DE2719946C2 - Measuring axis - Google Patents

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.ben length of each bearing bush 2 arranged, with the load-bearing component 4 adjoining one flank of the outer casing grooves 7a and the load-introducing component 5 adjoining the other flank of the groove and serving to facilitate the elastic deformation of the bearing bush 2 in this plane by reducing the cross-section so that the in this Plane arranged, serving as an active measuring element strain gauges 3a, the load unadulterated by z. B. otherwise occurring bending deformations of the axis determined The other two outer jacket mites 7b are each arranged at a distance of about a quarter of the length of the bearing bush 2 from the end facing the center piece 1. These two outer jacket grooves 7b are used to lubricate the bearing surfaces, with the supply of lubricant takes place through bores 8 which are arranged radially in and to the bearing bushes 2 and the center piece 1 and axially and centrally in and to the center piece 1.

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.In addition, the bearing bushes 2 are provided with caps (not shown in the drawing) at their open ends closed, which are each locked by means of screws | iit the Center piece 1 are connected and in their outer diameters with the inner diameters of the bearing bushes 2 match. The caps shield the strain gauges 3 from electrical and magnetic fields as well as electromagnetic waves and protect the interior of the bearing bushes 2 by means of round cord seals against mechanical external influences, e.g. B. water, explosive gas or dirt. One of the Cap is equipped with a grease nipple and through the other cap is a shielded electrical Cable for the strain gauges 3 out.

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.Each bearing bush 2 is also provided at its ends with a radial groove 9 into which a locking lug engages the load-bearing component 4, so that the strain gauges 3 always maintain their position.

Die Meßachse arbeitet wie folgt:The measuring axis works as follows:

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.According to FIG. 1 and 2, a force (P) acts plane-parallel to the plane of the drawing as well as eccentrically and at a certain angle on the load-introducing component 5. The force (P) presses the load-introducing component 5 with the axial component (P =) of the force (P) against the left load-bearing component 4 and with the radial component (P _1. ) of the force (P) on the bearing bushes 2, whereby the left bearing bush 2 is more heavily loaded than the right bearing bush 2. They become elastic and approximately elliptical and independent according to the load acting on them deformed by the frictional effects of the contacting load transfer surfaces that press against each other. The strain gauges 3a serving as active measuring elements are compressed according to the acting force and change their electrical resistance, whereby a measurement signal corresponding to the sum of the two strain gauges 3a is emitted at the diagonal branch of the bridge circuit. This measurement signal is fed to an electrical amplifier which is connected to a display device. This display device shows the radial load of the force acting on the axle.

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Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (1)

