DE1067241B - Mit Dehnungsmeßstreifen versehene Vorrichtung zur Messung von Kräften - Google Patents

Description

DEUTSCHES

kl. 42 k 7/05

INTERNAT. KL. G Ol I

PATENTAMT

Sch 25562 IX/42k

AKMELDETAG: 20. FEBRUAR 1959

BEKANNTMACHUNG '

DER ANMELDUNG

UND AUSGABE DER

AUSLEGESCHRIFT·. 15. O KT O B E R 1959

Dehnungsmeß-Messung von

Die Erfindung betrifft eine mit streifen versehene Vorrichtung zur Kräften.

Es sind schon verschiedene Vorrichtungen für diesen Zweck bekanntgeworden. Wegen der einfachen Art ihres Aufbaus und der Möglichkeit, die ermittelten Meßwerte in einfacher Weise an eine entfernt von der Meßstelle liegende Auswertungsstelle zu übertragen, haben sich sogenannte elektrische Kraftmeßdosen immer mehr eingeführt. Diese bestehen im wesentlichen aus einem auf Zug oder Druck belasteten Meßglied, dessen Längenänderungen unter Last in an ihm befestigten elektrischen Dehnungsmeßstreifen Leitfähigkeitsänderungen hervorrufen, die als Maß für die Belastung dienen. Bekannte Vorrichtungen weisen solche Meßglieder in Form von in ihrer Achsrichtung belastbaren Säulen oder Zylindern auf.

Es ist eine Eigenart und in der Regel ein Vorzug der vorstehend geschilderten Kraftmeßdosen, daß mit ihnen nahezu »weglose« Messungen durchgeführt werden können. Durch stoßartige Beanspruchung oder durch Unachtsamkeit oder aus irgendwelchen anderen Gründen können Kräfte auftreten, die den Meßbereich der Kraftmeßdose weit übersteigen. Derartige Überlastungen führen in der Regel zu einer Schädigung oder Zerstörung der Meßdose. Diese Gefahr ist in besonderem Maße beispielsweise im Kranbetrieb gegeben, wo beim Verfangen des Hakens oder bei ruckartigem Anheben von Lasten unkontrollierbare Kräfte auftreten können. Das Anbringen von Hubbegrenzungsanschlägen zur Sicherung gegen Überbelastungszerstörung ist bei solchen Kraftmeßdosen wegen des geringen Meßweges praktisch nicht möglich. . Es wird deshalb oftmals eine nur teilweise Ausnutzung des Meßbereiches als Ausweg gewählt. Die Meßvorrichtung wird also nur mit einem Teil ihres Meßbereiches zur normalen Messung herangezogen, während der Rest als Sicherheitsbereich für mögliche Überbelastungen vorgesehen wird. Dies ist insofern nachteilig, als die Größe der möglichen Überbelastung nur geschätzt werden kann, so daß eine Überschreitung des vorgesehenen Bereiches trotzdem mit den erwähnten Folgen möglich ist. Die Einschränkung des Meßbereiches bringt weiterhin zwangläufig eine Verminderung der Meßgenauigkeit mit sich, weil gewisse Fehler eine absolute Größe haben und nicht dem Meßwert proportional sind.

Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu vermeiden und erreicht dies dadurch, daß zwischen einem mit der Kraft und einem mit dem Widerlager verbundenen Bauteil zwei oder mehrere im wesentlichen U-förmig gestaltete, vorzugsweise elastische Meßglieder, die an dem die beiden Schenkel verbindenden Bogenteil Dehnungsmeßstrei-Mit Dehnungsmeßstreifen versehene Vorrichtung zur Messung von Kräften

Anmelder: Carl Schenck

Maschinenfabrik G.m.b.H., Darmstadt, Landwehrstr. 55

Karl Hoffmann, Darmstadt,, ist als Erfinder genannt worden

fen oder dergleichen Meßelemente tragen, derart eingefügt sind, daß die Kraft nahe ihren freien Schenkelenden angreift. Bei einer solchen Gestaltung der Vorrichtung wird trotz ausreichender Stabilität und geringer Bauhöhe der Meßglieder ein so' großer Meßweg erreicht, daß die Möglichkeit zur Anbringung eines funktionsfähigen Hubbegrenzungsanschlags gegeben ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann hierbei sowohl auf Zug als auch, unter Zuhilfenahme an sich bekannter Lastumlenkmittel, beispielsweise kettengliederartig übereinandergreifende Konstruktionen, oder gleitende Durchführung des Kranhakenschafts durch die Traverse, auf Druck beansprucht werden.

Die einzelnen Meßglieder können in beliebiger Weise an den Bauteilen befestigt oder zwischen diesen eingespannt werden. Sie können auch — gegebenenfalls zusammen mit den Anschlägen — mit den Bauteilen zu einem Stück vereinigt sein. Bei lösbaren Verbindungen zwischen Bauteilen und Meßgliedern ist es in einfacher Weise möglich, unter Beibehaltung der Bauhöhe, durch Einfügen einer mehr oder weniger großen Zahl von Meßgliedern die Vorrichtung dem gewünschten Lastbereich anzupassen. Es ist weiterhin möglich, sowohl die Einzelteile als auch die gesamte Vorrichtung aus einem Stück herauszuarbeiten, z. B. durch Fräsen, Bohren usw.

