DE2810782A1

DE2810782A1 - Messeinrichtung fuer elastische verformungen

Info

Publication number: DE2810782A1
Application number: DE19782810782
Authority: DE
Inventors: Karl Theodor Dr Ing Renius
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1978-03-13
Filing date: 1978-03-13
Publication date: 1979-09-20

Description

Meßeinrichtung für elastische Verformungen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßeinrichtung für elastische Verformungen in einem Bauteil insbesondere eines Ackerschleppers beim Betrieb eines Arbeitsgerätes infolge von Zug- und/oder Druckkräften, wobei die elastischen Verformungen zur Ermittlung einer Meßgröße auf ein elektrisches Widerstandselement, ein induktives, ein kapazitives oder sonstiges bekanntes Element einwirken, das mit einem Verstärker zur Erzeugung von Regelimpulsen für die Kraftheberanlage des Schleppers in Verbindung steht.
Es ist aus der Dm-AS 1 183 295 eine geregelte Kraftheberanlage für einen Ackerschlepper bekanntgeworden, wobei eine Dreipunktgeräteanbauvorrichtung für die anzuschließenden Arbeitsgeräte vorgesehen ist. Der Arbeitswiderstand wird dabei als Meßgr»ße benutzt, nach dessen Regelung eine vorbestimmte Arbeitstiefe des Gerätes bei einem Arbeitsvorgang eingehalten wird. Zur Ermittlung der jeweiligen Meßgrößen sind Dehnungsmeßstreifen vorgesehen, die in Bohrungen der Unterlenker befestigt sind. Ein erster Nachteil dieses Konzeptes besteht in der erheblichen Umgestaltung der Unterlenker, die als hochbeanspruchte Bauteile gelten, so daß die einfache Einbringung von Bohrungen in Flachstahlprofil aus Festigkeitsgründen nicht realisierbar ist. Die Dehnungsmeßstreifen müssen ferner einen festen Sitz auf dem Untergrund aufweisen, damit Fehlmessungen weitgehend vermieden werden. Es sind daher sorgfältig hergestellte Klebeverbindungen erforderlich, und man muß einen relativ hohen Aufwand treiben, um die Meßstellen und auch die Zuleitungen'gegenüber den Beanspruchungen des rauhen landwirtschaftlichen Einsatzes zu schützen. Daher sind bereits die Arbeitsvorgänge zur Installierung der Dehnungsmeßstreifen aufwendig und kostspielig. Das Gleiche gilt auch im Falle einer Reparatur - vor allem dann, wenn im Austausch von schadhaften Dehnungsmeßstreifen die Klebeverbindungen erneuert werden müssen. Erschwerend kommt ferner hinzu, daß zur Reparatur das die Dehnungsmeßstreifen tragende Bauteil ausgebaut werden muß, um die erforderlichen Arbeiten durchführen zu können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die elektrischen Elemente der eingangs umrissenen Art zur Ermittlung der elastischen Verformungen eines Bauteils unter Verwendung möglichst einfacher Mittel in der Weise zu verbessern, daß die Montage bzw. der Reparaturaustausch der einzelnen Elemente leicht durchführbar ist, und die tragenden Bauteile, an die die Elemente angebracht werden, nicht wesentlich verändert oder geschwächt werden müssen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das elektrische Element mit Abstand vom Bauteil an einem Tragkörper angeordnet ist, der aus einem elastisch verformbaren Werkstoff besteht und durch zwei an diesem mit Abstand voneinander angreifenden Spannmitteln leicht lösbar am Bauteil befestigt ist.
Die Bauart der angeschraubten Elemente hat ferner den nützlichen Effekt, daß bei auf Biegung beanspruchten Bauteilen durch den vergrößerten Abstand des elektrischen Elements von der neutralen Faser des Bauteils die Empfindlichkeit der Meßeinrichtung noch gesteigert wird.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Tragkörper durch zwei seitliche Stützen sowie einen diese verbindenden Steg brückenförmig ausgebildet sowie mittels die Stützen durchsetzende Schrauben auf dem Bauteil befestigt, wobei der Steg des Tragkörpers als elektrisches Element einen oder mehrere Dehnungsmeßstreifen trägt. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der bzw. die Dehnungsmeßstreifen mit einem Schutz gegen mechanische Beschädigung sowie gegen Witterungseinflüsse ausgestattet sind. -Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist am Tragkörper im wesentlichen vertikal eine Zunge so befestigt, daß diese bei Einwirkung von Zug- bzw. Druckkräften auf den Tragkörper aus einer Mittellage in der einen bzw. anderen Richtung verschwenkbar ist, und wobei beiderseits der Zunge je ein induktiv oder kapazitiv wirkendes Element mit spaltförmigem Abstand ortsfest angeordnet ist. Dabei ist die Zunge zweckdienlich durch Ausnehmungen im Tragkörper einstückig mit diesem ausgebildet.