1 2 mit dem Mittelstück zur Aushärtung der Klebestellen Patentansprüche: der Lagerbuchsen nur übliche Wärmeöfen erforderlich. Die Dehnungsmeßstreifen können nach der Aushärtung1 2 with the middle piece for curing the glued joints Patent claims: the bearing bushes only require conventional heating ovens. The strain gauges can after curing 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.1. Device for recording the load that occurs at the adhesive points when the bearing book is shrunk on Transmission of forces from one to one 5 sen adjusted to the middle piece with simple means another component to be their articulated connection. bildende Achse quer zu ihrer Längsrichtung wirkt. Vorteilhaft ist es, wenn die Lagerbuchsen mit Spiel informing axis acts transversely to its longitudinal direction. It is advantageous if the bearing bushes with play in mittels Dehnungsmeßstreifen, wobei die Achse an beiden Bauteilen gelagert und mit einer Verdrehsiche-by means of strain gauges, with the axle mounted on both components and secured with a 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-is cylindrically hollow at both ends and the expansion is provided with respect to one of the two components, strain gauges in the hollow ends around the circumference, which keep the strain gauges parallel to the richtung und parallel zur wirkenden Kraft geklebt kenden Kraft hält Durch das Spiel der Lagerbuchsen istdirection and parallel to the acting force stuck kenden force is held by the play of the bearing bushes sind, dadurch gekennzeichnet, daß die keine mechanisch verformende bzw. die Verformungare, characterized in that the no mechanically deforming or the deformation Achse aus einem Mittelstück (1) mit je einem zylin- verhindernde Rückwirkung durch die Lagerstellen derAxis made of a middle piece (1) each with a cylinder-preventing reaction through the bearings of the 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. EineDrischen approach at both ends and on these on- components to be feared on the measuring axis, so that the shrunk high-strength bearing bushes (2) until the measurement results are clear and reproducible. One steht, auf deren Innenseiten die Dehnungsmeßstrei- genaue Ausrichtung der Dehnungsmeßstreifen in Rich-on the inside of which the strain gauges - precise alignment of the strain gauges in the direction fen (3) angeklebt sind. tung der wirkenden Kraft durch die Verdrehsicherungfen (3) are glued. direction of the acting force through the anti-twist device 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.2. Device according to claim 1, characterized in that the actually denotes in the direction of that the bearing bushes (2) are determined with play in the force acting on the accessory component. den Bauteil«; £4,5) gelagert und mit einer Verdreh- 20 Weiterhin empfiehlt es sich, daß das Mittelstück undthe component «; £ 4.5) stored and with a twist 20 It is also recommended that the middle piece and sicherung bezüglich eines der beiden Bauteile (4,5) die Lagerbuchsen zur Schmierung der Lagerflächen derfuse with respect to one of the two components (4,5) the bearing bushes for lubricating the bearing surfaces of the versehen sind, die die Dehnungsmeßstreifen (3) im- Lagerbuchsen mit Bohrungen ausgestattet sind, dennare provided that the strain gauges (3) in the bearing bushes are equipped with holes, because mer parallel zur wirkenden Kraft hält durch das Schmiermittel zwischen den LagerflächenThe lubricant between the bearing surfaces keeps it parallel to the force acting 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 im3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the bearing bushes are marked with that the center piece (1) and the load deform elastically undisturbed and that the Vergerbuchsen (2) for lubricating the bearing surfaces of the wear of the bearing surfaces is greatly reduced.
Bearing bushes (2) equipped with bores (8) are an embodiment of the invention. Measuring axis is shown in the drawing and is in folgenden näher beschrieben. Es zeigtdescribed in more detail below. It shows 30 Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Meßachse, und30 Fig. 1 shows a longitudinal section through the measuring axis, and F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie IMI in F i g. 1.
Die Meßachse besitzt ein zylindrisches Mittelstück 1,F i g. 2 shows a section along the line IMI in FIG. 1.
The measuring axis has a cylindrical center piece 1, Die Erfindung betrifft eine .Hinrichtung zum Erfassen z. B. eine Welle mit Ansätzen an ihren Enden, auf die jeThe invention relates to a .Hinrichtung for detecting z. B. a wave with approaches at its ends, depending on the der Belastung, die bei der ÜbertraguD" von Kräften von eine hochfeste Lagerbuchse 2 aufgeschrumpft ist In diethe load that is shrunk into the transfer of forces from a high-strength bearing bush 2 einem auf ein anderes Bauteil auf eine ihre gelenkige 35 Innenfläche der Lagerbuchsen 2 sind in deren Umfangs-one on another component on one of their articulated 35 inner surface of the bearing bushes 2 are in their circumferential Verbindung bildende Achse quer zu ihrer Längsrieh- richtung Dehnungsmeßstreifen 3 angeklebtThe axis forming the connection transversely to its longitudinal direction, strain gauges 3 are glued on tung wirkt, mittels Dehnungsmeßstreifen, wobei die Die Lagerbuchsen 2 sind zum Übertragen von Kräf-device acts, by means of strain gauges, whereby the bearing bushes 2 are used to transmit forces Achse an ihren beiden Enden zylindrisch hohl ist und die ten gleichzeitig in einem die Achse tragenden Bauteil 4Axis is cylindrically hollow at both ends and the th at the same time in a component 4 supporting the axis Dehnungsmeßstreifen in den hohlen Enden in Umfangs- und einem mit der Last in Verbindungtitehenden BauteilStrain gauges in the hollow ends in the circumferential and a component connected to the load richtung und parallel zur wirkenden Kraft geklebt sind. 40 5 gelagert, wobei die Lagerbuchsen 2 mit ihren äußerendirection and are glued parallel to the acting force. 