DE3912218C2 - Lastmeßvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lastmeßvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Lastmeßvorrichtung ist bereits aus der US 4 453 422 bekannt, auf die im folgenden noch näher einge­ gangen wird.

Zur Erfüllung von Struktur- und Genauigkeitsanforderungen sind verschiedene Ausgestaltungen eines Dehnungsmeßab­ schnitts einer Kraftmeßvorrichtung vorgeschlagen worden und in Benutzung, beispielsweise eine kleine oder dünne Lastmeß­ vorrichtung.

Bei der üblichsten Art der zum Messen einer schweren Last verwendeten Lastmeßvorrichtung ist ein Dehnungsmeßelement an einem Scherungsbalken befestigt, der an beiden Enden fest eingespannt ist, da auf diese Weise eine Bewegung eines Lastaufbringungspunkts am wirksamsten verhindert wird.

In Fig. 6 der Zeichnung ist eine Draufsicht auf eine allgemein übliche Lastmeß­ vorrichtung dargestellt, während Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie X-X von Fig. 6 zeigt; diese Zeichnungsfiguren zei­ gen die Konstruktion der Hauptabschnitte einer bekannten Lastmeßvorrichtung mit einem an beiden Enden fest eingespann­ ten Scherungsbalken.

Wie in diesen Zeichnungsfiguren dargestellt ist, enthält eine Lastmeßvorrichtung 1 einen zylindrischen Außengehäuse­ abschnitt 2 zum Tragen einer Last, im folgenden Lastträgerabschnitt genannt, einen Lastsitz 3, der zur Aufnahme einer zu messenden Last in der Mitte des Lastträger­ abschnitts 2 angeordnet ist, einen Lastübertragungsab­ schnitt 4, der koaxial zum Lastsitz 3 angeordnet und ein­ stückig mit diesem ausgebildet ist, damit eine von dem Last­ sitz 3 aufgenommene Last zu einem später zu beschreibenden Dehnungsmeßabschnitt übertragen wird, vier kreuzförmige Scherungsbalken 5, 6, 7 und 8, die mit dem Außenumfang des Lastübertragungsabschnitts 4 und mit dem Innenumfang des Lastträgerabschnitts 2 verbunden sind. Die Mittelab­ schnitte der Scherungsbalken 5 bis 8 dienen als Dehnungsmeß­ abschnitte 5a, 6a, 7a bzw. 8a, und an jedem der Dehnungsmeß­ abschnitte 5a bis 8a ist ein Dehnungsmeßelement SG parallel zur jeweiligen Lastachse zum Erfassen einer Scherungsbean­ spruchung angebracht. Die jeweiligen Dehnungsmeßelemente SG sind so befestigt, daß ihre Lasterfassungsachsen in Winkeln von 45° bzw. 135° zu den Lastachsen verlaufen.

Die Arbeitsweise der bekannten Lastmeßvorrichtung 1 läßt sich wie folgt beschreiben: Wenn eine zu messende Last W auf den Lastsitz 3 zur Einwirkung gebracht wird, wird die Last W auf die inneren Enden der Scherungsbalken 5 bis 8 über den Lastübertragungsabschnitt 4 übertragen, der eine größere Steifigkeit hat. Die Reaktionskraft, die hinsichtlich der Größe mit der Last W übereinstimmt, hinsichtlich der Rich­ tung zur Last W jedoch entgegengesetzt verläuft, wird zu den äußeren Enden der Scherungsbalken 5 bis 8 durch den Lastträgerabschnitt 2 übertragen. Demgemäß wirkt auf die Sche­ rungsbalken 5 bis 8 eine Scherungskraft ein, die zur Erzeu­ gung einer Scherungsbeanspruchung an den Dehnungsmeßabschnit­ ten 5a bis 8a führt. Die auf diese Weise erzeugte Scherungs­ beanspruchung wird in eine elektrische Größe (eine Änderung eines elektrischen Widerstandes) umgesetzt und von den Deh­ nungsmeßelementen SG an den Dehnungsmeßabschnitten 5a bis 8a erfaßt.

