DE2818140A1

DE2818140A1 - Kraftmesszelle, insbesondere waegezelle mit einem auf biegung beanspruchbaren messkoerper

Info

Publication number: DE2818140A1
Application number: DE19782818140
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl Ing Zeth
Original assignee: Bizerba Werke Wilhelm Kraut GmbH and KG
Current assignee: Bizerba SE and Co KG
Priority date: 1978-04-26
Filing date: 1978-04-26
Publication date: 1979-11-08
Also published as: NL7902487A; DK170079A; GB2020440A; BE875849A; IT1112490B; IT7921394A0; JPS54141682A; SE7903555L; FR2424528A1

Description

DR.-ING. DlPU-ING. M. SC. D¹P-..-^-)HY5. DP. OIPL.-PHYS.

HÖGER - STELLRECHT - GRJESSBAGH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART "iOIOt/Π

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A 42 805. m Anmelder: Bizerba-Werke

m - 170 Wilhelm Kraut KG

5. April 1978 Postfach 1140

7460 Baiingen 1

Beschreibung

Kraftmeßzelle, insbesondere Wägezelle mit einem auf Biegung beanspruchbaren Meßkörper

Die Erfindung betrifft eine Kraftmeßzelle, insbesondere Wägezelle mit einem auf Biegung beanspruchbaren Meßkörper und mit auf dem Meßkörper angeordneten Dehnungsmeßstreifen zum Anschluß an eine elektrische Meßleitung.

Bei Kraftmeßzellen dieser Art muß der Meßkörper gegen Fremdeinflüsse wie Feuchtigkeit, Schmutz, usw. durch eine dichte Abdeckung geschützt werden. Bei bekannten Kraftmeßzellen sind hierzu Metallfaltenbälge, Membranen oder Kunststoffschichten vorgesehen, die jedoch aufgrund ihrer (meist noch temperaturabhängigen) Eigensteifigkeit einen störenden Einfluß auf das Meßergebnis ausüben, und zwar insbesondere dann, wenn es sich um die Messung kleiner Lasten handelt, bei denen das Verhältnis Fremdeinfluß zu Nennlast relativ ungünstig ist, da die ~ Durchbiegung des Meßkörpers und auch der Fremdeinfluß in allen Lastbereichen etwa konstant bleibt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kraftmeßzelle vorzuschlagen, deren Meßkörper gegen äußere Einflüsse abgedichtet ist, ohne daß hierdurch störende Rückwirkungen auf das Meßergebnis eintreten,-

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Meßr

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körper ein Rohr vorgesehen ist, das an seinem einen/ offenen Ende mit einem Befestigungssockel verbunden ist und mit allseitigem Abstand von einer mit dem Sockel verbundenen Hülse umschlossen ist, und daß am anderen, freien Ende des Rohres ein freitragend durch das Rohr verlaufender Stab befestigt ist, dessen freies Ende aus dem offenen Rohrende herausragt und dort mit der zu messenden Kraft beaufschlagbar ist.

Der allgemeine Erfindungsgedanke besteht also darin, die Krafteinleitung mittels des Stabes durch das offene Rohrende auf der Innenseite des Meßkörpers vorzunehmen, so daß der Meßkörper außen von einer mit dem Befestigungssockel verbundenen Hülse frei umgeben werden kann, die bei Belastung der Kraftmeßzelle keinerlei Beanspruchung erfährt und somit auch keine Rückwirkung auf das Meßergebnis ausüben kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Wirkungslinie der zu messenden Kraft axial mit einem Befestigungsanschluß, insbesondere einer Gewindebohrung des Sockels fluchtet. Hierdurch wird im Gegensatz zu bekannten Kraftmeßζeilen der Vorteil erreicht, daß die Zelle momenten- und kräftefrei am Meßort befestigt werden kann.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist schließlich vorgesehen, im Befestigungssockel einen verstellbaren Anschlag, insbesondere in Gestalt einer Schraubbuchse zu lagern, durch die hindurch die Krafteinleitung erfolgt. Dies hat den Vorteil, daß im Gegensatz zu bekannten Kraftmeßzellen der als überlastsicherung dienende Anschlag nicht getrennt von der Kraftmeßzelle angeordnet werden muß, sondern

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ein Bestandteil dieser Zelle ist.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer Wägezelle;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in

Fig. 1 und

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in

Fig. 1.

