WO2013114190A1 - Device for detecting force loads of a supporting structure - Google Patents

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WO2013114190A1
WO2013114190A1 PCT/IB2013/000130 IB2013000130W WO2013114190A1 WO 2013114190 A1 WO2013114190 A1 WO 2013114190A1 IB 2013000130 W IB2013000130 W IB 2013000130W WO 2013114190 A1 WO2013114190 A1 WO 2013114190A1
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WO
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clamping ring
measuring head
power transmission
force
transmission surface
Prior art date
Application number
PCT/IB2013/000130
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German (de)
French (fr)
Inventor
Benedikt HERING
Original Assignee
Schenck Process Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • G01L1/2206—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
    • G01L1/2231—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being disc- or ring-shaped, adapted for measuring a force along a single direction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0004—Force transducers adapted for mounting in a bore of the force receiving structure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/04—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands
    • G01L5/045—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands for measuring the tension across the width of a band-shaped flexible member

Definitions

  • the invention relates to a device for detecting force loads of a support structure according to the preamble of patent claim 1.
  • Force sensors are called. Force measuring sensors find particular application in the gravimetric detection of levels in containers, which by
  • Supported structures are supported, such as silos, as well as in the monitoring of limit load values of force-loaded support structures, such as cranes or similar support or support structures, and weighing tasks in the track area and switches in the
  • the invention is therefore based on force sensors, which are used to detect forces on forces
  • Support structures are suitable, for which purpose usually in the support structures prevailing normal and transverse forces are to be determined.
  • Support walls or the like to understand, which may be interconnected and / or pre-assembled.
  • Support structure can be used.
  • force sensors to support structures for detecting forces can be used to detect force-dependent deformations on the surface of the
  • Force transducers are suitably secured by welding or screw connections or by other types of connection to the surface. Furthermore, such an attachment of load cells naturally allows only a limited detection of the forces on the forces
  • cylindrical measuring head are commonly called
  • Measuring eyes usually designate and have one
  • Traction sensors designed as measuring eyes can be used wherever either an existing support structure can not or should not be changed or, if the requirement exists, a cost-effective one
  • Force transducer in a support structure for the purpose of measuring the force load of the support structure is usually first drilled a hole in the support structure and this hole worked out as a fit. Subsequently, the
  • a measuring device in which a measuring spindle, on the surface thereof Strain gages in the longitudinal direction of the spindle
  • Device either devices or support structures in a simple and inexpensive manner to a force measuring device and / or
  • the object of the invention is achieved by a device for detecting force loads of a
  • Support structure comprising a force transducer with a substantially cylindrical measuring head to be arranged or arranged in a bore of the support structure, wherein the measuring head has a base and a
  • Clamping ring system has adapted outer surface, and for the radial fixing of the measuring head against a
  • Actuation of the first clamping ring is provided substantially in the axial direction of the cylindrical measuring head (5). This is inventively provided that the
  • Measuring head has a disc-shaped deformation body, which is arranged parallel to the base and on the
  • At least one strain gauge is applied.
  • first clamping ring is at least partially in an annular gap between the outer surface of the cylindrical measuring head and the inner surface of the bore in the
  • the deformation body with the strain gauge and the clamping ring are in a single force level. This runs radially to the measuring head.
  • the inventive arrangement ensures that the forces to be detected can be introduced from the support structure exactly in the deformation body.
  • Strains and deformations of a support structure can be precisely transferred to the measuring eye and the measuring eye on / in the support structure fixed as well as again detachable, that is mounted dismantled or introduced.
  • Cross-sectional profile of the existing support structure and / or can be detected in the neutral phase of the support structure.
  • Force sensor so suitable to introduce into the support structure that these forces in a measuring direction can detect much more accurate and further insensitive with respect to disturbing, possibly further, forces and moments in the support structure.
  • Carriers which are not previously worked out as a fit or must be worked out.
  • the device according to the invention can be any device according to the invention.
  • the force application means in the manner of a sleeve with an internal thread, and in particular with a bore, be designed, wherein this internal thread engages in an attached to the measuring head external thread.
  • the diameter of the external thread may be smaller than the diameter along the outer surface of the cylindrical measuring head which is adapted as a clamping ring system.
  • Kraftbeierschlagungsmittel have an annular end face and the inner diameter of the Kraftbeierschlagungsschs be greater than the outer diameter of the measuring head at least in some areas.
  • the wall thickness of the force-applying means at its end face smaller than the gap width of the
  • the force transducer can also be passed as a structural unit through the bore of the support structure, the
  • Clamping ring is already arranged on the measuring head and can be moved and secured by pressing the Kraftbeierschlagungsffens in a fixed position.
  • Transition region to the end face a recess open to the measuring head, and / or attached to the measuring head in a transition region to the outer surface adapted as a clamping ring system a recess open towards the force application means.
  • the first clamping ring has a tapered outer force transmission surface, and at least part of the inner surface of the bore in the support structure is to this tapered outer force transmission surface of the first
  • the clamping ring is to be arranged in the annular gap or is arranged there such that the conical outer force transmission surface of the first Clamping ring at least partially rests against the conical inner surface of the bore.
  • the first clamping ring has a conical inner
  • Power transmission surface and adapted as a clamping ring system outer surface is complementary to this conical inner power transmission surface of the first clamping ring extending tapered power transmission surface.
  • the first clamping ring is in the
  • Power transmission surface of the outer surface is applied.
  • the device according to the invention comprises a second clamping ring, wherein the first clamping ring has at least a first conical force transmission surface, and the second clamping ring has at least one conical force transmission surface complementary to this conical force transmission surface of the first clamping ring.
  • the first and the second clamping ring are to be arranged in such an embodiment in the annular gap or are there
  • a connecting means for example a Gland, includes, which connects the first and second clamping ring together and in the
  • Connecting means connects the first or the second clamping ring with the cylindrical measuring head and in the
  • Device may be at least one Kraftbeierschlagungsstoff comprises, which causes at least on the first or second clamping ring a force substantially in the axial direction of the cylindrical measuring head, so that the first and / or second clamping ring is clamped in the annular gap and consequently a strain of the cylindrical measuring head in the Annular gap is effected.
  • the first and the second clamping ring an end-side power transmission surface, and adapted as a clamping ring outer surface of the cylindrical measuring head at least partially encircling stage with a substantially radially aligned
  • Fig. 1 a side view of a mounting situation of the device according to the invention with three vertically
  • Fig. 2 a side view of a mounting situation of the device according to the invention with a horizontal
  • FIG. 3 is a perspective view of a mounting situation of the device according to the invention in one
  • shear force loaded support structure in the form of a rail.
  • FIG. 5 detail V of Figure 4 in an enlarged view.
  • the measuring head for this purpose as Clamping ring system has adapted outer surface
  • At least one first clamping ring is included with at least one tapered force transmitting surface, wherein the first clamping ring at least partially in an annular gap between the outer surface of the cylindrical measuring head and an inner surface of the bore in the support structure
  • FIG. 1 shows an exemplary support structure 4 of a possible application of cylindrical measuring heads of the device according to the invention.
  • three vertically arranged supports 4 are shown, which carry a silo 14.
  • Each of the supports can form a support structure 4, on which a device according to the invention is to be arranged or arranged.
  • Fig. 1 the device according to the invention is neither applied nor shown. In this respect, Fig. 1 is merely illustrative of a preferred arrangement of the device according to the invention.
  • the three support structures 4 designed as supports are fastened at their one end in a bearing 16.
  • these supports carry the silo 14, which has an outlet opening 15.
  • Siloinhaltes attachment of the device according to the invention is advantageously carried out on one or more of the supporting structures formed as a support 4 by at least one substantially cylindrical measuring head 5 of a
  • Force measuring transducer 3 of the device according to the invention (each not shown in Fig. 1) in one of the holes 6 of the support structures formed as a support 4 is introduced and is non-positively connected to one of the support structures 4.
  • the weight of the silo content is increased by one of the supports 4 formed as supports on the in one of the holes. 6
  • Siloinhaltes dependent measurement of a normal force can be done in one of the trained as a support
  • Support structures 4 acts.
  • Fig. 2 shows an exemplary support structure 4, another possible application of cylindrical
  • Measuring heads of the device according to the invention a horizontally arranged carrier is shown, which carries a silo 14.
  • the carrier may form a support structure 4, on which to arrange a measuring head or
  • Fig. 2 the device according to the invention, as in the installation situation according to in Fig. 1, neither applied nor shown. In this respect, Fig. 2 also serves only for exemplary explanation of a preferred arrangement of the device according to the invention.
  • the carrier structure designed as a support is supported at both ends on two bearings 16.
  • the silo 14 in turn has an outlet opening 15.
  • the attachment of a device according to the invention to a silo supported by the support structure 4 can, in particular, be retrofitted, realized
  • gravimetric level measurement also serves to realize a weighing device for detecting the content weight of the silo 14.
  • the device according to the invention is attached to the supporting structures 4 in the form of a carrier, by a substantially cylindrical measuring head 5 of a
  • Support structure 4 is introduced and is non-positively connected to the support structure 4.
  • the weight of the silane content is formed by the carrier
  • Siloinhaltes dependent measurement of a transverse force can take place, which acts in the support structure formed as a carrier 4.
  • Support structure and inner structure of the measuring head also the simultaneous measurement of a lateral force and a normal force can take place.
  • Fig. 3 shows a perspective view of a
  • the force transducer 3 of a device according to the invention is installed in the web of a provided as a support structure 4 rail.
  • FIG. 4 shows a section through the support structure 4 from FIG. 3 along the section line IV-IV.
  • the inventive device with a force transducer 3 and the
  • associated measuring head 5 is arranged in the designated hole 6 of the support structure 4. This is so defined in the support structure 4, that the central axis of the support structure, a clamping ring 1, a deformation body 7 of the measuring head 5 and the applied thereon strain gauges (not shown) lie in a plane, namely the force plane.
  • Fig. 5 shows detail 5 of FIG. 4 in enlarged
  • FIG. 1 Shown is a cross section through a preferred device according to the invention for detecting forces loads of a support structure 4, comprising a force transducer 3 with a substantially
  • cylindrical measuring head 5 which is to be arranged or arranged in a bore 6 of the support structure 4, which is introduced into a support structure 4, in particular according to one of the installation situations of Fig. 1, 2, 3 or 4.
  • the force transducer 3 has according to the preferred
  • Embodiment of Fig. 5 in an expedient manner on a Deformation body 17 at least one
  • Detecting deformation body 17 which is proportional to a force acting on the deformation body 17 force.
