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Die
Erfindung betrifft einen Dehnungsmesser mit einer verbesserten Biegeanordnung,
der eine Lüngenänderung
mißt.
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Dehnungsmesser
werden allgemein dazu verwendet, die Dehnung in einem Prüfstück oder Probestab
zu messen. Im Stand der Technik sind zahlreiche Arten von Dehnungsmessern
entwickelt worden. Ein üblicher
Dehnungsmesser weist zwei Arme auf, wobei erste Enden der Arme mit
Oberflächen
des zu untersuchenden Prüfstücks in Berührung stehen.
An den dem Prüfstück gegenüberliegenden
Enden sind die Arme mit einer Biegeanordnung, die eine erste Biegeplatte
oder ein erstes Biegeelement und eine zweite Biegeplatte bzw. ein
zweites Biegeelement aufweist, miteinander verbunden. Die Biegeplatten
sind derart miteinander verbunden, daß sie eine Gelenkanordnung
bilden, wobei jede Biegeplatte im wesentlichen senkrecht zu der
anderen angeordnet ist. Bei einer Dehnung oder Stauchung des Prüfstücks bewegen
sich die Arme in einem Bogen, da die Arme an der Biegeanordnung
angelenkt sind.
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Obwohl
der zuvor beschrieben Dehnungsmesser für viele Anwendungen geeignet
ist, kann er nicht leicht an die Verwendung zusammen mit Verschiebungssensoren
wie beispielsweise einem LVDT (Linear variable differential transformer;
Linear-Variabler Differenzialumformer) Sensor angepaßt werden.
Bekanntlich weist der LVDT-Sensor typischerweise eine Innenstangenanordnung
auf, die sich in Längsrichtung
durch eine öffnung
eines Außengehäuses verschiebt.
Da die Arme des oben beschriebenen Dehnungsmessers eine Bewegung
in Bogenform ausführen,
kann der LVDT-Sensor nicht an dem Dehnungs- messer befestigt werden, da die Innenstangenanordnung
eine Umfagswand der Öffnung oder
Bauteile, die sich in dem Außengehäuse befinden,
berührt.
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EP 100 429 A2 offenbart
einen Messwertaufnehmer mit einem Rahmen als Träger für eine erste Messreferenz und
einem relativ zum Rahmen beweglichen Element für eine zweite Messreferenz.
Im Messwertaufnehmer ist ein quer zur Bewegungsrichtung des Trägers gerichtetes
Magnetfeld mit wenigstens einem Luftspalt vorgesehen. In diesem
ist quer zum Magnetfeld ein Träger
angeordnet und weiter zwei Feldplattenpaare mit je zwei in Bewegungsrichtung
des Trägers
im Abstand angeordneten Feldplatten. Es sind weiter Mittel vorgesehen,
mit denen bei einer Bewegung des Trägers die Durchdringung der Feldplattenpaare
durch das Magnetfeld veränderbar ist.
Die Ausgänge
der Feldplatten sind zu einer Brücke
verschaltet, in der in einer Diagonale eine Messwertanzeige geschaltet
ist, während
an der anderen Diagonale eine Gleichstromspeisespannung anliegt.
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US 2 917 920 offenbart eine
Vorrichtung zum Prüfen
von Probestücken
eines Materials, die starre und bewegliche Spannvorrichtungen zum
in Eingriff bringen der gegenüberliegenden
Enden des Probestücks
aufweist. Die Vorrichtung umfasst flexible Arme mit inneren Enden
um das Probestück
zu berühren
und angrenzend an den Enden einer Messlänge des Probestücks, Mittel
zum Stützen
der flexiblen Arme angrenzend an deren äußeren Enden. Eine Einrichtung
verschiebt die Stütze
und somit die äußeren Enden
der Arme längs
zu dem Probestück,
wodurch die flexiblen Arme gespannt werden und zum Biegen veranlasst
werden.
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EP 0 273 666 A2 offenbart
einen einfachen Dehnungsmesser, der eine Istwert-Fernerfassung unter
extremen Testbedingungen, wie zum Beispiel erhöhten Temperaturen, ermöglicht.
Die Vorrichtung weist zwei Ausfahrarme auf, die so angeordnet sind, dass
es keinen Kontakt zwischen den beiden Verbindungen gibt, die das
Probestück
mit einem Dehnungsmessgerät
verbinden.
