen Kraftmesszustand gebracht und die hierfür erforderliche Zug- oder Druckkraft ermittelt wird. Compressive force placed on a second lever arm of the lever in a force measuring state and the required tensile or compressive force is determined.
Derartige Kraftmessvorrichtungen, die beispielsweise in DE 39 27 475 C2 beschrieben sind, werden unter anderem zur Kalibration von Kraftaufnehmern und zur Eichung von Such force measuring devices, which are described for example in DE 39 27 475 C2, are used inter alia for the calibration of force sensors and for the calibration of
Wägezellen verwendet. An dem außermittig schwenkbar Load cells used. On the off-center pivot
gelagerten Hebel wird an dem ersten, üblicherweise längeren Hebelarm ein Gewicht befestigt, dessen Gewichtskraft möglichst genau bekannt ist. An dem zweiten, üblicherweise mehr als 5 bis 10 mal kürzeren Hebelarm wird über einen Kraftaufnehmer , der kraftübertragend mit dem zweiten mounted lever is attached to the first, usually longer lever arm a weight whose weight is known as accurately as possible. At the second, usually more than 5 to 10 times shorter lever arm via a force transducer, the force-transmitting with the second
Hebelarm verbunden ist, eine Zug- oder Druckkraft auf den zweiten Hebelarm ausgeübt. Durch die über den Lever arm is connected, a tensile or compressive force exerted on the second lever arm. By over the
Kraftaufnehmer ausgeübte Zug- oder Druckkraft wird der Hebel in einen Kraftmesszustand gebracht. In der Praxis wird dabei zum Erreichen des Kraftmesszustands in der Regel der Hebel ausbalanciert, so dass sich die von der Gewichtskraft auf den ersten Hebelarm und die über den Kraftaufnehmer auf den zweiten Hebelarm ausgeübten Momente kompensieren und die Gesamtsumme aller an dem Hebel angreifenden Momente möglichst gering bzw. Null ist. In Abhängigkeit von der als bekannt vorausgesetzten Force transducer exerted tensile or compressive force, the lever is brought into a force measurement state. In practice, the lever is balanced in order to achieve the force measurement state, so that the of the Compensating weight on the first lever arm and the forces exerted on the second lever arm via the force transducer moments and the sum total of all acting on the lever moments is as low as possible or zero. Depending on what is assumed to be known
Hebelarmlänge kann dann die über den Kraftaufnehmer zum Erreichen des Kraftmesszustands erforderliche Zug- oder Druckkraft mit großer Genauigkeit ermittelt und eine  Lever arm length can then be determined by the force transducer to achieve the Kraftmesszustands required tensile or compressive force with great accuracy and a
Kalibration, Eichung oder Justierung des Kraftaufnehmers oder der Wägezelle durchgeführt werden. Calibration, calibration or adjustment of the force transducer or the load cell are performed.
Es ist aus der Praxis bereits bekannt, dass mit zunehmender Belastung der Hebelarme insbesondere der längere Hebelarm etwas verformt bzw. durchgebogen wird, so dass eine It is already known from practice that with increasing load on the lever arms in particular the longer lever arm is slightly deformed or bent, so that a
Verkürzung der effektiven Hebelarmlänge eintritt. Da die effektive Hebelarmlänge in die Ermittlung der zum Erreichen des Kraftmesszustands erforderlichen, bzw. erzeugten und aufgewendeten Zug- oder Druckkräfte eingeht, führt eine nicht in angemessener Weise berücksichtigte Durchbiegung des Hebelarms zu einem systematischen Messfehler, der die Genauigkeit der Messungen begrenzt. Um die durch eine Shortening of the effective lever arm length occurs. Since the effective lever arm length is used to determine the tensile or compressive forces required to achieve the force measurement condition, inadequate deflection of the lever arm results in a systematic measurement error that limits the accuracy of the measurements. To the by a
Durchbiegung des Hebelarms verursachte Messunsicherheit zu verringern ist es aus der Praxis bekannt, dass Deflection of the lever arm caused to reduce measurement uncertainty, it is known from practice that
beispielsweise die Drehpunkte der Gelenkfedern auf For example, the pivot points of the hinge springs
unterschiedliche Höhen justiert werden und eine Veränderung der Drehpunkte mechanisch kompensiert oder erfasst und für die Auswertung berücksichtigt wird. Der hierfür different heights are adjusted and a change in the pivot points is mechanically compensated or recorded and taken into account for the evaluation. The one for this
erforderliche Aufwand ist jedoch beachtlich. Es hat sich weiterhin gezeigt, dass mit zunehmender However, required effort is considerable. It has been shown that with increasing
Belastung die auf die Gelenkfedern ausgeübte Axialkraft, die möglichst keinen Einfluss auf die Messergebnisse haben sollte, oftmals auf die Verformungsmesseinrichtungen überspricht bzw. deren Messergebnis beeinflusst, stört oder überlagert, so dass scheinbar Momente auf den Hebel Load the axial force exerted on the joint springs, which have as little influence as possible on the measurement results should, often on the deformation measuring devices overstates or affects the measurement result, disturbing or superimposed, so that seemingly moments on the lever
ausgeübt werden, die wiederum das Messergebnis bzw. die bestmögliche Genauigkeit der Messergebnisse beeinträchtigt. be exercised, which in turn affects the measurement result or the best possible accuracy of the measurement results.
Da die vorangehend beschriebenen Störeinflüsse oftmals eine nicht-lineare Abhängigkeit von der auf den Hebel ausgeübten Belastung aufweisen, ist ein erheblicher Aufwand Since the above-described disturbances often have a non-linear dependence on the load exerted on the lever, a considerable effort is required
erforderlich, um diesen störenden Einfluss zu minimieren und die Genauigkeit zu verbessern. In der Praxis wird auch mit großem Aufwand bei derartigen Kraftmessvorrichtungen eine Messunsicherheit in der Größenordnung von etwa 5xlCT4 erreicht. Es wäre wünschenswert, wenn die Messunsicherheit weiter verringert werden könnte. necessary to minimize this disturbing influence and to improve the accuracy. In practice, a measurement uncertainty in the order of about 5xlCT 4 is achieved with great effort in such force measuring devices. It would be desirable if the measurement uncertainty could be further reduced.
