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Kraftmeßdose Die Erfindung betrifft eine mit einem starren Gehäuse
umgebene, als selbständiges Bauteil ausgebildete Kraftmeßdose, die sich im Gehäuse
in Richtung ihrer Meßachse einerseits auf einer Gehäusefläche und andererseits auf
einem federnden Glied abstützt.
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Bekanntlich sind Kraftmeßdosen gegen quer zu ihrer Meßachse wirkende
Kräfte sehr empfindlich.
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Außer einem den Meßwert verfälschenden Einfluß führen solche Kräfte
leicht zur Zerstorung der Kraftmeß dose.
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Es ist bereits bekannt, Kraftmeßldosen zwischen rahmenartigen -Bauteiien
anzuordnen, die seitlich abgestützt bzw. verspannt sind. Wenn ,durch solghe Maßnahmen
auch weitgehend Querkräfte- von-. der Dose abgehalten werden, so gibt es dock-keine
absolut steife Abstützung bzw. Verspannung. Weiterhin benötigen die bekannten Maßnahmen
einen gewissen Raum, der häufig nicht zur Verfügung steht.
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Es istldaher schon vorgeschlagen worden, ein seibständiges Bauteil
zu schaffen, bei dem zwischen einem starren Gehäuseteil und einem federnden Glied
die Kraftmeßdose nach Art einer Pendelstütze angeordnet ist, um ihr die Möglichkeit
zu geben, sich mit ihrer Meßachse in Richtung evtl. schräg verlaufender Kräfte einzustellen.
Abgesehen davon, daß solche Maßnahmen nur bis zu einer gewissen Winkelgröße wirksam
sein können, tritt auch hier noch die Gefahr auf, daß durch reine Querkräfte oder
unvermeidliche Querkraftkomponenten eine Beeinflussung der Kraft meßdose und des
Meßwertes, z. B. durch Erzeugung eines Momentes im federnden Glied, auftritt.
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Die Erfindung bezweckt, eine Einrichtung zu schaffen, bei der die
erwähnten Nachteile vermieden werden. Dies wird Idadurch erreicht, daß an der der
Kraftmeßdose abgewandten Seite des federnden Gliedes und dem Angriffspunkt der Meßachse
der Kraftmeßdose gegenüberliegend ein Kraftübertragungsglied angreift, das durch
das Gehäuse nur in Richtung der Meßachse verschiebbar geführt und zu Bewegungen
zusammen mit dem Gehäuse quer zur Meßachsenrichtung befähigt ist. Durch eine solche
Ausbildung wird sichergestellt, daß der Angriffspunkt von in Richtung der Meßachse
wirkenden Kräften immer an dem der Meßachse gegenüberliegenden Punkt des federnden
Gliedes liegt, wodurch eine unsymmetrische Auslenkung des federnden Gliedes, die
ein unkontrollierbares Moment zur Folge hätte, vermieden wird. Querkräfte können
zufolge der Ausbildung und Lagerung des Kraftübertragungsgliedes nicht auf die Kraftmeßdose
einwirken.
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Besonders zwecl<mäßig ist es, als Kraftubertragungsglied eine
Kugel zu verwenden, die im Gehäuse drehbar und in Richtung der Meßachse verschiebbar
gelagert ist. Das Kraftübertragungsglied kann aber
auch in anderer, zweckmäßiger
Weise ausgebildet sein, wenn nur gewährleistet ist, daß eine Verschiebung nur in
Meßachsenrichtung erfolgen kann. Beispielsweise kann als Kraftübertragungsglied
ein Stift oder eine Stange dienen, dessen bzw. deren Längsachse mit der Meßachse
fluchtet und der bzw. die nur in Richtung ihrer Längsachse verschiebbar im Gehäuse
geführt ist.