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US 3 789 508 offenbart ein
Dehnungsmessgerät
zum Messen und Überwachen
von Spannung bei Zugversuchen. Der Dehnungsmesser weist ein Paar
Arme auf, die miteinander durch ein flexibles Element verbunden
sind. Die Arme sind gekoppelt, um sich mit dem Probestück zu bewegen,
wenn das Probestück
gedehnt wird. Dadurch verursachen sie eine Dehnung im flexiblen
Element, das die Arme stützt.
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Ein
Dehnungsmesser gemäß der Erfindung mißt die Verformung
eines Prüfstücks bzw.
Probestabs, das bzw. der einem Zug-, Druck- oder Dauerversuch unterzogen
wird. Der Dehnungsmesser weist zwei Elemente auf, die vorzugsweise
mit zumindest zwei voneinander beabstandeten flexiblen Platten miteinander
verbunden sind. Die Elemente sind miteinander gekoppelt, um sich
mit dem Prüfstück zu bewegen;
wenn das Prüfstück den vorstehend
genannten Versuchen unterzogen wird. Eine Meßvorrichtung mißt eine Änderung
des Abstands der Elemente relativ zueinander, um die Dehnung oder
Stauchung des Prüfstücks oder
Probestabs zu messen.
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In
einem ersten Ausführungsbeispiel
weist der Dehnungsmesser ein Tragelement auf, das durch unabhängige Biegeanordnungen
mit jedem der Elemente verbunden ist. Jede Biegeanordnung weist zwei
voneinander beabstandete flexible Platten auf. Wenn sich ein Abstand
zwischen den Elementen infolge der Dehnung oder Stauchung des Prüfstücks ändert, bewegen
sich die Elemente voneinander weg oder zueinander hin. Gleichzeitig
bewegt sich das Tragelement entweder zu dem Prüfstück hin oder von diesem weg,
abhängig
davon, ob das Prüfstück gedehnt
oder gestaucht wird. Die flexiblen Platten wirken im wesentlichen
als mechanische Verbindungen, um es zu ermöglichen, daß sich die Berührungspunkte
der Elemente in einer Ebene verschieben. Da sich die Berührungspunkte
in der gleichen Ebene bewegen, verbleiben die Elemente zueinander
ausgerichtet. Ein LVDT-Sensor ist an jedem der Elemente befestigt,
um die Abstandsänderung
zwischen diesen zu messen.
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Die
Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft veranschanlicht und
nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
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2 ist
eine Draufsicht auf das erste Ausführungsbeispiel von oben;
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3 ist
ein Seitenaufriß des
ersten Ausführungsbeispiels,
wobei Teile weggebrochen sind;
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4 ist
ein Aufriß des
ersten Ausführungsbeispiels
von vorne;
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5 ist
ein Aufriß eines
zweiten Ausführungsbeispiels
der Erfindung von der Seite;
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6 ist
ein Aufriß des
zweiten Ausführungsbeispiels
von der gegenüberliegenden
Seite;
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7 ist
eine Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung
von oben;
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8 ist
ein Seitenaufriß des
dritten Ausführungsbeispiels,
wobei Teile weggebrochen sind;
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9 ist
eine Draufsicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung
von oben;
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10 ist
ein Seitenaufriß des
vierten Ausführungsbeispiels;
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11 ist
eine Draufsicht auf ein fünftes Ausführungsbeispiel
der Erfindung von oben;
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12 ist
ein Seitenaufriß des
fünften
Ausführungsbeispiels;
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13 ist
ein Schnitt längs
der Linie 13-13 in 12, wobei Teile weggebrochen
sind;
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14 ist
ein Seitenaufriß eines
sechsten Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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15 ist
eine Draufsicht auf ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
von oben;
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16 ist
ein Seitenaufriß des
siebten Ausführungsbeispiels;
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17 ist
ein Seitenaufriß eines
achten Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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18 ist
eine Draufsicht des achten Ausführungsbeispiels
der Erfindung von oben und
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19 ist
ein Seitenaufriß des
achten Ausführungsbeispiels
in einem entspannten Zustand.
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Ein
ersten Ausführungsbeispiel
eines Dehnungsmessers ist in 1 mit 10 bezeichnet.