Die bekannte Lastmeßvorrichtung 1 hat folgende Nachteile:
Es ist oft unmöglich, die erforderliche Steifigkeit des Lastträgerabschnitts 2 aufrechtzuerhalten, so daß der Lastträgerabschnitt 2 manchmal verformt wird, wodurch ein Moment erzeugt wird, das ein Verwerfen der Dehnungsmeß­ abschnitte 5a bis 8a hervorruft, auch wenn die Last W in der Richtung der Lastachsen zur Einwirkung gebracht wird. Die auf das beschriebene Biegemoment zurückzuführenden Feh­ ler gehen in das Lasterfassungs-Ausgangssignal ein oder wer­ den zu diesem Signal hinzuaddiert.

Die oben beschriebene Lastmeßvorrichtung 1 erlaubt bei einer normalen Deformation, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist, die Erzeugung einer Scherungsbeanspruchung (eines Biegemoments) der Dehnungsmeßabschnitte 5a bis 8a, so daß ein der Sche­ rungsbeanspruchung äquivalentes Dehnungsausgangssignal unter Verwendung der oben erwähnten Dehnungsmeßstreifen erhalten werden kann, wenn der Lastträgerabschnitt 2 fest an einem massiven Körper angebracht ist und sich dadurch nicht bewegen kann.

Wenn es unmöglich ist, eine zufriedenstellende Steifigkeit des Lastträgerabschnitts 2 aufgrund von Beschränkungen seiner äußeren Gestalt aufrechtzuerhalten, entsteht beim Aufbringen einer Last W im Uhrzeigersinn ein Biegemoment M auf Seiten des Lastübertragungsabschnitts 4 des Dehnungsmeß­ abschnitts 6a, wie Fig. 9 zeigt, wodurch am Dehnungsmeßab­ schnitt 6a sowohl eine Biegebeanspruchung als auch eine Scherungsbeanspruchung gemessen wird, wenn auf den Lastträgerabschnitt 2 des Dehnungsmeßabschnitts 6a ein entge­ gengesetzt dem Uhrzeigersinn verlaufendes Biegemoment M′ ein­ wirkt. Da die auf die Biegemomente M und M′ zurückzuführende Beanspruchung durch eine Reibung zwischen einer Außenfläche des gemessenen Objekts und der zugewandten Fläche des Lastträgerabschnitts 2 beeinflußt wird, ist die auf diese Weise erzeugte Dehnungsbeanspruchung der aufgebrachten Last nicht proportional, so daß ein genaues elektrisches Meßer­ gebnis der Last mittels einer Wheatstone-Brücke nicht erhal­ ten werden kann und resultierende Fehler zum Lasterfassungs-Ausgangssignal hinzuaddiert werden.

Beim Versuch, die Steifigkeit des Lastträgerabschnitts 2 zu vergrößern, damit der oben erwähnte erste Nachteil besei­ tigt wird, muß seine Wandstärke in der Lastachsrichtung oder der radialen Richtung vergrö­ ßert werden, jedoch muß dann, wenn ein genaueres Lasterfas­ sungs-Ausgangssignal benötigt wird, die Wandstärke des Lastträgerabschnitts 2 stark vergrößert werden, was wegen der daraus resultierenden Einschränkung der zu messenden Ob­ jekte ein in der Praxis einsetzbarer Weg zur Lösung der obi­ gen Probleme ist.

Die US 4 453 422 zeigt eine gattungsgemäße Lastmeßvorrich­ tung. Diese Lastmeßvorrichtung unterscheidet sich von der in den Fig. 6 bis 9 gezeigten Lastmeßvorrichtung dadurch, daß der Lastträgerabschnitt zur Vermeidung von Deformationen und einer im Zusammenhang mit Fig. 9 erläuterten Biegung sehr massiv ausgebildet ist und zudem an einer Kontaktfläche festgeschraubt ist. Der dadurch erforderliche zusätzliche radiale Platzaufwand läßt eine Verwendung dieser massiv ausgebildeten Lastmeßvorrichtung in der Praxis oft nicht zu, da der vorhandene Raum zur Unterbringung einer Lastmeßvor­ richtung oft sehr klein ist. Zudem führt eine unsymmetrische oder schräg eingeleitete Last ebenso wie eine unebene oder weiche Kontaktfläche, auf der die Lastmeßvorrichtung befe­ stigt wird, zu einer Verfälschung des Meßergebnisses.