Es wird deshalb als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen, mit einem möglichst einfachen Verfahren die Messunsicherheit zu reduzieren und die Genauigkeit einer Kraftmessung zu verbessern. It is therefore regarded as an object of the present invention to reduce the measurement uncertainty and to improve the accuracy of a force measurement with the simplest possible method.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem This object is achieved with a
gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass in einer Gelenkfeder eine auf diese Gelenkfeder einwirkende generic method solved in that in a hinge spring acting on this hinge spring
Axialkraft ermittelt und ein vorgebbarer Anteil der Axialkraft determined and a predetermined proportion of
ermittelten Axialkraft für die Vorgabe des determined axial force for the specification of the
Kraftmesszustands berücksichtigt wird. Force measurement state is taken into account.
Als Axialkraft wird dabei diejenige Komponente einer auf die Gelenkfeder einwirkenden Kraft bezeichnet, die in der axialen Richtung der Gelenkfeder auf die Gelenkfeder einwirkt und keine seitliche Auslenkung der Gelenkfeder bewirkt, sondern lediglich eine Zugkraft auf die The axial force is that component of a force acting on the hinge spring force acting in the axial direction of the hinge spring on the hinge spring and no lateral deflection of the hinge spring causes, but only a tensile force on the
Gelenkfeder ausübt. Es hat sich gezeigt, dass durch eine Korrektur, die in Kenntnis bzw. in Abhängigkeit der Performs hinge spring. It has been shown that by a correction, in the knowledge or depending on the
tatsächlich an einem Hebelarm bzw. an der entsprechenden Gelenkfeder angreifenden Axialkraft durchgeführt wird, die Messgenauigkeit um etwa einen Faktor 10 verbessert und die Messunsicherheit auf einen Bereich von etwa 5xlCT5 bis 7xlCT5 reduziert werden kann. Die Axialkraft kann in einer Gelenkfeder in einfacher Weise und ohne größeren konstruktiven Aufwand gemessen werden. Da nur ein Anteil, vorzugsweise ein kleiner Anteil der actually performed on a lever arm or on the corresponding hinge spring axial force is applied, the measurement accuracy improved by about a factor of 10 and the measurement uncertainty can be reduced to a range of about 5xlCT 5 to 7xlCT 5 . The axial force can be measured in a joint spring in a simple manner and without major design effort. Since only one share, preferably a small proportion of
ermittelten Axialkraft für die Vorgabe des determined axial force for the specification of the
Kraftmesszustands berücksichtigt wird, geht die Force measurement is taken into account, the
Messunsicherheit bei der Ermittlung der Axialkraft nur zu einem entsprechend geringen Anteil in die gesamte Measurement uncertainty in the determination of the axial force only to a correspondingly low proportion in the entire
Messunsicherheit ein. Eine sehr große Genauigkeit ist deshalb für die Messung der Axialkraft nicht erforderlich, da deren Beitrag für die gesamte Messsunsicherheit sehr gering ist . Measurement uncertainty. A very high accuracy is therefore not required for the measurement of the axial force, since their contribution to the overall measurement uncertainty is very low.
Durch die Ermittlung der auf den Hebel bzw. der jeweils auf die Hebelarme einwirkenden Axialkraft können in einfacher Weise die durch die Axialkraft verursachten Störeinflüsse, die auf eine Durchbiegung des Hebelarms sowie auf ein By determining the force acting on the lever or respectively on the lever arms axial force can be caused by the axial force disturbing influences on a deflection of the lever arm as well as a simple way
Übersprechen bei der Messung der durch die angreifenden Momente bedingten Verformung der Gelenkfedern zurückgeführt werden können, in einfacher Weise kompensiert bzw. Crosstalk in the measurement of the conditional by the attacking moments deformation of the hinge springs can be compensated in a simple manner or
korrigiert werden. Eine genaue Kenntnis der einzelnen Getting corrected. An exact knowledge of the individual
Auswirkungen der angreifenden Axialkräfte, die ohne eine entsprechende Korrektur die Messunsicherheit vergrößern bzw. letztendlich dominieren würden, ist nicht erforderlich. Ebenso sind keine konstruktiv aufwändigen Kompensierungs- oder Korrekturverfahren erforderlich, bei denen beispielsweise die Durchbiegung eines Hebelarms oder eine Verlagerung der Drehpunkte der Gelenkfedern bzw. eine daraus resultierende Verkürzung der effektiven Effects of the attacking axial forces that would increase or ultimately dominate the measurement uncertainty without a corresponding correction is not required. Likewise, no structurally complex compensation or correction methods are required in which, for example, the deflection of a lever arm or a displacement of the pivot points of the joint springs or a consequent shortening of the effective
Hebelarmlänge erfasst und für die Auswertung berücksichtigt wird .  Lever arm length recorded and taken into account for the evaluation.
Dabei ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit von der It is envisaged that, depending on the
ermittelten Axialkraft die für die Vorgabe des determined axial force that for the specification of the
Kraftmesszustands ausgeübte Zug- oder Druckkraft angepasst wird. Während ohne eine Berücksichtigung der Axialkraft der angestrebte Kraftmesszustand voraussetzt, dass alle auf den Hebel einwirkenden Momente in der Summe Null ergeben, kann in Kenntnis der Axialkraft die über den Kraftaufnehmer auf den zweiten Hebelarm ausgeübte Zug- oder Druckkraft  Force measurement state exerted tensile or compressive force is adjusted. While without taking into account the axial force of the desired force measurement state assumes that all the forces acting on the lever moments in the sum of zero, can be in the knowledge of the axial force exerted on the second lever arm via the force transducer tensile or compressive force
verändert werden, um die durch die Axialkraft verursachte Verkürzung der effektiven Hebelarmlänge auf diese Weise zu kompensieren. Diese Kompensierung kann bereits während der Messung erfolgen, so dass nach Abschluss der Messungen keine umfangreiche Korrektur und Auswertung der Messdaten erforderlich ist. be changed in order to compensate for the shortening of the effective Hebelarmlänge caused by the axial force in this way. This compensation can already take place during the measurement, so that after completion of the measurements no extensive correction and evaluation of the measured data is required.