Der Dehnungsmesser 10 weist einen oberen starren Arm 12 und
einen unteren starren Arm 14, im Folgenden als obere Armanordnung 12 und
untere Armanordnung 14 bezeichnet auf, die durch eine Biegemechanismus 16 miteinander
verbunden sind. Wie in den Figuren dargestellt, weist der Biegemechanismus 16 ein
Tragelement 18 mit zwei unabhängigen Biegeanordnungen 20 und 22 auf,
die das Tragelement 18 mit jeder der Armanordnungen 12 bzw. 14 verbinden.
Die Biegeanordnungen 20 und 22 ermöglichen
es, daß sich
die Armanordnungen 12 und 14 als Reaktion auf die
Stauchung oder Dehnung eines Prüfstück 24,
im Folgenden als Probestab 24 bezeichnet, bewegen. Genauer
gesagt, die Armanordnungen 12 und 14 weisen Enden 26 bzw. 28 auf,
die sich in Eingriff mit einer Oberfläche des Probestabs 24 befinden.
Eine Einrichtung 30, hier als LVDT-Sensor dargestellt,
liefert ein Signal an eine geeignete Anzeige oder eine Aufzeichnungsvorrichtung 32,
das die Änderung
des Abstands zwischen den Enden 26 und 28 repräsentiert.
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Wie
auch in 2 gezeigt, weist jede der Armanordnungen, 12 und 14 ein
Messerschneideblatt 40 bzw. 42 auf. Das Messerschneideblatt 40 ist
an der Armanordnung 12 mit einem Klemmblock 44 befestigt,
der mittels geeigneter Befestigungselemente 46 festgehalten
wird. Der Klemmblock 44 klemmt zudem eine kleine Drahtklammer 48 ein,
die dazu verwendet wird, den Dehnungsmesser an den Probestab 24 zu
befestigen. In gleicher Weise werden das Messerschneideblatt 42 und
eine Drahtklammer 52 mit einem Klemmblock 54 unter
Verwendung geeigneter Befestigungselemente an der Armanordnung 14 fixiert.
Die Messerschneideblätter 40 und 42 werden unter
Verwendung elastischer Elemente in Eingriff mit dem Probestab gehalten,
wobei die elastischen Elemente hier als Gummibänder 56 bzw. 58 dargestellt
sind, jedoch auch geeignete Spiralfedern sein können. Die elastischen Gummibänder 56 und 58 drücken die
Messerschneideblätter 40 und 42 gegen
den Probestab 24. Die Armanordnungen 12 und 14 sind
auf diese Art und Weise derart an den Probestab 24 befestigt,
daß, wenn
der Probestab 24 einer Last ausgesetzt ist, die Armanordnungen 12 und 14 mit
Abschnitten des Probestabs 24 entweder zueinander hin oder
voneinander weg bewegt werden.
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Wie
auch aus 3 ersichtlich, weist die obere
Armanordnung 12 einen Abschnitt 60 auf, an dem
das Messerschneideblatt 40 an dem Ende 26 befestigt
ist, wie zuvor beschrieben. Die obere Armanordnung 12 weit
desweiteren ein Bauteil 62 (1) auf,
das im großen
und ganzen senkrecht zu dem ersten Abschnitt 60 verläuft. Vorzugsweise
sind der Abschnitt 60 und das Bauteil 62 aus einem
einteiligen Stück
gebildet, sie können
jedoch auch aus separaten Stücken
gebildet sein, die auf geeignete Art und Weise miteinander verbunden
sind.
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Wie
zuvor ausgeführt,
verbindet die Biegeanordnung 20 die obere Armanordnung 12 mit
dem Tragelement 18. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
weist die Biegeanordnung 20 zwei voneinander beabstandete
flexible Platten 64 und 66 auf. Die flexiblen
Platten 64 und 66 sind mit der oberen Armanordnung 12 an
einem von dem Messerschneideblatt 40 entfernten Ende 67 verbunden.
Wie gezeigt, sind die flexiblen Platten 64 und 66 mit
Klemmblöcken 68 und 70 sowie
geeigneten Befestigungselementen an einer oberen Oberfläche 72 auf
dem Abschnitt 60 und einer Endfläche 74 des Abschnitts 62 befestigt.
