Kraftmesseinrichtung mit Messkörper
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Kraftmesseinrichtung mit einem Messkörper, dessen Deformation mittels eines Verbindungsgliedes, eines daran anschliessenden federnden Metallbandes sowie eines mechanischen Getriebes auf ein Messgerät übertragen wird.
Es smd wohl mechanische KraftmeSeinrichtungen bekannt, z. B. Deformationsmesseinrichtungen mit mechanischer Übertragung der Deformation auf den Zeiger eines Tastgerätes, einer Messuhr oder dergleichen.
Diese Einrichtungen verursachen bei einer nicht konzentrischen Belastung fehlerhafte Messungen.
Ebenfalls kommt es zu Messfehlern bei der Über- tragung der Deformation durch Hebel getriebe auf das Tastgerät, da das Hebelende eine kreisförmige Bewegung ausführt, wogegen der Fühlfinger des Tastgerätes sich in gerader Linie bewegt, so dass durch Reibung zwischen dem Hebelende und dem Fühlfinger des Tastgerätes die Messuhr unrichtige Werte anzeigt.
Die bekannten Kraftmesseinrichtungen haben den weiteren Nachteil, dass sie nicht die Remanenzdefor- mation berücksichtigen, welche im Messkörper nach der Entlastung verbleibt und die folgende Messung beeinträchtigt, da das Anzeigegerät nach der Entlastung nicht auf Null zurückkommt.
Diese Nachteile sollen erfindungsgemäss durch eine Einrichtung behoben sein, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Getriebe einen zweiarmigen Hebel aufweist, an dem das federnde Metallband zur Verbindung mit dem Verbindungsglied und ein weiteres federndes Metallband zur schwenkbeweglichen Abstützung des Hebels gegen einen Fixpunkt angreifen, wobei die Metallbänder sich an zylindrischen, einen gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt aufweisenden Flächen des Hebels auf und abwickeln und an den Stellen der Berührung mit den Flächen Abschwächungen zur Erzielung einer bleibenden Deformation der Metallbänder zwecks Kompensation der Remanenzdeformation des Messkörpers aufweisen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt der Einrichtung,
Fig. 2 eine Einzelheit des Hebelgetriebes und
Fig. 3 ein Schema der Funktionsweise der federn- den Metallbänder bei der Dieformation.
Fig. 1 zeigt einen Deformationskörper (Messkörper) 1 mit einem Hohlraum 2 für eine Verbindungsstange 3, die mit ihrem kegeligen Ende im oberen Teil des Körpers 1 hängt. Der Hohlraum 2 weist in seinem unteren Teil eine querverlaufende Aussparung zur Unterbringung des Hebelgetriebes auf. Dieses Getriebe wird vom Metallband 11 mit Abschwächung 5 betätigt und besteht aus einem Metallband 12 mit Abschwächung 6 und einem zweiarmigen Hebel 7, dessen längeres Ende den Fühlfinger eines Tastgerätes 8 bewegt. Die Verbindungsstange 3 ist mit dem Körper 1 durch ein Kugelgelenk 4 verbunden, das in seinen Sitz durch eine Feder 13 gepresst wird, welche auf den längeren Arm des Hebels 7 wirkt.
Der Hebel 7 hat Abwälzflächen 9, 10, an welchen die Metallbänder 11, 12 mit ihren Enden befestigt sind. Die Kriimmungsmittelpunkte der beiden Flächen 9, 10 fallen auf der Achse des Tastgerätes zusammen, so dass durch diese Massnahme und die Anordnung der Bänder 11, 12 die Bahn des Hebelendes 7 unterhalb des Tastgerätes geradlinig ist und mit der geradlinigen Bahn des Tastgerätes übereinstimmt.
Das Metallband 11 ist an seinem anderen Ende an der Verbindungsstange 3 befestigt und das Metall band 12, das den Hebel 7 stützt, ist an seinem unteren Ende am Körper 1 befestigt Die Metall bänder 11, 12 sind an den Stellen, wo sie sich auf die Flächen 9, 10 aufwickeln, mit querverlaufenden Abschwächungen 5, 6, welche die Funktion von Gelenken ausüben, versehen.
Die starreren Teile der Metallbänder 11, 12 unterliegen praktisch überhaupt keiner Deformation.
Die Deformation wird daher von den Abschwächungen 5, 6 übernommen. Nach der Entlastung der Einrichtung gelangen daher die Metallbänder 11, 12 nicht mehr ganz in die Ausgangslage infolge Remanenzdeformation zurück. Da eine gewisse Remanenzdeformation auch im Körper 1 der Einrichtung nach seiner Entlastung bleibt, das heisst nach der Entlastung der Körper 1 nicht mehr seine Ausgangslänge erreicht, kann man durch geeignete Wahl der Abmessungen, Beanspruchung und Werkstoffe die Einrichtung so gestalten, dass die Remanenzdeformation des Körpers 1 und die der Metallbänder 11, 12 sich gegeneinander ausgleichen und dass der Zeiger des Tastgerätes 8 nach leder Entlastung der Kraftmesseinrichtung auf Null zurückgeht.
Die Deformation der Metallbänder 11, 12 und die dadurch hervorgerufenen Änderungen der Länge der Arme des Hebels 7 und des tSbersetzungsverhält- nisses sind in der Fig. 3 dargestellt. Der Abstand a der abwärts gerichteten Pfeile s1, s2 stellt die Länge des kürzeren Armes des Hebels 7 im nicht belasteten Zustand dar, wenn das Metallband 12 sich auf die zylindrische Fläche 10 aufgewickelt und das Metallband 11 sich von der zylindrischen Fläche 9 entfernt hat. Der Abstand a' der Pfeile s1,, s2, stellt dann die Länge desselben Armes nach Entlastung dar, wenn das Metallband 11 sich auf die zylindrische Fläche 9 aufgewickelt und das Metallband 12 sich von der zylindrischen Fläche 101 entfernt hat.
Durch Pfeile ist die Bewegungsrichtung und die bei der Bewegung entstehende Form der aufgewickelten und abgewickelten Metallbänder 11, 12 angedeutet. Der Arm a des Hebels 7 ist bei der Rückbewegung des Hebelgetriebes unbedeutend kürzer und die Übersetzung daher unbedeutend grösser als in Ausgangslage.