Es hat sich gezeigt, dass auf Grund des größeren Einflusses des längeren Hebelarms es zweckmäßig sein kann, dass diejenige Axialkraft ermittelt und für die Vorgabe des Kraftmesszustands berücksichtigt wird, die auf die It has been shown that due to the greater influence of the longer lever arm, it may be appropriate that the axial force is determined and taken into account for the specification of the force measurement state, which on the
Gelenkfeder an dem längeren Hebelarm einwirkt. Da bei einem Kraftmesszustand, bei dem die an dem Hebel angreifenden Momente sich möglichst ausgleichen sollen, die an dem kurzen Hebelarm angreifende Axialkraft entsprechend dem umgekehrten Längenverhältnis der beiden Hebelarme größer als an dem langen Hebelarm ist, kann in diesem Fall an dem kurzen Hebelarm eine größere Axialkraft mit einer geringeren Messunsicherheit gemessen werden. Aus diesem Grund kann es auch vorteilhaft sein, dass diejenige Articulated spring acts on the longer lever arm. Since in a force measurement state in which the forces acting on the lever moments should compensate as possible, acting on the short lever arm axial force accordingly the inverse aspect ratio of the two lever arms is greater than on the long lever arm, a larger axial force can be measured with a lower measurement uncertainty in this case on the short lever arm. For this reason, it may also be advantageous that the one
Axialkraft ermittelt und für die Vorgabe des Axialkraft determined and for the specification of
Kraftmesszustands berücksichtigt wird, die auf die Force measurement is taken into account on the
Gelenkfeder an dem kürzeren Hebelarm einwirkt. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Articulated spring acts on the shorter lever arm. According to an advantageous embodiment of
Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit von der ermittelten Axialkraft eine Kompensationszug- oder -druckkraft ermittelt und bei einer elektronisch  According to the invention, it is provided that, depending on the determined axial force, a compensation tension force or pressure force is determined and, in the case of an electronic one
gesteuerten oder geregelten Vorgabe des Kraftmesszustands zusätzlich berücksichtigt wird. Da die Vorgabe des controlled or regulated specification of the force measurement state is additionally taken into account. Since the specification of the
Kraftmesszustands während eines Messvorgangs regelmäßig elektronisch gesteuert bzw. geregelt wird und die  Force measurement state during a measurement process regularly controlled electronically and the
Axialkraft in einfacher Weise und kostengünstig Axial force in a simple and cost-effective manner
elektronisch bzw. digital erfasst oder in entsprechende elektronische Signale umgewandelt werden kann, lässt sich eine in Abhängigkeit von der gemessenen Axialkraft can be detected electronically or digitally or converted into corresponding electronic signals, can be a function of the measured axial force
durchgeführte Korrektur der Kraftmessung in sehr einfacher Weise realisieren. Insbesondere können bereits in Betrieb befindliche Kraftmessvorrichtungen mit einem äußerst geringen konstruktiven Aufwand nachgerüstet werden, so dass durch die Ermittlung der Axialkraft und die Durchführung einer in Abhängigkeit von der ermittelten Axialkraft erforderlich werdenden Korrektur die Messunsicherheit erheblich bzw. bis etwa um einen Faktor 10 verringert werden kann. Zweckmäßigerweise werden in einem vorausgehenden realized correction of the force measurement in a very simple manner. In particular, already in operation force measuring devices can be retrofitted with an extremely low design effort, so that the determination of the axial force and the implementation of a required depending on the determined axial force correction the measurement uncertainty can be significantly reduced or reduced by about a factor of 10 , Conveniently, in a previous
Verfahrensschritt eine Kalibration der Kraftmessvorrichtung durchgeführt und dabei ermittelte Werte für eine zusätzlich erforderliche Kompensationszug- oder -druckkraft ermittelt und in einer Speichereinrichtung abrufbar gespeichert. Wenn nach Abschluss dieser Kalibration Kraftmessungen mit der Kraftmessvorrichtung durchgeführt werden, so kann in Process step carried out a calibration of the force measuring device and thereby determined values for an additionally required Kompensationszug- or -druckkraft determined and stored in a memory device retrievable. If force measurements with the force measuring device are carried out after completion of this calibration, then
Kenntnis der auf einen Hebelarm wirkenden Axialkraft ein zugeordneter Wert für die Kompensationszug- oder - druckkraft abgerufen und für die Vorgabe des Knowing the force acting on a lever arm axial force an assigned value for the Kompensationszug- or - pressure force retrieved and for the specification of the
Kraftmesszustands berücksichtigt werden. Eine zeitliche Verzögerung bei der Auswertung der Messergebniss kann dadurch ausgeschlossen werden. Es wird auch kein  Force measurement state are taken into account. A time delay in the evaluation of the measurement result can be excluded. It will not
zusätzlicher Aufwand während der Durchführung einer additional effort while performing a
Kraftmessung erforderlich. Force measurement required.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Kalibration einer Kraftmessvorrichtung mit einem außermittig schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel. Erfindungsgemäß ist The invention also relates to a method for calibrating a force measuring device with a two-armed lever mounted eccentrically pivotable. According to the invention
vorgesehen, dass zur Kompensation einer belastungsbedingten Verkürzung der Hebelarmlänge mehrere Kraftaufnehmer in einem Belastungsbereich mit einer möglichst geringen provided that to compensate for a load-related shortening of the lever arm length of several load cells in a load range with the lowest possible
Messunsicherheit der Kraftmessvorrichtung nacheinander kalibriert werden und anschließend mehrfach jeweils eine unterschiedliche Anzahl von kalibrierten Kraftaufnehmern parallel zueinander an dem zweiten Hebelarm angeordnet und durch Vorgabe des zugeordneten Kraftmesszustands vermessen werden, um für unterschiedliche Belastungen jeweils einen für die Kompensation erforderlichen Korrekturwert zu ermitteln. Dieses Verfahren kann auch als Uncertainty of the force measuring device are calibrated one after the other and then repeatedly arranged a different number of calibrated force transducers parallel to each other on the second lever arm and measured by specifying the associated Kraftmesszustands to determine for different loads each required for the compensation correction value. This procedure can also be called
„Selbstkalibration" bezeichnet werden, da die  "Self-Calibration" can be referred to as the
Messunsicherheit der Kraftmessvorrichtung, die mit zunehmender Belastung bzw. Axialkraft ansteigen würde, über einen großen Messbereich verbessert werden kann, ohne dass ein aufwändiger Fremdvergleich mit bereits kalibrierten Kraftmessvorrichtungen oder mit Kraftaufnehmern Measurement uncertainty of the force measuring device with Increasing load or axial force would increase over a wide measuring range can be improved without a complex comparison with already-calibrated force measuring devices or with force transducers