Die flexiblen Platten 64 und 66 sind mit gegenüberliegenden
Endflächen 18A und 18B des
Tragelements 18 verbunden, wobei ebenfalls geeignete Klemmblöcke verwendet
werden, von denen einer in 1 mit 78 bezeichnet
ist. Das Tragelement 18 ist ein massiver Block mit einer
Ausnehmung 76 zur Reduzierung der Masse.
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Die
untere Armanordnung 14 gleicht der oberen Armanordnung 12,
wobei sie einen Basisabschnitt 80 zum Befestigen des Messerschneideblatts 42 aufweist.
Ein Bauteil 82 erstreckt sich zu der oberen Armanordnung 12.
Voneinander beabstandete flexible Platten 84 und 86 sind
mit der unteren Armanordnung 14 unter Verwendung von Klemmblöcken 88 und 90 sowie
geeigneten Befestigungselementen verbunden, wie zuvor unter Bezug
auf die obere Armanordnung 12 beschrieben. In gleicher
Weise. sind entfernte Enden. der flexiblen Platten 84 und 86 mit dem
Tragelement 18 an Endflächen 18A und 18B mittels
geeigneter Klemmblöcke 94 und 96 verbunden.
Es ist zu beachten, daß die
untere Armanordnung 14 eine Ausnehmung oder Kerbe 100 ausreichender
Tiefe aufweist um es zu ermöglichen,
daß der
Klemmblock 68 und das Bauteil 62 der oberen Armanordnung 12 berührungslos
vorbeilaufen können. In
gleicher Weise weist die obere Armanordnung 12 eine Ausnehmung
oder Kerbe 102 auf die es erlaubt, daß der Klemmblock 88 und
Bauteil 82 der unteren Armanordnung 14 sich berührungslos
nahe der oberen Armanordnung 12 vorbeibewegen können. Die flexiblen
Platten 64 und 66 sind von den trennt, der in 2 mit 103 bezeichnet
ist.
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Wenn
bei der Anwendung der Probestab 24 beispielsweise einer
Last ausgesetzt ist, die bewirkt, daß sich Abschnitte des Probestabs,
die sich mit den Messerschneideblättern 40 und 42 in
Eingriff befinden, voneinander wegbewegen, wie durch den. Doppelpfeil 106 angezeigt,
bewegt sich die obere Armanordnung 12 in der durch den
Pfeil 108 angezeigten Richtung, während die untere Armanordnung 14 sich in
der Richtung bewegt, die durch den Pfeil 110 angezeigt
ist. Insbesondere ermöglichen
es die Biegeanordnungen 20 und 22, die mit jeder
Armanordnung 12 und 14 verbunden sind, daß sich die
Armanordnungen 12 und 14 voneinander weg bewegen,
während die
Enden der Messerschneideblätter 40 und 42 im großen und
ganzen in einer Ebene 120 gehalten werden. In anderen Worten,
da die Armanordnungen 12 und 14 durch die parallelen
flexiblen Platten 64, 66, 84 und 86,
die im wesentlichen als mechanische Verbindung wirken, mit dem Tragelement 18 verbunden sind,
bewirkt die Bewegung der Armanordnungen 12 und 14 voneinander
weg, daß sich
das Tragelement 18 in Richtung des Pfeils 122 zu
dem Probestab hin bewegt. Anders als bei bekannten Dehnungsmessern,
die Armanordnungen aufweisen, welche um einen gemeinsamen Anlenkpunkt
schwenken und sich somit in Richtung eines Bogens bewegen, weist
der Dehnungsmesser 10 Armanordnungen 12 und 14 auf,
die Bezugsebenen aufweisen, die zu jeder Zeit parallel zueinander
sind.
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Das
Parallelhalten der Armanordnungen 12 und 14 zueinander
während
der Verschiebung zueinander hin oder voneinander weg ist notwendig,
wenn ein Hochpräzisionssensor
wie der LVDT-Sensor als Einrichtung 30 effektiv verwendet
werden soll. Wie gezeigt, weist der LVDT-Sensor eine Innenstangenanordnung 126 auf,
die sich relativ zu einem Außengehäuse 128 verschiebt.
