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" Kraftaufnehmer Die Erfindung betrifft einen Kraftaufnehmer zum
Messen von Kräften in Bauwerken mit wenigstens einem elastischen,festen Bauteil,
der unter den Kräften gebogen wird. Der Begriff l'Bauwerke" umfaßt hier auch und
insbesondere BahHwerke von Land-und Luftfahrzeugen. Der Kraftaufnehmer dient-vor
allem zum Messen von Gewichtskräften, also von statischen Eräften,aber auch von
dynamischenKräften.
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Kraftaufnehmer der hier betrachteten Art bestehen aus oder enthalten
Körper, die unmittelbar durch die zu messenden Eräfte verformt werden oder durch
Bauteile, mit denen sie verbunden sind oder verbunden werden und deren Verformung
sie mitmachen. Die dem Meßkörper oder den Heßkörpern des Eraftaufnenmers mitgeteilte
Verformung wird in elektrische Werte umgesetzt, beispielsweise durch Dehnungsmeßstreifen,
die auf der
Oberfläche der Körper befestigt sind und die Verformung
zwangsweise mitmachen. Die Erfindung betrifft also im besonderen einen elektromechanischen
Kraftaufnehmer.
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Es ist bereits bekannt, einen elektro-mechanischen Eraftaufnehmer
in Form eines Meßstabes in der Achse eines sich unter den zu messenden Gewichtskräften
biegenden Rohres zu lagern, und zwar so, daß der Meßstab in einem ersten, mit dem
Achsrohr verspannten Lager fest eingespannt ist, während er auf einem zweiten, mit
dem Achsrohr verspannten Lager lose aufliegt.Die Verformung des Rohres führt zu
einer Verformung des Meßstabes, die in bekannter Weise durch Dehnungsmeßstreifen
in elektrische Signale umgesetzt wird Weiterhin ist ein Kraftaufnehmer bekannt (V.St.A.-Patentschrift
3 426 586), dessen Meßstab in den beiden Lagern fest eingespannt ist. Der sich unter
den Gewichtskräften aus Biegung und Schiebung ergebenden Verformung des Rohres folgt
eine Verformur,g des Meßstabes, die durch Dehnungsmeßstreifen abgegrilfen wird,
wobei durch ihre Anordnung in einer Wheatstone'schen Brückenschaltung das Signal
aus der Biegung elminiert und allein das Signal aus der Schiebung der Anzeige verwertet
wird.
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Bei diesen bekannten Kraftmeßvorrichtungen liegt der Meßkörper des
Kraftaufnehmers nicht unmittelbar im Krafthauptschluß, sondern im Kraftnebenschluß
des belasteten Bauteils. Die Verformung des Meßkörpers wird also durch die Verformung
eines anderen Bauteils des Bauwerks erzwungen.
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Bei diesen beispielsweise in Radachse von Flugzeugfahrwerken eingebauten
Kraftaufnehmern ist es nicht möglich, den Eraftnullpunkt ihrer Meßkörper zu bestimmen,
da die Meßkörper durch die unter der Gewichtskraft des Flugzeuges stehenden Radachsen
ständig verformt bleiben. änderungen der Anzeige, die durch Anderungen des Kraftnullpunktes
des Meßkörpers infolge von Umgebungseinflüssen hervorgerufen werden, können nicht
erkannt
werden. Auch bei noch so genau arbeitenden Heßköi'pern
bleibt die Anzeige unsicher und praktisch wertlos.
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Die Bestimmung des Eraftnullpunktes des Meßkörpers dieser Kraftmeßvorrichtungen
ist nur möglich, wenn die Radachse bzw das Fahrwerk kraftfrei gemacht ist, d.h.,
wenn das Flugzeug aufgebockt ist. Das Aufbocken besonders von großen Flugzeugen
mit mehreren Fahrwerken ist äußerst umständlich und zeitraubend.
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Außer der oben beschriebenen Kraftmeßvorrichtung, in der der Meßkörper
des Kraftaufnehmers im Nebenschluß des Kraftflusses liegt, wo also seine Verformung
in erster Linie durch die Verformung eines anderen Bauteiles des Bauwerks hervorgerufen
wird,ist es auch bekannt, wahlweise die gesamte zu messende Kraft durch den Meßkörper
zu-leiten oder den Meßkörper durch mechanisches Umschalten völlig kraftfrei zu machen
(siehe die deutschen Patentschriften 1 206 173 und 1 160 666). Die Kraftmeßvorrichtung
erfordert einen größeren Aufwand an Konstruktionsraum und Gewicht; auch ein nachträglicher
Einbau in ein vorhandenes ObjeKt ist schwierig.
