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DE4025353A1 - Wedge-shaped or conical force measuring element - measures forces perpendicular to sensor surfaces during application and in steady state, e.g. for monitoring machine tools - Google Patents

Wedge-shaped or conical force measuring element - measures forces perpendicular to sensor surfaces during application and in steady state, e.g. for monitoring machine tools

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Publication number
DE4025353A1
DE4025353A1 DE19904025353 DE4025353A DE4025353A1 DE 4025353 A1 DE4025353 A1 DE 4025353A1 DE 19904025353 DE19904025353 DE 19904025353 DE 4025353 A DE4025353 A DE 4025353A DE 4025353 A1 DE4025353 A1 DE 4025353A1
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DE
Germany
Prior art keywords
wedge
cone
sensor according
force
shaped
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19904025353
Other languages
German (de)
Inventor
Hans-Conrad Dipl I Sonderegger
Reto Dipl Chem Calderara
Alfred Dr Wenger
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KK Holding AG
Original Assignee
Kristal Instrumente AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Kristal Instrumente AG filed Critical Kristal Instrumente AG
Publication of DE4025353A1 publication Critical patent/DE4025353A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

A wedge-shaped or conical force sensor enables force to be measured in the process of being applied as well as during the fixed state. The extension force (F) can be measured during the force (P) application process, e.g. up to the fracture point. The sensor has two wedge surfaces at an angle for measuring forces perpendicular to them resulting from the application of the force and, during the applied state, from force variations caused by external forces. USE/ADVANTAGE - For measuring forces perpendicular to sensor surfaces in monitoring of machine tools, robots, etc. with simple sensor application.

Description

In der Überwachung von Werkzeugmaschinen, Robotern, Transport-Einrichtungen wie auch in der Überwachung rotierender Maschinen und Motoren wird oft der Spannungszustand innerhalb gewisser kraftübertragender Teile gemessen. Die Messung von Massenkräften, Aktionskräften und Arbeitskräften kann oft nur innerhalb des geschlossenen Kräftekreislaufes der Maschinen durchgeführt werden. Dabei ergibt eine Kräftefluß-Analyse die Schwerpunkte, wo die Hauptkräfte durchgeleitet werden. An solchen Stellen kann die Überwachungssensorik eingebaut werden, ohne daß sich am Ablauf des Kräftediagrammes etwas ändert. Zudem ergibt sich ein minimaler Eingriff in die Maschine.In the supervision of machine tools, robots, Transportation facilities as well as in the monitoring rotating machinery and engines is often the state of tension measured within certain force transmitting parts. The measurement of mass forces, action forces and manpower Often only within the closed cycle of forces of the machines. This results a power flow analysis focuses on where the main forces be passed through. In such places, the monitoring sensor be installed without getting on the drain of the force diagram changes something. In addition, there is a minimal intervention in the machine.

Für die Kräfte, die sich an der Oberfläche auswirken, sind zu solchen Zwecken seit Jahren Dehnmeßstreifen (kurz DMS) verwendet worden. Für Dehnungen innerhalb von Wandungen sind Sensoren bekanntgeworden, die in Bohrungen eingebaut werden und welche radiale oder Längsdehnungen messen können.For the forces acting on the surface are too such purposes for years strain gauges (short DMS) used. For strains within walls are Sensors have become known, which are installed in holes and which can measure radial or longitudinal expansions.

Bei Sensoren für Radialdehnung wird Anpressung des Sensorkörpers an die Bohrungswand mittels gewindeverspannten Konen erreicht. Nach Lösen der Gewindeverspannung kann der Sensor wieder aus der Bohrung entfernt werden.In sensors for radial expansion is contact pressure of the sensor body to the bore wall by means of threaded cones reached. After loosening the thread tension, the sensor be removed from the hole again.

Bei Sensoren für Achsialdehnung wird eine bestimmte Länge der Bohrung mittels Gewinde unter Vorspannung gesetzt. Im Betrieb wird dann die Änderung der Vorspannkraft gemessen.In axial expansion sensors, a certain length of the Bore threaded under pretension. Operational then the change in the preload force is measured.

Diese gewindeverspannten Bohrungssensoren sind in vielen Anwendungsfällen zu groß, so daß sie beim Einbau störend wirken. Zudem können sie nicht in lange Bohrungen eingesetzt werden. These threaded bore sensors are in many Use cases too large, so that they interfere with the installation Act. In addition, they can not be used in long holes become.  