  • the disc-shaped deformation body 17 is visible in Figure 5 only as a web which is clamped by the jacket of the measuring head 5.
  • the jacket of the measuring head 5 and the deformation body 17 complement each other in cross section to an I or double T-profile.
  • the measuring head 5 shown in FIG. 5 has an outer surface 8 adapted as a clamping ring system.
  • the device according to the invention according to FIG. 5 comprises a first clamping ring 1 with at least one inner conical force transmission surface 1 a, wherein the first one
  • Clamping ring 1 is at least partially disposed in an annular gap 7 between the outer surface 8 of the cylindrical measuring head 5 and an inner surface of the bore 6 in the support structure 4.
  • the device according to the invention according to FIG. 5 comprises a second clamping ring 2 with an outer conical running complementary to the conical inner force transmission surface 1a of the first clamping ring 1
  • the two clamping rings shown in Fig. 5 each have a cylindrical shape, wherein according to the. Invention clamping rings can be used, which are designed only as a cylinder segment.
  • Power transmission surface having first clamping ring 1, wherein at least a part of the inner surface of the bore 6 in the support structure 4 to this conical outer
  • Ring gap 7 may be arranged that the conical outer
  • Power transmission surface of the first clamping ring 1 at least partially rests against the conical inner surface of the bore 6.
  • first clamping ring 1 which has as
  • the conical inner force transmission surface 1a of the first clamping ring 1 bears at least partially against the conical force transmission surface of the outer surface 8.
  • the device according to the invention furthermore comprises at least one force-applying means 9, which has a force on the first clamping ring 1 essentially in FIG
  • Axial direction of the measuring head 5 causes.
  • a force-applying means 9 is included, which on the first clamping ring 1 is a force substantially in
  • Axial direction of the measuring head 5 causes and is designed in the manner of a sleeve with an internal thread 11, while the internal thread 11 engages in an attached to the measuring head 5 external thread 12.
  • the first and the second clamping ring 1, 2 each comprise an end-side power transmission surface 1b, 2b. Furthermore, the outer surface 8, which is adapted as a clamping ring system, has a step 10 which encircles the measuring head 5 and has a radially oriented force transmission surface, on which the frontal force transmission surface 2b of the second
  • Clamping ring 2 is applied, wherein at the front side
  • Threaded sleeve formed Kraftbeaufschlagungsmittels 9 an axial biasing force on the first clamping ring 1 and due to the two complementarily formed contiguous conical force transmission surfaces la, 2a of the two clamping ring 1, 2, a radial force component is effected.
  • Support structure 4 is effected. This pressure leads to such a large frictional engagement between the inner surface of the bore 6 in the support structure and the outer surface 8 adapted as a clamping ring system, so that a frictional connection between the measuring head 5 of the device according to the invention and the support structure 4 is made possible.
  • first and / or the second clamping ring 2 may be formed slotted, so that an improved expansion or shrinkage of the two clamping rings 1, 2 is made possible.
  • Measuring head 5 causes.
  • the first clamping ring 1 expediently at least one outer conical force transmission surface, while the second clamping ring 2 at least one complementary to the conical outer force transmission surface of the first clamping ring 1 inner tapered
  • alternative embodiment of the invention adapted as a clamping ring system outer surface 8 preferably also a measuring head 5 rotating step 10 with a radially oriented force transmission surface on which an end-side power transmission surface of the second clamping ring 2 is applied or create is.
  • Kraftbeierschlagungsmittel 9 come into use, which is a force substantially in the axial direction of the
  • a tensioning mechanism may be attached to the measuring head 5, in particular in the form of a or
  • a plurality of levers for example in the form of eccentrically acting rocker arms, by means of which a force on the frontal power transmission surfaces lb, 2b of the first and / or second clamping ring 1, 2 can be effected.
  • the Kraftbeierschlagungsmittel 9 also in the form of, in particular commercial,
  • Nut be designed with a front side 9a or the like, which for the bracing of the cylindrical measuring head 5 in the support structure 4 on the external thread 12 of the cylindrical measuring head. 5
  • a connecting means for example a
  • Bolting means comprising, which connects the first and the second clamping ring 1, 2 with each other (not shown in Fig. 5).
  • Invention can also only the first or only second clamping ring 1, 2 based on the connecting means in the
  • Ring gap 7 be braced by the connecting means connected to the cylindrical measuring head 5 and / or
  • the diameter of the external thread 12 is smaller than the diameter along the as
  • the wall thickness of the force-applying means 9 at its end face 9a is less than the gap width of the annular gap 7, so that at least a part of the
  • Support structure 4 can be arranged sunk, so that there is a flush surface of the support structure 4.
  • Transition region to the outer surface 8 adapted as a clamping ring system attached to the Kraftbeaufschlagungsstoff 9 toward recess 13 b, each in the form of an undercut, mounted, wherein in an alternative embodiment of the device according to the invention also only one
  • Recess 13a on the Kraftbeierschlagungsstoff 9, or a recess 13b may be attached to the measuring head 5.

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Abstract

The invention relates to a device for detecting force loads of a supporting structure, comprising a force sensor (3) having a substantially cylindrical measuring head (5), which is to be arranged or is arranged in a hole (6) in the supporting structure (4), wherein the measuring head (5) has a base surface (18) and an outside surface (8) adapted as a clamping ring system and at least one first clamping ring (1) with at least one conical force transmission surface (1a) for radial fixation of the measuring head (5) opposite an inner surface of the hole (6) is comprised, and wherein the device comprises at least one force application means (9) arranged in a substantially axial direction of the cylindrical measuring head (5) to impinge upon the first clamping ring (1); the invention further proposes that the measuring head (5) has a disc-shaped deformation body (17) that is arranged parallel to the base surface (18) and is applied to the at least one expansion measuring strip.

Description

Vorrichtung zur Erfassung von Kräftebelastungen einer  Device for detecting force loads of a
S tüt z s t ruktur  S tart structure
Beschreibung : Description :
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von Kräftebelastungen einer Stützstruktur gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a device for detecting force loads of a support structure according to the preamble of patent claim 1.
Zur Erfassung von Kräftebelastungen eignen sich To detect forces loads are suitable
bekanntermaßen Kraftmessaufnehmer, welche auch als known force transducer, which also as
Kräftesensoren bezeichnet werden. Besondere Anwendung finden Kraftmessaufnehmer bei der gravimetrischen Erfassung von Füllständen in Behältnissen, welche durch Force sensors are called. Force measuring sensors find particular application in the gravimetric detection of levels in containers, which by
Stützstrukturen gestützt sind, wie beispielsweise Silos, sowie bei der Überwachung von Grenzbelastungswerten von kräftebelasteten Stützstrukturen, wie beispielsweise Kräne oder vergleichbare Trag- oder Stützkonstruktionen, und bei Wägeaufgaben im Gleisbereich sowie bei Schaltern im Supported structures are supported, such as silos, as well as in the monitoring of limit load values of force-loaded support structures, such as cranes or similar support or support structures, and weighing tasks in the track area and switches in the
Gleisbereich . Track area.
Die Erfindung geht daher von Kraftmessaufnehmern aus, die sich zur Erfassung von Kräften an kräftebelasteten The invention is therefore based on force sensors, which are used to detect forces on forces
Stützstrukturen eignen, wobei hierfür üblicherweise die in den Stützstrukturen vorherrschenden Normal- und Querkräfte zu bestimmen sind. Support structures are suitable, for which purpose usually in the support structures prevailing normal and transverse forces are to be determined.
Üblicherweise werden zu diesem Zweck Kraftmessaufnehmer mit Dehnungsmessstreifen eingesetzt, die kraftabhängige Usually, force transducers with strain gauges are used for this purpose, the force-dependent
Verformungen bzw. Dehnungen an kräftebelasteten Deformations or strains on forces loaded
Stützstrukturen erfassen können. Unter kräftebelasteten Stützstrukturen im Sinne der Capture support structures. Under force loaded support structures in the sense of
Erfindung sind Tragstrukturen, Tragkonstruktionen oder Leitstützstrukturen beispielsweise bestehend aus Invention are support structures, supporting structures or Leitstützstrukturen example consisting of
Horizontal-, Vertikal- und/oder Querträger, Schienen für darauf fahrende Züge oder andere schienengebundene Horizontal, vertical and / or cross members, rails for trains running on them or other rail-bound ones
Einheiten, Messstützen, Messbalken, Stützen, Zargen, Units, gantries, measuring beams, columns, frames,
Tragwände, oder dergleichen, zu verstehen, die miteinander verbunden und/oder bereits vormontiert sein können. Support walls, or the like to understand, which may be interconnected and / or pre-assembled.
Nachfolgend soll hierfür allgemein der Begriff einer Below is the general term for this
Stützstruktur verwendet werden. Support structure can be used.
Die Anbringung von Kraftmessaufnehmern an Stützstrukturen zur Erfassung von Kräftebelastungen kann zur Erfassung kraftabhängiger Verformungen an der Oberfläche der The application of force sensors to support structures for detecting forces can be used to detect force-dependent deformations on the surface of the
Stützstruktur erfolgen. Allerdings müssen hierfür Support structure done. However, this must be done
Kraftmessaufnehmer durch Schweiß- oder Schraubverbindungen oder durch andere Verbindungsarten an der Oberfläche geeignet befestigt werden. Ferner ermöglicht eine derartige Anbringung von Kraftmessaufnehmern naturgemäß nur eine beschränkte Erfassung der Kräftebelastungen an der Force transducers are suitably secured by welding or screw connections or by other types of connection to the surface. Furthermore, such an attachment of load cells naturally allows only a limited detection of the forces on the forces
Oberfläche von Stützstrukturen. Surface of support structures.
Die Erfassung von Kräftebelastungen über einen Querschnitt einer Stützstruktur ermöglichen indessen However, it is possible to record force loads across a cross-section of a support structure
Kraftmessaufnehmer, die in eine Bohrung in der Load cell into a hole in the
Stützstruktur eingebracht sind und hierfür einen im Support structure are introduced and this one in the
Wesentlichen zylinderförmigen Messkopf umfassen, der in diesen Bohrungen eingebracht ist. Derartige Essentially comprise cylindrical measuring head, which is introduced in these holes. such
Kraftmessaufnehmer mit einem im Wesentlichen Force transducer with a substantially
zylinderförmigen Messkopf werden üblicherweise als cylindrical measuring head are commonly called
Messaugen bezeichnet und weisen üblicherweise eine Measuring eyes usually designate and have one
längliche Form auf. Als Messaugen ausgebildete Kraftmessaufnehmer können überall dort eingesetzt werden, wo entweder eine bestehende Stützstruktur nicht verändert werden kann bzw. soll oder wenn die Anforderung besteht, eine kostengünstige elongated shape. Traction sensors designed as measuring eyes can be used wherever either an existing support structure can not or should not be changed or, if the requirement exists, a cost-effective one
Alternative zu anderen Kraftmessaufnehmern einzusetzen, beispielsweise zur Erstausrüstung von Wägevorrichtungen oder zu deren Nachrüstung, ohne bestehende Strukturen bzw. Komponenten zu ersetzen. Use alternative to other load cells, for example, for the original equipment of weighing or retrofitting, without replacing existing structures or components.