erforderlich wird, die über den gesamten Messbereich bereits kalibriert wurden. is required, which have already been calibrated over the entire measuring range.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur The invention also relates to a device for
Durchführung des vorangehend beschriebenen Verfahrens zur Kraftmessung, die einen außermittig schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel aufweist, wobei an jedem Hebelarm jeweils ein Lastangriffsgelenk angeordnet ist, das als biegsame Gelenkfeder ausgestaltet ist, deren Verformung mittels einer Verformungsmesseinrichtung messbar ist. Um die Implementation of the above-described method for force measurement, which has a two-armed lever mounted eccentrically pivotable, wherein a load engagement joint is arranged on each lever arm, which is designed as a flexible hinge spring, the deformation of which is measurable by means of a deformation measuring device. To the
Messgenauigkeit einer derartigen Kraftmessvorrichtung zu verbessern ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die To improve measurement accuracy of such a force measuring device is inventively provided that the
Gelenkfeder einen Federstab mit einem horizontal und senkrecht zum Hebelarm ausgerichteten ersten Joint spring a spring bar with a horizontal and perpendicular to the lever arm aligned first
Verjüngungsbereich aufweist, in dem eine Has a rejuvenation area in which a
Verformungsmesseinrichtung angeordnet ist, und beabstandet hierzu eine Axialkraftmesseinrichtung an der Gelenkfeder angeordnet ist. Durch den senkrecht zum Hebelarm Deformation measuring device is arranged, and spaced therefrom an axial force measuring device is arranged on the hinge spring. By the perpendicular to the lever arm
ausgerichteten Verjüngungsbereich wird der Drehpunkt in der Gelenkfeder auf den Verjüngungsbereich beschränkt, wodurch die Auswirkung der belastungsbedingen Verkürzung der effektiven Hebelarmlänge und der damit einhergehenden aligned tapering area, the pivot point in the hinge spring is limited to the rejuvenation area, whereby the effect of the load-related shortening of the effective lever arm length and the associated
Verlagerung des Drehpunkts besser bekannt sind und dem zu Folge auch eine geringe Auswirkung auf die Messunsicherheit haben können. Durch die beabstandete Anordnung der Relocation of the fulcrum are better known and consequently can also have a small effect on the measurement uncertainty. Due to the spaced arrangement of
Axialkraftmesseinrichtung von diesem Verjüngungsbereich wird ein wechselseitiger Einfluss zwischen der Axial force measuring device of this rejuvenation area will be a mutual influence between the
Verformungsmesseinrichtung in dem ersten Verjüngungsbereich und der Axialkraftmesseinrichtung, die beabstandet hierzu angeordnet ist, weitgehend ausgeschlossen. Deformation measuring device in the first rejuvenation area and the Axialkraftmesseinrichtung which is spaced therefrom, largely excluded.
Um die Genauigkeit der Axialkraftmessung zu verbessern ist vorgesehen, dass die Gelenkfeder einen horizontal und parallel zum Hebelarm ausgerichteten zweiten To improve the accuracy of Axialkraftmessung is provided that the hinge spring a horizontally and parallel to the lever arm aligned second
Verjüngungsbereich aufweist, in dem die Has rejuvenation area in which the
Axialkraftmesseinrichtung angeordnet ist. Durch eine geeignete Ausgestaltung der jeweiligen Verjüngungsbereiche kann erreicht werden, dass sowohl die durch die jeweilige Belastung erzeugten Drehmomente als auch die in der Axialkraftmesseinrichtung is arranged. By a suitable embodiment of the respective tapering regions can be achieved that both the torques generated by the respective load as well as in the
Gelenkfeder angreifende Axialkraft weitgehend unabhängig voneinander und mit großer Genauigkeit gemessen werden können. Eine aufwändige Auswertung der jeweiligen Joint spring attacking axial force can be measured largely independently and with great accuracy. An elaborate evaluation of the respective
Messsignale und insbesondere aufwändige Korrekturen oder Kompensationsauswertungen sind nicht erforderlich. Measurement signals and especially complex corrections or compensation evaluations are not required.
Derartige Gelenkfedern lassen sich kostengünstig und mit geringem Aufwand aus einem Federstab herstellen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Such hinge springs can be produced inexpensively and with little effort from a spring bar. According to an advantageous embodiment of
Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die Vorrichtung einer elektronischen Steuereinrichtung und eine  Erfindungsgedankenens is provided that the device of an electronic control device and a
Speichereinrichtung zur Speicherung von Kompensationszug- und -druckkraftwerten aufweist. Die in Abhängigkeit von der jeweils gemessenen Axialkraft erforderliche Korrektur kann über die elektronische Steuereinrichtung in Echtzeit und ohne merkliche Verzögerung bei der Durchführung eines Kraftmessvorgangs erfolgen. Bei einer Benutzung einer derartigen Kraftmessvorrichtung und für die Durchführung des vorangehend beschriebenen Verfahrens sind keine Memory device for storing Kompensationszug- and -druckkraftwerten. The correction required as a function of the respectively measured axial force can take place via the electronic control device in real time and without appreciable delay in the performance of a force measuring procedure. When using such a force measuring device and for carrying out the method described above are no
besonderen Kenntnisse und keine zusätzlichen Maßnahmen notwendig . Nachfolgend werden Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt: special knowledge and no additional measures necessary. Embodiments of the inventive concept will be explained in more detail on the basis of exemplary embodiments, which are illustrated in the drawing. It shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Kraftmessung, die einen außermittig schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel aufweist, Fig. 2 eine Gelenkfeder mit zwei Verjüngungsbereichen, deren Verformung mittels mehrerer Fig. 1 is a schematic representation of a device for force measurement, which has an off-center pivotally mounted two-armed lever, Fig. 2 is a hinge spring with two tapering areas, the deformation by means of several
Verformungsmesseinrichtungen messbar ist, Deformation measuring equipment is measurable,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Diagramms einer experimentell ermittelten Messunsicherheit ohne bzw. mit einer elektronischen Korrektur in Abhängigkeit von der gemessenen Axialkraft, 3 shows a schematic representation of a diagram of an experimentally determined measurement uncertainty without or with an electronic correction as a function of the measured axial force,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Kraftaufnehmers, der in der in Fig. 1 exemplarisch abgebildeten Vorrichtung zur Kraftmessung kalibriert werden kann, und 4 is a schematic representation of a force transducer which can be calibrated in the force measuring device shown by way of example in FIG. 1, and FIG
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Anordnung von drei Kraftaufnehmern, die nebeneinander angeordnet und über ein Verbindungselement gleichzeitig und gleichmäßig mit einer Druckkraft belastet werden können. Fig. 5 is a schematic representation of an arrangement of three force transducers, which are arranged side by side and can be loaded simultaneously and uniformly with a compressive force via a connecting element.