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Ziel. der Erfindung ist es, den Aufwand zum Aufbocken von Blugzeugen
zwecks Nullpunktbestimmung der in den Radachsen eingebauten Kraftaufnehmer zu vermeiden
und gleichzeitig das Bemessen der Kraftaufnehmer unabhängig von den wahren auf die
Radachse wirkenden Kräften festlegen zu können. Der neue Kraftaufnehmer soll insbesondere
dafür bestimmt und geeignet sein, in das Achsrohr eines Flugzeugfederbeins eingebaut
zu werden.
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Er soll aber ebenso Aufnahme im Achsrohr eines Landfahrzeugs finden
können. Als Aufgabe der Erfindung ist vor allem die Vermeidung derjenigen Nachteile
der bekannten Anordnungen anzusehen, die der neuen Vorrichtung ersichtlich nicht
anhaften.
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Der erfundene Kraftaufnehmer zum Messen von Kräften in Bauwerken mit
wenigstens einem elastischen festen Bauteil, der unter den Kräften gebogen wird,
insbesondere zum Messen von Gewichtskräften, wie sie z.B. von Fahrwerken an Land-
und Luftfahrzeugen aufgenommen werden, wobei ein stabförmiger Meßkörper des Kraftaufnehmers
mit dem der Biegeverformung unterworfenen Bauteil durch Einspannung seinen einen
Stabendes und durch Auflage seines anderen Endes auf einen Auflager sc verbunden
ist, daß er sich ebenfalls mit dem Bauteil biegt und so Meßsignale erzeugt, zeichnet
sich aus durch eine Umschaltvorrichtung, die wechselseitig genau reproduzierbar
das Umschalten von Auflage zu Nichtauflage des Meßstabendes auch unter Last ermöglicht.
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Das Umschalten kann durch Drehen des Meßstabes um eine zu seiner Längsachse
parallele Achse geschehen, wenn das zur Auflage bestimmte Ende des Stabes so ausgebildet
ist, daß es in der gedrehten Lage mit Sicherheit nicht mehr aufliegt. Per Drehwinkel
beträgt vorzugsweise 1800, er kann aber auch einen anderen Betrag haben. Diese Auflagestelle
am Stab müßte also so abgesetzt sein, daß er bei der höchsten zu erwartenden Last
in der einen Lage oder Stellung voll durchgebogen wird, dagegen in der gedrehten
Lage noch frei ist. Diese Verhältnisse sind vor allem erforderlich, wenn die Drehachse
mit der Längsachse des nicht verformten Stabes zusammenfällt. Es ist aber auch möglich,
den Stab außermittig zu dieser Drehachse zu lagern und durch Drehen des Lagers den
Stab nicht nur zu drehen, sondern zugleich um dieselbe Achse zu schwenken, so daß
sein zur Auflage bestimmtes Ende in der einen Schwenklage aufliegt, in der anderen
dagegen frei ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das mit dem Bauteil, dessen
durch die zu messenden Kräfte bewirkte Verformung auf den Meßstab übertragen wird,
verbundene Auflager ein Exzenter, dessen Drehachse wenigstens annähernd parallel
zur Stabachse angeordnet ist und durch dessen Drehung die Auflage des Stabendes
von
der Meßstellung in die Freistellung umschaltbar ist.
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Bei dieser Anordnung wird-nicht wie in der zuvor beschriebenen Anordnung
das den Meßstab einspannende Lager um eine zur Stabachse parallele Achse gedreht,
sondern das exzentrische Auflager. Im Falle des Einbaues in ein Rohr wird dieses
drehbare Auflager ein im Rohr gelagerter Ring mit exzentrischer Ringinnenöffnung
sein. Die Auflagestelle befindet sich dabei an der Ringinnenfläche.