Zur Einbringung derartiger als Messaugen bezeichnete For introduction of such designated as measuring eyes
Kraftaufnehmer in eine Stützstruktur zum Zwecke der Messung der Kräftebelastung der Stutzstruktur wird üblicherweise zuerst ein Loch in die Stützstruktur gebohrt und dieses Loch als Passung ausgearbeitet. Anschließend wird der Force transducer in a support structure for the purpose of measuring the force load of the support structure is usually first drilled a hole in the support structure and this hole worked out as a fit. Subsequently, the
Messkopf anhand eines Passpressungsverbands in die Measuring head based on a Passpressungsverband in the
ausgearbeitete Bohrung eingebracht bzw. eingepresst. elaborated bore introduced or pressed.
Ein derartiger Kraftaufnehmer oder Sensor ist Such a force transducer or sensor is
beispielsweise aus der DE 35 31 245 AI bekannt. For example, from DE 35 31 245 AI known.
Die Einbringung derartiger Messköpfe von The introduction of such measuring heads of
Kraftmessaufnehmern anhand eines Passpressungsverbands erfordert üblicherweise einen hohen Montage- und Force sensors based on a passport dressing usually requires a high mounting and
Zeitaufwand, da zuerst eine Passbohrung in die bestehende Stützstruktur vorbereitet und eingebracht werden muss. Time expenditure, since first a fitting hole in the existing support structure must be prepared and introduced.
Ferner muss mit einer hohen Präzision sowie mit einem entsprechenden Spezialwerkzeug gearbeitet werden um Furthermore, you have to work with a high degree of precision as well as with a special tool
derartige Passbohrungen mit ausreichender Genauigkeit für eine anschließende Presspassung des Messauges in die Such fitting holes with sufficient accuracy for a subsequent press fit of the measuring eye in the
Stützstruktur vorzubereiten. Prepare support structure.
Aus der DE 29 34 414 AI ist zudem eine Messvorrichtung bekannt, bei der eine Messspindel, an deren Oberfläche Dehnungsmessstreifen in Längsrichtung der Spindel From DE 29 34 414 AI a measuring device is also known, in which a measuring spindle, on the surface thereof Strain gages in the longitudinal direction of the spindle
angeordnet sind, an beiden Enden jeweils mittels eines Gewindes und konischen Klemmringen axial und radial in einer Bohrung eines Gehäuses oder Gegenstandes festgelegt wird . are arranged at both ends in each case by means of a thread and conical clamping rings axially and radially fixed in a bore of a housing or article.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung bereit zu stellen, welche den Nachteil des Standes der Technik beseitigt und einen geringen Montageaufwand zur Anbringung von Kraftmessaufnehmern an/in eine bestehende Stützstruktur erfordert. Ferner ist es Aufgabe der It is therefore an object of the invention to provide a device which overcomes the disadvantage of the prior art and requires little installation effort for mounting force sensors on / into an existing support structure. Furthermore, it is the task of
erfindungsgemäßen Vorrichtung, estehende Vorrichtungen oder Stützstrukturen in einer einfachen und kostengünstigen Art und Weise zu einer Kraftmessvorrichtung und/oder Device according to the invention, estehende devices or support structures in a simple and inexpensive manner to a force measuring device and / or
Wägevorrichtungen zur Erfassung von Kräftebelastungen einer Stützstruktur um- oder auszurüsten, während ferner eine hohe Messpräzision ermöglicht ist. Weighing devices for detecting force loads of a support structure um- or equip, while also a high precision measurement is possible.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch eine Vorrichtung zur Erfassung von Kräftebelastungen nach Anspruch 1 gegeben. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der The solution according to the invention is given by a device for detecting forces loads according to claim 1. Preferred developments are the subject of
Unteransprüche . Subclaims.
Demgemäß wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung zur Erfassung von Kräftebelastungen einer Accordingly, the object of the invention is achieved by a device for detecting force loads of a
Stützstruktur, umfassend einen Kraftmessaufnehmer mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Messkopf, der in einer Bohrung der Stützstruktur anzuordnen oder angeordnet ist, wobei der Messkopf eine Grundfläche und eine als Support structure, comprising a force transducer with a substantially cylindrical measuring head to be arranged or arranged in a bore of the support structure, wherein the measuring head has a base and a
Spannringanlage angepasste Außenfläche besitzt, und zur radialen Festlegung des Messkopfes gegenüber einer Clamping ring system has adapted outer surface, and for the radial fixing of the measuring head against a
Innenfläche der Bohrung mindestens ein erster Spannring mit wenigstens einer kegeligen Kraftübertragungsfläche umfasst ist, wobei die Vorrichtung mindestens ein Inner surface of the bore at least a first clamping ring with at least one conical force transmission surface is covered, wherein the device at least one
Kraftbeaufschlagungsmittel umfasst, welches zur Kraftbeaufschlagungsmittel comprises, which
Beaufschlagung des ersten Spannrings im Wesentlichen in Axialrichtung des zylinderförmigen Messkopfs (5) vorgesehen ist. Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Actuation of the first clamping ring is provided substantially in the axial direction of the cylindrical measuring head (5). This is inventively provided that the
Messkopf einen scheibenförmigen Verformungskörper aufweist, der parallel zur Grundfläche angeordnet und auf dem Measuring head has a disc-shaped deformation body, which is arranged parallel to the base and on the
mindestens ein Dehnungsmesstreifen appliziert ist. at least one strain gauge is applied.
Zudem ist der erste Spannring zumindest teilweise in einem Ringspalt zwischen der Außenfläche des zylinderförmigen Messkopfs und der Innenfläche der Bohrung in der In addition, the first clamping ring is at least partially in an annular gap between the outer surface of the cylindrical measuring head and the inner surface of the bore in the
Stützstruktur anzuordnen oder angeordnet. Damit liegen der Verformungskörper mit dem Dehnungsmessstreifen und der Spannring in einer einzigen Kraftebene. Diese verläuft radial zum Messkopf. Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird gewährleistet, dass die zu erfassenden Kräfte aus der Stützstruktur exakt in den Verformungskörper eingeleitet werden können. To arrange support structure or arranged. Thus, the deformation body with the strain gauge and the clamping ring are in a single force level. This runs radially to the measuring head. The inventive arrangement ensures that the forces to be detected can be introduced from the support structure exactly in the deformation body.
Vorteile der Erfindung liegen darin begründet, dass eine bestehende Stützstruktur in deren Struktur nicht verändert werden muss, keine Teile oder Komponenten von dieser ersetzt werden müssen und eine Anbringung eines  Advantages of the invention are based on the fact that an existing support structure does not have to be changed in its structure, no parts or components of this must be replaced and an attachment of a
Kraftmessaufnehmers mit einem nur geringem Werkzeugumfang und darüber hinaus mit nur geringem Zeitaufwand Force transducer with a small tool circumference and beyond with little time
durchgeführt, und von einer beliebigen Außenseite an/in eine Stützstruktur schonend angebracht werden kann, und zwar lediglich durch die Anbringung einer einzigen Bohrung, das heißt ohne der Notwendigkeit von weiteren Bohrungen für die Montage oder zur Befestigung eines Kraftmessaufnehmers. Weitere Vorteile der Erfindung sind, dass die Bohrung nicht als Passpressungsverband ausgearbeitet werden muss, keine Gewinde in die bestehende Stützstruktur eingeschnitten werden müssen und das erfindungsgemäße Messsytem unter Zuhilfenahme von Standardbauteilen an/in die Stützstruktur kraftschlüssig eingebracht werden kann, und dennoch ein Kraftmessaufnehmer bzw. ein Messkopf der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der Stützstruktur derart in eine präzise kraftschlüssige Verbindung gebracht ist, dass Kräfte, performed, and can be gently attached from any outside to / in a support structure, only by the attachment of a single bore, that is, without the need for further holes for the mounting or attachment of a force transducer. Other advantages of the invention are that the hole does not have to be worked out as Passpressungsverband, no thread must be cut into the existing support structure and Meßsytem invention with the aid of standard components on / in the support structure can be positively introduced, and yet a Kraftmessaufnehmer or a Measuring head of the device according to the invention with the support structure is brought into a precise frictional connection such that forces,
Spannungen und Verformungen einer Stützstruktur auf das Messauge präzise übertragen werden können und das Messauge an/in der Stützstruktur fest als auch wieder lösbar, das heißt demontierbar angebracht oder eingebracht ist. Strains and deformations of a support structure can be precisely transferred to the measuring eye and the measuring eye on / in the support structure fixed as well as again detachable, that is mounted dismantled or introduced.
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehen darin, dass sowohl Normal- als auch Querkräfte eines Other advantages of the device according to the invention are that both normal and transverse forces of a
Querschnittprofils der bestehenden Stützstruktur, und/oder in der neutralen Phase der Stützstruktur erfasst werden können . Cross-sectional profile of the existing support structure, and / or can be detected in the neutral phase of the support structure.
Darüber hinaus ist es ein entscheidender weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Vorrichtung, dass es gegenüber herkömmlichen Messsystemen ermöglicht ist, einen Moreover, it is a decisive further advantage of the device according to the invention that it is possible over conventional measuring systems
Kraftmessaufnehmer derart geeignet in die Stützstruktur einzubringen, dass dieser Kräfte in einer Messrichtung wesentlich genauer und ferner auch unempfindlicher in Bezug auf störende, gegebenenfalls weitere, Kräfte und Momente in der Stützstruktur erfassen kann. Force sensor so suitable to introduce into the support structure that these forces in a measuring direction can detect much more accurate and further insensitive with respect to disturbing, possibly further, forces and moments in the support structure.