Aus der DE 32 41 850 A1 ist eine weitere Lastmeßvorrichtung bekannt, die zur Befestigung des Lastträgerabschnittes einen radial vorstehenden Flansch mit Durchgangsöffnungen aufweist, über die der Lastträgerabschnitt beispielsweise mit einer Traverse einer Prüfmaschine verbunden werden kann. Auch die­ ser radial vorstehende Flansch erfordert einen großen Ein­ bauraum, der nicht immer zur Verfügung steht.

Die DE-OS 15 73 417 beschreibt eine Lastmeßvorrichtung in Form eines geschlossenen, kastenförmigen Behälters, in dessen hohlem Inneren sich ein Meßglied von einem Kraft­ einleitungsteil bis in eine Bodenplatte erstreckt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach aufgebaute, leichte und kleine Lastmeßvorrichtung zu schaffen, bei der eine Deformation des Lastträgerabschnitts auch dann verhin­ dert werden kann, wenn die Aufrechterhaltung einer erforder­ lichen Steifigkeit des Lastträgerabschnitts unmöglich ist, so daß das Einführen von Meßfehlern, die auf Biegemomente aufgrund einer solchen Deformation im erfaßten Ausgangssi­ gnal verursacht werden, verhindert werden. Zudem soll die Lastmeßvorrichtung frei von Meßfehlern sein, die bei einer Deformation oder Neigung eines zu messenden Objekts im er­ faßten Ausgangssignal verursacht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lastmeßvorrichtung mit einer Basisplatte zum Erfassen einer Last unter Anwendung von Dehnungsmeßelementen und zum Umset­ zen der Größe der Last in eine elektrische Größe ausgestat­ tet ist, wobei durch einen steifen Lasteinführungsabschnitt mit zylindrischer Form ein Lastmeßabschnitt gebildet wird, der eine mit der Lastachse zusammenfallende axiale Mitte aufweist, wobei ein steifer Lastträgerabschnitt so gebildet ist, daß er den Lasteinführungsabschnitt in einem gewissen Abstand umgibt, wobei von dem Lasteinführungsabschnitt ein Dehnungsmeßabschnitt in radialer Richtung ausgeht, der ein einstückig mit dem Lasteinführungsabschnitt verbundenes Innenende und ein einstückig mit dem Lastträgerabschnitt verbundenes Außenende aufweist und elastisch verformbar ist, wenn auf den Lasteinführungsabschnitt längs der Lastachse eine Last einwirkt und der Lastträgerabschnitt unterstützt ist, wobei eine Basisplatte vorgesehen ist, die an dem Last­ trägerabschnitt befestigt ist, und wobei an dem Dehnungsmeß­ abschnitt, der an dem Lastmeßabschnitt gebildet ist, die Dehnungsmeßelemente angebracht sind, damit eine auf dem Lasteinführungsabschnitt zur Einwirkung gebrachte Last er­ faßt und die Größe der gemessenen Last in eine elektrische Größe umgesetzt wird. Die erfindungsgemäße Lastmeßvorrich­ tung ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Basisplatte mit einer Nut mit gewisser Tiefe von der äußeren Umfangs­ fläche der Basisplatte aus in Richtung zu deren axialer Mitte versehen ist, zur Bildung eines Halses in ihrer Mitte, der zwei parallele, plattenförmige Abschnitte der Basisplat­ te miteinander verbindet, von denen ein Abschnitt mit dem Lastträgerabschnitt einstückig verbunden ist, wobei der Hals nachgiebig ist, so daß die Lastachse stets mit der Mitte der Basisplatte zusammenfällt. Durch das Vorsehen eines nachgie­ bigen Halses wird, unabhängig von der Richtung der Neigung der Lastmeßvorrichtung zur Lastrichtung, der Nachgiebigkeit und Ebenheit des Untergrundes, stets eine symmetrische Last auf den Längsträgerabschnitt übertragen. Zudem baut die erfindungsgemäße Lastmeßvorrichtung radial sehr klein.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt längs der Linie U-U von Fig. 2, wobei die Konstruktion einer ersten Ausfüh­ rungsform einer Lastmeßvorrichtung mit einer Basisplatte nach der Erfindung dargestellt ist,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie Y-Y von Fig. 1,

Fig. 3 eine auf der rechten Seite zur Hälfte geschnit­ tene Vorderansicht zur Veranschaulichung der Konstruktion einer zweiten Ausführungsform einer Lastmeßvorrichtung mit einer Basisplatte nach der Erfindung,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie Z-Z von Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt zur Veranschaulichung der Kon­ struktion einer Abwandlung der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Konstruktion der be­ kannten Lastmeßvorrichtung,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie X-X von Fig. 6 und

Fig. 8 und 9 vergrößerte Schnitte zur Erläuterung der Nach­ teile der bekannten Kraftmeßvorrichtung.