An einem vorzugsweise metallischen Befestigungssockel 1 ist ein als Meßkörper dienendes Rohr 2 angeordnet, das sowohl einstückig als auch als getrenntes Teil im Sockel 1 mittels Press-Sitz, Verschraubung oder dergleichen befestigt sein kann und das an seinem in Fig. 1 und 2 rechts gelegenen, offenen Ende 3 in eine Kammer 4 des Befestigungssockels 1 übergeht, welche ihrerseits durch einen lösbaren Deckel 5, beispielsweise aus Kunststoff, verschlossen ist. Auf dem äußeren Mantel des Rohres 2 sind in herkömmlicher Weise an sich bekannte Dehnungsmeßstreifen 6 angeordnet, welche die Verformung der Rohrwand bei Belastung mit vollziehen und deren dabei erfolgende Änderung ihres elektrischen Widerstandes ein Maß für die eingeleitete Kraft ist. Die Dehnungsmeßstreifen 6 sind in bekannter Weise zu einer Meßbrücke zusammengeschaltet. Ein de:r Belastung des als Meßkörper dienenden Rohres 2 entsprechendes, elektrisches Meßsignal wird über ein Kabel 7 durch den Befestigungssockel 1 hindurch in einen Kabelanschlußraum 8 geführt und von dort zu einem

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Anzeige- und/oder Registriergerät weitergeleitet. Wie dargestellt, ist auf den Befestigungssockel 1 ein Verschlußhülse abgedichtet aufgeschraubt, welche das Rohr 2 mit Abstand allseits umschließt. Hierdurch ist das Rohr 2 gegenüber Fremdeinflüssen vollkommen geschützt und kann sich dennoch ohne Behinderung durch die Hülse 9 bei Belastung frei verbiegen.

Eine zu messende Kraft wird in folgender Weise in das Rohr 2 eingeleitet: An dem frei in die Verschlußhülse 9 ragenden Ende 11 ist in Längsrichtung freitragend durch das Rohr 2 verlaufend ein Stab 12 befestigt, der zu diesem Zweck an seinem mit dem Rohr 2 verbundenen Ende eine dem Rohrinnendurchmesser entsprechende Verdickung 13 aufweist. Das freie Ende 14 des Stabes 12 ragt aus dem offenen Rohrende 3 in die Kammer 4 des Befestigungssockels 1 hinein und trägt dort eine Schraube 15 mit ringsum verlaufender Pfanne 16, in welche mittels einer Ringschneide eine Krafteinleitungsöse 17 eingehängt ist. Die öse 17 weist einen Bund 13 auf und setzt sich in eine Stange 19 fort, an der die zu messende Kraft angreift. Diese Kraft bewirkt über den freitragend im Rohr 2 gehaltenen Stab 12 eine Verbiegung dieses Rohres, die mit Hilfe der Dehnungsmeßstreifen 6 meßbar ist und ein Maß für die an der Stange 19 angreifende Kraft liefert.

Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, ist im Befestigungssockel 1 eine Gewindebohrung 21 vorgesehen, die axial mit der Stange und damit der Wirkungslinie der zu messenden Kraft fluchtet. An der Gewindebohrung 21 wird der Sockel 1 am Meßort befestigt. Auf diese Weise ist die dargestellte Wägezelle so gehalten, daß im Gegensatz zu bekannten Wägezellen während der Belastung der Zelle kein Moment auf diese einwirkt. Die Befestigung erfolgt vorzugsweise so, daß die Stange 19 vertikal nach unten verläuft und durch Anhängen einer Last mit der zu messenden Kraft beaufschlagbar ist.

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In der der Gewindebohrung 21 gegenüberliegenden Wand des Befestigungssockels 1 befindet sich eine weitere Gewindebohrung, welche eine Schraubbuchse 22 aufnimmt, die axial frei von der Stange 19 durchdrungen und von einer gerändelten Kontermutter 23 gesichert ist. Das im Innern der Kammer 4 gelegene Ende der Schraubbuchse 22 dient als Anschlag für den Bund 18 und wirkt damit als überlastsicherung für die Wägezelle. Durch mehr oder weniger weites Eindrehen der Schraubbuchse 22 in den Befestigungssockel 1 kann der Punkt, an welchem die überlastsicherung in Tätigkeit tritt, eingestellt werden.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind das Rohr 2 und der Stab 12 als zwei separate, miteinander verbundene Teile ausgebildet. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung könnten das Rohr 2 und der Stab .12 auch einstückig ausgebildet sein.