Darüber hinaus kann die Stützstruktur mit der In addition, the support structure with the
erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet werden ohne Stabilitätseinbußen zu erleiden, indem beispielsweise eine Bohrung mit einer beliebigen Geometrie an einem beliebigen Ort der Stützstruktur angebracht werden, so dass die be equipped device without suffering loss of stability, for example by a Hole with any geometry can be attached to any location of the support structure, so that the
Stabilität der Stützstruktur nicht nachhaltig geschädigt wird. In diesem Zusammenhang können ferner sehr kleine Bohrungen und/oder bereits bestehende Bohrungen beliebigen Durchmessers und Geometrie in der Stützstruktur, Stability of the support structure is not sustainably damaged. In this context, very small holes and / or existing holes of any diameter and geometry in the support structure,
beispielsweise rechteckig, oval oder nicht vollständig kreisrund, in der Stützstruktur genutzt werden, for example, rectangular, oval or not completely circular, are used in the support structure,
beispielsweise bereits bestehende Montagebohrung von For example, already existing mounting hole of
Trägern, welche nicht vorher als Passung ausgearbeitet sind bzw. ausgearbeitet werden müssen. Carriers, which are not previously worked out as a fit or must be worked out.
In einer bevorzugten Weiterentwicklung der In a preferred further development of
erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das The device according to the invention can
Kraftbeaufschlagungsmittel mit einer daran ausgebildeten Stirnseite zumindest an einer stirnseitigen  Kraftbeaufschlagungsmittel with an end face formed thereon at least on an end face
Kraftübertragungsfläche des ersten Spannrings anliegen. Darüber hinaus kann in besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung das Kraftbeaufschlagungsmittel in Art einer Hülse mit einem Innengewinde, und insbesondere mit einer Bohrung, ausgestaltet sein, wobei dieses Innengewinde in ein an dem Messkopf angebrachtes Außengewinde eingreift. Hierbei kann der Durchmesser des Außengewindes geringer sein als der Durchmesser entlang der als Spannringanlage angepassten Außenfläche des zylinderförmigen Messkopfs. Power transmission surface of the first clamping ring rest. In addition, in a particularly preferred embodiment of the invention, the force application means in the manner of a sleeve with an internal thread, and in particular with a bore, be designed, wherein this internal thread engages in an attached to the measuring head external thread. In this case, the diameter of the external thread may be smaller than the diameter along the outer surface of the cylindrical measuring head which is adapted as a clamping ring system.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht zudem vor, dass der Außendurchmesser des An advantageous embodiment of the invention also provides that the outer diameter of the
Kraftbeaufschlagungsmittels kleiner ist als der Kraftbeaufschlagungsmittels is smaller than that
Inndurchmesser der Bohrung. Weiterhin kann das Inn diameter of the bore. Furthermore, that can
Kraftbeaufschlagungsmittel eine kreisringförmige Stirnseite aufweisen und der Innendurchmesser des Kraftbeaufschlagungsmittels zumindest in Teilbereichen größer als der Außendurchmesser des Messkopfes sein. Kraftbeaufschlagungsmittel have an annular end face and the inner diameter of the Kraftbeaufschlagungsmittels be greater than the outer diameter of the measuring head at least in some areas.
Ferner kann die Wandstärke des Kraftbeaufschlagungsmittels an dessen Stirnseite geringer als die Spaltbreite des Furthermore, the wall thickness of the force-applying means at its end face smaller than the gap width of the
Ringspalts sein, so dass zumindest ein Teil des Be annular gaps, so that at least part of the
Kraftbeaufschlagungsmittels in dem Ringspalt versenkt, oder auch das gesamte Kraftbeaufschlagungsmittel in der Bohrung der Stützstruktur versenkt angeordnet ist oder versenkbar angeordnet werden kann. Submerged Kraftbeaufschlagungsmittels in the annular gap, or even the entire force-applying means is sunk in the bore of the support structure or can be arranged submerged.
Damit kann der Kraftaufnehmer auch als Baueinheit durch die Bohrung der Stützstruktur hindurchgeführt werden, der  Thus, the force transducer can also be passed as a structural unit through the bore of the support structure, the
Spannring ist bereits an dem Messkopf angeordnet und kann durch Betätigung des Kraftbeaufschlagungsmittels in eine Festlegeposition verschoben und gesichert werden. Clamping ring is already arranged on the measuring head and can be moved and secured by pressing the Kraftbeaufschlagungsmittels in a fixed position.
In einer Verbesserung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann an dem Kraftbeaufschlagungsmittel in einem In an improvement of the device according to the invention can be applied to the Kraftbeaufschlagungsmittel in a
Übergangsbereich zu dessen Stirnseite eine zu dem Messkopf hin geöffnete Ausnehmung, und/oder an dem Messkopf in einem Übergangsbereich zu der als Spannringanlage angepassten Außenfläche eine zu dem Kraftbeaufschlagungsmittel hin geöffnete Ausnehmung angebracht sein. Transition region to the end face a recess open to the measuring head, and / or attached to the measuring head in a transition region to the outer surface adapted as a clamping ring system a recess open towards the force application means.
In einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der erste Spannring eine kegelige äußere Kraftübertragungsfläche auf, und zumindest ein Teil der Innenfläche der Bohrung in der Stützstruktur ist zu dieser kegeligen äußeren Kraftübertragungsfläche des ersten In an alternative embodiment of the device according to the invention, the first clamping ring has a tapered outer force transmission surface, and at least part of the inner surface of the bore in the support structure is to this tapered outer force transmission surface of the first
Spannrings komplementär verlaufend konisch. Der erste Clamping ring complementary tapered. The first
Spannring ist in diesem Fall derart in dem Ringspalt anzuordnen oder ist dort derart angeordnet, dass die kegelige äußere Kraftübertragungsfläche des ersten Spannrings zumindest teilweise an der konischen Innenfläche der Bohrung anliegt. In this case, the clamping ring is to be arranged in the annular gap or is arranged there such that the conical outer force transmission surface of the first Clamping ring at least partially rests against the conical inner surface of the bore.
In einer alternativen Ausführungsform oder auch in einer Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der erste Spannring eine kegelige innere In an alternative embodiment or in a further development of the device according to the invention, the first clamping ring has a conical inner
Kraftübertragungsfläche auf, und die als Spannringanlage angepasste Außenfläche ist eine zu dieser kegeligen inneren Kraftübertragungsfläche des ersten Spannrings komplementär verlaufende kegelige Kraftübertragungsfläche.  Power transmission surface, and adapted as a clamping ring system outer surface is complementary to this conical inner power transmission surface of the first clamping ring extending tapered power transmission surface.
In diesem Fall ist der erste Spannring derart in dem In this case, the first clamping ring is in the
Ringspalt anzuordnen oder ist dort derart angeordnet, dass die kegelige innere Kraftübertragungsfläche des ersten Spannrings zumindest teilweise an der kegeligen To arrange annular gap or is arranged there such that the conical inner power transmission surface of the first clamping ring at least partially on the conical
Kraftübertragungsfläche der Außenfläche anliegt. Power transmission surface of the outer surface is applied.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der In a particularly preferred embodiment of the
erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein zweiter Spannring umfasst, wobei der erste Spannring wenigstens eine erste kegelige Kraftübertragungsfläche, und der zweite Spannring wenigstens eine zu dieser kegeligen Kraftübertragungsfläche des ersten Spannrings komplementär verlaufende kegelige Kraftübertragungsfläche aufweist. Der erste und der zweite Spannring sind bei einer derartigen Ausführungsform derart in dem Ringspalt anzuordnen oder sind dort derart The device according to the invention comprises a second clamping ring, wherein the first clamping ring has at least a first conical force transmission surface, and the second clamping ring has at least one conical force transmission surface complementary to this conical force transmission surface of the first clamping ring. The first and the second clamping ring are to be arranged in such an embodiment in the annular gap or are there
angeordnet, dass die beiden komplementär verlaufenden kegeligen Kraftübertragungsflächen des ersten und des zweiten Spannrings aneinander anliegen. Um den ersten und den zweiten Spannring in dem Ringspalt zu verspannen, kann in weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Erfindung ein Verbindungsmittel, beispielsweise eine Verschraubung, umfasst sein, welches den ersten und den zweiten Spannring miteinander verbindet und in dem arranged that the two complementary tapered power transmission surfaces of the first and the second clamping ring abut each other. In order to clamp the first and the second clamping ring in the annular gap, in a further embodiment of the device of the invention, a connecting means, for example a Gland, includes, which connects the first and second clamping ring together and in the
Ringspalt verspannt. Ferner kann auch nur der erste oder auch nur der zweite Spannring anhand des Verbindungsmittels in dem Ringspalt verspannt sein, indem das Annular gap clamped. Furthermore, only the first or only the second clamping ring can be clamped in the annular gap by means of the connecting means, by the
Verbindungsmittel den ersten oder den zweiten Spannring mit dem zylinderförmigen Messkopf verbindet und in dem  Connecting means connects the first or the second clamping ring with the cylindrical measuring head and in the
Ringspalt verspannt. Annular gap clamped.
In einer Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen In a further development of the invention
Vorrichtung kann mindestens ein Kraftbeaufschlagungsmittel umfasst sein, welches zumindest auf den ersten oder zweiten Spannring eine Kraft im Wesentlichen in Axialrichtung des zylinderförmigen Messkopfs bewirkt, so dass der erste und/oder zweite Spannring in dem Ringspalt verspannt ist und infolgedessen eine Verspannung des zylinderförmigen Messkopfs in dem Ringspalt bewirkt ist. Device may be at least one Kraftbeaufschlagungsmittel comprises, which causes at least on the first or second clamping ring a force substantially in the axial direction of the cylindrical measuring head, so that the first and / or second clamping ring is clamped in the annular gap and consequently a strain of the cylindrical measuring head in the Annular gap is effected.
In einer bevorzugten Weiterentwicklung der In a preferred further development of
erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der erste und der zweite Spannring eine stirnseitige Kraftübertragungsfläche, und die als Spannringanlage angepasste Außenfläche eine den zylinderförmigen Messkopf wenigstens teilweise umlaufende Stufe mit einer im Wesentlichen radial ausgerichteten The device according to the invention, the first and the second clamping ring an end-side power transmission surface, and adapted as a clamping ring outer surface of the cylindrical measuring head at least partially encircling stage with a substantially radially aligned
Kraftübertragungsfläche aufweisen, an welcher einer dieser beiden stirnseitigen Kraftübertragungsflächen anzulegen ist oder anliegt, und wobei an der anderen der beiden Have force transmission surface on which one of these two front-side power transmission surfaces is applied or applied, and wherein at the other of the two
stirnseitigen Kraftübertragungsflächen das the front side power transmission surfaces the
Kraftbeaufschlagungsmittel mit einer daran ausgebildeten Stirnseite anzulegen ist oder anliegt. Kraftbeaufschlagungsmittel with an end face formed thereon is applied or is present.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen erfindungsgemäßer Vorrichtungen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ersichtlich. In der Zeichnung zeigen: Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments Devices according to the invention with reference to the drawings. In the drawing show:
Fig. 1: eine Seitenansicht einer Einbausituation der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit drei vertikal Fig. 1: a side view of a mounting situation of the device according to the invention with three vertically
angeordneten als Stützen ausgebildeten Stützstrukturen, arranged as supports formed support structures,
Fig. 2: eine Seitenansicht einer Einbausituation der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer horizontal Fig. 2: a side view of a mounting situation of the device according to the invention with a horizontal
angeordneten als Träger ausgebildeten Stützstruktur, arranged as a carrier trained support structure,
Fig. 3: eine perspektivische Ansicht einer Einbausituation der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer 3 is a perspective view of a mounting situation of the device according to the invention in one
querkraftbelasteten Stützstruktur in Form einer Schiene. shear force loaded support structure in the form of a rail.