Die in Fig. 1 im Schnitt längs der Linie U-U von Fig. 2 und in Fig. 2 im Schnitt längs der Linie Y-Y von Fig. 1 dar­ gestellte Lastmeßvorrichtung 9 weist einen zylindrisch ge­ formten Körper auf, der einstückig mit den anschließend be­ schriebenen Teilen verbunden ist. Mit 10 ist ein steifes Lasteinführungsglied in Form eines massiven (nicht hohlen) Zylinders bezeichnet, der so geformt ist, daß seine Mittel­ achse mit der Lastachse zusammenfällt. Ein steifer Lastträ­ gerabschnitt 11 in Form eines massiven Zylinders umgibt den Lasteinführungsabschnitt 10 in einem bestimmten Abstand.

Ringförmige Nuten 12 und 13 mit bestimmter Tiefe sind zwi­ schen dem Lasteinführungsabschnitt 10 und dem Lastträgerab­ schnitt 11 so gebildet, daß von einer Endfläche unter recht­ winkliger Überkreuzung der Lastachse zu den anderen Endflä­ chen in der Mitte eine feste Dicke aufrechterhalten wird (in Fig. 1 bezieht sich dies auf die obere bzw. die untere Flä­ che). Ein relativ dünner Abschnitt zwischen den jeweiligen Bodenflächen der ringförmigen Nuten 12 und 13 wird als Deh­ nungsmeßabschnitt 14 bezeichnet. Die Unterflächen der Nuten 12 und 13 sind im wesentlichen V-förmig, wenn sie im Schnitt betrachtet werden.

Der Dehnungsmeßabschnitt 14 erstreckt sich vom Lasteinfüh­ rungsabschnitt 10 aus in radialer Richtung, und sein Innen­ ende (der Innenumfang) ist einstückig mit dem Lasteinfüh­ rungsabschnitt 10 verbunden, während sein Außenende (der Außenumfang) einstückig mit dem Lastträgerabschnitt 11 ver­ bunden ist.

In der Mitte des Dehnungsmeßabschnitts 14 sind in radialer Richtung mittlere Löcher 15 mit kleinem Durchmesser ange­ bracht, deren Mitten auf dem gleichen Radius und im gleichen Winkelabstand voneinander liegen. An den Innenwänden jedes zweiten Lochs 15 sind beispielsweise durch Kleben, Aufbrin­ gen oder Aufsprühen durch das entsprechende Loch 15 hindurch mehrere Dehnungsmeßelemente SG zum Erfassen von Scherungsbe­ anspruchungen angebracht, deren Lasterfassungsachsen in Win­ keln von 45° und 135° zur Lastachse ausgerichtet sind.

Der obere Teil des Lasteinführungsabschnitts 10 ist ein­ stückig mit einem steifen Lastaufnahmesitz 16 verbunden, der die Form eines massiven (nicht hohlen) Zylinders hat, dessen Mitte mit der Lastachse zusammenfällt.

In dieser Ausführungsform sind der Lasteinführungsabschnitt 10, der Dehnungsmeßabschnitt 14 und der Lastträgerabschnitt 11 als einteilige Einheit ausgebildet, so daß diese Teile anschließend in ihrer Gesamtheit als "Lastmeßabschnitt" be­ zeichnet werden.

Der Lasteinführungsabschnitt 10 und der Lastaufnahmesitz 16 sind ebenfalls als einstückige Einheit ausgeführt, was be­ deutet, daß auch der Lastaufnahmesitz 16 und der Lastmeßab­ schnitt eine einstückige Einheit sind, so daß diese Abschnit­ te anschließend in ihrer Gesamtheit als "Hauptkörper der Lastmeßvorrichtung" bezeichnet werden.