Weitere Eigenschaft&n, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können der Beschreibung der Zeichnungen, die zwei Ausführungsbeispicle der-Erfindung darstellen, entnommen werden. Es zeigt: Abb. leinen Längsschnitt durch ein Bauteil mit einer darauf befestigten Meßeinrichtung gemäß der Erfindung, Abb. 2-eine am Achsrohr eines Schleppers angeordnete Meßeinrichtung gemäß der Erfindung, Abb. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel.
Die Abb. 1 zeigt im Schnitt ein tragendes Bauteil eines Ackerschleppers, z.B. ein Achsrohr 1. An der Außenseite des Achsrohres 1 ist ein brückenförmiger Tragkörper 2 mittels zweier Schrauben 3 und 4 befestigt. Der Tragkörper 2 weist zwei seitliche Stützteile Spund 6 sowie einen diese miteinander verbindenden Steg 7 auf.
Der Tragkörper ist-zweckmaßig einstückig aus einem elastisch gut verforrnbaren Werk-stoff hergestellt. Auf dem Steg 7 sind gegenüberliegend zwei Dehnungsmeßstreifen 8 und 9 oder auch mehr befestigt.
Die elektrischen Anschlüsse der Dehnungsmeßstreifen 8 und 9 sind in der Zeichnung- der Einfachheit halber nicht dargestellt. Zum Schutz der beiden Dehnungsmeßstreifen 8 und 9 gegen mechanische Beschädigung sowie gegen Witterungseinflüsse ist ein Schutz 10 vorgesehen. Dies kann beispielsweise eine Umkleidung aus einem geeigneten Kunststoff sein.-Die-Abb, 2 zeigt das rückwärtige Ende eines Ackerschleppers mit dem an der rechten Seite am Schlepperrumpf 12 anschließenden Achsrohr 1-und einem daran sitzenden Treibrad 13. Am Achsrohr 1 ist der Tragkörper 2 gemäß Abb. 1 in der dargestellten Weise angeordnet.
Beim Betrleb des Schleppers gemäß Abb. 2 wird in Richtung des Pfeiles 14 die Triebkraft am Reifen wirksam, während sich in Richtung des Pfeile 15 die ugkraft des Schleppers auswirkt. Dabei treten im Ach rohr 1 an der Befestigungsseite des Tragkörpers 2 insbesondere Zug spannungen auf, die ebenfalls im Steg 7 des Tragkörpers 2 sowie in den aufgeklebten Dehnungsmeßstreifen 8 und 9 durch änderung des elektrischen Widerstands zur Auswirkung kommen.
Dabei wird die Empfindlichkeit der Meßeinrichtung durch die am Tragkörper 2 mit Abstand vom Achsrohr 1 befestigten Dehnungsmeßstreifen 8 und 9 noch gesteigert, da dadurch der Abstand zur ncutralen Faser des Achsrohres 1 vergrößert wird. Die ermittelten und verstärkten Meßwerte werden der Regelvorrichtung der Kraftheberanlage zugeführt.
Die Abb. 3 zeigt ebenfalls im Schnitt ein Achsrohr 1, das einen mittels Schrauben 16 und i7 befestigten Tragkörper 18 aufweist.
Im Tragkörper, der im oberen Bereich im Schnitt dargestellt ist, ist durch mehrere Bohrungen 19 und Schlitze 20 eine Zunge 21 ausgebildet. Dabei ist die Anordnun^Jso getroffen, daß die Zunge 21 bei im Achsrohr 1 und damit auch im Tragkörper 18 auftretenden Zug- oder Druckkr'ften im bzw. entgegen dem Uhrzeigersinn verschenkt wird. Dabei tritt durch die Länge der Zunge 21 die zwischen den Befestigungsstelle im Tragkörper 18 auftretende Feindehnung am freien Ende der Zunge 21 verstärkt in Erscheinung. Im oberen Teil des Tragkörpers 18 ist beiderseits der Zunge 18 je ein induktives Element 22 und 23 angeordnet, die in nicht dargestellter Weise elektrisch über einen Verstärker mit der Kraftheberanlage des Schleppers verbunden sind. Bei Zug- bzw. Druckkräften im Achsrohr 1, die proportional dem Arbeitswiderstand des Schleppers sind, wird der Zungenweg durch die beiden Elemente 22 und 23 gemessen und der ermittelte Wert verstärkt als Meßgröße auf die Regelvorrichtung der Kraftheberanlago übertragen Auch bei dieser Meßeinrichtung ist ein Schutz 24 gegen mechanische Beschädigungen sowie gegen Witterungseinflüsse vorgesehen.