Die Innenstangenanordnung 126 ist an der unteren Armanordnung 14 unter
Verwendung eines mit 130 bezeichneten Querstifts verstiftet.
Das Außengehäuse 128 ist
an der oberen Armanordnung 12 befestigt, um sich mit dieser
zu bewegen. Vorzugsweise befindet sich das Außengehäuse 128 in einer Ausnehmung 132 der
oberen Armanordnung 12. Ein Klemmechanismus 134 ist
in der oberen Armanordnung 12 ausgebildet mit einem Schlitz 136,
der von einem Rand des Abschnitts 60 zu der Ausnehmung 132 und
bis zu dieser hin verläuft.
Eine geeignete Schraube 140, die durch einen Abschnitt 142 verläuft und
in einen Abschnitt 144 eingeschraubt ist, sichert die obere
Armanordnung 12 an dem Außengehäuse 128. Da der Querstift 130 zudem
leicht entfernt werden kann, kann der Sensor 30 bei Bedarf
ersetzt werden, abhängig
von der Auflösung
oder der erforderlichen Weglänge.
Wie zuvor dargelegt, ermöglichen
die Biegeanordnungen 20 und 22 eine parallele
Bewegung der Armanordnungen 12 und 14 voneinander
weg und zueinander hin ohne Bogen. Da sich die Armanordnungen 12 und 14 nicht
auf einer Kurvenbahn bewegen, bleiben die Innenstangenanordnung 126 und
das Außengehäuse 128 zueinander
ausgerichtet.
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In
den 3 und 4 ist ein Maximalweganschlagmechanismus 150 dargestellt,
der eine Verschiebung der Armanordnungen 12 und 14 zueinander
hin oder voneinander weg begrenzt. Wie gezeigt, weist der Maximalweganschlagmechanismus 150 ein
Anschlagelement 152 auf, das von der unteren Armanordnung 14 vorsteht,
wobei es an dieser mit einem geeigneten Befestigungselement befestigt
ist. Das Anschlagelement 152 weist einen vorstehenden Abschnitt 154 auf,
der sich in eine Mittelöffnung 156 erstreckt,
die durch ein U-förmiges Element 158 gebildet
ist. Das U-förmige
Element 158 ist mit geeigneten Befestigungsmitteln 159 an
der oberen Armanordnung 12 befestigt.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel
eines Dehnungsmessers 180 ist in den 5 und 6 gezeigt.
Der Dehnungsmesser 180 gleicht dem oben beschriebenen Dehnungsmesser 10 mit
zwei Seite an Seite angeordneten Biegeanordnungen wie den Biegeanordnungen 20 und 22.
In diesem Ausführungsbeispiel
weist jede Biegeanordnung jedoch drei voneinander beabstandete flexible
Platten auf. In 5 ist eine der Biegeanordnungen
bei 182 dargestellt. Die Biegeanordnung 182 verbindet
eine untere Armanordnung 184 mit einem Tragelement 186.
Das Tragelement 186 weist zwei Blöcke 188 und 190 auf. Die
flexiblen Platten 192 und 194 entsprechen denjenigen
des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels.
Eine dritte flexible Platte 196 ist zwischen den Blöcken 188 und 190 sowie
an der unteren Armanordnung 184 zwischen Blockabschnitten 198 und 200 befestigt.
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Wie
in 6 dargestellt, weist eine obere Armanordnung 202 ebenfalls
zwei Blockabschnitte 204 und 206 auf. Drei voneinander
beabstandete flexible Platten 208, 210 und 212 bilden
eine zweite Biegeanordnung 214 und verbinden die obere
Armanordnung 202 mit dem Tragelement 186. Die
mehrfachen flexiblen Platten ermöglichen
es, die Federkonstante der Biegeanordnungen 182 und 214 so
abzustimmen, daß eine
schwingende Verschiebung des Tragelements 186 keinen Einfluß auf die
Untersuchung des Probestabs hat. Falls dies gewünscht wird, können zusätzliche
flexible Platten jeder der Biegeanordnungen 182 und 214 hinzugefügt werden.