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Das dem freigebbaren Ende des Meßstabes zugeordnete Auflager kann
auch zugleich als Einspannlager ausgebildet sein. Eine solche Anordnung ermöglicht
vor allem das Messen von Schubverformungen, weil sich in ihr der Biegespannungsanteil
eliminieren läßt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, parellel
zu dem Meßstab und in seiner unmittelbaren Nähe einen Vergleichs- oder Bezugsstab
gleicher Eigenschaften, insbesondere gleicher Abmessungen und gleichen Werkstoffs,anzuordnen.
Der Vergleichsstab bleibt dabei von Verformung des Achsrohres unberührt. Dagegen
wirken vor allem Einflüsse durch Unrundheit, Ungenauigkeit und nicht -reproduzierbare
Einstellbarkeit der Lagerung der Umschaltvorrichtung auf beide Stäbe gemeinsam und
können durch Subtraktion der Meßwertsignale eliminiert werden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig.l einen
Vertikal-Längsschnitt durch die Mittenebene des die Radachse eines Flugzeuges bildenden
Rohres, in das ein Kraftaufnehmer gemäß der Erfindung eingebaut ist, Fig. 2 einen
Schnitt in der Ebene II - II der Fig. 1,
Fig. 3 eine Wheatston'sche
Meßbrücke mit der elektrischen Anordnung von Dehnungsmeßstreifen, die als Signalgeber
auf den Meß-und Vergleichsstäben der Kraftaufnehmer in den Fig. 1 und 4 - 10 befestigt
sind, Fig. 4 den Kraftaufnehmer nach Fig. 1 in gleicher Darstellung bei belasteter
Achse und abgeschaltetem Meßkörper, Fig. 5 den Aufnehmer nach den Fig. 1 - 4 bei
belasteter Radachse mit eingeschaltetem Meßkörper, Fig. 6 eine weitere Ausführungsform
eines Kraftaufnehmers in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellursg und Anordnung,
Fig. 7 die perspektivische Wiedergabe einer Einzelheit aus Fig. 6, wobei die dargestellten
Elemente teilweise gebrochen und auseinandergezogen gezeigt sind, Fig. 8 den Meßwertnehmer
nach Fig. 6 in gleicher Darstellung wie Fig. 6, jedoch in einem anderen Lastzustand,
Fig. 9 den E;raftaufnehmer nach Fig. 6 unter reiner Schub verformung und Fig. 10
eine den Fig. 6 und 8 und 9 entsprechende Darstellung desselben Kraftaufnehmers
in abgeschaltetem Zustand bei belasteter Radachse.
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In der Schnittdarstellung in Fig. 1 ist 10 das Achsrohr des Rades
des Hauptfahrwerks eines Flugzeuges. Die Rohrachse ist
mit 11 bezeichnet.
Der Eraftaufnehmer 12, der in seinen wesentlichen Teilen abgebildet ist, enthält
einen Meßstab 13, dessen in der Zeichnung links gelegenes Ende 15 bei 14 in einen
Spannteller 16 fest und so eingespannt ist, daß seine Achse 17 in unbelastetem Zustand
mit der Achsrohrachse 11 zusammenfällt.
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Das andere Ende 18 des Meßstabes 13 ruht mit einem Punkt seiner Umfangsfläche
auf einem Auflager 19. Die Einstellung des Auflagers 19 un-d des aufliegenden Stabendes
18 wird so gewählt, daß sich beide nur eben oder garnicht mehr berühren; bei unbelastetem
Achsrohr soll der Meßstab gerade eben unbelastet und unverformt sein und die Anzeige
"NULL" liefern. Es ist aber auch eine Einstellung denkbar, bei der der Meßstab schon
bei unbelastetem Achsrohr einer definierten Vorspannung (Vorlast) ausgesetzt wird.
Eine dazu geeignete, nicht dargestellte Verstellvorrichtung könnte in einer Verstellschraube
zum Verstellen des Auflagerexzenters 19 in radialer Richtung bestehen. Die Vorlasteinstellung,die
sogar das Erfassen einer Wechsellast möglich macht, kann auch am Einspannlager 14
vorgenommen weraen, etwa durch Verstellen der Lagerung im Winkel ihrer Lagerachse
zur Achsrohrachse. Dazu geeignete, verstellbare Lager sind bekannt, beispielsweise
in Form von cardanischen Lagern oder sphärischen Lagern. Die Berührung zwischen
Meßstabende 18 und Auflager 19 kann auch eine Linienberührung sein. Das Auflager
19 wird von der Innenfläche oder dem Innenrand 20 eines Ringes. 22 gebildet, der
um eine zur Rohrachse 11 ungefähr parallel liegende, gedachte Achse 21, die zugleich
die Achse des Ringes 22 ist, drehbar gelagert ist. Die lichte Öffnung des Ringes,
also der Innenrand 20 des Ringes, liegt exzentrisch zur Drehachse 21 des Ringes,
so daß je nach Drehwinkelstellung des Ringes eine Berührung zwischen dem Auflager
19 und dem Stabende stattfindet oder nicht oder zu einer elastischen Verformung
des Stabes 13 führt. Das Gerät wird jedoch so eingestellt, daß in unbelastetem Zustand
die Stelle des Stabes 13,die dem Rand 20 am nächsten steht, zugleich die der größten
Exzentrizität ist, also diejenige, die dieser Auflagerstelle überhaupt am nächsten
kommen kann. Ferner ist die Einstellung so,daß die
lotrecht /durch
die Rohrachse 11 gehende Ebene bei auf einer waagerechten Ebene stehendem Flugzeug
durch den Mittelpunkt der Berührung oder größten Annäherung der Teile 18, 19 geht.
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Die Drehlagerung 23 des Ringes 22 befindet sich in einem an sich bekannten
Spannteller 24, der sich in einer zur Rohrachse 11 normalen Lage erstreckt. Die
beiden Spannteller 16 und 24 sitzen je im Achsrohr 10, so daß von den Punkten ihrer
Berührung(angedeutet durch die Punkte 25, 26, 27 , 28) keine Momente (selbstverständlich
ohne Kerbwirkung) übertragen werden. Die Zeichnung zeigt diese Berührungsstellen
als Schneidenlager, wie sie theoretisch erwünscht wären. Die Achse 21 des Ringes
fällt im gezeigten Beispiel nicht mit der Rohrachse 11 zusammen. Die für das Drehen
des Ringes um seine Drehachse 21 vorgesehene Drehvorrichtung ist hier nicht dargestellt.
Sie greift längs des Innenraumes des Achsrohr res 10 an dem Ring an. Der Ring ist
zu diesem Zwecke, wie gezeigt, als das Ende eines Betätigungsrohres 29 ausgebildet.
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Der Meßstab ist an der Einspannstelle 14 und der Auflagerstelle 18,
19 sehr biegesteif und weist zwischen diesen Stellen geschwächte Längenabschnitte
auf, so daß die Biegeverformung in diese geschwächten Stellen (Bereich 30) verlegt
ist.
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In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist dem MeBkörper 13 ein
Vergleichsstab 32 zugeordnet,der aus gleichem Werkstoff besteht und im wesentlichen
gleiche Abmessungen hat. Unterschiede sind nur dort zugelassen, wo dies keinen Einfluß
auf die Messung hat. In der Nähe der Einspannstelle 14 für das Stabende 15 erstreckt
sich auf der Seite des Spanntellers 16, die dem Spannteller 24 zugewandt ist, eine
zum
Spannteller 24 parallele Lagerplatte 33, in die das dem Stabende
15 zugeordnete Einspannende 34 des Vergleichsst>-bes 32 eingespannt ist.
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Die Lagerplatte 33 hat einen Durchbruch 35, durch den der Stab 13
hindurchgeht, ohne in irgendeiner der erlaubten Betriebsstellungen mit der Lagerplatte
in Berührung zu kommen.
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Der Spannteller 24 und die magerplatte 33 sind in fester rätmlicher
Beziehung zueinander gehalten, sei es durch Speichen, sei es - wie hier - durch
die Umfangswand 36 eines zur Achse 11 koaxialen Zylinders. Durch die starre Verbindung
des Spanntellers 24 mit der Lagerplatte 33 durch die Zvlinderwand 36 ist ein Gehäuse
gebildet, dessen Aufgabe die Ein spannlagerung des Endes 34 des Vergleichskörpers
32 ist. Das andere, freie Ende 37 ist stets in festem Abstand zum freien Auflagerende
18 des Meßstabes durch einen Mitnehmerstift 38 gehalten, der mit dem Meßkörper fest
verbunden- ist und auf depsen Ende der Vergleichsstab stets aufliegt. Die Ausbildung
und Anordnung der Teile 18, 19, 20, 21, 291 37 und 38 sind der Fig. 2 ohne-weitere
Erläuterungen zu entnehmen.