Eine in Fig. 1 schematisch dargestellte One shown in Fig. 1 schematically
Kraftmessvorrichtung 1 weist einen zweiarmigen Hebel 2 auf, der an einer außermittig angeordneten ersten Gelenkfeder 3 schwenkbar gelagert ist. An einem längeren ersten Hebelarm 4 befindet sich an dessen äußerem Ende 5 eine zweite biegsame Gelenkfeder 6. An der zweiten Gelenkfeder 6 sind mehrere miteinander verbundene Gewichtsstücke 7 befestigt. Die Gewichtsstücke 7 üben über die zweite Gelenkfeder 6 ein erstes Moment auf den schwenkbar gelagerten Hebel 2 aus. Force measuring device 1 has a two-armed lever 2 which is pivotally mounted on an eccentrically arranged first hinge spring 3. At a longer first lever arm 4 is located at the outer end 5, a second flexible joint spring 6. On the second hinge spring 6 a plurality of interconnected weights 7 are attached. The weight pieces 7 exert on the second hinge spring 6 a first moment on the pivotally mounted lever 2.
An einem kürzeren zweiten Hebelarm 8 ist über eine dritte Gelenkfeder 9 ein Belastungsrahmen 10 befestigt, der vertikal in einem Grundrahmen 11 verlagerbar ist. In dem Grundrahmen 11 ist eine Traverse 12 ebenfalls vertikal verlagerbar geführt. Zwischen dem Belastungsrahmen 10 und der Traverse 12 befindet sich ein Kraftaufnehmer 13. Über die Traverse 12 kann auf den Kraftaufnehmer 13 eine At a shorter second lever arm 8, a loading frame 10 is fixed via a third hinge spring 9, which is vertically displaceable in a base frame 11. In the base frame 11, a cross member 12 is also guided vertically displaceable. Between the loading frame 10 and the traverse 12 is a force transducer 13. About the traverse 12 can on the force transducer 13 a
Druckkraft ausgeübt werden, wobei über den Kraftaufnehmer 13 und den Belastungsrahmen 10 ein zweites Moment erzeugt wird, das auf den Hebel 2 einwirkt und dem durch die Compressive force are exerted, wherein on the load cell 13 and the load frame 10, a second moment is generated, which acts on the lever 2 and the by the
Gewichtsstücke 7 auf den ersten Hebelarm 4 einwirkenden ersten Moment entgegenwirkt.  7 counteracts weight pieces acting on the first lever arm 4 first moment.
Durch eine geeignete Verlagerung der Traverse 12 kann auf den Kraftaufnehmer 13 exakt diejenige Druckkraft ausgeübt werden, die erforderlich ist, so dass die auf den Hebel 2 einwirkenden Momente in der Summe Null werden. Über die bekannte Gewichtskraft der Gewichtsstücke 7 und die By a suitable displacement of the traverse 12 can be exerted on the force transducer 13 exactly that pressure force that is required so that the forces acting on the lever 2 moments in the sum are zero. About the known weight of the weights 7 and the
Kenntnis der geometrischen Verhältnisse des ersten Knowledge of the geometric relationships of the first
Hebelarms 4 und des zweiten Hebelarms 8 bzw. der drei Lever arm 4 and the second lever arm 8 and the three
Gelenkfedern 3, 6 und 9 lässt sich der Betrag der auf den Kraftaufnehmer 13 ausgeübten Druckkraft ermitteln und der Kraftaufnehmer 13 auf diese Weise kalibrieren oder eichen. Um den Drehpunkt der Gelenkfedern 3, 6 und 9 möglichst präzise vorgeben zu können, weisen die drei Gelenkfedern 3, 6 und 9 jeweils einen ersten Verjüngungsbereich 14 auf, der horizontal und senkrecht zu dem Hebel 2, bzw. dem Joint springs 3, 6 and 9 can determine the amount of force exerted on the force transducer 13 compressive force and calibrate the force transducer 13 in this way or calibrate. In order to specify the fulcrum of the joint springs 3, 6 and 9 as precisely as possible, the three hinge springs 3, 6 and 9 each have a first tapering region 14, the horizontally and perpendicular to the lever 2, and the
zugeordneten Hebelarm 4, 8 ausgerichtet ist. In diesem ersten Verjüngungsbereich 14 befinden sich jeweils mehrere Dehnungsmessstreifen 15, die über eine nicht dargestellte Auswertungsschaltung so miteinander verschaltet sind, dass ein über die Gelenkfedern 3, 6 und 9 auf den Hebel 2 associated lever arm 4, 8 is aligned. In this first tapering region 14 are each a plurality of strain gauges 15 which are interconnected via an evaluation circuit, not shown, such that a via the hinge springs 3, 6 and 9 on the lever. 2
ausgeübtes Biegemoment gemessen werden kann, dass zu einer entsprechenden Verformung der betreffenden Gelenkfeder 3, 6 oder 9 führt . applied bending moment can be measured that leads to a corresponding deformation of the relevant hinge spring 3, 6 or 9.
Um die Genauigkeit bei der Durchführung derartiger To the accuracy in the implementation of such
Kraftmessungen zu verbessern ist erfindungsgemäß To improve force measurements is according to the invention
vorgesehen, dass an mindestens einer der drei Gelenkfedern 3, 6, 9 die über die betreffende Gelenkfeder 3, 6 oder 9 auf den Hebel 2 übertragene Axialkraft gemessen wird. Bei zunehmender Axialkraft verformt sich auf Grund der auf den Hebel 2 ausgeübten Biegemomente der Hebel 2, so dass sich die effektive Länge des ersten Hebelarms 4 und des zweiten Hebelarms 8 verändert und die in den drei Gelenkfedern 3, 6 und 9 gemessene Verformung nicht mehr den tatsächlich auf den Hebel 2 übertragenen Biegemomenten entspricht. provided that on at least one of the three hinge springs 3, 6, 9 which is transmitted via the relevant hinge spring 3, 6 or 9 transmitted to the lever 2 axial force. With increasing axial force deforms due to the force exerted on the lever 2 bending moments of the lever 2, so that the effective length of the first lever arm 4 and the second lever arm 8 changes and measured in the three hinge springs 3, 6 and 9 deformation no longer actually transmitted to the lever 2 bending moments.