Gemäß der vorliegenden Erfindung sollen keilförmig gestaltete Sensoren so in geeignete Spalten eingebaut werden, daß sie selbsthemmend an der gewünschten Stelle verbleiben. Bei Keilwinkeln unter 5° können solche Aufnehmer direkt in die Meßspalte eingetrieben werden, ohne daß ein Gegenkeil angewendet wird.According to the present invention designed to be wedge-shaped Sensors are installed in appropriate columns that they self-locking at the desired location remain. at Wedge angles below 5 ° can be used directly in the transducer Meßspalte be driven without a counter wedge applied becomes.

Solche Keil-Aufnehmer messen die varierenden Querkräfte auf den Keilflanken. Vorteilhafterweise wird der Anschluß für die Meßleitung seitwärts angeordnet, um ein Eintreiben des Keil-Sensors einfach möglich zu machen.Such wedge transducers measure the varying lateral forces the wedge flanks. Advantageously, the connection for the Measuring line arranged sideways to a driving of the Wedge sensor easy to do.

Eine weitere interessante Anwendung der erfindungsgemäßen keil- bzw. konusförmigen Sensoren liegt in der Qualitätskontrolle. Dabei werden Prüfkörper durch einen Spaltvorgang teilweise bis zum Bruch gebracht.Another interesting application of the invention Wedge- or cone-shaped sensors is in quality control. In this case, test specimens are by a splitting process partially brought to breakage.

Die bei diesem Vorgang auftretenden Ausweit- bzw. Sprengkräfte können mit den erfindungsgemäßen Sensoren auf einfache Weise gemessen werden inklusive Festhalten des Bruchwertes.The expansion or explosive forces occurring during this process can with the sensors according to the invention in a simple manner to be measured including adherence to the fractional value.

Es ist auch denkbar, solche Sensoren zur Beobachtung wichtiger Fels- und Gesteinsformationen an der Erdoberfläche oder in Tunneln und Stollen oder Mauern wichtiger Bauwerke zu benützen.It is also conceivable to use such sensors for observation more important Rock and rock formations on the earth's surface or in Tunnels and tunnels or walls of important structures too use.

Zur Prüfung der Festigkeit von Felsformationen an gefährdeten Stellen könnte das Eintreiben keilförmiger Kraftmeßelemente wichtige Informationen ergeben. Ebenso könnte mit einem statisch messenden Keilsensor die zeitliche Veränderung der Spaltspannung in einer Fels- oder Mauerritze von Interesse sein.To test the strength of rock formations at risk Places could be the driving of wedge-shaped force measuring elements provide important information. Likewise, with a statically measuring wedge sensor the temporal change of the Gap voltage in a rock or wall crack of interest his.

In einer weiteren Ausführungsart kann z. B. nur die Eintreibkraft des keilförmigen Sensors von Interesse sein. Es ist aber auch denkbar, daß sowohl Keilkräfte wie auch Eintreibkräfte gleichzeitig interessant sind. Keilförmige Kraftmeßelemente eröffnen deshalb eine Reihe neuer Anwendungsmöglichkeiten. In another embodiment, z. B. only the driving force of the wedge-shaped sensor of interest. But it is also conceivable that both wedging forces as well as driving forces are interesting at the same time. Wedge-shaped force measuring elements therefore open up a whole range of new applications.  

Als Variante zum Flachkeil wird ein Rundkeil oder Konus-Sensor vorgeschlagen. Bei solchen Sensoren muß der Meßanschluß notgedrungen achsial vorgesehen werden.A variant of the flat wedge is a round wedge or cone sensor proposed. In such sensors, the measuring terminal necessarily be provided axially.

Als weitere Variante wird ein Flachkonus-Sensor vorgeschlagen, dem ein Hartmetall Aufweitekonus vorgeschaltet ist. Diese Kombination erlaubt es den Sensor an beliebiger Stelle vollständig satt anliegend einzupressen ohne eine tolerierte und ausgetriebene Bohrung zu benötigen. Der vorgeschaltete Aufweitekonus, der je nach Umgebungsmaterial geformt ist, glättet die Wandung, so daß einwandfreier Kontakt gewährleistet ist.As a further variant, a flat cone sensor is proposed, which is preceded by a carbide Aufweitekonus. These Combination allows the sensor anywhere completely sessile to squeeze without a tolerated and expelled drilled hole. The upstream one Expansion cone, which is shaped according to the surrounding material, smoothes the wall, so that perfect contact ensures is.