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Die 7 und 8 zeigen
ein drittes Ausführungsbeispiel
des Dehnungsmessers 240. Der Dehnungsmesser 240 gleicht
im wesentlichen dem in den 1 bis 5 dargestellten
Dehnungsmesser, wobei Seite an Seite an geordnete Biegeanordnungen 242 und 244 dazu
verwendet werden, Armanordnungen 246 bzw. 248 mit
einem Tragelement 250 zu verbinden. Der Dehnungsmesser 240 weist
Armverlängerungen 252 und 253 auf,
die mit den Armanordnungen 246 bzw. 248 verbunden
sind. Die Armverlängerungen 252 und 253 werden
dazu verwendet, einen Sensor 254, hier als ein LVDT-Sensor
dargestellt, von den Enden 256 und 258 und somit
von einem Probestab (nicht gezeigt) entfernt anzubringen. Auf diese
Art und Weise ist der Sensor 254 von dem Probestab entfernt
angeordnet, so daß Wärme oder Kälte, mit
der der Probestab üblicherweise
beaufschlagt wird, den Sensor 254 nicht beschädigt.
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Wie
gezeigt, ist die Armverlängerung 252 an einem
ersten Abschnitt 260 der oberen Armanordnung 246 angebracht,
wobei ein erster Abschnitt 262 im großen und ganzen senkrecht hierzu
verläuft.
Ein zweiter Abschnitt 264 erstreckt sich über die
Biegeanordnungen 242 und 244. An einem den Abschnitt 262 gegenüberliegenden
Ende ist der Sensor 254 angebracht. Die untere Armverlängerung 253 gleicht der
oberen Armverlängerung 252 und
ist an einem Abschnitt 263 der unteren Armanordnung 248 befestigt.
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Die 9 und 10 zeigen
ein viertes Ausführungsbeispiel
eines Dehnungsmessers 270. Wie gezeigt, weist der Dehnungsmesser 270 zwei
in Stapelform übereinander
angeordnete Biegeanordnungen 272 und 274 anstatt
zweier Seite an Seite angeordneter paralleler Biegeanordnungen auf,
wie zuvor beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel weist eine obere
Armanordnung 276 einen nach oben stehenden Abschnitt 278 auf,
der sich von einem Abschnitt 280 aus von einer unteren
Armanordnung 282 weg erstreckt. In gleicher Weise weist
die untere Armanordnung 282 einen Abschnitt 284 auf, der
sich von einem Abschnitt 286 aus von der oberen Armanordnung 276 weg
erstreckt.
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Ein
Tragelement 290 ist aus Blöcken 292, 294 und 296 gebildet.
Flexible Platten 300 und 302, die an gegenüberliegenden
Seiten des Blocks 292 angebracht sind, verbinden die obere
Armanordnung 276 mit dem Tragelement 290. In gleicher Weise
verbinden flexible Platten 304 und 306, die an
gegenüberliegenden
Seiten des Blocks 296 angebracht sind, die untere Armanordnung 282 mit
dem Tragelement 290. Klemmblöcke 310, 312, 314, 316, 318 und 320 klemmen
die flexiblen Platten an entsprechende Armanordnungen 276 und 282 sowie
Blöcke 292 und 296.
Wie gezeigt, weisen Befestigungselemente 322 und 324 eine
ausreichende Länge
auf, um sich durch die Klemmblöcke 310 bzw. 312 und
die Blöcke 292 und 296 zu
erstrecken, um mit dem Mittelblock 294 in Eingriff zu gelangen.
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Die 11, 12 und 13 zeigen
ein anderes Ausführungsbeispiel
eines ehnungsmessers 350. In diesem Ausführungsbeispiel
sind Biegeanordnungen 352 und 354 ineinander verschachtelt, wobei
die äußere Biegeanordnung 352 mit
einer unteren Armanordnung 356 verbunden ist und die innere
Biegeanordnung 354 mit einer oberen Armanordnung 358 verbunden
ist.
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Die
untere Armanordnung 356 weist einen Abschnitt 360 auf,
an dem bei 361 ein Messerschneideblatt angebracht ist.
Wie in 13 gezeigt, ist ein zweiter
Abschnitt 362 an dem Abschnitt 360 befestigt und
verläuft
oberhalb und unterhalb des Abschnitts 360. Flexible Platten 364 und 366 der äußeren Biegeanordnung 352 verbinden
den Abschnitt 362 mit einem mit 368 bezeichneten
Tragelement.