Die ringförmigen Nuten 12 und 13 werden mit Hilfe einer Dreh­ bank hergestellt.

Ein äußerer Zylinderabschnitt 17, der dünner als der Last­ trägerabschnitt 11 ausgebildet ist, jedoch eine zufrieden­ stellende Dicke und Steifigkeit hat, ist mit der oberen Flä­ che des Lastaufnahmeabschnitts 11 in Kontakt gebracht; die äußeren Umfangsflächen der einander berührenden Teile sind bis zu einer erforderlichen Tiefe beispielsweise durch Elek­ tronenstrahlschweißen oder Laserstrahlschweißen miteinander verschweißt. Ein innerer Zylinderabschnitt 18, der relativ dick ist, ist der Außenumfangsfläche des Lastaufnahmesitzes 16 angepaßt, und die oberen Ränder der auf diese Weise zu­ sammengefügten Teile sind in der gleichen Weise verschweißt, wie oben angegeben ist. Zwischen dem inneren Zylinderab­ schnitt 18 und dem äußeren Zylinderabschnitt 17 bilden zwei dünne scheibenförmige Membranen 19 und 20 eine einstückige Verbindung, wobei diese Membranen 19, 20 zueinander ange­ ordnet sind und mit den oberen und unteren Enden der Zylin­ der verbunden sind. Das den äußeren Zylinderabschnitt 17, den inneren Zylinderabschnitt 18 und die Membranen 19 und 20 aufweisende Bauteil wird anschließend als "Parallelogramm-Membran" bezeichnet.

Eine Basisplatte 21, die eine Reaktion auf eine von einem zu messenden Objekt aufgebrachte Last empfängt, steht in fester Schweißverbindung mit der unteren Endfläche des oberen Last­ trägerabschnitts 11, wobei zum Schweißen ein ähnliches Mit­ tel angewendet wird, wie es oben erwähnt würde, nämlich das Elektronenstrahlschweißen und dergleichen. In der Basisplat­ te 21 ist durch Anbringen einer Nut 22 mit einer gewissen Tiefe in der Mitte des dicken zylindrischen Teils in Rich­ tung zur axialen Mitte von der äußeren Umfangsfläche aus ein Hals 23 gebildet. Als Ergebnis entstehen zwei plattenförmige steife Abschnitte 24 und 25, die im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und die Fähigkeit haben, den Hals 23 zu klemmen.

An der Unterseite der Teile sind nahe des Randes der plat­ tenförmigen steifen Abschnitte 24 und 25 mehrere Gewindelö­ cher 26 gebildet, in die (nicht dargestellte) Befestigungs­ schraubbolzen geschraubt sind, damit der Hauptkörper der das zu messende Objekt haltenden Lastmeßvorrichtung mittels der Basisplatte 21 fixiert werden kann.

Die Arbeitsweise und die Wirkungen der obigen ersten Ausfüh­ rungsform wird nun beschrieben.

Wenn eine Last eines zu messenden Objekts auf dem Lastauf­ nahmesitz 16 des Hauptkörpers der Lastmeßvorrichtung aufge­ bracht wird, wird die Last über den Lasteinführungsabschnitt 10 auf den Dehnungsmeßabschnitt 14 übertragen. Die Reaktion auf die von der Basisplatte 21 von der anderen Fläche des (nicht dargestellten) gemessenen Objekts empfangene Last wird andererseits über die Basisplatte 21 und den Lastträ­ gerabschnitt 11 auf den Dehnungsmeßabschnitt 14 übertragen, so daß als Ergebnis im Dehnungsmeßabschnitt 14 eine Sche­ rungsbeanspruchung hervorgerufen wird. Diese Scherungsbean­ spruchung wird in eine elektrische Größe (eine Änderung eines elektrischen Widerstandes) mit Hilfe des am Dehnungs­ meßabschnitt 14 befestigten Dehnungsmeßelements SG umgesetzt.

Beispielsweise wird dieser umgesetzte Wert mittels einer (nicht dargestellten) Wheatstone-Brückenschaltung erhalten, die aus vier Dehnungsmeßelementen SG zusammengesetzt ist.