40 5 stored, the bearing bushes 2 with their outer Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art sind die Enden in dem tragenden Bauteil 4 mit Spiel gelagertIn a known device of this type, the ends are mounted in the load-bearing component 4 with play Dehnungsmeßstreifen innerhalb einer an ihren Enden sind und das lasteinleitende Bauteil 5 auf den dem Mit-Strain gauges are within a at their ends and the load-introducing component 5 on the Mit- hohlzylindrischen einteiligen Achse in deren Umfangs- telstück 1 zugewandten Endstücken der Lagerbuchsen 2Hollow-cylindrical one-piece axle in the end pieces of the bearing bushes 2 facing toward the circumferential end piece 1 richtung parallel zur Lastrichtung geklebt. Dabei ist mit Spiel gelagert istdirection glued parallel to the load direction. It is stored with play 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, ermitteltdisadvantageous that the axis to avoid its plastic 45 In the bearing bushes 2 are the strain gauges see deformation made entirely of high-strength, expensive mate- 3 in inner jacket grooves 6 for measuring the transverse to their rial must exist and therefore only with great effort in the longitudinal direction acting force in the circumferential direction in terms of material and processing. In addition, and parallel to the acting force, they must face each other the strain gauges are arranged horizontally in front of or next to theirs, one of the strain gauges being glued on adjusted in the axis. Furthermore, for 50 strips 3a as an active measuring element are the force the hardening of the glue joints of large axes caused large elastic deformation of the bearing bushes 2, Heating ovens required. z. B. compression of the strain gauge 3a determined Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine. Meß- und der andere Dehnungsmeßstreifen 3b als passivesThe invention is based on the object of a. Measuring and the other strain gauge 3b as passive achse der eingangs genannten Art anzugeben, die preis- Meßelement zur Temperaturkompensation dient. DieseSpecify axis of the type mentioned, the price measuring element is used for temperature compensation. These günstig herzustellen ist und bei der die Dehnungsmeß- 55 vier Dehnungsmeßstreifen 3 sind z. B. so geschaltet, daßis cheap to manufacture and in which the strain gauges 55 four strain gauges 3 are z. B. switched so that streifen einfach zu justieren und die Klebestellen in übli- sie eine Brückenschaliung bilden, wobei in jedem Zweigstrips are easy to adjust and the glued points usually form a bridge cladding, with each branch chen Wärmeöfen auszuhärten sind. der Brückenschaltung zwei Dehnungsmeßstreifen 3a, 3b chen heating ovens are to be cured. the bridge circuit has two strain gauges 3a, 3b Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, einer Lagerbuchse 2 in Reihe geschaltet sind und derThe object is achieved according to the invention in that a bearing bush 2 is connected in series and the daß bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art Diagonalzweig das Meßsignal liefert. Die als aktivethat in a device of the type mentioned diagonal branch supplies the measurement signal. The as active die Achse aus einem Mittelstück mit je einem zylindri- 60 Meßelemente dienenden Dehnungsmeßstreifen 3a bil-the axis from a middle piece with a cylindrical strain gauge 3a each serving for measuring elements schen Ansatz an beiden Enden und auf diese aufge- den mit dem Diagonalzweig eine Reihenschaltung, soat both ends and connected in series with the diagonal branch, see above schrumpften hochfesten Lagerbuchsen besteht, auf de- daß das Meßsignal des Diagonalzweiges, unabhängigshrunk high-strength bearing bushes on which the measuring signal of the diagonal branch, independently ren Innenseiten die Dehnungsmeßstreifen angeklebt von der an den Dehnungsmeßstreifen 3 herrschendenRen insides, the strain gauges glued from the prevailing on the 3 strain gauges sind. Dadurch wird insbesondere erreicht, daß nur die Temperatur, die Summe der Meßsignale der beiden ak-are. This achieves in particular that only the temperature, the sum of the measurement signals of the two ac- hochfesten Lagerbuchsen aus besonderem Material as tiven Meßelemente ist.high-strength bearing bushes made of special material as tive measuring elements. herzustellen sind und daß das Mittelstück nur aus einem Jede Lagerbuchse 2 ist mit zwei Außenmantelnutenare to be produced and that the middle piece consists of only one. Each bearing bush 2 has two outer casing grooves Werkstoff üblicher Qualität zu bestehen braucht. Au- 7a, Tb ausgestattet. Jeweils eine Außenmantelnut 7a die-Material of usual quality needs to exist. Au- 7a, Tb equipped. One outer jacket groove 7a each ßerdem sind vor dem Zusammenbau der Lagerbuchsen ser vier Außenmantelnuten 7a, 7b ist auf etwa der hai-ßerdem before assembling the bearing bushings ser four outer jacket grooves 7a, 7b is on about the hai-