Der Gedanke der Erfindung ist anhand von 8 Figuren erklärt.The idea of the invention is explained with reference to 8 figures.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Keilsensor, Fig. 1 shows a V sensor of the invention,

Fig. 2 zeigt Einbau-Anordnung mit Gegenkeil, Fig. 2 shows mounting assembly with mating wedge,

Fig. 3 zeigt Keilsensor mit kleinem Keilwinkel α, Fig. 3 shows wedge sensor with a small wedge angle α,

Fig. 4 zeigt Konus-Sensor, Fig. 4 shows the cone sensor,

Fig. 5 zeigt Keil- oder Konus-Sensor zum Eintreiben in Ritzen, Fig. 5 is wedge or cone-sensor for driving into crevices

Fig. 6 zeigt Flachkonus-Sensor mit Vorschaltkonus piezoelektrisch, FIG. 6 shows a flat cone sensor with a piezoelectric feed cone, FIG.

Fig. 7 zeigt Querschnitt zu Fig. 6, Fig. 7 shows cross-section to Fig. 6,

Fig. 8 zeigt Flachkonus-Sensor mit Vorschaltkonus mit Ölfüllung und eingebautem Druck-Sensor, z. B. piezoresistiv, Fig. 8 shows flat cone sensor with Vorschaltkonus with oil filling and built-pressure sensor, z. B. piezoresistive,

Fig. 9 zeigt den keilförmigen Sensor nach Fig. 1 in längsgeschnittener Ansicht. Fig. 9 shows the wedge-shaped sensor of FIG. 1 in a longitudinal sectional view.

Der Keilsensor nach Fig. 1 mißt Krafteinwirkungen auf den beiden Keilflächen 2. Fläche 3 ist die Eintreibfläche. Während des Eintrieb-Vorganges kann z. B. die Aufsprengkraft gemessen werden. Dies könnte in einer bestimmten Materialprüfung von Interesse sein.The wedge sensor according to FIG. 1 measures force effects on the two wedge surfaces 2 . Surface 3 is the driving surface. During the drive-in process can z. B. the Aufsprengkraft be measured. This could be of interest in a particular material test.

Durch die seitliche Anordnung der Signalabführung kann der Eintriebvorgang ungestört durchgeführt werden.Due to the lateral arrangement of the signal removal of the Drive operation can be carried out undisturbed.

In Fig. 2 ist eine Keilsensor-Anordnung gezeigt, wo zum Meßkeil 1 ein nichtmessender Gegenkeil 6 angeordnet ist. Die Spaltflächen 5 können somit parallel sein. Bei einem Keilwinkel weniger als 5° wird selbsthemmende Verkeilung erreicht. Auch mit einer solchen Anordnung kann z. B. während dem Eintriebsvorgang die Öffnungskraft oder Öffnungsbruchlast gemessen werden. Im eingebauten, verkeilten Zustand werden andauernde variierende Kräfte gemessen.In Fig. 2, a wedge sensor arrangement is shown, where the Meßkeil 1 a non-measuring counter-wedge 6 is arranged. The gap surfaces 5 can thus be parallel. With a wedge angle less than 5 °, self-locking wedging is achieved. Even with such an arrangement can, for. B. during the Eintriebsvorgang the opening force or opening breaking load are measured. In the built-in, wedged state, continuous varying forces are measured.

Fig. 3 zeigt einen Keilsensor mit sehr kleinem Keilwinkel α. In solchen Fällen braucht es nicht unbedingt einen Gegenkeil. Besonders wenn die Spaltflächen 5 z. B. aus Kunststoffen bestehen, der Sensor in Ritzen eingepreßt wird. Fig. 3 shows a wedge sensor with a very small wedge angle α. In such cases, it does not necessarily need a counter-wedge. Especially if the gap surfaces 5 z. B. made of plastics, the sensor is pressed into cracks.

Fig. 4 zeigt einen Konus-Sensor 8, mit dem radiale Kraftmessung während des Eintriebvorganges möglich ist, wo also ebenfalls Keilwirkung erzielt wird. Ist der Sensor fest eingetrieben, so können dauernde Radialkraftvariationen gemessen werden. Fig. 4 shows a cone sensor 8 , with the radial force measurement during the Eintriebvorganges is possible, where thus also wedge effect is achieved. If the sensor is firmly driven, then continuous radial force variations can be measured.

Beide Typen von Konussensoren können somit 2 verschiedene Stadien messenBoth types of cone sensors can thus 2 different Measure stadiums

Dynamisch:Dynamic: → Eintreib-Vorgang→ Drive-in process Statisch-Dynamisch:Static-Dynamic: → Einbau: Variationen der Umgebungskräfte→ Installation: variations of environmental forces

Es sind also je nach Anwendung 2 verschiedene Meßprinzipien vorzusehen. So there are 2 different measuring principles depending on the application provided.  

