HU187578B - Electric force acceptor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kraftaufnehmer und faellt in das Gebiet der elektrischen Messung von Kraeften mit Messwandlern, die mit Dehnungsmessstreifen arbeiten. Die Erfindung loest die Aufgabe, durch geringe Modifikationen des Verformungskoerpers, der vom Typ des Stauchkoerpers ist, einen solchen Verformungskoerper anzugeben, der die bekannten Nachteile des Stauchkoerperverformungstyps vermeidet. Dabei soll dieser Verformungskoerper gegenueber Biege-, Scherspannungs- und Torsionskoerpern einen verringerten Fertigungsaufwand erfordern. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass in den Verformungskoerperabschnitten zwischen dem aktiven, die Dehnungsmessstreifen tragenden Teil und den aeusseren Krafteinleitungsflaechen eine Zone ausgebildet wird, die Querdehnungen, die vorzugsweise von Reibungskraeften an den Einleitungsflaechen herruehren, an der Fortpflanzung zum aktiven Teil behindert. Ausserdem soll die aktive Zone so ausgebildet werden, dass sie die Nutzspannungen im Koerper, die in Richtung der aeusseren Kraft wirken, konzentrieren. Die Anwendungsgebiete betreffen die elektrische Kraftmesstechnik. Fig. 1The invention relates to an electric force transducer and falls within the field of electrical measurement of forces with transducers that operate with strain gauges. The object of the invention is to provide such a deformation body by slight modifications of the deformation body, which is of the type of upsetting body, which avoids the known disadvantages of the upsetting deformation type. In this case, this deformation body compared to bending, shear stress and Torsionskoerpern require a reduced manufacturing cost. The essence of the invention consists in forming in the Verformungskoerperabschnitten between the active part carrying the strain gauge and the outer Krafteinleitungsflaechen a zone which hinders transverse strains, which are preferably frictional forces on the Einleitungsflaechen, on the propagation to the active part. In addition, the active zone should be designed so that they concentrate the useful voltages in the body, which act in the direction of the external force. The fields of application concern the electrical force measurement technology. Fig. 1

Description

A találmány tárgya az erő elektromos mérésének területe mérőváltók segítségével, amelyek nyúlásmérőbélyeggel vannak ellátva.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the field of electrical measurement of force by means of measuring transducers which are provided with a strain gauge.

Az ismert nyúlásmérőbélyeggel ellátott elektromos erőfelvevő rugalmas testből, legtöbbször deformálódó testből és az ezen elhelyezett nyúlásmérőbélyegekből áll. A mérendő erő erre a deformálódó testre hat, amely deformálódik és változása a nyúlásmérőbélyeg ellenállásának változásához vezet. Ezek a változások elektromosan kiértékelhetők. A nyúlásmérőbélyegek tulajdonságai és a technológiájának meghatározásán kívül a deformálódó test szerkezete és technológiája mértékadó az erőfelvevő tulajdonságaira nézve. A deformálódó test különböző alaptípusai ismeretesek, amelyek különböző mérési tulajdonságúak, de különböző előállítási költségúek is.The electric power take-up bearing the known strain gauge consists of a resilient body, a generally deformable body and strain gauge stamps thereon. The force to be measured acts on this deformable body, which deforms and causes a change in the resistance of the strain gauge. These changes can be electrically evaluated. In addition to defining the properties of the strain gauges and its technology, the structure and technology of the deformable body are decisive for its power absorbing properties. Different basic types of deformable body are known which have different measuring properties but also different manufacturing costs.

A zömítőtest-típusú deformálódó test a legkedvezőbb gyártástechnikai szempontból. Lényeges működésbeli hiányossága, hogy a deformálódó testnek az erő irányában lényegesen hosszabbnak kell lennie, mint a tulajdonképeni aktív zónának tehát a nyülásmérőbélyeggel bevont résznek - megfelelő, ha kielégítően kis mérési hibának szabad kiadódni. Ebből az következik, hogy a külső erőbevezető darab által okozott zavarnak elég széles lecsillapodásának kell lennie, úgy, hogy az aktív zónában meghatározott feszültség és deformálódó mező tudjon kialakulni.The sealing body type deformable body is the most advantageous in terms of manufacturing technology. Its major functional defect is that the deformable body must be substantially longer in force in the direction of force than the actual active zone, i.e. the part covered by the strain gauge, is sufficient to permit a sufficiently small measurement error. It follows that the disturbance caused by the external power supply unit must be sufficiently broadly attenuated so that a defined voltage and deformable field can develop in the core.

