DE1111421B

DE1111421B - Device for converting a force acting in a straight line into a force for twisting a non-clamped torsion body

Info

Publication number: DE1111421B
Application number: DEV17826A
Authority: DE
Inventors: Josef Dvoracek
Original assignee: Vyzkumny A Zkusebni Letecky Ustav AS
Current assignee: Vyzkumny A Zkusebni Letecky Ustav AS
Priority date: 1959-01-05
Filing date: 1960-01-04
Publication date: 1961-07-20

Description

Vorrichtung zur Überführung einer geradlinig wirkenden Kraft in eine Kraft zum Verwinden eines nicht eingespannten Torsionskörpers Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überführung einer geradlinig wirkenden Kraft in eine Kraft zum Verwinden eines nicht eingespannten Torsionskörpers. Sie ist besonders bestimmt für die Anfertigung von magnetostriktive Torsionsfühler benutzenden Kraft- und Druckmessern. Solche magnetostriktiven Torsionsfühler bestehen aus einem ferromagnetischen Torsionskörper, der mit einer gleichachsigen Aufnahmespule und mit einer toroidalen Erregungswicklung zum Aufbau eines Magnetfeldes um den Torsionskörper herum versehen ist. Mit ihnen wird auf Grund des sogenannten Wiedemann-Effektes durch die Verwindung des Torsionskörpers in der Aufnahmespule induktiv ein elektrisches Signal erzeugt, das der Torsionskraft direkt proportional ist und einem Anzeigegerät zugeführt wird. Device for converting a force acting in a straight line into a Force to twist an unconstrained torsion body The invention relates a device for converting a linear force into a force for twisting an unclamped torsion body. She is specially determined for the manufacture of force and pressure gauges using magnetostrictive torsion sensors. Such magnetostrictive torsion sensors consist of a ferromagnetic torsion body, the one with an equiaxed take-up coil and with a toroidal excitation winding is provided to build up a magnetic field around the torsion body. With you is due to the so-called Wiedemann effect due to the twisting of the torsion body An electrical signal is generated inductively in the take-up coil, which corresponds to the torsional force is directly proportional and fed to a display device.

Die bisher bekannten Einrichtungen zur Überführung einer geradlinig wirkenden Kraft in ein einen nicht eingespannten Torsionskörper verwindendes Drehmoment benutzen zwei Paare von Laschen, die an den Enden des Torsionskörpers so befestigt sind, daß bei der Belastung die geradlinig wirkende Kraft in zwei Kräftepaare entgegengesetzten Drehsinnes übergeführt wird. Diese Ausführung verursacht bei dem Bau eines Geräts zum Messen größerer Kräfte einige Schwierigkeiten, da die Mittel, mit denen die Laschen an den Enden des Torsionskörpers befestigt werden, der Festigkeit wegen sehr stark bemessen sein müssen, wodurch der Arm des Kräftepaares in unproportionierter Weise anwächst und das Drehmoment derart vergrößert wird, daß auch der Torsionskörper recht groß sein muß. Außerdem verursacht die Befestigung der Laschen an den Stirnen des Torsionselementes, die ganz gleichachsig mit der Befestigung des Torsionskörpers in Bügeln des Kraftmessers durchgeführt werden muß, wegen der vier benutzten Laschen ziemlich große Schwierigkeiten. The previously known facilities for transferring a straight line acting force into a torsion body twisting a non-clamped torsion body use two pairs of tabs that are attached to the ends of the torsion body are that with the load the force acting in a straight line in two opposing pairs of forces Direction of rotation is transferred. This execution causes in the construction of a device to measure larger forces some difficulties, since the means with which the Straps are attached to the ends of the torsion body for strength must be very strong, which makes the arm of the couple in disproportionate Way grows and the torque is increased so that the torsion body must be quite large. Also causes the attachment of the tabs to the foreheads of the torsion element, which is completely coaxial with the fastening of the torsion body must be carried out in brackets of the dynamometer because of the four tabs used pretty big trouble.

Für die Reihenfertigung solcher Kraftmesser ist es erschwerend, daß die geringste Störung der Laschengleichachsigkeit und das geringste Abdrücken der Laschen von den Sitzflächen einen ganz verschiedenen Verlauf des auf den Torsionskörper übertragenen Drehmomentes hervorruft. Dadurch geht die Genauigkeit des ganzen Kraftmessers verloren. For the serial production of such dynamometers, it is difficult that the slightest disturbance of the tab alignment and the slightest impression of the Lugs from the seat surfaces have a completely different course on the torsion body transmitted torque causes. This increases the accuracy of the entire dynamometer lost.

Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung zum Überführen einer geradlinig wirkenden Kraft in eine Kraft zum Verwinden eines nicht eingespannten Torsionskörpers zu schaffen, die wesentlich einfacher ist als die bekannten Einrichtungen, insbesondere aus weniger Teilen besteht und deren Herstellung auf weniger Schwierigkeiten stößt. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an beiden Enden des Torsions- körpers in einem axialen Schlitz je eine Flachstange 1, beiderseits radial überstehend, derart befestigt ist, daß beide gleichlangen Stangen in einer Ebene liegen und sich ihre Enden in gleicher Höhe befinden, daß die gleichliegenden Enden der Stangen jeweils durch einen Querbalken miteinander verbunden sind und daß in den zwischen dem Torsionskörper und den Querbalken gelegenen Teilstücken der Flachstangen je eine tiefe Quernut, parallel zur Achse des Körpers verlaufend, in solcher Anordnung vorgesehen ist, daß sich die beiden Quernuten jeder Stange auf verschiedenen Seiten der Stange befinden und jede Nut spiegelbildlich zu der mit ihr auf gleicher Höhe befindlichen Quernut der anderen Stange liegt. The invention aims to provide a device for transferring a rectilinear acting force into a force to twist a non-clamped torsion body to create that is much simpler than the known facilities, in particular consists of fewer parts and is less difficult to manufacture. This object is achieved in that at both ends of the torsion body in one axial slot each has a flat bar 1, radially protruding on both sides, fastened in this way is that both rods of equal length lie in one plane and their ends are in the same height are that the same ends of the rods each through a cross beam are connected to each other and that in between the torsion body and the sections of the flat bars located on the crossbeams each have a deep transverse groove, running parallel to the axis of the body, is provided in such an arrangement, that the two transverse grooves of each rod are on different sides of the rod and each groove is a mirror image of the transverse groove on the same level as it the other rod.

In der Zeichnung ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer beispielsweisen Ausführung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine perspektivische Ansicht und Fig. 2 einen Einzelteil. In the drawing, the device according to the invention is in a exemplary execution shown. 1 shows a perspective view and FIG. 2 shows an individual part.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Überführung einer geradlinig wirkenden Kraft in eine Kraft zum Verwinden eines Torsionskörpers ist an den Enden des Torsionskörpers 4 in einem axialen Schlitz je eine senkrecht zum Körper verlaufende flache Stange 1 befestigt, die beiderseits gleich weit über den Körper 4 vorsteht. Die gleich langen, zueinander parallelen Stangen 1 sind an den Enden durch Querbalken 2 fest miteinander verbunden. Sie sind in den zwischen dem Torsionskörper 4 und den Querbalken 2 gelegenen Teilstücken je mit einer zur Achse des Körpers 4 parallelen tiefen Nut 3 versehen, die bei beiden Stangenl in gleicher Höhe zweckmäßig in der Mitte zwischen Körper 4 und Querbalken 2 gelegen sind. Von den insgesamt vier Nuten 3 befinden sich bei jeder Stange die beiden Nuten auf verschiedenen Seiten derselben und zeigen die in gleicher Höhe gelegenen Nuten beider Stangen nach entgegengesetzter Richtung. In the device according to the invention for transferring a straight line acting force into a force to twist a torsion body is at the ends of the torsion body 4 in an axial slot, one perpendicular to the body Flat rod 1 attached, which protrudes equally far over the body 4 on both sides. The rods 1, which are of equal length and parallel to one another, are at the ends by Crossbar 2 firmly connected to one another. They are in between the torsion body 4 and the crossbar 2 located sections each with one to the axis of the body 4 parallel deep groove 3 provided, which is useful for both rods at the same height are located in the middle between body 4 and crossbeam 2. Of the total four grooves 3 are located on each rod, the two grooves on different sides the same and show the grooves of the two rods at the same height to the opposite one Direction.