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Die
obere Armanordnung 358 weist einen Abschnitt 370 auf,
an dem an einem Ende 374 ein Messerschneideblatt 372 befestigt
ist. An einem dem Messerschneideblatt 372 gegenüberliegenden
Ende verläuft
der Abschnitt 370 durch einen Schlitz oder eine Ausnehmung 376,
die in dem Abschnitt 362 ausgebildet ist, und ist mit einem
nach unten verlaufenden Abschnitt 378 verbunden. Flexible
Platten 380 und 382 verbinden die obere Armanordnung 358 mit dem
Tragelement 368.
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Wie
gezeigt, ist das Tragelement 368 aus Blöcken 384, 386 und 388 gebildet.
Befestigungselemente 390 und 392 weisen eine ausreichende
Länge auf,
um durch geeignete Klemmblöcke 395 bzw. 397 und
Blöcke 384 bzw. 388 hindurch
zu verlaufen, um mit dem Mittelblock 386 in Eingriff zu
gelangen.
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Wie
gezeigt, sind die flexiblen Platten 364 und 366 breiter
als die flexiblen Platten 380 und 382; wenn dies
gewünscht
wird, können
die flexiblen Platten jedoch auch die gleiche Breite aufweisen.
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Obwohl
die vorstehenden Ausführungsbeispiele
mit einem Sensor dargestellt sind, der ein LVDT-Sensor ist, können andere
Arten von Sensoren ebenfalls verwendet werden. In 14 ist
ein kapazitiver Sensor 400 zwischen einer oberen Armanordnung 402 und
einer unteren Armanordnung 404 vorgesehen. Der kapazitive
Sensor 400 weist einen ersten Träger 406, der mit der
oberen Armanordnung 402 verbunden ist, und einen zweiten
Träger 408,
der mit der unteren Armanordnung 404 verbunden ist, auf.
Jeder Träger
weist kapazitive Platten 410 bzw. 412 auf. Die
Kapazität
des kapazitiven Sensors 400 ändert sich in Abhängigkeit
von dem Überlappen
der kapazitiven Platten 410 und 412. Andere Formen
kapazitiver Sensoren, beispielsweise kapazitive Sensoren mit variablem
Spalt, können
ebenfalls verwendet werden.
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Die 15 und 16 zeigen
einen anderen Typ eines Sensors, der zum Messen der Änderung
des Abstands zwischen einer oberen Armanordnung 420 und
einer unteren Armanordnung 422 verwendet werden kann. Die
obere Armanordnung 420 und die untere Armanordnung 422 sind
durch nebeneinanderliegende Biegeanordnungen 426 und 428, die
dem in den 1 bis 5 dargestellten
Ausführungsbeispiel ähnlich sind,
mit einem Tragelement 424 verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel
sind geeignete Dehnmeßstreifen 430 auf
den flexiblen Platten 432 und 434 der Biegeanordnung 428 angebracht.
Die Dehnmeßstreifen 430 sind
in bekannter Weise elektrisch miteinander verbunden, um ein Signal
bereitzustellen, das eine Änderung
des Abstands zwischen der unteren Armanordnung 422 und
dem Tragelement 424 repräsentiert. In gleicher Weise sind
Dehnmeßstreifen 436 an
beiden flexiblen Platten der Biegeanordnung 426 angebracht.
Die Dehnmeßstreifen 436 stellen
ein Signal bereit, das eine Änderung
des Abstands zwischen der oberen Armanordnung 420 und dem
Tragelement 424 repräsentiert.
Durch Kombinieren der Signale der Dehnmeßstreifen 430 und 436 kann
eine Änderung
des Abstands zwischen den Armanordnungen 420 und 422 bestimmt
werden.
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Die 17 und 18 zeigen
eine andere Ausführungsform
eines Dehnungsmessers 460. Der Dehnungsmesser 460 weist
ein Element oder einen Arm 462 auf. Der Arm 462 weist
einen ersten Abschnitt 464 und einen zweiten Abschnitt 465 auf,
der im wesentlichen senkrecht zu dem ersten Abschnitt 464 ist.
Voneinander beabstandete flexible Platten 466 und 468.
verbinden den Arm 462 mit einem Element 470. Wie
gezeigt, ist die flexible Platte 466 zwischen einem Block 472 und
dem Abschnitt 465 befestigt, während die flexible Platte 468 zwischen
einem Klemmblock 474 und dem Block 472 befestigt ist.