Für die dynamischen Eintreibevorgänge eignen sich vor allem piezoelektrische Kristall-Anordnungen, weil sie die größte Meßspanne umfassen, die 10⁵ Einheiten überwindet, deshalb können auch nach Einbau sehr geringe Kraftvariationen dynamischer Art festgestellt werden.For the dynamic drive-in processes are especially suitable piezoelectric crystal arrangements because they are the largest Span span exceeding 10⁵ units, therefore can also after installation very low power variations dynamic nature.

Keil-Konus-Sensoren mit piezoresistiven DMS oder kapazitiven Meßanordnungen eignen sich nur bedingt für den Eintreibvorgang dafür aber um Langzeitbeobachtungen des Spannungsverhaltens in der Spalte.Wedge-cone sensors with piezoresistive strain gauges or capacitive Measuring arrangements are only conditionally suitable for the driving operation but for long-term observations of the voltage behavior in the column.

Fig. 5 zeigt eine Keil-/Konus-Sensoranordnung, die sich besonders eignet in Fels- oder Mauerritzen eingetrieben zu werden. Wiederum können dabei Schlüsse auf die Gesteinsformation beim Eintreiben oder langzeitige Veränderung der Spaltspannung festgestellt werden. Fig. 5 shows a wedge / cone sensor arrangement, which is particularly suitable to be driven into rock or wall cracks. Again, conclusions can be drawn on the rock formation during driving or long-term change in the gap voltage.

Fig. 6 zeigt eine Variante von Fig. 4. Der Flachkonusteil des Sensors trägt am Kopf einen Vorschaltkonus 12 vorzugsweise aus geschliffenem Hartmetall oder Keramik. Damit kann der Sensorkörper 13 in eine normale Bohrung ohne hochgeforderte Toleranzen eingepreßt werden. Der Vorschaltkonus 12 öffnet und glättet die Bohrung auf das Sollmaß des Sensorkörpers 13, welcher damit an jeder Stelle der Bohrung festsitzt und nur mit dem Ausziehgewinde 16 herausgezogen werden kann sofern dies einmal nötig würde. 14 stellt den rohrförmigen Doppelkristall dar, der auf Radialkraftänderungen anspricht. Der Doppelkristall wird durch Schrumpfprozeß in das Gehäuse 13 eingebracht, so daß er in demselben radial verspannt ist. 15 ist die spiralförmige Kontaktfeder, die an der metallisierten Innenwand des Kristallsatzes unter Vorspannung anliegt. 17 stellt dem Krimp- oder Lötanschluß mit der Signalleitung dar. Fig. 6 shows a variant of Fig. 4. The flat cone part of the sensor carries on the head a ballast cone 12, preferably made of ground carbide or ceramic. Thus, the sensor body 13 can be pressed into a normal bore without highly requested tolerances. The Vorschaltkonus 12 opens and smoothes the hole on the nominal size of the sensor body 13 , which thus stuck at any point of the bore and can be pulled out only with the pull-out 16 if this would be necessary. Figure 14 illustrates the tubular double crystal responsive to radial force changes. The double crystal is introduced by shrinking process in the housing 13 so that it is radially braced in the same. 15 is the helical contact spring biased against the metallized inner wall of the crystal set. 17 illustrates the crimp or solder connection to the signal line.

Fig. 7 stellt den Querschnitt von Fig. 6 dar und zeigt den Sensorkörper 13 und den 2teiligen Kristallsatz 14 nebst den radial wirkenden Kräften F. Fig. 7 shows the cross section of Fig. 6 and shows the sensor body 13 and the 2-part crystal set 14 together with the radial forces F.