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Um Querverschiebungen der kraftausübenden Teile gegeneinander zu ermöglichen,
ist der Stift bzw. die Stange am außerhalb des Gehäuses liegenden Ende kugelig ausgebildet
oder mit einer oder mehreren drehbar gelagerten Kugeln versehen. Zur Vermeidung
einer wesentlichen Reibung sind an sich bekannte Lagerungen, z. B. Kugellager, für
das Kraftubertragungsglied vorzusehen.
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In den Abbildungen ist die Erfindung in schematischer Weise an Hand
von Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt Abb. 1 eine Einrichtung mit kugelförmigem
Kraftübertragungsglied, Abb. 2 eine Einrichtung mit stiftförmigem Kraftübertragungsglied.
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In beiden Abbildungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern
versehen.
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In Abb. 1 ist zwischen zwei Trägernl und 2 als kraftausübende Teile
eine von einem starren Gehäuse 3, 4, 5 umgebene Kraftmeßdose 6 angeordnet, die zwei
endständige Zapfen7, 8 besitzt, die in Pfannen9, 10 gelagert sind. Die Pfanne 9
ist mit der starren oberen Gehäusefläche4 verbunden, die Pfanne 10 ruht auf einem
federnden Glied 11, beispielsweise einer Membran oder einer Blattfeder, das in geeigneter
Weise im Gehäuse 3, 4, 5 befestigt ist. Die untere Gehäusefläche 5 ist in ihrer
Mitte mit einer Öffnung versehen, in der eine Kugel 12 derart gelagert ist, daß
sie
drehbar und in Richtung der Meßachse der Kraftmeßdose6 verschiebbar ist. Die Kugell2
greift am federnden Glied 11 an einem dem Angriffspunkt des Zapfens 8 genau in Meßrichtung
gegenüberliegenden Punkt an. Zufolge ihrer Lagerung in der Gehäusefläche 5 ist die
Lage des Angriffspunktes der Kugel 12 gewährleistet. Kräfte, die zwischen den Trägern
1 und 2 auftreten, werden zerlegt in eine Komponente in Meßrichtung der Dose und
eine quer hierzu verlaufende Komponente. Die Komponente in Meßrichtung bewirkt eine
Verschiebung der Kugel 12 in Meßrichtung, die in bekannter Weise in der Kraftmeßdose
6 als Maß für die Größe der Kraftkomponente ermittelt wird. Die Querkraft hat ein
Verschieben des Trägers 1 gegen den Träger 2 zusammen mit der Kraftmeßdose senkrecht
zur Meßachse zur Folge, die ohne Auswirkung auf die Meß dose 6 bleibt.
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In Abb. 2 ist an Stelle der Kugel 12 als Aertragungsglied ein Stift
13 vorgesehen, der in analoger Weise in der Gehäusefläche 5 gelagert ist. Der Stift
kann am federnden Glied 11 befestigt sein oder durch eine Vorspannung ohne Zwischenraum
an diesem anliegen. An seinem dem Träger 1 zugewandten Ende ist der Stift 13 kugelig
ausgebildet oder mit einer oder mehreren drehbar gelagerten Kugeln 14 versehen,
um ein Verschieben der Träger 1 und 2 gegeneinander ohne Auswirkung auf die Meßeinrichtung
zu ermöglichen.
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PATENTANSPROCHE:
1. Kraftmeßdose mit einem starren Gehäuse umgeben
und als selbständiges Bauteil ausgebildet, die sich im Gehäuse in Richtung ihrer
Meßachse einerseits auf eine Gehäusefläche und andererseits auf einem federnden
Glied abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß an der der Kraftmeßdose (6) abgewandten
Seite des federnden Gliedes (11) und dem Angriffspunkt der Meßachse (8) der Kraftmeßdose
(6) gegenüberliegend ein Kraftübertragungsglied (12, 13) angreift, das durch das
Gehäuse (5) nur in Richtung der Meßachse verschiebbar geführt und zu Bewegungen
zusammen mit dem Gehäuse (3, 4, 5) quer zur Meßachsenrichtung befähigt ist.