Besonders zweckmäßig ist es, gemäß weiterer Erfindung den Hubbegrenzungsanschlag so auszubilden, daß er auch seitliche Verschiebungen begrenzt.

Gemäß weiterer Erfindung ist es zweckmäßig, durch Querschnittsverminderung eine Art Gelenkstellen zu schaffen, die, insbesondere bei Anbringen in der Nähe des Lastangriffs, eine gute Verformung an den Meßstellen bewirken, so daß ein besonders günstiger Meßeffekt erzielt wird.

909 638/173

In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in schematischer Weise dargestellt. Gleiche Teile tragen in sämtlichen Abbildungen gleiche Bezugsziffern.

Abb. 1 zeigt eine auf Druck belastete Vorrichtung mit zwei Meßbügeln 1,2, die zwischen einem auf einer Kranhakentraverse aufzusetzenden oder durch diese selbst gebildeten Bauteil 3, durch das der Kranhaken 4 hindurchgeführt ist und einem mit dem Kranhaken verbundenen bzw. von diesem belasteten Bauteil 5 eingefügt sind. Das Bauteil 3 ist gleichzeitig als Anschlag 3' zur Hubbegrenzung hochgezogen. Die am Kranhaken 4 hängende Last wirkt auf die freien Schenkel der U-förmigen Meßglieder 1, 2 ein und drückt diese zusammen, wobei der Meßweg α durch den Anschlag 3' begrenzt ist. An den die Schenkel der Meßglieder verbindenden Bogen sind Dehnungsmeßstreifen 6,7 angebracht, von denen die Streifen 6 bei Belastung eine Dehnung und die Streifen 7 eine Stauchung messen. Als Dehnungsmeßstreifen können alle an sich bekannten Elemente zur elektrischen Messung von Oberflächendehnungen bzw. -Stauchungen verwendet werden, beispielsweise passive Elemente, die auf der Widerstandsänderung eines elektrischen Leiters basieren, wie Draht- oder Folienstreifen aus Widerstands- oder Halbleitermaterial, oder aktive Elemente, die den piezoelektrischen Effekt eines Werkstoffes ausnutzen.

In Abb. 2 ist eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gezeigt, bei der mehr als zwei Meßglieder 1, 1', 1"; 2, 2', 2" sternförmig angeordnet sind.

Abb. 3 zeigt eine Vorrichtung, bei der die Meßglieder und die Anschläge S aus einem Stück bestehen.

In Abb. 4 sind die Meßglieder 1, 2 durch Anbringen von Bohrungen und Schlitzen aus einem Materialstück herausgearbeitet. An den Stellen 8 ist der Querschnitt der Meßglieder 1, 2 verringert, so> daß dort eine Art Gelenkstelle vorhanden ist. Bei einer derartigen Ausbildung tritt eine besonders große Verformung an den die Dehnungsmeßstreifen 6, 7 tragenden Stellen auf.

Die Ausführungsform nach Abb. 5 entspricht im wesentlichen derjenigen nach Abb. 1. Als Variante ist hier der Anschlag 5' am Bauteil 5 angebracht und an der Stelle 5" so ausgebildet, daß er zusätzlich zu einer Hubbegrenzung gleichzeitig auch eine Begrenzung gegen seitliche Verschiebung bewirkt. Analog zur Ausführung nach Abb. 4 sind auch hier Gelenkstellen 8 vorgesehen.

Abb. 6 zeigt eine Vorrichtung, bei der Meßglieder und Bauteile aus einem Stück herausgearbeitet sind.

Alle dargestellten Ausführungsformen können in an sich bekannter Weise zur Messung von Druckkräften, z. B. in der in Abb. 1 gezeigten Weise, oder zur Messung von Zugkräften verwendet werden. Im letzteren Fall sind die Anschläge sinngemäß umzugestalten.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Mit Dehnungsmeßstreifen versehene Vorrichtung zur Messung von Kräften, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem mit der Kraft und einem mit dem Widerlager verbundenen Bauteil (3, 5) zwei oder mehrere im wesentlichen U-förmig gestaltete, vorzugsweise elastische Meßglieder (1,2), diie an dem die beiden Schenkel verbindenden Bogenteil Dehnungsmeßstreifen (6, 7) oder dergleichen Meßelemente tragen, derart eingefügt sind, daß die Kraft nahe ihren freien Schenkelenden angreift.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die relative Bewegung der beiden Bauteile (3, 5) zueinander begrenzender Anschlag (3', 5') vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßglieder Stellen (8) geringeren Querschnitts, vorzugsweise in den Schenkeln nahe dem Lastangriff, besitzen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßglieder (1, 2) bzw. Bauteile (3, 5) durch Anbringen von Aussparungen, Bohrungen od. dgl. aus massivem Material herausgearbeitet sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile (3, 5) Meßglieder (1, 2) und/oder Anschläge (3', 5') aus einem zusammenhängenden Stück bestehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen