DE2052170A1 - Verfahren zur Herstellung von Wandlersystemen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von WandlersystemenInfo
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- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2287—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges constructional details of the strain gauges
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Description
Patentanwalt
Dipl. Phys. Leo T h u 1
Stuttgart
R.E. Talmo - 4
DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GMBH, 78 Freiburg, Hans-Bunte-Str.19
Verfahren zur Herstellung von Wandlersystemen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wandlersystemen
mit Dehnmeßstreifen, bei dem die Dehnmeßstreifen mit einem Bindemittel auf einem Freiträger befestigt werden.
Bisher wurden Dehnmeßstreifen auf beiden Seiten von Freiträgern angebracht und in einer Brückenschaltung betrieben.
Das Ausgangssignal der Brücke ist dann proportional der Bewegung des freien Endes des Freiträgers. Die Einrichtung
wirkt als Wandler, die mechanische Bewegung in ein elektrisches Signal verwandelt.
Früher wurde ein Epoxydharz als Bindemittel zwischen dem Dehnmeßstreifen und dem Freiträger verwendet. Bei hohen Temperaturen
jedoch "kriecht" das Epoxydharz. Es ist nicht elastisch beim Dehnen und Zusammendrücken des Freiträgers,
Dies bedeutet, dass der Dehnmeßstreifen nicht fest auf der Oberfläche des Freiträgers bleibt und sich mit ihm bewegt.
Der Dehnmeßstreifen gibt falsche Werte in die Brückenschaltung.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Verbinden von Dehnmeßstreifen mit Freiträgern anzugeben, bei dem die
geschilderten Nachteile nicht auftreten. Erfindungsgemäss
wird dies dadurch erreicht, dass das Bindemittel eine Glasschicht, dünner als o,o5o8 Millimeter ist, die durch Hitze
21.1ο.197o Wr/Wa ./.
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R.E.Talmo-4 ^
und eine gegenüber dem Glas positive elektrische Gleichspannung an den Metallteilen während der Aufheizzeit mit
den Dehnmeßstreifen und dem Preiträger verbunden wird.
Vorteilhafterweise läuft das Verfahren mit den folgenden Schritten ab:
a) Zusammenhalten der Glasschichten, die aus Corning 774o Pyrex-Glas, und der Dehnmeßstreifen, die aus Silizium
bestehen, auf einem Preiträger, der aus einem Nickelstahl mit 35 bis 45 Gewichtsprozenten Nickel gefertigt ist;
b) Aufheizen der Glasschichten und der Dehnmeßstreifen
" auf eine Temperatur zwisohen 37o und 4]5o Grad Celsius
(7oo bis 8oo Grad Fahrenheit);
c) Anlegen einer gegenüber der Glasschicht positiven Gleichspannung
an die Dehnmeßstreifen während der Aufheizung, die zwischen 2oo und jjoo Volt beträgt.
Wesentlich ist auch, dass nach dem Verbinden-der Dehnmeßstreifen
mit den Glasschichten, die Glasschichten und der Preiträger in Kontakt miteinander sind und aufgeheizt werden
und danach Anlegen einer gegenüber den Glasschichten positiven Gleichspannung an den Preiträger erfolgt.
Die Glasschichten weisen dabei eine Dicke auf, die zwischen o,o254 und 0,0508 Millimeter (ο,οοΐ und o,oo2 inch) liegt.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren werden hervorragende
Ergebnisse beim Befestigen von Dehnmeßstreifen auf Freiträgern erreicht. Bei der vorgeschlagenen kritischen Dicke der Glasschichten,
kriechen diese noch nicht bei hohen Temperaturen und brechen aber auch nicht während des Abkühlungsprozesses.
Werden zuerst die Dehnmeßstreifen mit den Glasschichten verbunden und dann mit dem Preiträger, dann lassen sich zwisohen
beiden Verfahrensschritten Sichtprüfungen einfügen.
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R.E.Talmo-4 3 -"S^ -
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 die Seitenansicht eines Wandlersystems; Fig. 2 und
Fig. 3 Varianten des Wandlersystemes.
In Fig. 1 ist ein Freiträger Io dargestellt, der mit seinem
linken Ende in einer Stütze 11 eingespannt ist. Ein Dehnmeßstreifen 12 ist mit dem Freiträger Io durch eine Glasschicht
13 verbunden. Ein weiterer Dehnmeßstreifen 14 ist auf der gegenüberliegenden Seite des Freiträgers Io mit diesem durch
eine weitere Glasschicht I5 verbunden. Die Dehnmeßstreifen
12 und 14 sowie die Glasschichten 13 und 15 sind identisch
miteinander.