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Auf die eigentlichen Meßzonen der Körper 13 und 32 sind Dehnungsmeßstreifen
aufgebracht, die, wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, mit den Ziffern 1 -
4 und I - IV bezeichnet sind. Sie sind in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise zu
einer elektrischen Meßbrücke zusammengeschaltet.
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In der Anordnung nach den Fig. 1 - 3 ist die Radachse unbelastet,
der Kraftaufnehmer eingeschaltet und die Dehnungsmeßstreifenbrücke auf den Wert
Null im Meßzweig abgeglichen.
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Dieser Kraftaufnehmer liegt im Kraftnebenschluß, wird auf Biegung
beanspruçht und ist zur Nullpunktbestimmung abschaltbar. Mit dem Vergleichskörper
können Einflüsse kompensiert
werden, die vom Umschaltlager her
kommen.
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In Fig. 4 ist der anhand der Fig. 1 beschriebene Eraftaufnehmer in
einer Stellung gezeigt, in der die Radachse durch eine Last P belastet und der Kraftaufnehmer
abgeschaltet ist.
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Zum Abschalten sind Rohr und Ring 29, 22 gegenüber der in Fig. 1 gezeigten
Stellung um 1800 gedreht, so daß der Exzenterrand 20 mit seinem größten Abstand
von der Ringachse 21 unterhalb des Meßstabendes 18 liegt. Die Exzentrizität ist
so gewählt, daß auch bei größtermnoch zu berücksichtigender Last der Meßstab in
dieser Ausschaltstellung ohne Berührung mit dem Auflageexzenter 19, 20 bleibt. Die
Drehung kann sowohl bei unbelasteter Achse 10 als auch bei belasteter Achse, also
aus der Stellung nach Fig. 5 heraus,vorgenommen werden.
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Obgleich die Spannteller 16 und 24 der Biegung der Achse folgend gegeneinander
geneigt sind, sind beide Körper 13 und 32 von dieser Verformung unbeeinflußt. Sollten
dagegen die unbelasteten Körper 13 und 32 ein durch Nullpunktänderungen hervorgerufenes
Signal erzeugen, so kann es in der Brücken schaltung auf " Null " zurückgestellt
werden. Treten nach dem Umschalten durch Toleranzen und Fertigungsungenauigkeiten
Verschiebungen des Auflagers und des Ringes 19 und 22 auf, so werden sie auf die
Enden 18 und 37 der beiden Körper gleichzeitig übertragen und erzeugen gleichgroße
Signale, die durch die Anordnung der Dehnungsmeßstreifen in der Wheatston'schen
Brücke kompensiert werden Dadurch werden die Ungenauigkeiten durch die drehbare
Umschaltlagerung eliminiert.
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In der Stellung nach Fig. 5, der eigentlichenMeßstellung, ist der
Kraftaufnehmer bei belasteter Radachse eingeschaltet. Der einseitig eingespannte
und am anderen Ende aufliegende Meßkörper wird gebogen, wobei die größteVerformung
im Schwächungsbereich 30 auftritt, während dabei der Vergleichs-
Körper
unbelastet bleibt.
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In der Ausführungsform nach Fig. 6 werden zum Zwecke des Messens beide
Enden 41 und 42 des Meßstabes 40 eingespannt.
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Der Meßstab 40 und der Vergleichsstab 43 sind, wie in der Ausführungsform
nach den-Fig. 1 - 5, in Spanntellern 16 und 24 und Lagerplatte 33 angeordnet. Die
Ausbildung des Gehäuses 36 und die Lagerung der Spannteller entsprechen der oben
beschriebenen Anordnung. Gleiche Bezugszeichen in den Fig. 6 bis 10 weisen auf gleiche
oder funktionell gleiche Ausbildung hin.
