DE2719946C2

DE2719946C2 - Meßachse

Info

Publication number: DE2719946C2
Application number: DE19772719946
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr.-Ing. 2940 Wilhelmshaven Schwarz
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1977-05-04
Filing date: 1977-05-04
Publication date: 1986-03-20
Also published as: DE2719946A1

Description

ben Länge jeder Lagerbuchse 2 angeordnet, wobei an einer Nutflanke der Außenmantelnuten 7a das tragende Bauteil 4 und an der anderen Nutflanke das lasteinleitende Bauteil 5 angrenzt und dazu dient, die elastische Verformung der Lagerbuchse 2 in dieser Ebene durch Querschnittsverringerung zu erleichtern, damit der in dieser Ebene angeordnete, als aktives Meßelement dienende Dehnungsmeßstreifen 3a die Belastung unverfälscht von z. B. sonst etwa auftretenden Biegeverformungen der Achse ermittelt Die anderen zwei Außenmantelmiten 7b sind jeweils im Abstand von etwa einem Viertel der Länge der Lagerbuchse 2 von dem dem Mittelstück 1 zugewandten Ende angeordnet Diese zwei Außenmantelnuten 7b dienen zur Schmierung der Lagerflächen, wobei die Zufuhr des Schmiermittels durch Bohrungen 8 erfolgt, die radial in und zu den Lagerbuchsen 2 und dem Mittelstück 1 und axial sowie mittig in und zu dem Mittelstück 1 angeordnet sind.

Außerdem sind die Lagerbuchsen 2 an ihren offenen Enden mit in der Zeichnung nicht dargestellten Kappen verschlossen, die jeweils mittels Schrauben |iit dem Mittelstück 1 verbunden sind und in ihren Außendurchmessern mit den Innendurchmessern der Lagerbuchsen 2 übereinstimmen. Die Kappen schirmen die Dehnungsmeßstreifen 3 vor elektrischen und magnetischen FeI-dem sowie elektromagnetischen Wellen ab und schützen den Innenraum der Lagerbuchsen 2 mittels Rundschnurdichtungen vor mechanischen Außeneinflüssen, z. B. Wasser, explosivem Gas oder Schmutz. Eine der Kappen ist mit einem Schmiernippel ausgerüstet und durch die andere Kappe ist ein abgeschirmtes elektrisches Kabel für die Dehnungsmeßstreifen 3 geführt.

Jede Lagerbuchse 2 ist ferner an ihren Enden mit einer Radialnut 9 versehen, in die eine Sicherungsnase am lasttragenden Bauteil 4 eingreift, so daß die Dehnungsmeßstreifen 3 immer ihre Lage beibehalten.

Die Meßachse arbeitet wie folgt:

Gemäß F i g. 1 und 2 wirkt eine Kraft (P) planparallel zur Zeichnunysebene sowie außermittig und unter einem bestimmten Winkel auf das lasteinleitende Bauteil 5. Die Kraft (P) drückt das lasteinleitende Bauteil 5 mit der Achsialkomponente (P=) der Kraft (P) gegen das linke tragende Bauteil 4 und mit der Radialkomponente (P₁.) der Kraft (P) auf die Lagerbuchsen 2, wobei die linke Lagerbüchse 2 stärker belastet wird als die rechte Lagerbuchse 2. Sie werden entsprechend der auf sie wirkenden Belastung elastisch sowie etwa ellipsenförmig und unabhängig von Reibungsrückwirkungen der sich berührenden aufeinaiirlerdrückenden Lastübertragungsflächen verformt. Die als aktive Meßelemente dienenden Dehnungsmeßstreifen 3a werden dabei entsprechend der wirkenden Kraft gestaucht und verändern ihren elektrischen Widerstand, wodurch am Diagonalzweig der Brückenschaltung ein der Summe der beiden Dehnungsmeßstreifen 3a entsprechendes Meßsignal abgegeben wird. Dieses Meßsignal wird einem elektrisehen Verstärker zugeführt, der mit einem Anzeigegerät verbunden ist. Dieses Anzeigegerät zeigt die auf die Achse wirkende Radialbelastung der Kraft an.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 mit dem Mittelstück zur Aushärtung der Klebestellen Patentansprüche: der Lagerbuchsen nur übliche Wärmeöfen erforderlich. Die Dehnungsmeßstreifen können nach der Aushärtung