Obwohl keine der Materialien, Temperaturen und elektrischen Spannungen kritisch sind, ist die Dicke der Glasschichten
und 15 kritisch; die Dicke muss kleiner als 0,0508 Millimeter
(o,oo2 inch) und grosser als o,o254 Millimeter (ο,οοΐ inch)
sein.
Am besten ist der Freiträger Io aus einem Nickelstahl hergestellt,
der 35 bis 45 Gewichtsprozente Nickel enthält. Die Dehnmeßstreifen 12 und 14 sind am besten aus monokristallinem
Silizium gefertigt, während die Glasschichten aus Corning 774o Pyrex-Glas bestehen.
In Fig. 2 ist ein Dehnmeßstreifen 12 mit einer Glasschicht auf einem Freiträger 16 gezeigt. Eine leichte Feder 17 hält
alle drei Schichten zusammen. Eine Batterie 18 ist von dem Dehnmeßstreifen 12 an die Glasschicht I3 angeschaltet. Der
Dehnmeßstreifen 12 ist deshalb in Bezug auf die Glasschicht positiv angeschlossen. Die Batterie l8 gibt eine Spannung ab,
die am besten zwischen I50 und 3oo Volt liegt. Diese Spannung
liegt an, während die Temperatur des Dehnmeßstreifens
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R.E.Talmo-4 H -X - "
und der Glasschicht 13 zwischen 37o bis 43o Grad Celsium
(7oo bis 800 Grad Fahrenheit) liegt.
•Die elektrische Spannung wird erst an die Teile angelegt,
wenn sie den Temperaturbereich von 37o bis 43o Grad Celsius
erreicht haben. Sofort nach dem Anlegen der Spannung geht der Strom aus der Batterie 18 auf einen Spitzenwert von
5 Mikroampere und er nimmt dann im Laufe der Zeit exponential auf ungefähr 0,5 Mikroampere ab. Die Zelt hierfür beträgt
ungefähr fünf Minuten. Nach dem der Strom von seinem Spitzenwert auf ungefähr 60 % dieses Wertes gefallen ist, ist die
Verbindung zwischen dem Dehnmeßstreifen 12 und der Glasschicht 13 fertiggestellt, so dass dies e Teile abgekühlt werden
können und die Batterie 18 entfernt werden kann.
In Fig. 3 wird ein mit einer Glasschicht IjJ verbundener
Dehnmeßstreifen 12 durch eine Feder 17 leicht gegen einen Freiträger Io gedrückt. Eine Stütze I9 ist unter dem Freiträger
Io angebracht. Die Batterie 18 ist in Bezug auf die Glasschicht I3 positiv an den Freiträger Io angeschlossen.
Von hier an folgen genau die gleichen Schritte wie beim Verbinden des Dehnmeßstreifens 12 mit der GlasBchicht 13. Das
bedeutet, dass die Temperatur der Teile lo, 12 und I3 zwischen
370 und 430 Grad Celsius (7oo bis 800 Grad Fahrenheit)
liegt. Nach dem der Strom aus der Batterie 18 vom Spitzenwert wieder auf 60 % gefallen ist, ist der Verbindungsprozess
vorbei und die Teile können abkühlen, und die Batterie entfernt werden. Bis hierher wurde die Verbindung des Dehnmeßstreifens
12 mit dem Freiträger Io erklärt. Der Dehnmeßstreifen wird exakt genauso an den Freiträger Io angebracht. Die
Stromspitze beim Verbinden mit dem Freiträger Io wird etwa 2o Mikroampere betragen.
Die Dauer des Verfahrens um eine Verbindung zu erhalten, wird normalerweise zwischen 2 und 2o Minuten betragen.
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R.E.Talrao-4 £ ·<£ ΰ^
Wie oben ausgesagt, kriecht Glas mit einer Dicke von 0,0508 Millimeter (o,oo2 inch) oder mehr bei hohen Temperaturen.