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Die in Fig, 6 links gezeigten Enden der Stäbe 40 und 43 sind auch
hier fest eingespannt in den Spannteller 16 bzw.die Lagerplatte 33. Die beiden Stäbe
liegen aber hier nicht in der Vertikalen, also in der Hauptbiegungsebene übereinander,
sondern nebeneinander, wie insbesondere aus Fig. 7 hervorgeht. Ihre in der Zeichnung
rechts liegende Enden sind so geformt, daß sie fest gegeneinander geklemmt und dabei
fest mit dem Spannteller 24 verbunden werden können. In dieser Einspann- und Elemmlage
erstrecken sich die Stäbe bei unbelasteter Achse 10 parallel zur Achsrohrachse 11;
vorzugsweise liegen sie in unmittelbarer Nähe oder in dieser Achse 11. Die Elemmvorrichtung
ist wie folgt gebildet: Der Spannteller 24 hat eine zur Rohrachse 11 koaxiale und
konzentrische Bohrung 44, in die kurze Rohrstücke oder Buchsenstücke 45 passen,
die darin in Richtung ihrer Achse 11 verschiebbar sind. Der Spannteller ist so dick
und die axiale Länge der Bohrung und der Buchsenstecke 45 so groß, daß die Buchsen
stücke den sich aus der nachfolgenden Funktion ergebenden Verschiebeweg bei einwandfreier
Führung ausführen können. Jedes der beiden Buchsenstücke, die in Achsrichtung ungefähr
gleichlang sind und deren Längensumme kleiner als die Länge der Bohrung 44 iSt,
steht rechtwinklig von einer Klemmplatte 46 bzw. 47 ab.Die beiden Klemmplatten können
gleichgestaltet sein, jedoch hat
mindestens die im Inneren des
Gehäuses 36 liegende Klemmplat te 46 in ihrer Mitte eine Öffnung für den freien
Durchgang der beiden Körper 40 und 43. Die von den Buchsen 45 umgebenen Flächen
der Klemmplatten 46 und 47 und die Enden der Körper 40 und 43 sind durch Schrägflächen
oder Kegelflächen so geformt, daß durch Aufeinandevfahren der beiden Platten die
zwischen ihnen liegenden freien Enden der Körper 40 und 43 fest gegeneinander gepreßt
und infolge der Führung der Buchsen stücke 45 zugleich rechtwinklig zum Spannteller
24 gehalten werden. Die Einrichtung zur Betätigung dieser Klemmvorrichtung ist nicht
dargestellt. In der Stellung, in der die Enden der Körper 40 und 43 gegeneinander
gedrückt und die Platten 46 und 47 demnach ihre größte Annäherung haben, ist der
lichte Abstand zwischen den Platten 46 und 47 etwas größer als der Spannteller 24
im Bereich dieser Platten, so daß die Klemmplatten eindeutig und zuverlässig an
den entsprechenden Auflauf- oder Schrägflächen der Stabenden anliegen, nicht jedoch
an den Spanntellern(schwim mende Lagerung in Achsrichtung). Es kann aber auch eine
Festlegung der Stabenden im Teller 24 in der Weise erfolgen, daß die Klemmplatte
46 in der Spannstellung fest gegen den Teller 24 gepreßt wird. Die Ausrichtung der
Stäbe rechtwinklig zum Spannteller 24 wird durch die Führung der Kragen- oder Buchsenstücke
45 in der Bohrung 44 gewährleistet.
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Die Stäbe 40 und 43 können verhältnismäßig flache, nebeneinanderliegende
Stäbe sein, deren stets eingespannte (linke) Enden in zylindrischen Körpern 41 und
48 enden, die in der zur Zeichenebene rechtwinkligen Ebene, in der die Achse 11
liegt, nebeneinander angeordnet sind. Diese zylindrischen Körper 41 und 48 sind
so fest und sicher in ihre Lagerkörper 16 bzw. 33 eingesetzt, daß sie für den sie
tragenden Stab eine Einspannungbe wirken. Der Stab 40 geht auch hier vom Spannteller
16 aus ungehindert durch die>Lagerplatte 33 hindurch, Das andere (rechte) Ende
jedes der beiden Stäbe 40 und 43 ist zu einem halbzylindrischen Körper geformt,
doch kann auch eine andere Form gewählt
werden. Die Ubergange
von den Stäben zu ihren rechten Endkörpern liegen nebeneinander um wenigstens die
Stärke eines Stabes übereinander, wie dies aus den Fig. 6 und 7 hervorgeht.
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Eine mögliche Anordnung der Dehnungsmeßstreifen zeigt Fig.8, aus der
auch die Bezeichnung dieser Dehnungsmeßstreifen hervorgeht. Die hierbei verwendete
elektrische Brückenschaltung ist dieselbe wie in Fig. 3.
