DE9319668U1

DE9319668U1 - Device for measuring spring forces

Info

Publication number: DE9319668U1
Application number: DE9319668U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-12-21
Filing date: 1993-12-21
Publication date: 1995-04-13
Anticipated expiration: 2003-12-22

Description

R. 26615
16.12.1993 Bx/SmR. 26615
16.12.1993 Bx/Sm

ROBERT BOSCH GMBH, 70442 STUTTGARTROBERT BOSCH GMBH, 70442 STUTTGART

Vorrichtung zum Messen von Federkräften
Stand der Technik Device for measuring spring forces
State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Messen von Federkräften nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei Montageaufgaben kommt es beispielsweise vor, daß eine Kraft einer den Ventilsitz definierenden Feder, welche sich im Inneren eines Bauteils befindet, eingestellt werden muß. Bei einer derartigen Einbaulage der Feder sind mechanische Mittel notwendig, die die Federkraft auf eine handelsübliche Kraftmeßeinrichtung übertragen. Dabei treten Reibungskräfte auf, die das Meßergebnis beeinträchtigen.The invention is based on a device for measuring spring forces according to the type of the main claim. During assembly tasks, for example, it may happen that the force of a spring defining the valve seat, which is located inside a component, has to be adjusted. With such an installation position of the spring, mechanical means are necessary that transfer the spring force to a commercially available force measuring device. This gives rise to frictional forces that affect the measurement result.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß eine direkte Messung der Federkraft an der Einbaustelle möglich ist, wobei die Reibungskräfte derart minimiert sind, daß die Meßfehler im Toleranzbereich von ± 10 % liegen.The invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that a direct measurement of the spring force at the installation point is possible, wherein the friction forces are minimized such that the measurement errors lie in the tolerance range of ± 10 % .

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß der Druckkraftaufnehmer gegen Uberbelastung und Zerstörung durch Abfedern und Ableitung der Kräfte in das Gehäuse geschützt ist.A particularly advantageous embodiment consists in that the pressure force transducer is protected against overload and destruction by cushioning and dissipating the forces into the housing.

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Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vo r r i chtung.An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. The single figure shows a section through the device according to the invention.

AusführungsbeispielExample

In einem Bauteil 10 ist in einer Bohrung 11 eine einzustellende Druckfeder 12 angeordnet. Die Druckfeder 12 ist von der einen Seite des Bauteils über eine Öffnung 13 zugänglich. Von der anderen Seite des Bauteils 10 her ist die Druckfeder 12 in einer nicht dargestellten Spannhülse im Bauteil 10 während der Montage längsverschiebbar angeordnet.An adjustable compression spring 12 is arranged in a bore 11 in a component 10. The compression spring 12 is accessible from one side of the component via an opening 13. From the other side of the component 10, the compression spring 12 is arranged in a clamping sleeve (not shown) in the component 10 so that it can be moved longitudinally during assembly.

Die Vorrichtung besitzt ein Gehäuse 18 mit einem Meßkopf 15, welcher entsprechend der Zeichnung in Meßstellung in die Öffnung 13 des Bauteils 10 hineinragt. Der Meßkopf 15 besteht aus einer Hülse 16 aus beispielsweise Hartmetall und einem Meßdorn 17, wobei die Hülse 16 den Meßdorn 17 berührungslos umgibt. Die Hülse 16 stützt sich auf einer Bezugsfläche in der Öffnung 13 am Bauteil 10 ab. Aufnahmeseitig ragt der Meßdorn 17 in das Gehäuse 18 hin.The device has a housing 18 with a measuring head 15, which, as shown in the drawing, protrudes into the opening 13 of the component 10 in the measuring position. The measuring head 15 consists of a sleeve 16 made of, for example, hard metal and a measuring mandrel 17, whereby the sleeve 16 surrounds the measuring mandrel 17 without contact. The sleeve 16 rests on a reference surface in the opening 13 on the component 10. On the receiving side, the measuring mandrel 17 protrudes into the housing 18.

Das Gehäuse 18 besteht aus einem hohlzylinderartigen Mittelteil 19, an dem bauteilseitig ein Flansch 23 mittels einer ersten Überwurfmutter 21 befestigt ist. An der dem Bauteil 10 abgewandten Seite ist am Mittelteil 19 mittels einer zweiten Überwurfmutter 22 ein Aufnahmeflansch 24 festgelegt, mit dem die Vorrichtung in einer nicht dargestellten Aufnahme befestigt ist. Die Hülse 16 ist mit dem Flansch 23 fest verbunden.The housing 18 consists of a hollow cylinder-like middle part 19, to which a flange 23 is attached on the component side by means of a first union nut 21. On the side facing away from the component 10, a receiving flange 24 is fixed to the middle part 19 by means of a second union nut 22, with which the device is attached in a receptacle (not shown). The sleeve 16 is firmly connected to the flange 23.