Fig. 8 zeigt eine ähnliche Variante, jedoch im Beispiel auf statisch messender piezoresistiver Basis. Der Sensor könnte auch mit einem anderen statisch messenden Element ausgerüstet sein. Der Vorschaltkonus 22 besteht hier aus einem Hartmetallkugelabschnitt. Der Sensorkörper 23 ist unter Druck mit Öl gefüllt, jedoch mit möglichst wenig. Der Ölspalt 24 ist sehr klein gehalten durch den Füllkörper 25, der eine Verbindungsbohrung 26 aufweist, in welcher das Öl zum piezoresistiven Sensor 27 als Beispiel gelangt. 28 stellt die Anschlußpartie dar. Die geringste Radial-Änderung wird über die unter Vordruck stehende Ölfüllung direkt auf den piezoresistiven Sensor 27 übertragen, welche mit der Anschlußpartie 28 zum Aufnehmerkabel führt. Fig. 8 shows a similar variant, but in the example on statically measuring piezoresistive base. The sensor could also be equipped with another static measuring element. The Vorschaltkonus 22 here consists of a hard metal ball section. The sensor body 23 is filled with oil under pressure, but with as little as possible. The oil gap 24 is kept very small by the filling body 25 , which has a connecting bore 26 , in which the oil passes to the piezoresistive sensor 27 as an example. 28 represents the connecting part. The slightest radial change is transmitted via the standing under pre-pressure oil filling directly on the piezoresistive sensor 27 , which leads to the connecting section 28 to the pickup cable.

Auch mit diesem Sensor ist nach dem Einpreßvorgang die Bohrung ⌀D2 etwas größer als die Bohrung ⌀D1 und so geglättet, daß perfekter Wandkontakt zwischen Sensorkörper 23 und Bohrungswand besteht. Auch dieser Sensor sitzt an jeder Stelle einer Bohrung fest dank seiner leichten Konizität.Even with this sensor, the bore ⌀D 2 is slightly larger than the bore ⌀D 1 and smoothed so that perfect wall contact between the sensor body 23 and bore wall is after the pressing process. Also, this sensor is stuck at each point of a hole thanks to its slight conicity.

Die Erfindung zeigt neue Keil- und Konussensoren, die jeweils 2 Meßtechniken ermöglichen:The invention shows new wedge and cone sensors, respectively 2 measuring techniques allow:

  • - Spalt-Eintreib-Ausweit-Vorgänge, dynamisch,- split-drive-extend operations, dynamic,
  • - Spannungs-Änderungen im eingebauten Zustand, statisch-dynamisch.- voltage changes when installed, static-dynamic.

Keil-Konus-Sensoren zeigen damit neue Anwendungsmöglichkeiten. Wedge-cone sensors thus show new applications.  

Mit Beispielen von Vorschaltkonus-Flachkonus-Sensoren sind neue Einbauverfahren möglich. Besonders in langen Bohrungen ist ein solcher Sensor an beliebiger Stelle einer gewöhnlichen Bohrung festsetzbar. Es wäre durchaus möglich, solche Doppelkonus-Sensoren auch in Tieflochbohrungen einzusetzen, um Gesteinsspannungen im Erdinnern zu messen. Das hydraulische Vortreiben solcher entsprechend ausgerüsteter Doppelkonus-Sensoren ist ein an sich bekanntes Mittel, das hier Anwendung finden könnte.With examples of ballast cone flat cone sensors are new installation method possible. Especially in long holes Such a sensor is anywhere in the ordinary Bore fixable. It would be quite possible, such double-cone sensors also to use in deep hole drilling to rock stresses to measure in the earth's interior. The hydraulic Advance such appropriately equipped double cone sensors is a known agent that is used here could find.

Fig. 9 zeigt den Kraftmeß-Sensor nach Fig. 1 in geschnittener Ansicht. Der Sensor umfaßt ein Gehäuse oder einen Grundkörper 1 mit einer im wesentlichen flachkeilförmigen Konfiguration und gegenüberliegenden plattenförmigen Krafteinleitungsbereichen 2a, 2b, deren äußere Oberflächen 2, 2 einen geeigneten Keilwinkel "α" einschließen. In einer Ausnehmung im Grundkörper 1 ist eine elektro-mechanische Wandleranordnung so untergebracht, daß eine auf die Oberflächen 2, 2 der Krafteinleitungsbereiche 2a, 2b wirkende Kraft F auf die Wandleranordnung übertragen wird. Das Bezugszeichen 41 betrifft einen in der Ausnehmung angeordneten Füllkörper. Fig. 9 shows the force measuring sensor of Fig. 1 in a sectional view. The sensor comprises a housing or a base body 1 with a substantially flat wedge-shaped configuration and opposite plate-shaped force introduction regions 2 a, 2 b, whose outer surfaces 2, 2 include a suitable wedge angle "α". In a recess in the base body 1 , an electro-mechanical transducer assembly is housed so that an acting on the surfaces 2, 2 of the force introduction regions 2 a, 2 b force F is transmitted to the transducer assembly. The reference numeral 41 relates to a packing arranged in the recess.