Die dargestellte Wägezelle wird an der Stange 19 mit einer Zugkraft belastet. Die Anordnung kann ohne weiteres so variiert werden, daß· der Stab 12 mit einer Druckkraft beaufschlagbar ist. Weiterhin könnte als zusätzlicher Schutz gegen überbelastung zwischen Stange 19 und Stab 12 eine Feder eingeschaltet sein. Die dargestellte Wägezelle eignet sich insbesondere zum Einbau in eine Zugstange, was deswegen in einfacher Weise möglich ist, weil die Gewindebohrung 21 mit der Achse der Stange 19 fluchtet.

Die über den Stab 12 von innen her erfolgende Belastung des als Meßkörper dienenden Rohres 2 kann erfindungsgemäß auch ohne Verwendung der Hülse 9 vorgenommen werden. Dasselbe gilt für die erfindungsgemäße Ausfluchtung des Befestigungsanschlusses (Gewindebohrung 21) mit der Krafteinleitungsrichtung an der Stange 19. Die Ausfluchtung des Befestigungsanschlusses mit der Krafteinleitungsrichtung ist nicht zwingend.

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Besonders vorteilhaft ist es, den Stab 12 als Federstab auszubilden, so daß sein die Stange 19 tragendes Ende aufgrund der Elastizität des Stabes bei Belastung eine größere Auslenkung erfährt als an sich durch die Verbiegung des Rohres 2 bedingt. Die genaue Einstellung der als Anschlag dienenden Schraubbuchse 22 auf eine bestimmte Grenzlast wird dadurch erleichtert. Auch für einen solchen Anschlag ist im übrigen die Verwendung der Hülse 9 nicht zwingend.

ORIGINAL INSPECTED

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Claims

DB..INS. DIPL.-ING.M. SC. D'°l .-PHYS. OR. OIPL.-PHYS.

HÖGER - ST.ELLRECHT - GRIEiErSBAC H - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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A 42 805 m Anmelder: Bizerba-Werke

m - 17o Wilhelm Kraut KG

5. April 1978 Postfach 114o

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Patentansprüche :

1.} Kraftmeßzelle, insbesondere Wägezelle mit einem auf Biegung beanspruchbaren Meßkörper und mit auf dem Meßkörper angeordneten Dehnungsmeßstreifen zum Anschluß an eine elektrische Meßleitung, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßkörper ein Rohr (2) vorgesehen ist, das an seinem einen, offenen Ende (3) mit einem Befestigungssockel (1) verbunden ist und mit allseitigem Abstand von einer am Sockel (1) befestigten Hülse (9) umschlossen ist, und daß am anderen, freien Ende (11) des Rohres (2) - ein in Längsrichtung freitragend durch das Rohr verlaufender Stab (12) befestigt ist, dessen freies Ende (14) aus dem offenen Rohrende (3) herausragt und dort mit der zu messenden Kraft beaufschlagbar ist.

2. Kraftmeßzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rohr (2) und Stab (12) aus zwei seperaten Teilen gefertigt sind.

3. Kraftmeßzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkungslinie der zu messenden Kraft axial mit einem Befestigungsanschluß, insbesondere einer Gewindebohrung (21) des Sockels (1) fluchtet.

4. Kraftmeßzelle nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß am freien, im Innern (4) des Sockels (1) gelegenen

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Ende (14) des Stabes (12) eine Krafteinleitungsöse X17) angreift, die sich bei Überlast gegen einen Anschlag (22) anlegt.

5. Kraftmeßzelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (22) verstellbar im Sockel (1) gelagert ist.

6. Kraftmeßzelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag als Schraubbuchse (22) ausgebildet und von einer mit der Krafteinleitungsöse (17) verbundenen Stange (19) frei durchdrungen ist.

7. Kraftmeßzelle nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (12) als Federstab ausgebildet ist.

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