CH417147A - Kraftmessglied - Google Patents

Description

  
 



  Kraftmessglied
Die Erfindung betrifft ein Kraftmessglied mit einem zwischen einem Krafteinleitungsteil einerseits und einem Widerlagerteil andererseits befindlichen Messteil geringeren Querschnittes.



   Es sind zahlreiche Formen von   Kraftmessgliedern       bekannt, welche e alle unter Ausnutzung der Erkennt-    nis arbeiten, dass ein derartiges Glied unter der Einwirkung einer Kraft eine Formänderung erfährt. Unter Ausnutzung der bekannten physikalischen Gesetze kann man aus der Formänderung auf die sie verursachende Kraft rückschliessen.



   Im einfachsten Fall besteht ein derartiges Messglied aus einem Stab, der in   Längsrichtung - even-    tuell auch quer hierzu - mit Messelementen versehen ist, welche wiederum   die    Formänderung des Messgliedes in eine Messgrösse umwandeln. Am zweckmässigsten werden hierzu elektrische Widerstandsdehnungsmessstreifen verwendet. Derartige Messglieder stabartiger Ausbildung besitzen jedoch   Iden    Nachteil, dass im Verhältnis zu der erzeugenden Kraft eine Formänderung mit für eine Messung ausreichender Grösse nur dann gewonnen wird, wenn das Messglied   verhäkmsmässig    elastisch ist. Häufig ist dies aus messtechnischen Gründen aber nicht erwünscht.



   Es ist, um diesem Nachteil abzuhelfen, bereits bekannt geworden, aus einem stabartigen   Messglied    durch Anbringen seitlicher Bohrungen oder Kerben oder Ausfräsungen einen Messteil verminderten Querschnittes zu schaffen. An dieser Stelle vermin   deren    Querschnittes werden   sod;ann    die Messelemente angebracht. Unter Ausnutzung von Kerbspannungen wird hier eine, gemessen an der Formänderung des gesamten Messgliedes, relativ hohe Formbzw.   Spannungs änderung    erzielt.

   Derartige   Messglie    der haben jedoch wiederum den Nachteil, dass die Grösse der   Kerbspannungen      ausserordentlich    stark von der Oberflächengestaltung und von der Art der Krafteinleitung, beispielsweise von der Art des Einbaues eines derartigen Messgliedes in eine Gesamteinrichtung, abhängig ist. So ist nur auf eine verhältnismässig geringe Längserstreckung in Richtung der Längsachse eines derartigen Messgliedes die Span  nun, g hinreichend gross.   



   Die Erfindung bezweckt, ein Kraftmessglied zu schaffen, das die Nachteile der bekannten   Anordnun-    gen vermeidet und bei dem ausser der Ausnutzung des   Kerbspannungseffektes,    die Ausnutzung des Bie  geeffektes      möglich    ist, wodurch gleichzeitig über eine genügend grosse Längserstreckung hin annähernd konstante   Spannungsverhältnisse    geschaffen werden.



  Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass in Richtung der Längsachse des Kraftmessgliedes   gesehen-vor    und hinter dem Messteil angebrachte, senkrecht zur Längsachse verlaufende Durchbrechungen vorgesehen sind. Auf diese Weise kann er   reicht werden, dass die e Dehnungen im Messteil weit-    gehend unabhängig von den   Einspann- bzw.    Auflageverhältnissen des Messgliedes sind. Wie weiterhin festgestellt wurde, gelten diese Vorteile auch für die Verhältnisse in den Durchbrechungen selbst.

   Weiterhin ist die Zone im Messteil, die annähernd gleich grosse   Spannungsverhältnisse    und damit Dehnungsverhältnisse aufweist, wesentlich grösser als bei den bekannten Kraftmessgliedern, so dass die   Anbringt    gung grösserer   Messeiemente    möglich ist, was wiederum den Vorteil einer exakteren Messung bedingt.