Bei der Wandleranordnung kann es sich um ein oder mehrere in Eintreibrichtung des Sensors beabstandete Aufnehmereinrichtungen handeln, die jeweils ein, z. B. piezoelektrisches Aufnehmerelement 36 und ein Abstimmelement 37 umfassen. Mit dem Bezugszeichen 38 in Fig. 9 sind Zwischenelemente, und mit dem Bezugszeichen 42 ist ein Abschlußelement an einer Stirnseite des Sensors angedeutet.The transducer assembly may be one or more spaced apart in the driving direction of the sensor pickup devices, each one, z. B. piezoelectric pickup element 36 and a tuning element 37 include. By the reference numeral 38 in Fig. 9 are intermediate elements, and by the reference numeral 42 , a closure element is indicated on an end face of the sensor.

In einer Ausnehmung in der gegenüberliegenden Stirnseite kann ein weiteres z. B. piezoelektrisches Aufnehmerelement 39 angeordnet sein. Auf dem Aufnehmerelement 39 stützt sich eine Kraftübertragungsplatte 40 ab, so daß eine darauf ausgeübte Kraft P das Aufnehmerelemnt 39 unter Abgabe eines entsprechenden elektrischen Signales beaufschlagen kann. Die Kraft P dient zum Eintreiben des Sensors in einen Spalt od. dgl. eines zu untersuchenden Bauteiles und steht im allgemeinen senkrecht zu den eigentlichen Meßkräften F.In a recess in the opposite end face another z. B. piezoelectric pickup element 39 may be arranged. On the pickup element 39 , a power transmission plate 40 is supported , so that a force P exerted thereon can act on the Aufnehmerelemnt 39 under delivery of a corresponding electrical signal. The force P serves for driving the sensor into a gap or the like of a component to be examined and is generally perpendicular to the actual measuring forces F.

Claims (22)