Fig. 4: einen Schnitt durch die Stützstruktur aus Fig. 3 entlang der Schnittlinie IV-IV 4 shows a section through the support structure of FIG. 3 along the section line IV-IV
Fig. 5 Detail V aus Figur 4 in vergrößerter Darstellung. Fig. 5 detail V of Figure 4 in an enlarged view.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von beispielhaften Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert, wobei gleiche oder gleich wirkende In the following the invention will be explained in more detail by means of exemplary embodiments and with reference to the figures, wherein the same or the same effect
Merkmale in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Characteristics in the figures are provided with the same reference numerals.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen einer Hereinafter, preferred embodiments of a
Vorrichtung zur Erfassung von Kräftebelastungen einer Device for detecting force loads of a
Stützstruktur beschrieben, welches einen Kraftmessaufnehmer mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Messkopf Support structure described which a force transducer with a substantially cylindrical measuring head
umfasst, der in einer Bohrung der Stützstruktur anzuordnen oder angeordnet ist, wobei der Messkopf hierfür eine als Spannringanlage angepasste Außenfläche besitzt, und comprises, which is to be arranged or arranged in a bore of the support structure, wherein the measuring head for this purpose as Clamping ring system has adapted outer surface, and
mindestens ein erster Spannring mit wenigstens einer kegeligen Kraftübertragungsfläche umfasst ist, wobei der erste Spannring zumindest teilweise in einem Ringspalt zwischen der Außenfläche des zylinderförmigen Messkopfs und einer Innenfläche der Bohrung in der Stützstruktur at least one first clamping ring is included with at least one tapered force transmitting surface, wherein the first clamping ring at least partially in an annular gap between the outer surface of the cylindrical measuring head and an inner surface of the bore in the support structure
anzuordnen oder angeordnet ist. to arrange or arranged.
Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Stützstruktur 4 einer möglichen Applikation von zylinderförmigen Messköpfen der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Im Einzelnen sind drei vertikal angeordnete Stützen 4 dargestellt, welche einen Silo 14 tragen. Jede der Stützen kann eine Stützstruktur 4 ausbilden, an welcher eine erfindungsgemäße Vorrichtung anzuordnen oder angeordnet ist. 1 shows an exemplary support structure 4 of a possible application of cylindrical measuring heads of the device according to the invention. In detail, three vertically arranged supports 4 are shown, which carry a silo 14. Each of the supports can form a support structure 4, on which a device according to the invention is to be arranged or arranged.
In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung weder appliziert noch gezeigt. Insofern dient Fig. 1 lediglich zur beispielhaften Erläuterung einer bevorzugten Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In Fig. 1, the device according to the invention is neither applied nor shown. In this respect, Fig. 1 is merely illustrative of a preferred arrangement of the device according to the invention.
Die drei als Stützen ausgebildeten Stützstrukturen 4 sind an ihrem einen Ende in einem Lager 16 befestigt. The three support structures 4 designed as supports are fastened at their one end in a bearing 16.
An ihrem anderen Ende tragen diese Stützen den Silo 14, welcher eine Auslassöffnung 15 aufweist. At the other end, these supports carry the silo 14, which has an outlet opening 15.
Die Anbringung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an einem durch die Stützstrukturen 4 getragenen Silo kann zur, insbesondere nachträglichen, Realisierung einer The attachment of a device according to the invention on a supported by the support structures 4 silo can, in particular subsequent, realization of a
gravimetrischen Füllstandsmessung dienen und realisiert infolgedessen eine Wägevorrichtung zur Erfassung des serve gravimetric level measurement and realized as a result, a weighing device for detecting the
Inhaltsgewichts des Silos 14. Zur beispielhaften Erfassung der Gewichtskraft des Content weight of the silo 14. For example, the determination of the weight of the
Siloinhaltes erfolgt eine Anbringung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zweckmäßig an einem oder an mehreren der als Stützen ausgebildeten Stützstrukturen 4 indem wenigstens ein im Wesentlichen zylinderförmiger Messkopf 5 eines Siloinhaltes attachment of the device according to the invention is advantageously carried out on one or more of the supporting structures formed as a support 4 by at least one substantially cylindrical measuring head 5 of a
Kraftmessaufnehmers 3 der erfindungsgemäßen Vorrichtung (jeweils nicht in Fig. 1 gezeigt) in eine der Bohrungen 6 der als Stützen ausgebildeten Stützstrukturen 4 eingebracht wird und darin kraftschlüssig mit einer der Stützstrukturen 4 verbunden wird. Force measuring transducer 3 of the device according to the invention (each not shown in Fig. 1) in one of the holes 6 of the support structures formed as a support 4 is introduced and is non-positively connected to one of the support structures 4.
Aufgrund einer derartigen Anordnung wird die Gewichtskraft des Siloinhaltes durch eine der als Stützen ausgebildeten Stützstrukturen 4 auf den in einer der Bohrungen 6 Due to such an arrangement, the weight of the silo content is increased by one of the supports 4 formed as supports on the in one of the holes. 6
eingebrachten Messkopf 5 der erfindungsgemäßen Vorrichtung übertragen, weshalb eine zu der Gewichtskraft des transferred measuring head 5 of the device according to the invention, which is why one to the weight of the
Siloinhaltes abhängige Messung einer Normalkraft erfolgen kann, die in einer der als Stützen ausgebildeten Siloinhaltes dependent measurement of a normal force can be done in one of the trained as a support
Stützstrukturen 4 wirkt. Support structures 4 acts.
Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Stützstruktur 4, einer weiteren möglichen Applikation von zylinderförmigen Fig. 2 shows an exemplary support structure 4, another possible application of cylindrical
Messköpfen der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Im Einzelnen ist ein horizontal angeordneter Träger dargestellt, der einen Silo 14 trägt. Der Träger kann eine Stützstruktur 4 ausbilden, an welcher ein Messkopf anzuordnen oder Measuring heads of the device according to the invention. In detail, a horizontally arranged carrier is shown, which carries a silo 14. The carrier may form a support structure 4, on which to arrange a measuring head or
angeordnet ist. is arranged.
In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie bei der Einbausituation gemäß in Fig. 1, weder appliziert noch gezeigt. Insofern dient auch Fig. 2 lediglich zur beispielhaften Erläuterung einer bevorzugten Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In Fig. 2, the device according to the invention, as in the installation situation according to in Fig. 1, neither applied nor shown. In this respect, Fig. 2 also serves only for exemplary explanation of a preferred arrangement of the device according to the invention.
Die als Träger ausgebildete Stützstruktur ist an ihren beiden Enden auf zwei Lager 16 abgestützt. The carrier structure designed as a support is supported at both ends on two bearings 16.
Der Silo 14 weist wiederum eine Auslassöffnung 15 auf.  The silo 14 in turn has an outlet opening 15.
Die Anbringung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an einen durch die Stützstruktur 4 getragenen Silo kann zur, insbesondere nachträglichen, Realisierung einer The attachment of a device according to the invention to a silo supported by the support structure 4 can, in particular, be retrofitted, realized
gravimetrischen Füllstandsmessung dienen und realisiert infolgedessen ebenfalls eine Wägevorrichtung zur Erfassung des Inhaltsgewichts des Silos 14. As a result, gravimetric level measurement also serves to realize a weighing device for detecting the content weight of the silo 14.
Zur Erfassung der Gewichtskraft des Siloinhaltes erfolgt eine Anbringung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an der als Träger ausgebildeten Stützstrukturen 4, indem ein im Wesentlichen zylinderförmiger Messkopf 5 eines  In order to record the weight of the silo content, the device according to the invention is attached to the supporting structures 4 in the form of a carrier, by a substantially cylindrical measuring head 5 of a
Kraftmessaufnehmers 3 (beides nicht in Fig. 2 gezeigt) in eine der Bohrungen 6 der als Träger ausgebildeten Force transducer 3 (both not shown in Fig. 2) in one of the holes 6 formed as a carrier
Stützstruktur 4 eingebracht wird und darin kraftschlüssig mit der Stützstruktur 4 verbunden wird. Support structure 4 is introduced and is non-positively connected to the support structure 4.
Aufgrund einer derartigen Anordnung wird die Gewichtskraft des Siloinhaltes durch die als Träger ausgebildeten  Due to such an arrangement, the weight of the silane content is formed by the carrier
Stützstruktur 4 auf den in einer der Bohrungen 6 Support structure 4 on the in one of the holes. 6
eingebrachten Messkopf 5 der erfindungsgemäßen Vorrichtung übertragen, weshalb eine zu der Gewichtskraft des transferred measuring head 5 of the device according to the invention, which is why one to the weight of the
Siloinhaltes abhängige Messung einer Querkraft erfolgen kann, die in der als Träger ausgebildeten Stützstruktur 4 wirkt . Siloinhaltes dependent measurement of a transverse force can take place, which acts in the support structure formed as a carrier 4.
Es sei darauf hingewiesen, dass je nach Lage der It should be noted that depending on the location of
Stützstruktur und innerem Aufbau des Messkopfes auch die gleichzeitige Messung einer Querkraft und einer Normalkraft erfolgen kann. Support structure and inner structure of the measuring head also the simultaneous measurement of a lateral force and a normal force can take place.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Fig. 3 shows a perspective view of a
Einbausituation der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer querkraftbelasteten Stützstruktur in Form einer Schiene. Der Kraftaufnehmer 3 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im Steg einer als Stützstruktur 4 vorgesehenen Schiene eingebaut . Installation situation of the device according to the invention in a lateral force loaded support structure in the form of a rail. The force transducer 3 of a device according to the invention is installed in the web of a provided as a support structure 4 rail.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Stützstruktur 4 aus Fig. 3 entlang der Schnittlinie IV-IV. Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Kraftaufnehmer 3 und dem  4 shows a section through the support structure 4 from FIG. 3 along the section line IV-IV. The inventive device with a force transducer 3 and the
dazugehörigen Messkopf 5 ist in der dafür vorgesehenen Bohrung 6 der Stützstruktur 4 angeordnet. Diese ist derart in der Stützstruktur 4 festgelegt, dass die Mittelachse der Stützstruktur, ein Spannring 1, ein Verformungskörper 7 des Messkopfs 5 und der darauf applizierte Dehnungsmesstreifen (nicht dargestellt) in einer Ebene, nämlich der Kraftebene liegen . associated measuring head 5 is arranged in the designated hole 6 of the support structure 4. This is so defined in the support structure 4, that the central axis of the support structure, a clamping ring 1, a deformation body 7 of the measuring head 5 and the applied thereon strain gauges (not shown) lie in a plane, namely the force plane.