Hasonló az elegendően hosszú zömítőtest hatása is, amely azáltal keletkezik, hogy a külső erőbevezetődarab alapvetően a dörzsölőerőt is (például merőlegesen a külső erőre) átviszi a deformáló testre, ami hiszterézist okoz az átviteli görbén.Similarly, the effect of a sufficiently long sealing body is obtained by transferring substantially the rubbing force (e.g. perpendicular to the external force) to the deforming body, which causes hysteresis in the transmission curve.

Nagy anyagfelhasználáson kívül a szükséges nagyságú deformálótesthosszból járulékos tulajdonságromlás adódik, mint például a csekély keménység, ezáltal nagyobb a mérőszakasz, továbbá nagyobb a nyíróerő befolyás.In addition to high material consumption, the required length of deformation body length results in additional degradation of properties, such as low hardness, resulting in a larger measuring section and greater shear force influence.

A zömítőtest említett hiányosságai hajlító-csavaró vagy nyírófeszültség-testtel ellátott deformálódó testtel nagyobbrészt kikerülhetők. Azonban az a hiányosságuk, hogy nagyon drágák. A nyírófeszültségtestnél a járulékos nyúlásmérőbélyeg felragasztása nagyon bonyolult.These deficiencies of the sealing body can be largely overcome by the deformable body provided with a bending-twisting or shear stressing body. However, they have the disadvantage that they are very expensive. Attaching an additional strain gauge to the shear stress body is very difficult.

A találmánnyal célunk a deformálódótest zömitőtesttípusának továbbfejlesztésével olyan deformálódótest kialakítása, amely az említett ismert zömítőtesttípus méréstechnikai, ill. anyagvonatkozású hiányosságaival nem rendelkezik, hajlító- nyírófeszültség- és csavarótestekkel szemben azonban jelentősen kisebb előállítási költséget igényel. Különösen a szokásos zömítőtestnél szükséges technológiai lépést egyszerű megmunkálással, például fúrással helyettesíteni.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a deformable body which, by further improving the type of sealing body of the deformable body, is a measuring or measuring device of the known type of sealing body. it has no material defects, but it requires significantly lower production costs than bending shear stress and torsion bodies. In particular, the technological step required for a conventional seal body is replaced by simple machining, such as drilling.

A találmánnyal megoldandó feladat deformálódótest zömítőtest típusának olyan kialakítása, amely csekély járulékos előállítási költséget igényel az ismert zömítőtesttípussal szemben, hasonló méréstechnikai tulajdonságoknál lényegesen kisebb deformálódótesttel és ezáltal csökkentett anyagfelhasználással vagy változatlan hossz mellett lényegesen jobb mérési tulajdonásgokkal rendelkezik.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a deformable body sealing body type which requires little additional manufacturing cost compared to the known sealing body type, has a significantly smaller deformable body than similar metering properties and thus has significantly better measuring properties at reduced material consumption or constant length.

A találmány szerint a deformálódótest-darabokon, amelyeket az aktív, a nyúlásmérő bélyeget tartó rész és a külső erőbevezető felületek közötti zónában alakítunk ki, a keresztirányú nyúlásnak, ami főleg a bevezetőfelület dörzserőitől származik, az aktív zónáig való terjedését erős mértékben megakadályozzuk.According to the invention, the deformable body pieces formed in the zone between the active strain gauge holding portion and the outer force guiding surfaces are strongly prevented from spreading the transverse strain, which is mainly due to the abrasive forces of the guide surface to the core.

A speciális zónát különösen úgy kell kialakítanunk, hogy a hasznos feszültségek a testben, amelyek a külső erő irányában hatnak, különösen hatásosan homogénen vagy pedig irányítottan és meghatározottan koncentrálódjanak.In particular, the special zone must be designed so that the useful stresses in the body, which act in the direction of external force, are particularly effectively homogeneous or are concentrated and directed.