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Im Innendurchmesser 20 des Mittelteils 19 ist eine Aufnahmehülse 25 für eine Kugelführung 26 fest angeordnet. In der Kugelführung 25 wird über einen Führungszylinder 28, der ohne Lagervorspannung montiert ist, der Meßdorn 17 geführt. Zur axialen Arretierung ist die Aufnahmehülse 25 und eine Scheibe 27 kraftschlüssig im Innendurchmesser 20 gehalten. Der Führungszylinder 28 besitzt einen größeren Durchmesser als der Teil des Meßdorns 17. Der Führungszylinder 28 wird seinerseits von der Kugelführung 26 spielfrei geführt. Aufnahmeseitig ist an den Meßdorn 17 ein Bund 2 9 angedreht, so daß sich zwischen dem Durchmesser des Führungszylinders 28 und dem des Bundes 29 eine Ringfläche 31 ausbildet.A receiving sleeve 25 for a ball guide 26 is fixedly arranged in the inner diameter 20 of the middle part 19. The measuring mandrel 17 is guided in the ball guide 25 via a guide cylinder 28, which is mounted without bearing preload. For axial locking, the receiving sleeve 25 and a disk 27 are held in the inner diameter 20 with a force fit. The guide cylinder 28 has a larger diameter than the part of the measuring mandrel 17. The guide cylinder 28 is in turn guided by the ball guide 26 without play. On the receiving side, a collar 29 is turned onto the measuring mandrel 17, so that an annular surface 31 is formed between the diameter of the guide cylinder 28 and that of the collar 29.

Aufnahmeseitig ist das Mittelteil 19 mit einer Ausdrehung 33 versehen, in der eine Aufnahmebüchse 34 eingesetzt ist. Die Aufnahmebüchse 34 besitzt im Boden eine Bohrung 35, deren Durchmesser derart bemessen ist, daß der Bund 29 des Meßdorns 17 problemlos durchführbar ist, jedoch kleiner ist als der Durchmesser des Führungszylinders 28. Innerhalb der Aufnahmebüchse 34 ist ein Druckkraftaufnehmer 37 angeordnet. Der Druckkraftaufnehmer 37 ist mit elektrischen Zuleitungen 38 verbunden, wobei zur Zuführung der Zuleitungen 38 im Mittelteil 19 und in der Aufnahmebüchse 34 jeweils Ausfräsungen 41 beziehungsweise 42 eingebracht sind.On the receiving side, the middle part 19 is provided with a recess 33 in which a receiving sleeve 34 is inserted. The receiving sleeve 34 has a hole 35 in the bottom, the diameter of which is dimensioned such that the collar 29 of the measuring mandrel 17 can be passed through without any problems, but is smaller than the diameter of the guide cylinder 28. A pressure force sensor 37 is arranged inside the receiving sleeve 34. The pressure force sensor 37 is connected to electrical supply lines 38, with milled recesses 41 and 42 respectively being made in the middle part 19 and in the receiving sleeve 34 for feeding the supply lines 38.

In der Auilnahmebüchse 34 ist der Druckraftaufnehmer 37 mittels einer Feder 43 gehalten, die sich an einem in einer Sacklochbohrung 44 angeordneten Bolzen 45 abstützt, wobei der Bolzen 45 und die Feder 43 mittels einer Stiftschraube 46 im Aufnahmeflansch 24 festgeklemmt sind. Der Abstand zwischen der bauteilseitigen Stirnfläche des Bolzens 45 und der aufnahmeseitigen Fläche des Druckkraftaufnehmers 37 muß größer sein als der Abstand zwischen der bauteilseitigenThe pressure force transducer 37 is held in the receiving sleeve 34 by means of a spring 43, which is supported on a bolt 45 arranged in a blind hole 44, whereby the bolt 45 and the spring 43 are clamped in the receiving flange 24 by means of a stud screw 46. The distance between the component-side end face of the bolt 45 and the receiving-side surface of the pressure force transducer 37 must be greater than the distance between the component-side