Fig. 5 zeigt Detail 5 aus Fig. 4 in vergrößerter Fig. 5 shows detail 5 of FIG. 4 in enlarged
Darstellung. Dargestellt ist ein Querschnitt durch eine bevorzugte erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung von Kräftebelastungen einer Stützstruktur 4, umfassend einen Kraftmessaufnehmer 3 mit einem im Wesentlichen Presentation. Shown is a cross section through a preferred device according to the invention for detecting forces loads of a support structure 4, comprising a force transducer 3 with a substantially
zylinderförmigen Messkopf 5, der in einer Bohrung 6 der Stützstruktur 4 anzuordnen oder angeordnet ist, welche in eine Stützstruktur 4 eingebracht ist, insbesondere gemäß einer der Einbausituationen der Fig. 1, 2, 3 oder 4 . cylindrical measuring head 5, which is to be arranged or arranged in a bore 6 of the support structure 4, which is introduced into a support structure 4, in particular according to one of the installation situations of Fig. 1, 2, 3 or 4.
Der Kraftmessaufnehmer 3 weist gemäß der bevorzugten The force transducer 3 has according to the preferred
Ausführungsform nach Fig. 5 in zweckmäßiger Weise an einem Verformungskörper 17 mindestens einen Embodiment of Fig. 5 in an expedient manner on a Deformation body 17 at least one
Dehnungsmessstreifen, welcher eine Verformung des Strain gauge, which a deformation of the
Verformungskörpers 17 erfasst, die proportional zu einer auf den Verformungskörper 17 wirkenden Kräftebelastung ist. Der scheibenförmige Verformungskörper 17 wird in Figur 5 lediglich als Steg sichtbar, der vom Mantel des Messkopfes 5 eingespannt ist. Der Mantel des Messkopfes 5 und der Verformungskörper 17 ergänzen sich im Querschnitt zu einem I- oder Doppel T-Profil. Detecting deformation body 17 which is proportional to a force acting on the deformation body 17 force. The disc-shaped deformation body 17 is visible in Figure 5 only as a web which is clamped by the jacket of the measuring head 5. The jacket of the measuring head 5 and the deformation body 17 complement each other in cross section to an I or double T-profile.
Zur kraftschlüssigen Verbindung bzw. Verspannung oder  For frictional connection or tension or
Montage des zylinderförmigen Messkopfs 5 in der Bohrung 6 der Stützstruktur 4, beispielsweise gemäß einer der Assembly of the cylindrical measuring head 5 in the bore 6 of the support structure 4, for example according to one of
Einbausituationen nach den Fig. 1, 2, 3 oder 4, besitzt der in Fig. 5 gezeigte Messkopf 5 eine als Spannringanlage angepasste Außenfläche 8. Installation situation according to FIGS. 1, 2, 3 or 4, the measuring head 5 shown in FIG. 5 has an outer surface 8 adapted as a clamping ring system.
Ferner umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Fig. 5 einen ersten Spannring 1 mit wenigstens einer inneren kegeligen Kraftübertragungsfläche la, wobei der erste Furthermore, the device according to the invention according to FIG. 5 comprises a first clamping ring 1 with at least one inner conical force transmission surface 1 a, wherein the first one
Spannring 1 zumindest teilweise in einem Ringspalt 7 zwischen der Außenfläche 8 des zylinderförmigen Messkopfs 5 und einer Innenfläche der Bohrung 6 in der Stützstruktur 4 angeordnet ist. Clamping ring 1 is at least partially disposed in an annular gap 7 between the outer surface 8 of the cylindrical measuring head 5 and an inner surface of the bore 6 in the support structure 4.
Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Fig. 5 einen zweiten Spannring 2 mit einer zu der kegeligen inneren Kraftübertragungsfläche la des ersten Spannrings 1 komplementär verlaufende äußeren kegeligen Furthermore, the device according to the invention according to FIG. 5 comprises a second clamping ring 2 with an outer conical running complementary to the conical inner force transmission surface 1a of the first clamping ring 1
Kraftübertragungsfläche 2a, wobei die beiden Spannringe 1, 2 in dem Ringspalt 7 derart angeordnet sind, dass die beiden komplementär verlaufenden kegeligen Kraftübertragungsflächen la, 2a zumindest teilweise Power transmission surface 2a, wherein the two clamping rings 1, 2 are arranged in the annular gap 7 such that the two complementary tapered Power transmission surfaces la, 2a at least partially
aneinander anliegen. abut each other.
Die beiden in Fig. 5 gezeigten Spannringe weisen jeweils eine zylinderförmige Gestalt auf, wobei gemäß der. Erfindung auch Spannringe zur Anwendung kommen können, die nur als Zylindersegment ausgestaltet sind.  The two clamping rings shown in Fig. 5 each have a cylindrical shape, wherein according to the. Invention clamping rings can be used, which are designed only as a cylinder segment.
In einer in Fig. 5 nicht gezeigten alternativen In an alternative not shown in Fig. 5
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit lediglich einem einzigen eine kegelige äußere Embodiment of the device according to the invention with only a single a conical outer
Kraftübertragungsfläche aufweisenden ersten Spannring 1, wobei zumindest ein Teil der Innenfläche der Bohrung 6 in der Stützstruktur 4 zu dieser kegeligen äußeren Power transmission surface having first clamping ring 1, wherein at least a part of the inner surface of the bore 6 in the support structure 4 to this conical outer
Kraftübertragungsfläche des ersten Spannrings 1 Power transmission surface of the first clamping ring. 1
komplementär verlaufend konisch ist (nicht in Fig. 5 gezeigt) , kann der erste Spannring 1 derart in dem is complementary tapering (not shown in Fig. 5), the first clamping ring 1 in the
Ringspalt 7 angeordnet sein, dass die kegelige äußere Ring gap 7 may be arranged that the conical outer
Kraftübertragungsfläche des ersten Spannrings 1 zumindest teilweise an der konischen Innenfläche der Bohrung 6 anliegt . Power transmission surface of the first clamping ring 1 at least partially rests against the conical inner surface of the bore 6.
In einer ebenfalls nicht in Fig. 5 gezeigten alternativen Ausführungsform oder auch in einer Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit lediglich einem einzigen eine kegelige innere Kraftübertragungsfläche la In an alternative embodiment likewise not shown in FIG. 5 or also in a further development of the device according to the invention with only a single conical inner force transmission surface 1a
aufweisenden ersten Spannring 1, weist die als having first clamping ring 1, which has as
Spannringanlage angepasste Außenfläche 8 eine zu dieser kegeligen inneren Kraftübertragungsfläche la des ersten Spannrings komplementär verlaufende kegelige Clamping ring adapted outer surface 8 a complementary to this tapered inner power transmission surface la of the first clamping ring extending conical
Kraftübertragungsfläche auf (nicht in Fig. 5 gezeigt) . In diesem Fall ist der erste Spannring 1 derart in dem Power transmission surface (not shown in Fig. 5). In this case, the first clamping ring 1 is so in the
Ringspalt 7 anzuordnen oder ist darin derart angeordnet, dass die kegelige innere Kraftübertragungsfläche la des ersten Spannrings 1 zumindest teilweise an der kegeligen Kraftübertragungsfläche der Außenfläche 8 anliegt. To arrange annular gap 7 or is arranged therein, the conical inner force transmission surface 1a of the first clamping ring 1 bears at least partially against the conical force transmission surface of the outer surface 8.
Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsformender The embodiment shown in FIG. 5
erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst ferner mindestens ein Kraftbeaufschlagungsmittel 9 umfasst sein, welches auf den ersten Spannring 1 eine Kraft im Wesentlichen in The device according to the invention furthermore comprises at least one force-applying means 9, which has a force on the first clamping ring 1 essentially in FIG
Axialrichtung des Messkopfs 5 bewirkt. Axial direction of the measuring head 5 causes.
Bei der in Fig. 5 gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Kraftbeaufschlagungsmittel 9 umfasst, welches auf den ersten Spannring 1 eine Kraft im Wesentlichen in In the device according to the invention shown in FIG. 5, a force-applying means 9 is included, which on the first clamping ring 1 is a force substantially in
Axialrichtung des Messkopfs 5 bewirkt und in Art einer Hülse mit einem Innengewinde 11 ausgestaltet ist, während das Innengewinde 11 in ein an dem Messkopf 5 angebrachtes Außengewinde 12 eingreift. Axial direction of the measuring head 5 causes and is designed in the manner of a sleeve with an internal thread 11, while the internal thread 11 engages in an attached to the measuring head 5 external thread 12.
Gemäß Fig. 5 umfassen der erste und der zweite Spannring 1, 2 jeweils eine stirnseitige Kraftübertragungsfläche lb, 2b. Ferner weist die als Spannringanlage angepasste Außenfläche 8 eine den Messkopf 5 umlaufende Stufe 10 mit einer radial ausgerichteten Kraftübertragungsfläche auf, an welcher die stirnseitige Kraftübertragungsfläche 2b des zweiten According to FIG. 5, the first and the second clamping ring 1, 2 each comprise an end-side power transmission surface 1b, 2b. Furthermore, the outer surface 8, which is adapted as a clamping ring system, has a step 10 which encircles the measuring head 5 and has a radially oriented force transmission surface, on which the frontal force transmission surface 2b of the second
Spannrings 2 anliegt, wobei an der stirnseitigen Clamping ring 2 is applied, wherein at the front side
Kraftübertragungsfläche des ersten Spannrings 1 das Power transmission surface of the first clamping ring 1 the
Kraftbeaufschlagungsmittel 9 mit einer daran ausgebildeten Stirnseite 9a anliegt. Kraftbeaufschlagungsmittel 9 with an end face 9a formed thereon.