Wenn auf die Lastmeßvorrichtung 9 in dieser Ausführungsform eine seitliche oder unsymmetrische Last einwirkt, werden der Lastaufnahmesitz 16 und der Lasteinführungsabschnitt 10 zu­ sammen relativ zur Lastachse gekippt, jedoch ist die Neigung des Lastaufnahmesitzes 16 und des Lasteinführungsabschnitts 10 eingeschränkt, da die Membranen 19 und 20 einstückig mit­ einander zwischen dem Außenumfang des Lastaufnahmesitzes 16 und dem äußeren Zylinderabschnitt 17 so angeformt sind, daß sie axial in einem gewissen Abstand voneinander liegen und somit eine Parallelogramm-Membran bilden. Als Ergebnis ist die Auswirkung einer seitlichen oder unsymmetrischen Last reduziert, und am Dehnungsmeßabschnitt 14 wird eine Sche­ rungsbeanspruchung erzeugt, die einer in der Axialrichtung aufgebrachten Last äquivalent ist.

Die parallelogrammartig angeordneten Membranen 19 und 20 können zwar eine seitliche oder unsymmetrische Last gemäß den obigen Ausführungen einschränken, jedoch können sie ganz weggelassen werden, wenn die Belastung symmetrisch ist. Die­ se Elemente können jedoch die Dehnungsmeßelemente SG zusätz­ lich zur Einschränkung der Belastung gegen Feuchtigkeit schützen, so daß sie vorzugsweise verwendet werden.

Da das untere Ende des Lastträgerabschnitts 11 fest mit dem plattenförmigen steifen Abschnitt 24 verbunden ist, ergeben sich keine durch Erzeugung eines Biegemoments gemäß Fig. 8 verursachte nachteilige Auswirkungen auf das Ausgangsmeßsi­ gnal, auch wenn eine schwere Last einwirkt. Der Dehnungsmeß­ abschnitt 14 erzeugt daher eine Scherungsbeanspruchung ent­ sprechend der zu messenden Last, und er kann die Scherungs­ beanspruchung unter Verwendung der Dehnungsmeßelemente SG genau erfassen.

Auch wenn die Berührungsfläche eines zu messenden Objekts, das mit der Basisplatte 21, genauer mit der Unterfläche des plattenförmigen steifen Abschnitts 25 in Kontakt gebracht wird, weich oder uneben ist und dadurch eine unsymmetrische Lastverteilung verursachen kann, ermöglicht es die oben be­ schriebene Konstruktion, die Last auf den Hals 23 zu konzen­ trieren und im wesentlichen unter Ausnutzung des plattenför­ migen steifen Abschnitts 24 zu verteilen und so auf den Lastträgerabschnitt 11 eine symmetrische Last zu übertragen, wodurch die vom Kontakt zwischen dem zu messenden Objekt und der Basisplatte 21 hervorgerufene Wirkung drastisch redu­ ziert wird.

Auch wenn die Lastmeßvorrichtung 9 gemäß der bevorzugten Ausführung unter ungünstigen Bedingungen angewendet wird, beispielsweise bei einer hohen Temperatur oder bei hoher Feuchtigkeit, wird das obere Ende des Lastmeßabschnitts von der Parallelogramm-Membran abgeschlossen, und das untere Ende des Lastmeßabschnitts wird durch die Basisplatte 21 ab­ geschlossen, wodurch das Eindringen von Feuchtigkeit in die inneren Teile durch Löcher 15 verhindert wird, in denen die Dehnungsmeßelemente SG befestigt sind, und ein Isolationsfeh­ ler aufgrund einer Absorption von Feuchtigkeit oder aufgrund von Oxidation wird wirksam eliminiert, so daß eine stabile Genauigkeit über eine lange Zeitperiode erhalten wird.

Fig. 3 zeigt eine auf der rechten Seite geschnittene Vorder­ ansicht der Konstruktion der erfindungsgemäßen Lastmeßvor­ richtung, und Fig. 4 zeigt einen Schnitt längs der Linie Z-Z von Fig. 3.

Die Grundkonstruktion der Lastmeßvorrichtung 27 nach der zweiten Ausführungsform ist die gleiche wie bei der Lastmeß­ vorrichtung 9 nach der ersten Ausführungsform. Die Lastmeß­ vorrichtung 27 enthält einen Lasteinführungsabschnitt 28, einen Lastträgerabschnitt 29, ringförmige Nuten 30 und 31, einen Dehnungsmeßabschnitt 32, durchgehende Löcher 33 und Dehnungsmeßelemente SG wie in der ersten Ausführungsform.