1. Keil- bzw. konusförmiger Sensor zur Kraftmessung senkrecht zu Keil- bzw. Konusflächen, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl im Eintreib- bzw. Einpreßvorgang wie auch im fest montierten Zustand gemessen werden kann.1. wedge or cone-shaped sensor for measuring force perpendicular to wedge or conical surfaces, characterized in that both in the driving or pressing process as well as in the fixed mounted state can be measured. 2. Keil- bzw. konusförmiger Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er während des Einpreß- oder Eintreibvorganges die Ausweitkräfte (F) bzw. Aufspaltkräfte z. B. bis zum Bruch mißt.2. wedge or cone-shaped sensor according to claim 1, characterized characterized in that it during the Einpreß- or Eintreibvorganges the Ausweitkräfte (F) or splitting forces z. B. to to break measures. 3. Keil- bzw. konusförmiger Sensor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei Keilflächen unter dem ∡α aufweist, welche die senkrecht dazu auftretenden Kräfte (F) mißt, die beim Einpressen oder Eintreiben durch die Kraft (P) entstehen, wie auch anschließend im eingepreßten Zustand durch Kraftänderungen auftretende Umgebungskräfte.3. wedge or cone-shaped sensor according to claim 1 and 2, characterized in that it has two wedge surfaces under the ∡α having the forces perpendicular thereto (F) measures when pressing in or driving in by the force (P) arise, as well as subsequently in the pressed state environmental forces due to force changes. 4. Keil- bzw. konusförmiger Sensor nach Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß für Einpressung in Parallelspalten ein nichtmessender Gegenkeil (6) verwendet wird.4. wedge or cone-shaped sensor according to claims 1, 2 and 3, characterized in that a non-measuring counter wedge ( 6 ) is used for pressing in parallel gaps. 5. Keil- bzw. konusförmiger Sensor nach Ansprüchen 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine sehr flache Form gewählt ist, so daß in Quasiparallelspalten oder weicheren Materialien kein Gegenkeil notwendig wird.5. wedge or cone-shaped sensor according to claims 1, 2, 3 and 4, characterized in that a very flat shape chosen is, so that in Quasiparallelspalten or softer materials no counterwedge is necessary. 6. Keil bzw. konusförmiger Sensor nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Flachkeilform die Rundkeil- oder Konusform (8) gewählt ist, welche ebenfalls den Ausweitevorgang messen kann wie auch im festsitzenden Zustand Umgebungskräfte (F), die sich den Einklemmkräften überlagern. 6. wedge or cone-shaped sensor according to claims 1 and 2, characterized in that instead of the flat wedge form the Rundkeil- or cone shape ( 8 ) is selected, which can also measure the expansion process as well as in the seated state environmental forces (F), which is the Overlap pinching forces. 7. Keil- bzw. konusförmiger Sensor nach Ansprüchen 1, 2, 3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung so gewählt ist, daß er in Ritzen oder Spalten von Fels oder Mauern eingetrieben werden kann.7. wedge or cone-shaped sensor according to claims 1, 2, 3, 5 and 6, characterized in that the shape chosen so is that he is in cracks or cracks of rock or walls can be driven. 8. Keil- bzw. konusförmiger Sensor nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstruktion so gewählt ist, daß nur die Eintreibkräfte (P) gemessen werden.8. wedge or cone-shaped sensor according to claims 1 to 7, characterized in that the construction is chosen that only the driving forces (P) are measured. 9. Keil- bzw. konusförmiger Sensor nach Ansprüchen 1, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Flachkonus des Sensorkörpers (13, 23) ein auswechselbarer Vorschaltkonus (12), der den Ausweitvorgang und Wandglättevorgang übernimmt, aufweist, so daß der anschließende Flachkonus des Sensorkörpers (13, 23) nur noch durch elastisches Verhalten Festsitzen an jeder gewünschten Stelle der Bohrung zu übernehmen hat.9. wedge or cone-shaped sensor according to claims 1, 6 and 7, characterized in that the flat cone of the sensor body ( 13, 23 ) an exchangeable ballast cone ( 12 ), which takes over the expansion process and Wandglättevorgang, so that the subsequent flat cone of the sensor body ( 13, 23 ) has to adopt only by elastic behavior sticking at each desired point of the bore. 10. Keil- bzw. konusförmiger Sensor nach Ansprüchen 1, 6, 7, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß er so gestaltet ist, daß er durch hydraulische Mittel in Tieflochbohrungen eingebracht werden kann.10. wedge or cone-shaped sensor according to claims 1, 6, 7, 8 and 9, characterized in that it is designed so that he introduced by hydraulic means in deep hole drilling can be. 11. Keil- bzw. konusförmiger Sensor nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß piezoelektrische Kristallsätze (14) eingebaut sind, welche direkt kraftmessend wirken und vor allem für Eintreibvorgänge geeignet sind.11. wedge or cone-shaped sensor according to claims 1 to 10, characterized in that piezoelectric crystal sets ( 14 ) are installed, which act directly force-measuring and are particularly suitable for driving operations. 12. Keil- bzw. konusförmiger Sensor nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Keil- bzw. Konusflächen der Sensorkörper einwirkenden Kräfte Dehnung derselben hervorrufen, welche via inkompressibler Übertragungsmittel auf Drucksensorelemente (27) einwirken, so daß der Flüssigkeitsdruck ein Maß der Krafteinwirkung ergibt. 12. wedge or cone-shaped sensor according to claims 1 to 11, characterized in that the forces acting on wedge or conical surfaces of the sensor body cause the same strain, which act via incompressible transmission means on pressure sensor elements ( 27 ), so that the fluid pressure is a measure the force results. 