Infolge des Innengewindes 11, welches in das an dem Due to the internal thread 11, which in the on the
Messkopf 5 angebrachte Außengewinde 12 einkämt, wird bei einer Rechts- oder Linksdrehung des in Art einer Measuring head 5 mounted external thread 12 einkämt, is in a clockwise or counterclockwise rotation in the manner of a
Gewindehülse ausgebildeten Kraftbeaufschlagungsmittels 9 eine axiale Vorspannkraft auf den ersten Spannring 1 und aufgrund der beiden komplementär ausgebildeten aneinander liegenden kegeligen Kraftübertragungsflächen la, 2a der beiden Spannring 1, 2 eine radiale Kraftkomponente bewirkt wird . Threaded sleeve formed Kraftbeaufschlagungsmittels 9 an axial biasing force on the first clamping ring 1 and due to the two complementarily formed contiguous conical force transmission surfaces la, 2a of the two clamping ring 1, 2, a radial force component is effected.
Infolgedessen wird der zweite Spannring 2 elastisch As a result, the second clamping ring 2 becomes elastic
geschrumpft und der erste Spannring 1 elastisch Shrunk and the first clamping ring 1 elastic
aufgeweitet, weshalb eine Pressung des zylinderförmigen Messkopfs 5 an die Innenfläche der Bohrung 6 der widened, which is why a pressing of the cylindrical measuring head 5 to the inner surface of the bore 6 of the
Stützstruktur 4 bewirkt ist. Diese Pressung führt zu einem derart großen Reibschluss zwischen der Innenfläche der Bohrung 6 in der Stützstruktur und der als Spannringanlage angepassten Außenfläche 8, so dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Messkopf 5 der erfindungsgemäßen Vorrichtung und der Stützstruktur 4 ermöglicht ist. Support structure 4 is effected. This pressure leads to such a large frictional engagement between the inner surface of the bore 6 in the support structure and the outer surface 8 adapted as a clamping ring system, so that a frictional connection between the measuring head 5 of the device according to the invention and the support structure 4 is made possible.
In einer weiteren Verbesserung der Erfindung kann der erste und/oder der zweite Spannring 2 geschlitzt ausgebildet sein, so das eine verbesserte Ausweitung bzw. Schrumpfung der beiden Spannringe 1, 2 ermöglicht ist. In a further improvement of the invention, the first and / or the second clamping ring 2 may be formed slotted, so that an improved expansion or shrinkage of the two clamping rings 1, 2 is made possible.
In einer alternativen, nicht in Fig. 5 gezeigten, In an alternative, not shown in Fig. 5,
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ebenfalls zweckmäßig ein Kraftbeaufschlagungsmittel Embodiment of the device according to the invention is also suitably a Kraftbeaufschlagungsmittel
umfasst, welches auf den ersten Spannring 1 eine Kraft im Wesentlichen in Axialrichtung des zylinderförmigen comprising, on the first clamping ring 1, a force substantially in the axial direction of the cylindrical
Messkopfs 5 bewirkt. Measuring head 5 causes.
Bei einer derartigen alternativen Ausführungsform der In such an alternative embodiment of the
Erfindung weist der erste Spannring 1 zweckmäßig wenigstens eine äußere kegelige Kraftübertragungsfläche auf, während der zweite Spannring 2 wenigstens eine zu der kegeligen äußeren Kraftübertragungsfläche des ersten Spannrings 1 komplementär verlaufende innere kegelige Invention, the first clamping ring 1 expediently at least one outer conical force transmission surface, while the second clamping ring 2 at least one complementary to the conical outer force transmission surface of the first clamping ring 1 inner tapered
Kraftübertragungsfläche aufweist, wobei die beiden Kraftübertragungsfläche, wherein the two
Spannringe 1, 2 in dem Ringspalt 7 ebenfalls derart Clamping rings 1, 2 in the annular gap 7 also in such a way
angeordnet sind, dass die beiden komplementär verlaufenden kegeligen Kraftübertragungsflächen la, 2a zumindest are arranged, that the two complementary extending tapered power transmission surfaces la, 2a at least
teilweise aneinander anliegen. partially abut each other.
Ferner weist auch bei einer derartigen, nicht in Fig. 5 gezeigten, alternativen Ausführungsform der Erfindung die als Spannringanlage angepasste Außenfläche 8 bevorzugt ebenfalls eine den Messkopf 5 umlaufende Stufe 10 mit einer radial ausgerichteten Kraftübertragungsfläche auf, an welcher eine stirnseitige Kraftübertragungsfläche des zweiten Spannrings 2 anliegt oder anzulegen ist. Furthermore, even in such, not shown in Fig. 5, alternative embodiment of the invention adapted as a clamping ring system outer surface 8 preferably also a measuring head 5 rotating step 10 with a radially oriented force transmission surface on which an end-side power transmission surface of the second clamping ring 2 is applied or create is.
Gemäß der Erfindung können jegliche According to the invention, any
Kraftbeaufschlagungsmittel 9 zur Anwendung kommen, welche eine Kraft im Wesentlichen in Axialrichtung des  Kraftbeaufschlagungsmittel 9 come into use, which is a force substantially in the axial direction of the
zylinderförmigen Messkopfs 5 bewirken können. So kann beispielsweise an dem Messkopf 5 ein Spannmechanismus angebracht sein, insbesondere in Gestalt eines oder can cause cylindrical measuring head 5. For example, a tensioning mechanism may be attached to the measuring head 5, in particular in the form of a or
mehrerer Hebel, beispielsweise in Gestalt von exzentrisch wirkenden Kipphebeln, mittels welchem eine Kraft auf die stirnseitigen Kraftübertragungsflachen lb, 2b des ersten und/oder zweiten Spannrings 1, 2 bewirkt werden kann. a plurality of levers, for example in the form of eccentrically acting rocker arms, by means of which a force on the frontal power transmission surfaces lb, 2b of the first and / or second clamping ring 1, 2 can be effected.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform der In a further alternative embodiment of the
Erfindung kann das Kraftbeaufschlagungsmittel 9 auch in Gestalt einer, insbesondere handelsüblichen, Invention, the Kraftbeaufschlagungsmittel 9 also in the form of, in particular commercial,
Schraubenmutter mit einer Stirnseite 9a oder dergleichen ausgeführt sein, welche zur Verspannung des zylinderförmigen Messkopfs 5 in der Stützstruktur 4 auf das Außengewinde 12 des zylinderförmigen Messkopfs 5 Nut be designed with a front side 9a or the like, which for the bracing of the cylindrical measuring head 5 in the support structure 4 on the external thread 12 of the cylindrical measuring head. 5
aufgeschraubt und daran mit einem definierten Drehmoment festgezogen sein kann. screwed on and can be tightened with a defined torque.
Ferner kann gemäß der Erfindung eine zu dem Furthermore, according to the invention, one of the
Kraftbeaufschlagungsmittel 9 alternative Verspannungs- Möglichkeit zur Anwendung kommen, um den ersten und den zweiten Spannring 1, 2 in dem Ringspalt 7 zu verspannen. So kann in weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kraftbeaufschlagungsmittel 9 alternative bracing possibility are used to clamp the first and the second clamping ring 1, 2 in the annular gap 7. Thus, in a further embodiment of the invention
Vorrichtung ein Verbindungsmittel beispielsweise ein Device a connecting means for example a
Verschraubungsmittel , umfasst sein, welches den ersten und den zweiten Spannring 1, 2 miteinander verbindet (nicht gezeigt in Fig. 5) . Bolting means, comprising, which connects the first and the second clamping ring 1, 2 with each other (not shown in Fig. 5).
In einer weiteren alternativen Ausführungsform der In a further alternative embodiment of the
Erfindung kann auch nur der erste oder auch nur zweite Spannring 1, 2 anhand des Verbindungsmittels in dem Invention can also only the first or only second clamping ring 1, 2 based on the connecting means in the
Ringspalt 7 verspannt sein, indem das Verbindungsmittel mit dem zylinderförmigen Messkopf 5 verbunden und/oder Ring gap 7 be braced by the connecting means connected to the cylindrical measuring head 5 and / or
verschraubt ist. is screwed.
Bei der in Fig. 5 gezeigten bevorzugten erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Durchmesser des Außengewindes 12 geringer als der Durchmesser entlang der als In the preferred device according to the invention shown in Fig. 5, the diameter of the external thread 12 is smaller than the diameter along the as
Spannringanlage angepassten Außenfläche 8 des Messkopfs 5. Ferner ist bei der in Fig. 5 gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung die Wandstärke des Kraftbeaufschlagungsmittels 9 an dessen Stirnseite 9a geringer als die Spaltbreite des Ringspalts 7, so dass zumindest ein Teil des Furthermore, in the device according to the invention shown in FIG. 5, the wall thickness of the force-applying means 9 at its end face 9a is less than the gap width of the annular gap 7, so that at least a part of the
Kraftbeaufschlagungsmittels 9 in dem Ringspalt 7 versenkt ist. In einer verbesserten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann auch das gesamte Kraftbeaufschlagungsmittels 9 is sunk in the annular gap 7. In an improved embodiment of the Device according to the invention can also the entire
Kraftbeaufschlagungsmittel 9 in der Bohrung 6 der Kraftbeaufschlagungsmittel 9 in the bore 6 of
Stützstruktur 4 versenkt angeordnet sein, so dass sich eine bündige Oberfläche der Stützstruktur 4 ergibt. Support structure 4 can be arranged sunk, so that there is a flush surface of the support structure 4.
Bei der in Fig. 5 gezeigten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist an dem In the preferred embodiment of the device according to the invention shown in Fig. 5 is on the
Kraftbeaufschlagungsmittel 9 in einem Übergangsbereich zur Stirnseite 9a eine zu dem Messkopf 5 hin geöffnete  Kraftbeaufschlagungsmittel 9 in a transition region to the end face 9a a to the measuring head 5 through open
Ausnehmung 13a, und an dem Messkopf 5 in einem Recess 13 a, and on the measuring head 5 in one
Übergangsbereich zu der als Spannringanlage angepassten Außenfläche 8 eine zu dem Kraftbeaufschlagungsmittel 9 hin geöffnete Ausnehmung 13b, jeweils in Art eines Freistichs, angebracht, wobei in einer alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch lediglich eine Transition region to the outer surface 8 adapted as a clamping ring system attached to the Kraftbeaufschlagungsmittel 9 toward recess 13 b, each in the form of an undercut, mounted, wherein in an alternative embodiment of the device according to the invention also only one
Ausnehmung 13a an dem Kraftbeaufschlagungsmittel 9, oder eine Ausnehmung 13b an dem Messkopf 5 angebracht sein kann. Recess 13a on the Kraftbeaufschlagungsmittel 9, or a recess 13b may be attached to the measuring head 5.