A speciális zóna a deformálódótest tengelyével szimmetrikusan elhelyezett szabályos (például hengeres, gömbformájú vagy szög-szimmetrikus) üreget belül összekötő darabból áll a külső erőbevezető felületek és a deformálódótest aktív része között. Az aktív rész mindkét oldalára vagy csak az egyik oldalára helyezhetjük.The special zone is comprised of a piece of a regular cavity (e.g., cylindrical, spherical or angular symmetrical) disposed symmetrically with the axis of the deformable body, between the outer power supply surfaces and the active portion of the deformable body. You can place it on either side of the active part or on one side only.

A találmány további jellemzője, hogy a szabályos üreg a speciális zónában, mint áthatás több, a deformálódótest tengelyére merőlegesen fektetett és ezt megtűzdelt horony által keletkezik. A technológiailag legkedvezőbb esetben ezek a hornyok furatoknak vannak kialakítva.A further feature of the present invention is that the regular cavity in the special zone is formed by a plurality of grooves perpendicular to the axis of the deformable body and pierced by this groove. In the most technologically advantageous case, these grooves are designed as holes.

A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti eszköz példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon:The invention will now be described in more detail with reference to the drawing, in which an exemplary embodiment of the device according to the invention is shown. In the drawing:

Az 1. ábra az elektromos erőfelvevő alapformája nyúlásmérőbélyeggel és két speciális zónával, amelyek mindig szimmetrikusan elhelyezett szabályos üregből állnak;Figure 1 illustrates the basic form of an electric power take-off with a strain gauge stamp and two special zones, which consist of a regular cavity symmetrically disposed;

A 2. ábra az elektromos erőfelvevő alapformája nyúlásmérő bélyeggel és két speciális zónával, amelyek két furat keresztülhatásával keletkeznek;Figure 2 illustrates the basic form of an electric power take-off with a strain gauge stamp and two special zones formed by passing through two holes;

A 3. ábra a 2. ábra szerint két furat áthatása csak egy speciális zónával, amelynek szöghelyzete egymás keresztmetszeteinek aktív részéhez illesztett.Fig. 3 shows the penetration of two holes according to Fig. 2 with only one special zone whose angular position is aligned with the active part of each other.

Amint az 1. ábrán látható, az elektromos eröfelvevő találmány szerinti alapformáját ábrázoltuk nyúlásmérőbélyeggel és két speciális zónával kétoldalúan az aktív rész és az erőbevezetőfelületek között. Az aktív rész a V deformálódótest része, amely DMS nyúlásmérőbélyeggel van felszerelve. Ezen részek és az erőbevezető felületek között, amire az F mérőerő hat, a speciális Z zóna van elhelyezve, amely a tengelyhez szimmetrikusan elhelyezett szabályos S üreget tartalmazza. Ez az üreg kényszeríti viszonylag rövid deformálódótest darab átmenetét pont-formájú vagy határozatlan támadású külső erőtől, gyűrű alakú belső normál feszültségű profilra és ezáltal az aktív rész területének jobb homogenitását. Ugyanakkor a speciális Z zóna területe viszonylag érzékeny, tekintve a keresztfdeformációt. Azzal a hatással jár, hogy a dörzshatás az erőbevezető felületen hiszterézis alakú keresztirányú nyúláshelyzetével nagyon gyorsan az aktív zónához lecseng.As shown in Figure 1, the basic form of the electric power take-off according to the invention is illustrated with a strain gauge stamp and two special zones bilaterally between the active part and the power supply surfaces. The active part is a part of the deformable body V, which is provided with a DMS strain gauge stamp. Between these portions and the lead-in surfaces, which are subjected to the measuring force F, a special zone Z is located, which contains a regular cavity S symmetrically placed on the shaft. This cavity forces the transition of a relatively short deformable body piece from a point-like or indefinite attack external force into an annular internal normal voltage profile and thereby better homogeneity of the active region. However, the area of the special zone Z is relatively sensitive with respect to the cross-deformation. It has the effect that the frictional effect on the power transfer surface, with its hysteresis-like transverse elongation, diminishes very rapidly to the core.

A 2. ábrán a találmány szerinti elektromos erőfelvevő alapformáját nyúlásmérő bélyeggel és kétoldali aktív rész és az erőbevezető felületek között elhelyezett speciális Z zónával ábrázoltuk, amely áthatásaiból több hasonló, a V deformálódótest tengelyére merőlegesen fekvő és teljesen teletűzdelt hornyok keletkeznek.Figure 2 illustrates the basic form of the electric power take-off according to the invention with a strain gauge stamp and a special zone Z positioned between the two active portions and the lead-in surfaces, resulting in several similar grooves completely perpendicular to the axis of the deformable body.

