DE1031542B

DE1031542B - Vorrichtung zum Messen von Kraeften

Info

Publication number: DE1031542B
Application number: DEN12893A
Authority: DE
Inventors: Roelf Geert Boiten
Original assignee: HANDEL EN VERKEER
Current assignee: HANDEL EN VERKEER
Priority date: 1956-05-01
Filing date: 1956-10-31
Publication date: 1958-06-04

Description

Vorrichtung zum Messen von Kräften Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen von Kräften mittels der durch die Kräfte hervorgerufenen elastischen Verformungen eines federnden Bauteiles.
An einer derartigen bekannten Vorrichtung werden die Kräfte über Wellen, Bohrungen und Manschetten mit Lamellen oder mit einer dünnen Metallscheibe in das Meßgerät eingeleitet. Es handelt sich dabei um eine Vierpunktehiegung, bei der die zwei Krafteinleitungsstellen zwischen den zwei Stützstellen liegen.
Wegen des großen Abstandes zwischen den zwei Stützstellen ist mindestens eine Stiitzstelle verschiebhaar, so daß diese Vorrichtung keine große Meßgenauigkeit hat.
Eine andere bekannte Vorrichtung besitzt als federnden Teil ebene Scheiben. Bei dieser Vorrichtung wird die Kraft kreisförmig eingeleitet und die Scheibe kreisförmig gestützt. Die Deformation der Scheibe erfolgt rotationssymmetrisch und hesteht im großen L!fld ganzen aus einer Drehung des Querschnittes, d. h. einer Drehung in einer Ehene durch die Zentralachse der Scheibe. Um zu brauchbarell Ergebnissen bei dieser Vorrichtung zu kommen, muß die Kraft möglichst parallel zur Zentralachse der Scheibe wirken, da andernfalls erhebliche Messungsgenauigkeiten in Kauf genommen werden müßten.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. und sie l)esteht darin, daß der federnde Teil eine kreisförmige oder ringförmige Scheibe darstellt. die an mehreren ganz oder nahezu äquidistant über die Unterseite verteilten Punkten unterstützt ist, welche auf gleichem und nahezu gleichem Abstand vom Mittelpunkt der Scheibe liegen. und daß die Kraft an der Oberseite iiber dazwischenliegende Punkte einleitbar ist. die etwa in der Mitte zwischen den Stützpunkten und die auf untereinander gleichem oder nahe gleichem Abstand vom Mittelpunkt der Scheibe liegen.
Bei der Erfindung liegt jeder Einleitungspunkt zwischen zwei Stützpunkten. Falls die Punkte kreisförmig angeordnet sind, genügen in diesem Falle drei Einleitungspunkte und drei Stützpunkte. Es können natürlich auch mehr Punkte vorgesehen sein. Bei Anordnung von drei Punkten handelt es sich also un eine Dreipunktunterstützung, die naturgemäß eine wesentlich höhere Meßgenauigkeit als bei den hekannen Vorrichtungen ergibt. Kleine Ahweichungen in der Gleichheit der Radien und in der itquidistanz der Radien lieeinßussen nicht das Meßergebllis. Auch braucht die auf die Scheibe eingeleitete Kraft nicht genau senkrecht auf sie zu wirken, wenn die Kraft iil,er eine Halbkugelform eingeleitet wird. Eine seitliche Verschiebung der Kraft auf der Scheibe hat dabei keinen Einfluß auf die Momentensumme, ebenso wenig wie ein Biegemoment. Dadurch ist die vor- liegende Druckmeßvorriditung geeignet, auch solche Kräfte zu messen, die zwischen zwei nicht genau parallelen Flächen auftreten. Es kami auch zwischen zwei Flächen gemessen werden deren gegenseitige Stellung sich während der Messung ändern.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Abstände zwischen dem Mittelpunkt der federnden Scheibe und den Stützpunkten der Kräfte einerseits und dem Mittelpunkt und den Einleitungspunkten der Kräfte andererseits gleich groß.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch und heispielsweise dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Meßdose gemäß der Erfindung und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.
Das Gehäuse 1 einer Druckmeßdose ist nach oben durch einen Deckel 2 al>geschlossen. Die zu messenden Kräfte werden auf einem halbkugelförmigen Zwischenstück 3 abgestützt. Das halhkugelförmige Zwischenstück liegt mit seiner ebenen Fläche auf einem Druckstück 4 auf. welches im Gehäuse 1 der Druckmeßdose angeordnet ist und mit einem Bund in eine konzentisch in dem Deckel 2 angeordnete Öffnung des Deckels hineinragt. Auf dem Druckstück 4 ist eine Membran 5 befestigt. Diese Membran ist an ihrem äußeren TTmfang gehalten zwischen dem Deckel 2 und dem Gehäuse 1. Sie verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit in das Innere des Gehäuses. Die Druckplatte 4 stützt sich auf einer ebenen Scheibe 6 über drei Kugeln 7 ab. Die ebene Scheibe 6 stützt sich ihrerseits wiederum über Kugeln 8 im Boden des Ge häuses 1 ab. Die Kugeln 7, 8 sind in Vertiefungen der Druckplatte 4 bzw. des Gehäuses 1 gelagert.
Um unter allen Umständen das Innere des Gehäuses frei von Feuchtigkeit zu halten, ist außer der Membran 5 ein Behälter 9 mit der Druckplatte 4 verbunden, der mit einem feuchtigkeitsabsorbierenden Mittel gefüllt ist.
Die ebene Platte 6 dient als federndes Element der Druckmeßdose. Auf ihr sind nicht näher dargestellte Dehnungsmeßstreifen angebracht, die in einem ebenfalls nicht dargestellten elektrischen Meßkreis als Widerstände eingeschaltet sind. Die Anschlußleitungen des Meßkreises bzw. der Dehnungsmeßstreifen sind durch einen Anschlußstutzen 10 des Gehäuses 1 der Meßdose hindurchgeführt.
Die der Abstützung der zu messenden Kräfte auf der ebenen Platte 6 dienenden Kugeln 7 und die der Abstützung der ebenen Platte 6 im Gehäuse dienenden Kugeln 8 haben in radialer Richtung der kreisringförmig ausgebildeten Scheibe 6 gleiche Abstände vom Scheibenmittelpunkt und liegen an den Ecken von gleichseitigen Dreiecken, wobei die Ecken des von den Kugeln 7 gebildeten Dreieckes genau zwischen den Ecken des von den Kugeln 8 gebildeten Dreieckes liegen, was Fig. 2 zeigt.
PATENTANSPR0CHE: 1. Vorrichtung zum Messen von Kräften mittels der durch die Kräfte hervorgerufenen elastischen Verformungen eines federnden Bauteiles, dadurch gekennzeichnet, daß der federnde Bauteil eine kreisförmige oder ringförmige Scheibe darstellt, die an mehreren, ganz oder nahezu äquidistant über die Unterseite verteilten Punkten unterstützt ist, welche auf gleichem oder nahezu gleichem Abstand vom Mittelpunkt der Scheibe liegen, und daß die Kraft an der Oberseite über dazwischenliegende Punkte einleitbar ist, die etwa in der Mitte zwischen den Stützpunkten und die auf untereinander gleichem oder nahezu gleichem Abstand vom Mittelpunkt der Scheibe liegen.

Claims

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen dem Mittelpunkt der federnden Scheibe und den Stützpunkten der Kräfte einerseits und dem Mittelpunkt und den Einleitungspunkten der Kräfte andererseits gleich groß sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 988 667; Zeitschrift »Werkstatt und Betrieb«, 88.jahr., 1955, Heft 11, S. 727 bis 730.