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Stirnfläche der Aufnahmebüchse 34 und der Stirnfläche 31 des Meßdorns 17. Damit wird die Längsverschiebung des Meßdorns 17 zum Druckkraftaufnehmer 37 hin durch das Anschlagen der Ringfläche 31 an einen vom Boden der Aufnahmebüchse 34 gebildeten Anschlagfläche 32 begrenzt/ wodurch eine Zerstörung des Druckkraftaufnehmers 37 verhindert wird. Die Abfederung des Druckkraftaufnehmers 37 mittels der Feder 43 dient dazu, daß der Druckkraftaufnehmer 37 vor überbelastung geschützt wird. Die Feder 43 ist so dimensioniert, daß deren Federkraft größer ist als die Federkraft der zu messenden Druckfeder 12 jedoch kleiner als die zulässige Meßkraft des Druckkraftaufnehmers 37.Front surface of the receiving sleeve 34 and the front surface 31 of the measuring mandrel 17. The longitudinal displacement of the measuring mandrel 17 towards the pressure force sensor 37 is thus limited by the annular surface 31 striking a stop surface 32 formed by the base of the receiving sleeve 34, thus preventing the pressure force sensor 37 from being destroyed. The springing of the pressure force sensor 37 by means of the spring 43 serves to protect the pressure force sensor 37 from overloading. The spring 43 is dimensioned such that its spring force is greater than the spring force of the compression spring 12 to be measured but smaller than the permissible measuring force of the pressure force sensor 37.

Zur Einstellung der Druckfeder 12 wird von der nicht dargestellten Seite in das Bauteil 10 eingegriffen und die eingangs bezeichnete Spannhülse mit der Druckfeder 12 in der Bohrung 11 längsverschoben, bis die gewünschte Federkraft vom Druckkraftaufnehmer 37 ermittelt ist. Danach wird die Spannhülse in der Bohrung 11 beispielsweise kraftschlüssig festgelegt.To adjust the compression spring 12, the component 10 is reached from the side not shown and the clamping sleeve with the compression spring 12 referred to above is displaced longitudinally in the bore 11 until the desired spring force is determined by the pressure force transducer 37. The clamping sleeve is then fixed in the bore 11, for example, by force-locking.

Claims

R. 26615 16.12.1993 Bx/Sm ROBERT BOSCH GMBH, 70442 STUTTGART AnsprücheR. 26615 16.12.1993 Bx/Sm ROBERT BOSCH GMBH, 70442 STUTTGART Claims

1. Vorrichtung zum Messen der Kraft einer innerhalb eines Bauteils angeordneten Feder, mit einem in einem Gehäuse angeordneten Druckaufnehmer, auf den die Kraft der Feder mittels eines Meßdorns übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßdorn (17) in einer im Gehäuse (18) festgelegten Führungshülse (26) geführt ist und daß eine mit dem Gehäuse (18) verbundene Auflage auf einer Bezugsfläche am Bauteil (10) abstützbar ist.1. Device for measuring the force of a spring arranged within a component, with a pressure sensor arranged in a housing to which the force of the spring is transmitted by means of a measuring mandrel, characterized in that the measuring mandrel (17) is guided in a guide sleeve (26) fixed in the housing (18) and that a support connected to the housing (18) can be supported on a reference surface on the component (10).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage von einer den Meßdorn (17) berührungslos umgebenden Hülse (16) gebildet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the support is formed by a sleeve (16) surrounding the measuring mandrel (17) without contact.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (18) eine Aufnahme (34) für den Druckkraftaufnehmer (37) vorgesehen ist, in der er gegen die wirkende Federkraft der Feder (12) elastisch mittels einer Stützfeder (43) abgestützt ist, wobei die Federkraft der Stützfeder (43) größer ist als die zu messende Federkraft der Feder (12), jedoch kleiner als die zulässige Meßkraft des Druckkraftaufnehmers (37).3. Device according to claim 1, characterized in that a receptacle (34) for the pressure force sensor (37) is provided in the housing (18), in which it is elastically supported against the acting spring force of the spring (12) by means of a support spring (43), whereby the spring force of the support spring (43) is greater than the spring force of the spring (12) to be measured, but smaller than the permissible measuring force of the pressure force sensor (37).

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (26) eine Kugelführung ist, in der der Meßdorn (17) gehäuseseitig spielfrei geführt ist.4. Device according to claim 1, characterized in that the guide sleeve (26) is a ball guide in which the measuring mandrel (17) is guided without play on the housing side.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßdorn (17) aufnahmeseitig einen Bund (29) aufweist, der in Richtung der wirkenden Federkraft der Feder (12) an eine mit dem Gehäuse (18) verbundene Anschlagfläche (32) abschlagbar ist.5. Device according to claim 1, characterized in that the measuring mandrel (17) has a collar (29) on the receiving side, which can be knocked off in the direction of the acting spring force of the spring (12) against a stop surface (32) connected to the housing (18).