Claims

P a t e n t a n 5 p r ü c h e 1. Meßeinrichtung fr elastische Verformungen in einem Bauteil insbesondere eines Ackerschleppers beim Betrieb eines ArDeitsgerätes infolge von Zug - und/oder Druckkräften, wobei die elastischen Verformungen zur Ermittelung einer Meßgröße auf ein elektrisches \;!iderstandselement, ei n i induktives, kapazitives ~oder sonsLiges bekanntes Element einwirken, das mit einem Verstärker zur Erzeugung von Regelimpulsen für die Kraftheberanlage des Schleppers in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Element (8, 9 bzw. 21, 22) mit Abstand vom Bauteil (1) an einem-Tragkörper t2 bzw. 18) angeordnet ist, der aus einem elastisch v-erformbåren Werkstoff besteht und durch zwei an die-sem mit Abstand voneinander angreifenden Spannmitteln (3, 4 bzw. 16, 17) leicht lösbar am Bauteil (1) befestigt ist.
2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (2) durch zwei seitliche Stützen (5, 6) sowie einen diese verbindenden Steg (7) brückenförmig ausgebildet sowie mittels die Stützen (5, 6) durchsetzende Schrauben (3,bzw. 4) auf dem Bauteil (1) befestigt ist und daß der Steg (7) des Tragkörpers (2) als elektrisches Element elen oder mehrere Dehnungsmeßstreifen (8, 9)- trägt.
3. Meßeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und ?, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Dehnungsmeßstreifen (8, 9) mit einem Schutz; (lQ) gegen mechanische Beschädigung sowie gegen Witterungseinflüsse ausgestattet sind.
4. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Tragkörper (18) im wesentlichen vertikal eine Zunge (21) so befestigt ist, daß diese bei Einwirkung von Zug- bzw. Druckkräften auf den Tragkörper tut8) aus einer Mittellage in der einen bzw. anderen Richtung verschwenkbar ist und daß beiderseits der Zunge (21) je ein induktiv oder kapazitiv wirkendes Element (22, 23) mit spaltförmigem Abs-tand ortsfest angeordnet ist.
5. Meßeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (21) durch Ausnehmungen (19, 20) im Tragkörper (18) einstückig mit diesem ausgebildet ist.