Um die Axialkraft messen zu können weist die an dem zweiten Hebelarm 8 angeordnete dritte Gelenkfeder 9 einen zweiten Verjüngungsbereich 16 auf, der parallel zu dem zweiten Hebelarm 8 bzw. zu dem Hebel 2 ausgerichtet ist. In dem zweiten Verjüngungsbereich 16 befinden sich ebenfalls Dehnungsmessstreifen 17, die über eine geeignete, nicht dargestellte Auswerteschaltung eine durch die auf die dritte Gelenkfeder 9 einwirkende Axialkraft erzwungeneIn order to be able to measure the axial force, the third hinge spring 9 arranged on the second lever arm 8 has a second tapering region 16, which is aligned parallel to the second lever arm 8 or to the lever 2. In the second tapering region 16 are also strain gauges 17, which enforced by a suitable, not shown evaluation circuit by the force acting on the third hinge spring 9 axial force
Verformung der dritten Gelenkfeder erfassen und dadurch die Axialkraft messen können. Die dritte Gelenkfeder 9 ist in Fig. 2 zur Veranschaulichung vergrößert dargestellt. Detecting deformation of the third hinge spring and thereby the Can measure axial force. The third hinge spring 9 is shown enlarged in Fig. 2 for illustrative purposes.
Um die Axialkraft abhangige Korrektur vorzunehmen, wird während eines Messvorgangs die auf die dritte Gelenkfeder einwirkende Axialkraft gemessen und ein experimentell während eines vorausgegangenen Kalibriervorgangs In order to make the axial force-dependent correction, the axial force acting on the third joint spring is measured during a measuring process and experimentally during a preceding calibration process
ermittelter Anteil der Axialkraft für die Vorgabe des Kraftmesszustands berücksichtigt. Dies wird in einfacher Weise dadurch erreicht, dass die auf den Hebel 2 determined proportion of the axial force for the specification of the force measurement state taken into account. This is achieved in a simple manner that the on the lever. 2
einwirkenden Biegemomente nicht mehr in der Summe auf Null geregelt bzw. durch eine entsprechende Verlagerung der Traverse 12 und einer dadurch auf den Kraftaufnehmer 13 ausgeübten Druckkraft vorgegeben werden, sondern ein zusätzliches axialkraftabhängiges Korrekturmoment acting bending moments are no longer regulated in the sum to zero or specified by a corresponding displacement of the traverse 12 and thereby exerted on the load cell 13 pressure force, but an additional axialkraftabhängiges correction torque
hinzugenommen und die Gesamtsumme der Biegemomente und des Korrekturmoments minimiert wird. added and the total of the bending moments and the correction torque is minimized.
Anhand der nachfolgenden Gleichungen und Überlegungen soll ein Ansatz veranschaulicht werden, der der Based on the following equations and considerations, an approach should be illustrated, which is the
erfindungsgemäßen Axialkraftkorrektur zu Grunde gelegt werden kann. Sofern sich die Messvorrichtung im Axialkraftkorrektur invention can be based on. If the measuring device in the
Gleichgewicht befindet und bewegungslos verharrt und weiterhin als geschlossenes System betrachtet werden kann, stehen alle angreifenden Momente im Gleichgewicht und summieren sich zu einem Gesamtmoment von Null: Equilibrium and remain motionless and can still be regarded as a closed system, all attacking moments are in equilibrium and add up to a total moment of zero:
Figure imgf000015_0001
wobei m die Masse der Gewichtsstücke 7, g die lokal wirkende Schwerebeschleunigung, pa die Luftdichte und die Massedichte bezeichnet, wobei Ii die Länge des ersten Hebelarms 4 und I2 die Länge des zweiten Hebelarms 8 bezeichnet, wobei Mb die Summe der auf die Gelenkfedern 3, 6, 9 einwirkenden Biegemomente bezeichnet und wobei mit F die auf den zweiten Hebelarm 8 ausgeübte Zug- oder
Figure imgf000015_0001
where m is the mass of the weights 7, g the locally acting gravitational acceleration, p a the air density and Denoting the mass density, where Ii the length of the first lever arm 4 and I 2 denotes the length of the second lever arm 8, wherein M b denotes the sum of the bending forces acting on the hinge springs 3, 6, 9 bending moments and wherein the F on the second lever arm exercised train or
Druckkraft und AF einen systematischen Fehler für die  Compressive force and AF a systematic error for the
Kraftmessung bezeichnet, der beispielsweise durch eine unvermeidbare Hebeldurchbiegung oder durch ein Übersprechen der Axialkräfte auf die Biegemomente der Gelenkfedern 3, 6, 9 verursacht wird. Force measurement referred to, for example, caused by an unavoidable lever deflection or by a crosstalk of the axial forces on the bending moments of the hinge springs 3, 6, 9.
Wird diese Gleichung umgestellt und nach der Is this equation changed and after the
interessierenden Kraft F aufgelöst, ergibt sich der dissolved power F, the results of the
nachfolgende Zusammenhang: following context:
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000016_0001
Die mit der Kraftmesseinrichtung 1 zu messende Kraft F ergibt sich als Summe einzelner Beiträge, wobei der erste Beitrag ausschließlich aus präzise messbaren Größen wie beispielsweise der Luftdichte pa und der Massedichte pm besteht. Bislang wurde bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren jeweils davon ausgegangen, dass die Gesamtsumme der an den Gelenkfedern 3, 6, 9, angreifenden Biegemomente zu Null eingeregelt werden muss und durch konstruktive Maßnahmen versucht werden muss, den The force F to be measured with the force measuring device 1 results as the sum of individual contributions, the first contribution consisting exclusively of precisely measurable variables such as the air density p a and the mass density p m . So far, it has been assumed in the methods known from the prior art that the total sum of the bending forces acting on the joint springs 3, 6, 9, must be adjusted to zero and must be attempted by constructive measures, the
systematischen Messfehler AF möglichst gering werden zu lassen . Mit dem erfindungsgemäßen Ansatz wird statt dessen systematic measurement error AF to be as low as possible. With the approach according to the invention instead
elektronisch eine Korrekturkraft Fkorr ermittelt und in die Ausgleichsregelung der Biegemomente derart eingekoppelt, so dass eine geänderte Gesamtsumme der Biegemomente M'b, die das durch die Korrekturkraft Fkorr erzeugte Korrekturmoment Mfcorr = Ffcorr ' I2 beinhaltet, erfasst und zu Null geregelt wird. Für die geänderte Gesamtsumme der Biegemomente M'b gilt demzufolge: M'b = Mb + Mkorr = Mb + Fkorr · 12 electronically determines a correction force F kor r and into the Equalization control of the bending moments so coupled, so that an amended total sum of the bending moments M ' b , which includes the correction generated by the correction force F kor r correction torque Mfcorr = Ffcorr' I2, detected and controlled to zero. Consequently, the following applies for the changed total sum of the bending moments M ' b : M' b = M b + M corr = M b + F corr · 1 2
Wenn die Korrekturkraft Fkorr so gewählt wird, dass die Korrekturkraft Fkorr näherungsweise dem systematischen When the correction force F corr is chosen so that the correction force F corr approximately the systematic
Fehler AF entspricht, gleichen sich die mit der Error AF equals that with the
eingekoppelten Korrekturkraft eingeregelte geänderte coupled correction force adjusted changed
Gesamtsumme der Biegemomente M'b und der systematische Fehler AF weitgehend aus, so dass gilt: Total sum of the bending moments M ' b and the systematic error AF largely from, so that applies:
M' b / 12 = -AF. M'b / 1 2 = -AF.