Der Unterschied zwischen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform besteht darin, daß in der zweiten Ausführungsform vier durchgehende Löcher 33 im Vergleich zu den acht bei der ersten Ausführungsform vorhandenen Löchern 15 vorgesehen sind, und daß der Querschnitt der ringförmigen Nuten 30 und 31 in der ersten Ausführungsform im wesentli­ chen V-förmig ist, während in der zweiten Ausführungsform die Unterflächen eben und nahezu U-förmig sind.

Außerdem ist die Lastmeßvorrichtung 27 nach der zweiten Aus­ führungsform nicht mit den in der ersten Ausführungsform vorgesehenen Parallelogramm-Membranen ausgestattet; dafür ist als Kappe auf der ringförmigen Nut 30 der Lastmeßvorrich­ tung 27 ein ringförmiger Deckel 34 angebracht; die Rückenhö­ he des Lastaufnahmesitzes 35 ist erniedrigt.

Die Basisplatte 36 gemäß der zweiten Ausführungsform besteht aus einem oberen plattenförmigen steifen Abschnitt 37 und einem unteren plattenförmigen steifen Abschnitt 38. Der un­ tere plattenförmige steife Abschnitt 38 ist größer und ragt seitlich über die Lastmeßvorrichtung 27 hinaus, was ein Un­ terschied zur ersten Ausführungsform ist; die durchgehenden Löcher 39 zur Aufnahme von Schraubbolzen sind in dem ver­ längerten Bereich gebildet.

Die Konstruktion der Lastmeßvorrichtung 27 nach der zweiten Ausführungsform ermöglicht es, alle Wirkungen der ersten Ausführungsform zu erhalten, mit Ausnahme der Reduzierung des Einflusses einer seitlichen oder unsymmetrischen Last. Überdies ermöglicht es diese Konstruktion, die Schraubbolzen zum Befestigen des zu messenden Objekts an der Basisplatte 36 wegen des erweiterten plattenförmigen steifen Abschnitts 38 leichter zu installieren.

In der ersten Ausführungsform sind der Lastträgerabschnitt 11 und der äußere Zylinderabschnitt 17 der Lastmeßvorrichtung 9 getrennt hergestellt, wie oben beschrieben wurde; diese ge­ trennte Konstruktion kann jedoch auch durch eine aus einem einzigen Körper bestehende Konstruktion ersetzt werden. Auch der Lastträgerabschnitt 11 und der plattenförmige steife Ab­ schnitt 24 der Basisplatte 21 können als ein Körper herge­ stellt werden. In diesem Fall können jedoch die Abstände zwischen der ringförmigen Nut 13 und der unteren Fläche des Lasteinführungsabschnitts 10 einerseits und des plattenför­ migen steifen Abschnitts 24 andererseits nicht maschinell mit­ tels einer Drehbank hergestellt werden; die ringförmige Nut 13 und die Abstände müssen daher beispielsweise unter Anwendung des Wachsausschmelzverfahrens oder dgl. hergestellt werden.

Bezüglich der Mittel zum Erfassen einer im Dehnungsmeßab­ schnitt erzeugten Beanspruchung wird in den obigen Ausfüh­ rungsformen eine Scherungsbeanspruchung mit Hilfe eines Deh­ nungsmeßelements SG erfaßt. Gemäß der Modifikation von Fig. 5 können die Dehnungsmeßelemente SG, die zum Erfassen einer Bie­ gebeanspruchung verwendet werden, auch auf der oberen ring­ förmigen Nut 12 und der unteren (nicht dargestellten) ring­ förmigen Nut, auf beiden Nuten oder auf der Bodenfläche eines Teils angebracht werden, indem die Lasterfassungsachse in der radialen Richtung gedreht wird. In diesem Fall können die durchgehenden Löcher 15 weggelassen werden.