1. Einrichtung zum Erfassen der Belastung, die bei der Klebestellen beim Aufschrumpfen der Lagerbuchder Übertragung von Kräften von einem auf ein 5 sen auf das Mittelstück mit einfachen Mitteln justiert anderes Bauteil auf eine ihre gelenkige Verbindung werden.

bildende Achse quer zu ihrer Längsrichtung wirkt. Vorteilhaft ist es, wenn die Lagerbuchsen mit Spiel in

mittels Dehnungsmeßstreifen, wobei die Achse an beiden Bauteilen gelagert und mit einer Verdrehsiche-

ihren beiden Enden zylindrisch hohl ist und die Deh- rung bezüglich eines der beiden Bauteile versehen sind, nungsmeßstreifen in den hohlen Enden in Umfangs- io die die Dehnungsmeßstreifen immer parallel zur wir-

richtung und parallel zur wirkenden Kraft geklebt kenden Kraft hält Durch das Spiel der Lagerbuchsen ist

sind, dadurch gekennzeichnet, daß die keine mechanisch verformende bzw. die Verformung

Achse aus einem Mittelstück (1) mit je einem zylin- verhindernde Rückwirkung durch die Lagerstellen der

drischen Ansatz an beiden Enden und auf diese auf- Bauteile auf die Meßachse zu befürchten, so daß die geschrumpften hochfesten Lagerbuchsen (2) be- is Meßergebnisse eindeutig und reproduzierbar sind. Eine

steht, auf deren Innenseiten die Dehnungsmeßstrei- genaue Ausrichtung der Dehnungsmeßstreifen in Rich-

fen (3) angeklebt sind. tung der wirkenden Kraft durch die Verdrehsicherung

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- gewährleistet, daß die tatsächlich in Richtung des Bezeichnet, daß die Lagerbuchsen (2) mit Spiel in bei- zugsbauteiles wirkende Kraft ermittelt wird.

den Bauteil«; £4,5) gelagert und mit einer Verdreh- 20 Weiterhin empfiehlt es sich, daß das Mittelstück und

sicherung bezüglich eines der beiden Bauteile (4,5) die Lagerbuchsen zur Schmierung der Lagerflächen der

versehen sind, die die Dehnungsmeßstreifen (3) im- Lagerbuchsen mit Bohrungen ausgestattet sind, denn

mer parallel zur wirkenden Kraft hält durch das Schmiermittel zwischen den Lagerflächen

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch wird gewährleistet, daß sich die Lagerbuchsen unter Begekennzeichnet, daß das Mittelstück (1) und die La- 25 lastung ungestört elastisch verformen und daß der Vergerbuchsen (2) zur Schmierung der Lagerflächen der schleiß der Lagerflächen stark herabgesetzt wird.
Lagerbuchsen (2) mit Bohrungen (8) ausgestattet Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen sind. Meßachse ist in der Zeichnung dargestellt und wird im

folgenden näher beschrieben. Es zeigt

30 Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Meßachse, und

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie IMI in F i g. 1.
Die Meßachse besitzt ein zylindrisches Mittelstück 1,

Die Erfindung betrifft eine .Hinrichtung zum Erfassen z. B. eine Welle mit Ansätzen an ihren Enden, auf die je

der Belastung, die bei der ÜbertraguD" von Kräften von eine hochfeste Lagerbuchse 2 aufgeschrumpft ist In die

einem auf ein anderes Bauteil auf eine ihre gelenkige 35 Innenfläche der Lagerbuchsen 2 sind in deren Umfangs-

Verbindung bildende Achse quer zu ihrer Längsrieh- richtung Dehnungsmeßstreifen 3 angeklebt

tung wirkt, mittels Dehnungsmeßstreifen, wobei die Die Lagerbuchsen 2 sind zum Übertragen von Kräf-