Infolge der beiden auf entgegengesetzten Seiten liegenden tiefen Nuten wird bei Ausübung eines Zuges oder eines Druckes auf die beiden Enden einer Stange die Kraft auf das zwischen den beiden Nuten gelegene Stück der Stange nicht in der Mittellinie der Stange übertragen. sondern seitlich, wobei die seitliche Verschiebung bei der einen Nut entgegengesetzt ist wie bei der anderen Nut. Es wird dadurch auf das zwischen den beiden Nuten gelegene Mittelstück der Stange ein Drehmoment ausgeübt, M7,. = P2 zu r, wenn 2' der auf die Stangenenden ausgeübte Zug oder Druck mit 2-- bezeichnet wird und der Abstand der beiden 2 parallelen Kraftrichtungen mit r. Das zwischen den beiden Nuten gelegene Stück der Stange wird unter dem Einfluß des Drehmomentes verdreht, wobei eine Deformation der Stange an den durch die Nuten geschwächten Querschnittsstellen stattfindet. An der Verdrehung des Mittelstückes der Stange nimmt auch der Torsionskörper 4 teil, an dem das Mittelstück bebefestigt ist. Da nun aber bei der am anderen Ende des Torsionskörpers befestigten Stange die Nuten spiegelbildlich zu den Nuten bei der ersten Stange angeordnet sind, wirkt das bei der zweiten Stange entstehende Drehmoment in entgegengesetzter Richtung wie das bei der ersten Stange bestehende Drehmoment. Infolgedessen bewirken die beiden gegenläufigen Drehmomente ein Verwinden des Torsionskörpers 4. As a result of the two lows lying on opposite sides Grooves become when a pull or a pressure is exerted on the two ends of a Do not put the force on the piece of the rod between the two grooves transferred in the center line of the rod. but laterally, being the lateral Shift in one groove is opposite to that in the other groove. It will as a result, a torque is applied to the center piece of the rod located between the two grooves exercised, M7 ,. = P2 to r if 2 'is the tension or pressure exerted on the rod ends is denoted by 2-- and the distance between the two parallel force directions with r. The piece of the rod located between the two grooves is under the influence of the torque twisted, with a deformation of the rod at the through the grooves weakened cross-sectional areas takes place. At the twist of the middle piece the rod also takes part in the torsion body 4 to which the central piece is attached is. But now with the rod attached to the other end of the torsion body the grooves are arranged in mirror image to the grooves in the first rod, acts the torque generated by the second rod in the opposite direction like the torque existing on the first rod. As a result, the two opposing torques twisting of the torsion body 4.

Durch die Verminderung oder Vergrößerung der Tiefe der Nuten 3 wird der Armer verlängert oder verkürzt und dadurch auch das Drehmoment Mk vergrößert oder vermindert. Im extremsten Falle der Vergrößerung des Drehmomentes Mk werden die Stangen 1 an den Stellen, wo sich beim dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils eine Nut 3 befindet, zerschnitten und die entstehenden Teile durch ein angemessen starkes Stahlband wieder verbunden, derart, daß bei jeder Stange die beiden Stahlbänder auf verschiedenen Seiten befestigt werden. By reducing or increasing the depth of the grooves 3 is the poor lengthen or shorten and thereby also increase the torque Mk or diminished. In the most extreme case of Increase the torque Mk the rods 1 at the points where in the illustrated embodiment, respectively a groove 3 is located, cut up and the resulting parts by an appropriate strong steel band connected again in such a way that the two steel bands on each rod be attached on different sides.

Mit einer Vorrichtung der beschriebenen Art kann man sowohl die Zug- als auch die Druckkraft in eine Kraft zum Verwinden eines Torsionskörpers überführen. Diese Einrichtung ist also nicht nur für den Bau von Kraftmessern und Waagen, sondern auch von Druckaufnehmern geeignet. With a device of the type described you can both pull as well as converting the compressive force into a force for twisting a torsion body. So this facility is not just for building force gauges and scales, but also suitable for pressure transducers.

Die Herstellung einer solchen Einrichtung ist sehr einfach, anspruchslos und daher auch billig. The manufacture of such a device is very simple, undemanding and therefore cheap too.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for transferring a straight line acting I (raft in a force to twist a non-clamped torsion body, characterized in that at both ends of the torsion body (4) in an axial Slot each a flat rod (1) attached on both sides radially protruding in this way is that both rods of equal length lie in one plane and their ends are in the same height are that the same ends of the rods (1) each through a crossbar (2) are connected to each other and that in between the torsion body (4) and the crossbar (2) located sections of the flat rods (1) each one deep transverse groove (3), running parallel to the axis of the body (4), in such an arrangement it is provided that the two transverse grooves (3) of each rod (1) on different Sides of this rod are located and each groove (3) is a mirror image of the one with it the same height is the transverse groove of the other rod.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that each Groove by dividing the rod (1) and reconnecting the two parts at a distance from each other by means of a thin band attached to one side of the rod is formed.