In praktischer Hinsicht wird in dem Korrekturverfahren genau eine solche Verformung der Gelenkfedern verursacht, dass das Moment zur Verformung der Gelenkfedern dem In practical terms, in the correction process, precisely such a deformation of the hinge springs is caused that the moment for the deformation of the hinge springs the
festgestellten systematischen Kraftfehler entspricht. corresponds to the systematic force error detected.
Daraus resultiert, dass das Verfahren nur bei Verwendung von Gelenkfedern, deren Biegemomente erfasst werden, und nicht z.B. bei Verwendung von Pfannen und Schneiden As a result, the method can only be used when using joint springs whose bending moments are detected, and not e.g. when using pans and cutting
anwendbar ist. Der elektronische Korrekturwert Fkorr lässt sich mittels einem Polynom höherer Ordnung darstellen und aus der gemessenen Axialkraft berechnen. Dabei geht der Messfehler der Axialkraft nur mit einem sehr geringen Anteil als is applicable. The electronic correction value F cor r can be represented by a polynomial of higher order and calculated from the measured axial force. This is the measurement error the axial force only with a very small proportion as
Beitrag zur Messunsicherheit ein. Contribution to the measurement uncertainty.
In Fig. 3 ist schematisch als durchgezogene Linie 18 eine experimentell ermittelte relative Messunsicherheit der in Fig. 1 dargestellten Messvorrichtung 1 in Abhängigkeit von der über die dritte Gelenkfeder 9 ausgeübten Axialkraft abgebildet. Die relative Messunsicherheit steigt bis zu der maximal ausgeübten Axialkraft von 1000 kN auf etwas mehr als 3xl0~4 an. Wird bei Messungen mit der FIG. 3 schematically shows, as a solid line 18, an experimentally determined relative measurement uncertainty of the measuring device 1 shown in FIG. 1 as a function of the axial force exerted via the third joint spring 9. The relative measurement uncertainty increases to a little more than 3xl0 ~ 4 up to the maximum applied axial force of 1000 kN. Used in measurements with the
Kraftmessvorrichtung 1 die vorangehend beschriebene  Force measuring device 1 described above
Axialkraftkorrektur durchgeführt, so bleibt die nach der Korrektur ermittelte und als gestrichelte Linie 19 Axialkraftkorrektur performed, so remains the determined after the correction and as a dashed line 19th
dargestellte relative Messunsicherheit im Wesentlichen konstant und auf einem Wert kleiner 5xl0~5. Die vorangehend beschriebene Axialkraftkorrektur bewirkt dem zu Folge eine ganz erhebliche Verringerung der Messunsicherheit. shown relative measurement uncertainty substantially constant and at a value less than 5xl0 ~ 5 . The Axialkraftkorrektur described above causes the consequence of a very significant reduction in the measurement uncertainty.
Um die in Abhängigkeit von der jeweils angreifenden To those depending on the particular attacking
Axialkraft erforderliche Axialkraftkorrektur zu bestimmen, kann eine Selbstkalibrierung der Messvorrichtung 1 To determine axial force required axial force correction, a self-calibration of the measuring device. 1
durchgeführt werden. Mehrere gleichartige Kraftaufnehmer 13, von denen einer exemplarisch in Fig. 4 dargestellt ist, werden im Totlastbereich der Kraftmesseinrichtung 1 bzw. in einem Messbereich mit einer möglichst kleinen be performed. A plurality of identical force sensors 13, one of which is shown by way of example in FIG. 4, are in the dead load range of the force measuring device 1 or in a measuring range with the smallest possible
Messunsicherheit kalibriert. Im Anschluss daran werden sukzessive mehr Kraftaufnehmer 13 nebeneinander in dem Belastungsrahmen 10 angeordnet und über ein in Fig. 5 exemplarisch abgebildetes Verbindungselement 20 so  Measurement uncertainty calibrated. Subsequently, more force transducers 13 are successively arranged side by side in the loading frame 10 and via a connecting element 20 shown by way of example in FIG
miteinander verbunden, dass auf jeden Kraftaufnehmer 13 ein gleich großer Anteil der über die Traverse 12 auf den connected to each other, that on each load cell 13 an equal share of the crosshead 12 on the
Belastungsrahmen 10 ausgeübten Druckkraft aufnimmt. Die Kraftmessvorrichtung 1 wird durch eine geeignete Verlagerung der Traverse 12 in den Kraftmesszustand gebracht und das Korrekturmoment für die betreffende Axialkraft ermittelt. Loading frame 10 exerts pressure applied. The Force measuring device 1 is brought by a suitable displacement of the traverse 12 in the force measurement state and determines the correction torque for the relevant axial force.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verfahren zur Kraftmessung mit einer 1. Method for measuring force with a
Kraftmessvorrichtung (1), die einen außermittig schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel (2) aufweist, wobei an jedem Hebelarm (4, 8) jeweils ein Lastangriffsgelenk angeordnet ist, das als biegsame Gelenkfeder (6, 9) ausgestaltet ist, deren Verformung mittels Verformungsmesseinrichtungen messbar ist, wobei auf einen ersten Hebelarm (4) eine vorgebbare Belastung einwirkt und durch Ausübung einer Zug- oder Druckkraft auf einen zweiten Hebelarm (8) der Hebel (2) in einen Kraftmesszustand gebracht und die hierfür erforderliche Zug- oder Druckkraft ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Gelenkfeder (3, 6, 9) eine auf diese Gelenkfeder (3, 6, 9) einwirkende  Force measuring device (1) having an eccentrically pivotally mounted two-armed lever (2), wherein on each lever arm (4, 8) in each case a load engagement joint is arranged, which is designed as a flexible hinge spring (6, 9) whose deformation is measurable by means of deformation measuring means in which a predeterminable load acts on a first lever arm (4) and is brought into a force measuring state by exerting a tensile or compressive force on a second lever arm (8) of the lever (2) and the tensile or compressive force required for this is determined, characterized in that at least one hinge spring (3, 6, 9) acts on this hinge spring (3, 6, 9)