In solchen Fällen geben die Dehnmeßstreifen 12 und 14 ein fehlerhaftes Signal ab. Werden Jedoch die Glasschichten I3
und 15 zwischen 0,0508 Millimeter (o,oo2 inch) und o,o254
Millimeter (ο,οοΐ inch) dick gemacht, ist das Problem des
Kriechens überwunden. Weiterhin kann gesagt werden, dass während des Aufheizungsprozesses gefunden wurde, dass Glasschichten
von 0,0508 Millimeter Dicke oder stärker während des Abkühlens zerbrechen. Auch dieses Problem wird durch
Verwendung der vorgeschlagenen Glasdioken von 0,0508 bis
o,o254 Millimeter gelöst.
Es sei angemerkt, dass die Reihenfolge der Verfahrensschritte nicht kritisoh ist. Wenn jedoch ein Dehnmeßstreifen mit einer
Glasschicht verbunden wird, bevor die Glassohicht mit dem Freiträger Io verbunden ist, kann eine Sichtprüfung der
Verbindung herausfinden, ob die Verbindung sicher ist oder nicht. Der Ablauf der Schritte in dieser Reihenfolge ist
besser. Wenn die Glasschicht mit dem Freiträger Io verbunden ist, kann eine Sichtprüfung der Eoken des Dehnmeßstreifens
erfolgen.
Es sei angemerkt, dass die Höhe des Stromes aus der Batterie
18 nicht kritisch 1st. Nur typische Werte wurden angegeben. Die Glasschicht muss mindestens eine solohe Dicke aufweisen,
dass beim Anlegen der Batteriespannung kein Durchschlag erfolgt oder eine Funkenstrecke entsteht.
4 Patentansprüche
1 Blatt Zeichnung mit j5 Figuren
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Claims (4)
- R.E.Talmo-4 O -^ - .PatentansprücheVerfahren zur Herstellung von Wandlersystemen mit Dehnmeßstreifen, bei denen die Dehnmeßstreifen mit einem Bindemittel auf einen Freiträger befestigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel eine Glasschicht (13, 15), dünner als o,o5o8 Millimeter (o,oo2 inch) 1st, die durch Hitze und eine gegenüber dem Glas positive elektrische Oleichspannung an den Metallteilen während der Aufheizzeit mit den Dehnmeßstreifen (12, 14) und dem Freiträger (lo) verbunden wird.
- 2. Verfahren nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte enthält:a) Zusammenhalten der Glasschiohten (15, 15), die aus Corning 774o Pyrex-Ölas, und der Dehnmeßstreifen(12, 14), die aus Silizium bestehen, auf einem Freiträger (lo), der aus einem Nickelstahl mit 35 bis 45 Gewichtsprozenten Nickel gefertigt ist;b) Aufheizen der Glasschiohten (13, 15) und der Dehnmeßstreifen (12, 14) auf eine Temperatur zwischen 37o und 430 Grad Celsius (7oo bis 800 Grad Fahrenheit);ο) Anlegen einer gegenüber der GlasscMcht positiven Gleichspannung an die Dehnmeßstreifen während der Aufheizung, die zwischen 2oo und 300 Volt beträgt.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verbinden der Dehnmeßstreifen (12, 14) mit den Olasschichten (13, 15),die Glasschiohten und der Freiträger (lo) in Kontakt miteinander sind und aufgeheilt werden und danach Anlegen einer gegenüber den Glassohichten positiven Gleichspannung an den Freiträger erfolgt.
- 4. Verfahren nach Anspruoh 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasschiohten (13,15) zwischen 0,0254 Millimeter und 0,0508 Millimeter (ο,οοΐ bis o,oo2 inch) dick sind.2l.lo.197o wp/Va 10981 9/1282 ./.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US87189469A | 1969-10-28 | 1969-10-28 |
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DE2052170B2 DE2052170B2 (de) | 1979-06-21 |
Family
ID=25358400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (4)
Country | Link |
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JP (1) | JPS4920239B1 (de) |
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FR (1) | FR2066641A5 (de) |
GB (1) | GB1267465A (de) |
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WO2018113842A1 (de) * | 2016-12-19 | 2018-06-28 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Verfahren zum verbinden einer glasschicht mit einem metallischen substrat |
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- 1970-08-07 JP JP6875470A patent/JPS4920239B1/ja active Pending
- 1970-10-22 GB GB5012670A patent/GB1267465A/en not_active Expired
- 1970-10-23 DE DE19702052170 patent/DE2052170B2/de not_active Withdrawn
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JPS4920239B1 (de) | 1974-05-23 |
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---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
8230 | Patent withdrawn |