Obgleich oben nicht darauf Bezug genommen ist, können die durchgehenden Löcher 15, die zum Zuführen einer Brückenspan­ nung zu den Dehnungsmeßelementen SG (in der Praxis zu einer Wheatstone-Brückenschaltung aus den Dehnungsmeßelementen) oder zum Übertragen des von den Dehnungsmeßelementen SG erhal­ tenen Ausgangssignals über ein elektrisches Kabel der Außen­ seite der Lastmeßvorrichtung 9 verwendet werden, beispiels­ weise in der Seitenwand des Lastträgerabschnitts 11 gebildet werden, wobei in die durchgehenden Löcher 15 als Dichtung ein wasserdichter Verbinder oder dgl. eingepaßt wird.

Die Ausgestaltung des Dehnungsmeßabschnitts ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt; es können entweder gerade oder kreuzförmige Balken für diesen Zweck benutzt werden.

Claims (4)

1. Lastmeßvorrichtung mit einer Basisplatte zum Erfassen einer Last unter Anwendung von Dehnungsmeßelementen (SG) und zum Umsetzen der Größe der Last in eine elektrische Größe, wobei durch einen steifen Lasteinführungsabschnitt (10; 28) mit zylindrischer Form ein Lastmeßabschnitt gebildet wird, der eine mit der Lastachse zusammenfallende axiale Mitte aufweist, wobei ein steifer Lastträgerabschnitt (11; 29) so gebildet ist, daß er den Lasteinführungsabschnitt (10; 28) in einem gewissen Abstand umgibt, wobei von dem Lasteinfüh­ rungsabschnitt (10; 28) ein Dehnungsmeßabschnitt (14; 32) in radialer Richtung ausgeht, der ein einstückig mit dem Last­ einführungsabschnitt (10; 28) verbundenes Innenende und ein einstückig mit dem Lastträgerabschnitt (11; 29) verbundenes Außenende aufweist und elastisch verformbar ist, wenn auf den Lasteinführungsabschnitt (10; 28) längs der Lastachse eine Last einwirkt und der Lastträgerabschnitt (11; 29) unterstützt ist, wobei eine Basisplatte (21; 36) vorgesehen ist, die an dem Lastträgerabschnitt (11; 29) befestigt ist und wobei an dem Dehnungsmeßabschnitt (14; 32), der an dem Lastmeßabschnitt gebildet ist, die Dehnungsmeßelemente (SG) angebracht sind, damit eine auf dem Lasteinführungsabschnitt (10; 28) zur Einwirkung gebrachte Last erfaßt und die Größe der gemessenen Last in eine elektrische Größe umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisplatte (21; 36) mit einer Nut (22) mit gewisser Tiefe von der äußeren Um­ fangsfläche der Basisplatte (21; 36) aus in Richtung zu deren axialer Mitte versehen ist, zur Bildung eines Halses (23) in ihrer Mitte, der zwei parallele, plattenförmige Abschnitte (24, 25; 36, 37) der Basisplatte (21; 36) mit­ einander verbindet, von denen ein Abschnitt mit dem Last­ trägerabschnitt (11; 29) einstückig verbunden ist, wobei der Hals (23) nachgiebig ist, so daß die Lastachse stets mit der Mitte der Basisplatte (21; 36) zusammenfällt.

2. Lastmeßvorrichtung mit einer Basisplatte (21; 36) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei dünne Membra­ nen (19, 20) parallel zueinander angeordnet und einstückig mit einem gewissen Abstand so miteinander verbunden sind, daß sie den Außenumfang eines mit dem Lasteinführungsab­ schnitt (10) verbundenen Teils mit dem Innenumfang eines mit dem Lastträgerabschnitt (11) verbundenen Teils verbinden.

3. Lastmeßvorrichtung mit einer Basisplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil desjenigen platten­ förmigen steifen Abschnitts (38) der beiden plattenförmigen steifen Abschnitte (37, 38) der Basisplatte (21), der nicht am Lastmeßabschnitt befestigt ist, in Form eines großen Flansches ausgebildet ist, und daß im Umfangsrand des Flan­ sches durchgehende Löcher (39) gebildet sind, in die zum Befestigen des Hauptkörpers einer Lastmeßvorrichtung, die ein zu messendes Objekt hält, Schraubbolzen geschraubt sind.

4. Lastmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der plattenförmige steife Abschnitt (24; 37) durch Schweißen an der Berührfläche zum Lastträgerabschnitt (11; 29) mit diesem verbunden ist.