Bezugszeichen : Reference number:
1 Erster Spannring 1 first clamping ring
la Innere kegelige Kraftübertragungsfläche des la inner conical transmission area of the
ersten Spannrings  first clamping ring
lb Stirnseitige Kraftübertragungsfläche des ersten lb Front side power transmission surface of the first
Spannrings  tension ring
2 Zweiter Spannring  2 second clamping ring
2a Äußere kegelige Kraftübertragungsfläche des  2a External conical force transmission surface of the
zweiten Spannrings  second clamping ring
2b Stirnseitige Kraftübertragungsfläche des zweiten  2b end face power transmission surface of the second
Spannrings  tension ring
3 Kraftmessaufnehmer  3 load cells
4 Stützstruktur  4 support structure
5 Zylinderförmiger Messkopf  5 Cylindrical measuring head
6 Bohrung in der Stützstruktur  6 hole in the support structure
7 Ringspalt  7 annular gap
8 Außenfläche des Messkopfs  8 External surface of the measuring head
9 Kraftbeaufschlagungsmittel, Hülse  9 Kraftbeaufschlagungsmittel, sleeve
9a Stirnseite des Kraftbeaufschlagungsmittels  9a end face of the force application means
10 Umlaufende Stufe  10 circulating level
11 Innengewinde des Kraftbeaufschlagungsmittels 11 internal thread of Kraftbeaufschlagungsmittels
12 Außengewinde des zylinderförmigen Messkopfs 13a Ausnehmung des Kraftbeaufschlagungsmittels 12 external thread of the cylindrical measuring head 13a recess of the force application means
13b Ausnehmung des zylinderförmigen Messkopfs 13b recess of the cylindrical measuring head
14 Silo  14 silo
15 Auslassöffnung des Silos  15 outlet opening of the silo
16 Lager  16 bearings
17 scheibenförmiger Verformungskörper  17 disk-shaped deformation body
18 Grundfläche des Messkopfs  18 base of the measuring head

Claims

Patentansprüche : Claims:
1. Vorrichtung zur Erfassung von Kräftebelastungen einer Stützstruktur, umfassend einen Kraftmessaufnehmer (3)1. Device for detecting force loads of a support structure, comprising a force transducer (3)
- mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Messkopf (5) ,- With a substantially cylindrical measuring head (5),
- - der in einer Bohrung (6) der Stützstruktur (4) - - in a bore (6) of the support structure (4)
anzuordnen oder angeordnet ist,  to be arranged or arranged,
- - wobei der Messkopf (5) eine Grundfläche (18) und eine als Spannringanlage angepasste Außenfläche (8) besitzt, - - Wherein the measuring head (5) has a base surface (18) and an outer surface (8) adapted as a clamping ring system,
- und zur radialen Festlegung des Messkopfes (5) gegenüber einer Innenfläche der Bohrung (6) mindestens ein erster Spannring (1) mit wenigstens einer kegeligen - And for the radial fixing of the measuring head (5) relative to an inner surface of the bore (6) at least a first clamping ring (1) with at least one conical
Kraftübertragungsfläche (la) umfasst ist,  Force transmission surface (la) is included,
- wobei die Vorrichtung mindestens ein  - wherein the device at least one
Kraftbeaufschlagungsmittel (9) umfasst,  Comprises force-applying means (9),
- - welches zur Beaufschlagung des ersten Spannrings (1) im - - which for applying the first clamping ring (1) in
Wesentlichen in Axialrichtung des zylinderförmigenSubstantially in the axial direction of the cylindrical
Messkopfs (5) vorgesehen ist, Measuring head (5) is provided,
dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf (5) einen characterized in that the measuring head (5) has a
scheibenförmigen Verformungskörper (17) aufweist, der parallel zur Grundfläche (18) angeordnet und auf dem mindestens ein Dehnungsmesstreifen appliziert ist. Disc-shaped deformation body (17) which is arranged parallel to the base surface (18) and applied to the at least one strain gauge.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spannring (1) zumindest teilweise in einem Ringspalt (7) zwischen der Außenfläche (8) des 2. Device according to claim 1, characterized in that the first clamping ring (1) at least partially in an annular gap (7) between the outer surface (8) of the
zylinderförmigen Messkopfs (5) und der Innenfläche der Bohrung (6) in der Stützstruktur (4) anzuordnen oder angeordnet ist. cylindrical measuring head (5) and the inner surface of the bore (6) in the support structure (4) to be arranged or arranged.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftbeaufschlagungsmittel (9) mit einer daran ausgebildeten Stirnseite (9a) zumindest an einer stirnseitigen Kraftübertragungsfläche (lb) des ersten Spannrings (1) anliegt. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the Kraftbeaufschlagungsmittel (9) with an end face formed thereon (9a) at least on a front side power transmission surface (lb) of the first clamping ring (1).
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftbeaufschlagungsmittel (9) in Art einer Hülse mit einem Innengewinde (11) 4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Kraftbeaufschlagungsmittel (9) in the manner of a sleeve having an internal thread (11)
ausgestaltet ist und das Innengewinde (11) in ein an dem Messkopf (5) angebrachtes Außengewinde (12) eingreift. is configured and engages the internal thread (11) in an attached to the measuring head (5) external thread (12).
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des 5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the outer diameter of the
Kraftbeaufschlagungsmittels (9) kleiner ist als der Kraftbeaufschlagungsmittels (9) is smaller than that
Inndurchmesser der Bohrung (6) . Inn diameter of the bore (6).
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftbeaufschlagungsmittel (9) eine kreisringförmige Stirnseite (9a) aufweist und der Innendurchmesser des Kraftbeaufschlagungsmittels (9) zumindest in Teilbereichen größer als der Außendurchmesser des Messkopfes (5) ist. 6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Kraftbeaufschlagungsmittel (9) has an annular end face (9a) and the inner diameter of the Kraftbeaufschlagungsmittels (9) is at least in some areas greater than the outer diameter of the measuring head (5).
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Außengewindes (12) geringer ist als der Durchmesser entlang der als 7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the diameter of the external thread (12) is smaller than the diameter along as
Spannringanlage angepassten Außenfläche (8) des Clamping ring adapted outer surface (8) of the
zylinderförmigen Messkopfs (5) . cylindrical measuring head (5).
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spannring (1) eine kegelige äußere Kraftübertragungsfläche aufweist und zumindest ein Teil der Innenfläche der Bohrung (6) in der Stützstruktur (4) zu dieser kegeligen äußeren 8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first clamping ring (1) has a conical outer force transmission surface and at least a part of the inner surface of the bore (6) in the support structure (4) to this conical outer
Kraftübertragungsfläche des ersten Spannrings (1) Power transmission surface of the first clamping ring (1)
komplementär verlaufend konisch ist, wobei der erste Complementarily extending is conical, with the first
Spannring (1) derart in dem Ringspalt (7) anzuordnen oder angeordnet ist, dass diese kegelige äußere Clamping ring (1) in such a way in the annular gap (7) to arrange or arranged that this conical outer
Kraftübertragungsfläche des ersten Spannrings (1) zumindest teilweise an der konischen Innenfläche der Bohrung (6) anliegt .  Power transmission surface of the first clamping ring (1) at least partially against the conical inner surface of the bore (6).
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spannring (1) eine kegelige innere Kraftübertragungsfläche (la) aufweist und die als Spannringanlage angepasste Außenfläche (8) eine zu dieser kegeligen inneren Kraftübertragungsfläche (la) des ersten Spannrings (1) komplementär verlaufende kegelige 9. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the first clamping ring (1) has a tapered inner power transmission surface (la) and adapted as a clamping ring system outer surface (8) to this tapered inner power transmission surface (la) of the first clamping ring (1) complementary tapered
Kraftübertragungsfläche ist, wobei der erste Spannring (1) derart in dem Ringspalt (7) anzuordnen oder angeordnet ist, dass diese kegelige innere Kraftübertragungsfläche (la) des ersten Spannrings (1) zumindest teilweise an der kegeligen Kraftübertragungsfläche der Außenfläche (8) anliegt. Power transmission surface is, wherein the first clamping ring (1) in the annular gap (7) to be arranged or arranged that this conical inner power transmission surface (la) of the first clamping ring (1) at least partially against the tapered power transmission surface of the outer surface (8).
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Spannring (2) umfasst ist, wobei der erste Spannring (1) wenigstens eine erste kegelige Kraftübertragungsfläche (la) und der zweite Spannring (2) wenigstens eine zu dieser kegeligen 10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a second clamping ring (2) is included, wherein the first clamping ring (1) at least one first tapered power transmission surface (la) and the second clamping ring (2) at least one tapered to this
Kraftübertragungsfläche (la) des ersten Spannrings Power transmission surface (la) of the first clamping ring
komplementär verlaufende kegelige Kraftübertragungsfläche (2a) aufweist, wobei die beiden Spannringe (1, 2) in dem Ringspalt (7) derart anzuordnen oder angeordnet sind, dass die beiden komplementär verlaufenden kegeligen complementary tapered power transmission surface (2a), wherein the two clamping rings (1, 2) in the annular gap (7) to be arranged or arranged such that the two complementary tapered
Kraftübertragungsflächen (la, 2a) zumindest teilweise aneinander anliegen. Power transmission surfaces (la, 2a) at least partially abut each other.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Spannring (1, 2) jeweils eine stirnseitige Kraftübertragungsfläche (lb, 2b), und die als Spannringanlage angepasste Außenfläche (8) eine den 11. The device according to claim 10, characterized in that the first and the second clamping ring (1, 2) each have an end-side power transmission surface (lb, 2b), and adapted as a clamping ring outer surface (8) a
Messkopf (5) wenigstens teilweise umlaufende Stufe (10) mit einer im Wesentlichen radial ausgerichteten Measuring head (5) at least partially circumferential step (10) with a substantially radially aligned
Kraftübertragungsfläche aufweist, an welcher eine dieser beiden stirnseitigen Kraftübertragungsflächen (lb, 2b) anzulegen ist oder anliegt, und wobei an der anderen der beiden stirnseitigen Kraftübertragungsflächen (lb, 2b) das Kraftbeaufschlagungsmittel (9) mit einer daran Has force transmission surface on which one of these two end faces power transmission surfaces (lb, 2b) is to be applied or applied, and wherein on the other of the two front side power transmission surfaces (lb, 2b) the Kraftbeaufschlagungsmittel (9) with a thereto
ausgebildeten Stirnseite (9a) anzulegen ist oder anliegt. trained end face (9a) is to create or rests.
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