  Darüber hinaus ist es möglich, in   Iden    Durchbrechun   gen selbst wegen ! der dort herrschenden, gleichartigen      Spannungsverhältnis sen    Messelemente anzubringen, so dass bei gleicher Steifigkeit des gesamten Mess  gliedes, gemessen an den bekannten Ausführungsformen, ein wesentlich höherer Messeffekt erreicht   wird.   



     Durch    die Anbringung von   Ausnehmungen    wird erfahrungsgemäss keine   wesentliche      Anderung    der Elastizität gegenüber den bekannten Ausführungsformen erreicht, so dass sich das Festigkeitsverhalten des Messgliedes nicht wesentlich ändert. Bezüglich des Festigkeitsverhaltens ist das   erfinduugsgemässe    Kraftmessglied   den    bekannten   daher    mindestens gleichzusetzen;   beziiglich    des Messeffektes ist das   ertindungsgemässe    wesentlich vorteilhafter als jene.



   Besonders zweckmässig, insbesondere aus Herstellungsgründen, ist es, die Durchbrechungen durch Bohren zu schaffen; es ist jedoch auch möglich, Durchbrechungen ovalen oder rechteckigen Querschnittes o.   dergl.    vorzusehen.



   In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Weise   dargestellt.   



   Fig. 1 zeigt eine Ansicht des Messgliedes;
Fig. 2 zeigt eine andere Ansicht, um   90     um die Längsachse gegenüber Fig. 1 gedreht.



   Aus einem zylindrischen Stab 1 ist durch Fräsen von seitlichen Ausnehmungen 2 ein Messglied herausgearbeitet worden, dessen Krafteinleitungsteil la und dessen Widerlagerteil   lb      die    Kraft in das eigentliche   Messglied    einleiten. Durch   Anbringen    von seitlichen Aussparungen 3 ist ein Messteil 4 geschaffen, in dem zufolge Kerbwirkung relativ grosse Spannungen und Dehnungen auftreten.   Ober- und    unterhalb des Messteiles 4 sind nun in Richtung der Messachse des Kraftmessgliedes gesehen, Durchbrechungen in Form von Bohrungen 5 und 6 symmetrisch zur Längsachse des Kraftmessgliedes angebracht worden.

   Durch diese Bohrungen 5, 6 sind die Krafteinleitungsverhältnisse zwischen dem   Kraftmessgiied    1 und dem Messteil 4 so   beeinflusst    worden, dass ohne   Vermir-    derung des   Kerospaunungseffektes    diesem ein Bie  geeffekt überlagert wird d und dadurch ein kontinuier-    licherer Spannungsverlauf im Messteil 4 und in dem   angrenzenden    Querschnitt auftritt. Die Konstruktion ermöglicht ausser der an sich bekannten Anbringung von Mess-Streifen 7 am Messteil 4 die Anbringung weiterer Mess-Streifen 8 in den Bohrungen 5 und 6, wodurch sich eine Verdoppelung des Messeffektes ergibt.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Kraftmessglied mit einem zwischen einem Krafteinleitungsteil einerseits und einem Widerlagerteil andererseits befindlichen Messteil geringeren Querschnittes, dadurch gekennzeichnet, dass - in Richtung der Längsachse des Kraftmessgliedes (1) ges, es hen - vor und hinter dem Messteil angebrachte, senkrecht zur Längsachse verlaufende Durchbrechungen (5, 6) vorgesehen sind.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Kraftmessglied nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen (5, 6) zu der durch ihre Längsachse und durch die Längsachse des Kraftmessgliedes (1) definierten Ebene symmetrisch sind.

   2. Kraftmessglied nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen (5, 6) durchgehende Bohrungen sind.

   3. Kraftmessglied nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in den Durchbrechungen (5, 6) ebenso wie am Messteil (4), sparmunts- oder deh- nungsempfindliche Messelemente (7, 8) vorzugsweise elektrische Widerstandsdehnungsmes s streifen, angeordnet sind.