Achse an ihren beiden Enden zylindrisch hohl ist und die ten gleichzeitig in einem die Achse tragenden Bauteil 4

Dehnungsmeßstreifen in den hohlen Enden in Umfangs- und einem mit der Last in Verbindungtitehenden Bauteil

richtung und parallel zur wirkenden Kraft geklebt sind. 40 5 gelagert, wobei die Lagerbuchsen 2 mit ihren äußeren

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art sind die Enden in dem tragenden Bauteil 4 mit Spiel gelagert

Dehnungsmeßstreifen innerhalb einer an ihren Enden sind und das lasteinleitende Bauteil 5 auf den dem Mit-

hohlzylindrischen einteiligen Achse in deren Umfangs- telstück 1 zugewandten Endstücken der Lagerbuchsen 2

richtung parallel zur Lastrichtung geklebt. Dabei ist mit Spiel gelagert ist

nachteilig, daß die Achse zur Vermeidung ihrer plasti- 45 In den Lagerbuchsen 2 sind die Dehnungsmeßstreifen sehen Verformung ganz aus hochfestem, teurem Mate- 3 in Innenmantelnuten 6 zur Messung der quer zu ihrer rial bestehen muß und deshalb nur mit großem Aufwand in Längsrichtung wirkenden Kraft in Umfangsrichtung an Material und Bearbeitung herzustellen ist. Außerdem und parallel zur wirkenden Kraft einander gegenübermüssen die Dehnungsmeßstreifen vor bzw. bei ihrem liegend angeordnet, wobei einer der Dehnungsmeß-Ankleben in der Achse justiert werden. Ferner sind für 50 streifen 3a als aktives Meßelement die durch die Kraft die Aushärtung der Klebestellen großer Achsen große bewirkte elastische Verformung der Lagerbuchsen 2, Wärmeöfen erforderlich. z. B. Stauchung des Dehnungsmeßstreifens 3a, ermittelt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine. Meß- und der andere Dehnungsmeßstreifen 3b als passives

achse der eingangs genannten Art anzugeben, die preis- Meßelement zur Temperaturkompensation dient. Diese

günstig herzustellen ist und bei der die Dehnungsmeß- 55 vier Dehnungsmeßstreifen 3 sind z. B. so geschaltet, daß

streifen einfach zu justieren und die Klebestellen in übli- sie eine Brückenschaliung bilden, wobei in jedem Zweig

chen Wärmeöfen auszuhärten sind. der Brückenschaltung zwei Dehnungsmeßstreifen 3a, 3b

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, einer Lagerbuchse 2 in Reihe geschaltet sind und der

daß bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art Diagonalzweig das Meßsignal liefert. Die als aktive

die Achse aus einem Mittelstück mit je einem zylindri- 60 Meßelemente dienenden Dehnungsmeßstreifen 3a bil-

schen Ansatz an beiden Enden und auf diese aufge- den mit dem Diagonalzweig eine Reihenschaltung, so

schrumpften hochfesten Lagerbuchsen besteht, auf de- daß das Meßsignal des Diagonalzweiges, unabhängig

ren Innenseiten die Dehnungsmeßstreifen angeklebt von der an den Dehnungsmeßstreifen 3 herrschenden

sind. Dadurch wird insbesondere erreicht, daß nur die Temperatur, die Summe der Meßsignale der beiden ak-

hochfesten Lagerbuchsen aus besonderem Material as tiven Meßelemente ist.

herzustellen sind und daß das Mittelstück nur aus einem Jede Lagerbuchse 2 ist mit zwei Außenmantelnuten

Werkstoff üblicher Qualität zu bestehen braucht. Au- 7a, Tb ausgestattet. Jeweils eine Außenmantelnut 7a die-

ßerdem sind vor dem Zusammenbau der Lagerbuchsen ser vier Außenmantelnuten 7a, 7b ist auf etwa der hai-