13. Keil- bzw. konusförmiger Sensor nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht zu den Keil- bzw. Konusflächen wirkenden Kräfte (F) auf ein System sehr dünner Flüssigkeitsspalte (24) einwirken, in welchen eine möglichst inkompressible Flüssigkeit in möglichst geringer Menge unter Überdruck eingefüllt ist und jede Kraftänderung auf die Keil- bzw. Konusflächen (F) in eine Druckänderung umwandeln, welche mit Druckmeßelement (27) gemessen werden kann.13. wedge or cone-shaped sensor according to claims 1 to 11, characterized in that the forces acting perpendicular to the wedge or conical surfaces (F) act on a system of very thin fluid gaps ( 24 ), in which a possible incompressible liquid in As low as possible amount is filled under pressure and convert any force change on the wedge or conical surfaces (F) in a pressure change, which can be measured with Druckmeßelement ( 27 ). 14. Keil- bzw. konusförmiger Sensor nach Ansprüchen 1, 6, 7, 8, 9, 10, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß das konische Vorschaltelement (12, 22) aus Keramik oder Hartmetall besteht.14. wedge or cone-shaped sensor according to claims 1, 6, 7, 8, 9, 10, 11 and 12, characterized in that the conical ballast element ( 12, 22 ) consists of ceramic or hard metal. 15. Keil- bzw. konusförmiger Sensor nach Ansprüchen 1, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (16) vorgesehen sind, um eine Ankoppelung an ein Ausziehwerkzeug zu ermöglichen und um den Sensor auch aus langen Bohrungen herauszubringen.15. wedge or cone-shaped sensor according to claims 1, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 and 13, characterized in that means ( 16 ) are provided to allow a coupling to an extraction tool and to the Also bring out sensor from long holes. 16. Keil- bzw. konusförmiger Sensor nach Ansprüchen 1, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sensorsysteme eingebaut, das eine für Keil- bzw. Konuskraft F, also ein piezoelektrischer Kristallsatz, für die Langzeitdehnungseinwirkung ein stat. messendes Prinzip z. B. eine piezoresistive Anordnung.16. wedge or cone-shaped sensor according to claims 1, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 and 14, characterized in that two Sensor systems installed, the one for wedge or cone force F, So a piezoelectric crystal set, for the long-term expansion effect a stat. measuring principle z. B. a piezoresistive Arrangement. 17. Keil- bzw. konusförmiger Sensor nach Ansprüchen 1-17, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckübertragungsmittel ein Hydrauliköl gewählt ist, das einen möglichst geringen Ausdehnungskoeffizient besitzt.17. wedge or cone-shaped sensor according to claims 1-17, characterized in that as pressure transmitting means a Hydraulic oil is selected, the lowest possible coefficient of expansion has. 18. Keil- bzw. konusförmiger Sensor nach Ansprüchen 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß die Keil- bzw. Konusflächen einen Winkel von weniger als 1° umfassen können. 18. Wedge or cone-shaped sensor according to claims 1-18, characterized in that the wedge or conical surfaces a Can include angles of less than 1 °.   19. Kraftmeß-Sensor mit einer elektro-mechanischen Wandleranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß er als Flachkeil oder Rundkonus mit unter einem Keilwinkel "α" stehenden Krafteinleitungsflächen (2, 8) zur Übertragung der darauf einwirkenden Kräfte auf die Wandleranordnung und mit einem stirnseitigen Bereich (3, 9) zur Beaufschlagung mit einer Eintreibkraft zum Eintreiben des Sensors in ein zu untersuchendes Bauteil ausgebildet ist.19. Force measuring sensor with an electro-mechanical transducer arrangement, characterized in that it is in the form of a flat wedge or round cone with a wedge angle "α" force introduction surfaces ( 2, 8 ) for transmitting the forces acting thereon on the transducer assembly and with a frontal area ( 3, 9 ) is designed to act on a driving force for driving the sensor into a component to be examined. 20. Kraftmeß-Sensor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß dem stirnseitigen Beaufschlagungsbereich (3) eine weitere elektro-mechanische Wandleranordnung (39) zum Erfassen der zum Eintreiben des Sensors aufgebrachten Kräfte zugeordnet ist.20. A force-measuring sensor according to claim 19, characterized in that the frontal loading area ( 3 ) is associated with a further electro-mechanical transducer arrangement ( 39 ) for detecting the forces applied to drive the sensor forces. 21. Kraftmeß-Sensor nach Anspruch 19 oder 20, gekennzeichnet durch ein vorzugsweise auswechselbares, keil- oder konusförmiges Vorschaltelement (12, 22) an der dem Beaufschlagungsbereich (3, 9) gegenüberliegenden Stirnseite des Sensors.21. A force-measuring sensor according to claim 19 or 20, characterized by a preferably replaceable, wedge-shaped or cone-shaped ballast element ( 12, 22 ) on the the loading area ( 3, 9 ) opposite end face of the sensor. 22. Kraftmeß-Sensor nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß er gemäß den Ansprüchen 11 bis 18 ausgebildet ist.22. Force measuring sensor according to one of claims 19 to 21, characterized in that it according to claims 11 to 18 is formed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE9412080U1 (en) * 1994-07-26 1994-09-29 Chr. Berghöfer GmbH & Co. KG, 34121 Kassel Measuring device for compensators for burial
DE10064847C1 (en) * 2000-12-23 2002-08-22 Wetzel Ag Sisseln Sisseln Method and device for measuring and possibly calibrating a perforation of a workpiece
DE102013007535B3 (en) * 2013-05-03 2014-06-26 Uniflex-Hydraulik Gmbh Force-measuring device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9412080U1 (en) * 1994-07-26 1994-09-29 Chr. Berghöfer GmbH & Co. KG, 34121 Kassel Measuring device for compensators for burial
DE10064847C1 (en) * 2000-12-23 2002-08-22 Wetzel Ag Sisseln Sisseln Method and device for measuring and possibly calibrating a perforation of a workpiece
DE102013007535B3 (en) * 2013-05-03 2014-06-26 Uniflex-Hydraulik Gmbh Force-measuring device
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