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Fig. 8 zeigt die aus Biegung und Schub zusammengesetzte Verformung
des Achsrohres 10 und des Kraftaufnehmers unter einem Biegemoment, vereinfacht dargestellt
durch einen die Radlast andeutenden Kraftpfeil P' Die Ebenen der Spannteller schließen
zwischen sich einen Winkel ein, der der durch die Biegung hervorgerufenen Richtungsänderung
der Achse 11 zwischen den Örtern der Spannteller entspricht.
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Während der Vergleichsstab dabei keine Verformung erfährt,nimmt der
Meßkörper eine S-förmige Gestalt an,wie es bei dieser Verformung des Achsrohres
und dieser Einspannung des Meßstabes zu erwarten ist. Die stärksten Spannungen und
Verformungen liegen in der Nahe der Einspannenden. Man kann diese Verformungen in
diesen Bereichen dadurch konzentrieren, daß man das dazwischenliegende Stück des
Meßstabes, also den größten Teil seiner Länge, verstärkt. Fig. 8 zeigt also den
eingeschalteten Eraftaufnehmer bei Biegebelastung der Radachse. Die elektrische
Meßbrücke ist entsprechend der Radlast verstimmt. Der gleichsinnige Anteil der Biegung,
also der Kreisbogenbiegungsanteil,wird durch die Schaltung der Dehnungsmeßstreifen
in der Brücke eliminiert, so daß die Anzeige ausschließlich die Schubverformung
des Achsrohres darstellt.
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Fig. 9 zeigt die Verformung der Radachse 10 unter reinen Querkräften,
nämlich als reine Schubverformung.Das aus den Spanntellern
-und
den Achsrohrwänden gebildete und in der Schnittzeichnung wiedergegebene Rechteck
nimmt unter dieser Schubverformung die Gestalt eines Parallelogramms an ion diesem
Falle zeigt der Kraftaufmehmer Biegung durch reinen Schub als Maß für die Querkraft
im Achsrohr an. Voraussetzung ist selbstverständlich die entsprechende, an sich
aber übliche Anordnung der Richtung der Dehnungsmeßstreifen auf den Körpern des
Kraftaufnehmers.
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Fig. 10 zeigt den abgeschalteten Kraftaufnehmer im belasteten, nämlich
gekrümmten Achsrohr. Durch das gezeigte Auseinanderfahren der Elemaplatten 46 und
47 wird die Ein spannung der rechten Enden der beiden Stäbe 40 und 43 aufgehoben.
Beide Stäbe werden frei und stellen sich in einen Winkel zueinander, der dem Winkel
entspricht, den die Ebenen der Spannteller 16 und 24 miteinander bilden. Da in dieser
Lage die Körper 40 und 43 unter formt sind, darf die Brücke kein Signal zeigen.
Tut sie dies doch, so ist eine Eichung erforderlich, die bequem innerhalb der elektrischen
Schaltung vorgenommen werden kann. Es ist nicht nötig, hierfur das mit dem Aufnehmer
ausgerüstete Flugzeug aufzubocken.
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Die Klemmvorrichtung zum wahlweisen Einspannen und Freigeben der rechten
Enden der Stäbe kann auch in der Weise gestaltet sein, daß Klemmstücke in vertikaler
oder radialer Richtung des Spanntellers geführt und bewegt werden.
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Die Ausführungsform nach den Fig. 6 - 10 kann ebenso wie die nach
den Fig. 1, 2, 4 und 5 mit einer Vorlasteinstellvorrichtung ausgestattet sein.
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In allen Ausführungsformen können, wie üblich, die Anschlußenden aller
Meßstreifen aus der Vorrichtung herausgeführt sein, so daß verschiedene, Schaltungen
und Umschaltungen möglich sind, zum Beispiel das Zusammenfassen aller Meßstreifen
in nur einer Brücke oder der Streifen der beiden Stäbe getrennt in je einer
Brücke
zum Abgleich der Einzelnullpunkte.
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Im Zweifel sind alle hier gezeigten Merkmale für sich oder in beliebiger
sinnvoller Kombination als erfindungswesentlich anzusehen . Schutz wird begehrt
für das, was objektiv schutsfähig ist.
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Patentansprüche :