Axialkraft erfasst und ein vorgebbarer Anteil der Axialkraft recorded and a specifiable proportion of
ermittelten Axialkraft für eine Vorgabe des determined axial force for a specification of
Kraftmesszustands berücksichtigt wird, wobei in Force measurement state is taken into account, in
Abhängigkeit von der ermittelten Axialkraft die zur Vorgabe des Kraftmesszustands ausgeübte Zug- oder Druckkraft angepasst wird. Depending on the determined axial force adapted to specify the force measurement state tensile or compressive force is adjusted.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diejenige Axialkraft ermittelt und für die Vorgabe des Kraftmesszustands berücksichtigt wird, die auf die 2. The method according to claim 1, characterized in that that axial force is determined and taken into account for the specification of the Kraftmesszustands on the
Gelenkfeder (6) an dem längeren (4) Hebelarm einwirkt. Articulated spring (6) acts on the longer (4) lever arm.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der ermittelten Axialkraft eine Kompensationszug- oder 3. The method according to any one of the preceding claims 1 or 2, characterized in that a Kompensationszug- or in dependence on the determined axial force
-druckkraft ermittelt und bei einer elektronisch -force determined and an electronic
gesteuerten oder geregelten Vorgabe des Kraftmesszustands zusätzlich berücksichtigt wird. controlled or regulated specification of the force measurement state is additionally taken into account.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vorausgehenden 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in a preceding
Verfahrensschritt eine Kalibration der Kraftmessvorrichtung (1) durchgeführt und dabei ermittelte Werte für eine zusätzlich erforderliche Kompensationszug- oder -druckkraft ermittelt und in einer Speichereinrichtung abrufbar Process step performed a calibration of the force measuring device (1) and thereby determined values for an additionally required Kompensationszug- or -druckkraft determined and retrievable in a memory device
gespeichert werden. get saved.
5. Verfahren zur Kalibration einer Kraftmessvorrichtung mit einem außermittig schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel, wobei an jedem Hebelarm jeweils ein Lastangriffsgelenk angeordnet ist, das als biegsame Gelenkfeder ausgestaltet ist, deren Verformung mittels Verformungsmesseinrichtungen messbar ist und wobei an mindestens einer Gelenkfeder eine auf die Gelenkfeder einwirkende Axialkraft erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kompensation einer 5. A method for calibrating a force measuring device with an off-center pivotally mounted two-armed lever, wherein each load arm is arranged a load engagement joint, which is designed as a flexible hinge spring whose deformation is measurable by means of Verformungsmesseinrichtungen and wherein at least one hinge spring acting on the hinge spring axial force is detectable, characterized in that to compensate for a
belastungsbedingten Verkürzung der Hebelarmlänge mehrere Kraftaufnehmer (13) in einem Belastungsbereich mit einer möglichst geringen Messunsicherheit der load-related shortening of the lever arm length of several load cells (13) in a load range with the lowest possible measurement uncertainty
Kraftmessvorrichtung (1) kalibriert werden und anschließend mehrfach jeweils eine unterschiedliche Anzahl von  Force measuring device (1) are calibrated and then several times each a different number of
kalibrierten Kraftaufnehmern (13) parallel zueinander an dem zweiten Hebelarm (8) angeordnet und gemessen werden, um für mehrere unterschiedliche Belastungen jeweils einen für die Kompensation erforderlichen Korrekturwert zu ermitteln. calibrated load cells (13) are arranged parallel to each other on the second lever arm (8) and measured in order to determine a correction value required for the compensation for a plurality of different loads.
6. Vorrichtung zur Kraftmessung mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die einen außermittig 6. A force measuring device with a method according to one of claims 1 to 4, which is an off-center
schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel aufweist, wobei an jedem Hebelarm jeweils ein Lastangriffsgelenk angeordnet ist, das als biegsame Gelenkfeder ausgestaltet ist, deren Verformung mittels einer Verformungsmesseinrichtung messbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkfeder (3, 6, 9) einen Federstab mit einem horizontal und senkrecht zum Hebelarm (4, 8) ausgerichteten ersten Verjüngungsbereich (14) aufweist, in dem eine Verformungsmesseinrichtung angeordnet ist, und beabstandet hierzu eine pivotally mounted two-armed lever, wherein on each lever arm in each case a Lastangriffsgelenk is arranged, which is designed as a flexible hinge spring whose deformation is measurable by means of a deformation measuring device, characterized in that the hinge spring (3, 6, 9) a spring bar with a horizontal and perpendicular to the lever arm (4, 8) aligned first tapering region (14), in which a deformation measuring device is arranged, and spaced therefrom a
Axialkraftmesseinrichtung an der Gelenkfeder (3, 6, 9) angeordnet ist. Axialkraftmesseinrichtung on the hinge spring (3, 6, 9) is arranged.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkfeder (3, 6, 9) einen parallel zum Hebelarm (4, 8) ausgerichteten zweiten Verjüngungsbereich (16) aufweist, in dem die Axialkraftmesseinrichtung angeordnet ist. 7. The device according to claim 6, characterized in that the hinge spring (3, 6, 9) has a parallel to the lever arm (4, 8) aligned second tapering region (16) in which the Axialkraftmesseinrichtung is arranged.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine elektronische Steuereinrichtung und eine Speichereinrichtung zur 8. Apparatus according to claim 6 or claim 7, characterized in that the device is an electronic control device and a memory device for
Speicherung von Kompensationszug- und -druckkraftwerten aufweist . Storage of Kompensationszug- and -druckkraftwerten.
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