A 2. ábrán ezek a hornyok furatokból állnak, amelyek párosán, azonos síkban vannak elhelyezve .187 578 és derékszögben keresztezik egymást. Ezen az elrendezésen át a keresztirányú keménység a speciális Z zónában különösen erősen lecsökken, ami a dörzshatás jó lecsengéséhez vezet. Ezenkívül normálfeszültségű térnyaláb lép fel a furatok között a felületen. Ez a tulajdonság különösen az erőfelvevő méretezésére használható fel járulékosan.In Figure 2, these grooves consist of holes which are evenly spaced in the same plane .187,578 and intersect at right angles. Through this arrangement, the transverse hardness in the special Z zone is particularly strongly reduced, leading to a good abrasion of the frictional effect. In addition, a normal-voltage spigot extends between the holes in the surface. This feature is particularly useful in addition to dimensioning the power take-off.

A 3. ábrán a találmány szerinti megoldás továbbfejlesztését ábrázoltuk csak egy speciális Z zónával és aktív résszel derékszögű keresztmetszetben. A speciális Z zóna két hasonló átmérőjű furat áthatása által keletkezik, amelyek szöghelyzete egymáshoz derékszög keresztmetszetben illeszkedik.Fig. 3 illustrates an improvement of the invention according to the invention only with a special Z-zone and an active part in a rectangular cross-section. The special zone Z is formed by the penetration of two holes of similar diameter, the angular position of which is at right angles to each other.

Claims (8)

1. Elektromos erőfelvevő nyúlásmérő bélyeggel és zömitőtesttípusú deformálódótesttel, azzal jellemezve, hogy a nyúlásmérő bélyeget (DMS) tartó aktív zóna és külső erőbevezető felületek között zónák (Z) vannak kialakítva, amelyeknek a deformálódótest (V) tengelyével szimmetrikusan elhelyezett szabályos ürege (S) van.1. An electric force-absorbing strain gauge stamp and a bulk-type deformable body, characterized in that zones (Z) are formed between the active zone holding the strain gauge stamp (DMS) and external force-supply surfaces, which are arranged symmetrically with its axis S (V) . 2. Az 1. igénypont szerinti elektromos erőfelvevő kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a szabályos üreg (S) hengeres, gömb, illetve más forgásszimmetrikus alakú.An electric power take-off according to claim 1, characterized in that the regular cavity (S) is cylindrical, spherical or other rotationally symmetrical. ⁵⁵ 3. Az 1. igénypont szerinti elektromos erőfelvevő kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a szabályos üreg (S) a deformálódótest (V) tengelyére keresztirányú, radiális járatokként van kiképezve.The electric power take-off according to claim 1, characterized in that the regular cavity (S) is formed as transverse radial passages to the axis of the deformable body (V). 4. A 3. igénypont szerinti elektromos erőfelvevő ° kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a járatok azonos keresztmetszetűek.An electric power take-off according to claim 3, characterized in that the passageways have the same cross-section. 5. A 3. igénypont szerinti elektromos erőfelvevő kiviteli alakja, azzaljellemezve, hogy a járatok furatokként vannak kialakítva.An electric power take-off according to claim 3, characterized in that the passages are formed as holes. ⁵⁵ 6. A 4. vagy 5. igénypont szerinti elektromos erőfelvevő kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a járatok egy síkban vannak elhelyezve, amelyik sík a deformálódótest (V) tengelyére merőleges.The electric power take-off according to claim 4 or 5, characterized in that the passages are arranged in a plane which is perpendicular to the axis of the deformable body (V). 7. A 3. igénypont szerinti elektromos erőfelvevő θ kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a deformálódótesten (V) a járatok csak részben haladnak át.The electric power take-off device θ according to claim 3, characterized in that the passages in the deformable body (V) pass only partially. 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti elektromos erőfelvevő kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a zóna (Z) csak az erőbevezető felület és az ’5 aktív rész között van elhelyezve.8. Electrical power take-off according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the zone (Z) is located only between the power supply surface and the active part '5.