Befestigungselemente 476 halten den Block 472 an
dem Arm 462 und den Klemmblock 474 an dem Block 472,
wobei die flexiblen Platten 466 und 468 wie gezeigt
festgehalten werden.
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Das
Element 470 weist einen Klemmblock 480, einen
Mittel- oder Zwischenblock 482 und einen End- oder zweiten
Block 484 auf. Ein Befestigungselement 486 hält die Blöcke zusammen,
wobei Enden der flexiblen Platten 466 und 468 zwischen
dem Klemmblock 480 und dem Mittelblock 482 bzw.
dem Mittelblock 482 und dem Endblock 484 festgehalten werden.
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Der
Dehnungsmesser 460 ist besonders gut geeignet für Dauerversuche,
wobei Halteblöcke 490 und 492 an
einer Oberfläche 494 eines
Prüfstücks 496 befestigt
werden. Jeder der Halterblöcke 490 und 492 weist
ein Ende auf, das dazu geeignet ist, mit dem Arm 462 und
dem Element 470 in Eingriff zu gelangen. Wie gezeigt, sind
sowohl der Arm 462 als auch der Endblock 484 mit
Kerben 500 bzw. 502 versehen. Bei seiner Verwendung
wird der Dehnungsmesser 460 zwischen den Halteblöcken 490 und 492 infolge
einer Federkraft gehalten, die von den flexiblen Platten 466 und 468 erzeugt
wird, wenn das Element 470 zu dem Arm 460 hin
verschoben wird. Wenn das Prüfstück 496 belastet
wird, bewegen sich die Halteblöcke 490 und 492 relativ
zueinander. Das Element 470 bewegt sich relativ zu dem
Arm 460, wobei entsprechende Bezugsebenen, beispielsweise eine
obere Oberfläche 481 des
Elements 470 und eine obere Oberfläche 461 des Armes 460,
parallel bleiben.
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Falls
dies gewünscht
wird, kann die Federkraft dadurch erhöht werden, daß die flexiblen
Platten 466 und 468 so ausgebildet werden, daß sie in
einem entspannten Zustand des Elements 470 weiter von dem
Ende des Arms 460 entfernt angeordnet sind, wie in 19 dargestellt.
Um die Konfiguration nach 19 zu
erzielen, können
die flachen flexiblen Platten 466 und 468 in eine
geeignete Spannvorrichtung (nicht gezeigt) eingesetzt und mit einer
geeigneten Kraft belastet werden. Wenn dann eine ausreichende Wärmemenge
zugeführt
wird, biegen sich die Platten 466 und 468 in dem
gewünschten
Winkel.
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Ein
geeigneter Sensor 510 ist dazu vorgesehen, die Änderung
des Abstands zwischen dem Arm 462 und dem Element 470 zu
messen. Wie gezeigt, ist der Sensor 510 ein LVDT-Sensor
mit einer Stangenanordnung 512, die an einem Haltearm 514 befestigt
ist, der wiederum mit dem Element 470 verbunden ist. Ein äußeres Gehäuse 516 des
Sensors 510 ist unter Verwendung einer Schlitz-Öffnungs-Klemmvorrichtung
an dem Arm 462 befestigt, wie mit 520 in 18 bezeichnet.
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Es
versteht sich, daß andere
Sensorformen zum Messen einer Änderung
des Abstands zwischen dem Arm 462 und dem Element 470 verwendet
werden können.
Beispielsweise können
Dehnmeßstreifen
unter Verwendung bekannter Techniken auf den flexiblen Platten 466 und 468 angebracht
werden. Es versteht sich zudem, daß Messerschneideblätter in geeigneter
Weise mit den Armen 462 und dem Element 470 verbunden
werden können,
falls dies erwünscht
ist. In gleicher Weise können
die flexiblen Platten der Dehnungsmesser gemäß den 1 bis 16 so
ausgebildet sein, daß eine
geeignete Federkraft zwischen der oberen Armanordnung und dem Tragelement
und der unteren Armanordnung und dem Tragelement vorhanden ist,
wenn die Armanordnungen zueinander hin geschoben oder voneinander
weg gezogen werden.