CH648663A5

CH648663A5 - Flache messsaite.

Info

Publication number: CH648663A5
Application number: CH9253/80A
Authority: CH
Inventors: Eugen Meier
Original assignee: Mettler Instrumente Ag
Priority date: 1980-12-16
Filing date: 1980-12-16
Publication date: 1985-03-29
Also published as: JPS6126898Y2; US4378702A; DE3142165A1; DE3142165C2; JPS57101939U

Description

Die Erfindung betrifft eine flache Messaite mit zwei Knoten, wie sie beispielsweise in Geräten zur Weg- oder Kraftmessung Verwendung findet. Sie wird darin zu Querschwingungen angeregt, deren Frequenz lastabhängig variiert . Diese Frequenzänderungen dienen dann, auf geeignete Weise ausgewertet, zur Bestimmung der jeweils auf die Saite wirkenden Kraft (und daraus gegebenenfalls zur Bestimmung eines Weges bzw. einer Längenänderung).

Flache Messaiten sind bereits mehrfach bekamt geworden. So offenbaren beispielsweise die US-Patentschrift 3 411 347 und die deutsche Offenlegungsschrift 19 63 303 Vorschläge für die Gestaltung des Saitenquerschnitts sowie der Verbindung Saite/Knoten und/oder Saite/Aufhängung. Eine andere Druckschrift (deutsche Offenlegungsschrift 22 26 241) offenbart eine Saite mit rundem Querschnitt und (z.B. durch Quetschen erzeugten) schwingungsmässig entkoppelnden Gelenken zwischen Saite und Aufhängung. Der runde Saitenquerschnitt sowie die Knoten waren dort mittels spangebender Verfahren, insbesondere durch Schleifen, bearbeitet worden.

Nachteilig an dieser bekannten Saite ist, dass sich gewisse Materialien, die an sich über für Messaiten besonders vorteilhafte Eigenschaften verfügen (z.B. Niob-Zirkon-Legierun-gen), nur schwer spanabhebend bearbeiten lassen. Ausserdem sind spanabhebende Arbeitsverfahren regelmässig aufwendiger als spanlose Methoden, jedenfalls dann, wenn es um Serienfertigung geht.

Die vorliegende Erfindung resultierte aus der Aufgabenstellung, eine flache Messaite bereitzustellen, welche hohen Anforderungen an ihre messtechnischen Eigenschaften genügt (insbesondere ein nur geringes Kriechen unter Last und eine kleine Hysterese aufweist), und welche trotzdem aus einer Vielzahl von Materialien einfach herstellbar ist, wobei die Herstellung insbesondere in Serien möglich sein soll. Erfin-dungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Saite über einstückig mittels Stanz-Biegetechnik angeformte, die Knoten bildende Lappen verfügt. Diese Lösung verbindet zudem die Vorteile einer einstückigen Saite mit der Möglichkeit einer auch sehr materialsparenden Herstellung, d.h. auch teure Materialien können ohne nennenswerten Einfluss auf die Herstellungskosten verwendet werden. Auch ist es so bei-5 spielsweise möglich, als Material Legierungen aus der Familie der metallischen Gläser (amorphe Metalle) zu verwenden, welche für Messaiten teilweise besonders geeignet sind, z.B. aufgrund ihres günstigen Temperaturverhaltens.

Wenn die Massenverhältnisse Saite/Knoten dies erfor-xo dem, können die Knoten über zusätzlich angebrachte Massen verfügen. Dabei wird eine Ausführungsform bevorzugt, bei der die zusätzlichen Knotenmassen die Form eines U aufweisen und mit ebenfalls ein U bildenden Knoten so verbunden sind, dass der Gesamtschwerpunkt in der Mittellinie der Saite i5 liegt. Alternativ können die zusätzlichen Knotenmassen ein geschlossenes Hohlprofil aufweisen. Die zusätzlichen Massen können dabei mit den Knoten mittels Punktschweissen oder Kleben verbunden sein.

Eine weitere Verringerung der Hysterese lässt sich errei-2o chen, wenn die Saite entgratete Kanten aufweist. Die Entfernung der Grate nach dem Stanzen ist auf einfache Weise beispielsweise durch Abätzen möglich. Diese Massnahme ist insbesondere bei Messaiten für höhere Anforderungen an die Resultatauflösung zweckmässig.

25 In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können zwischen den Knoten und den Saitenenden Aufhängungsglieder aus Kuntstoff vorgesehen sein. Dies erlaubt einen einfachen und elektrisch von den übrigen Teilen des Gerätes isolierten An-schluss von elektrischen Leitungen an die Saitenenden äusserst) halb der kraftmässig beanspruchten Regionen. Die Aufhängungsglieder können dabei durch Umspritzen der Saitenenden angebracht sein. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Saitenenden im Bereich der Aufhängungsglieder je ein Befestigungsloch mit aufgebogenem Rand aufweisen. Diese 35 Ausgestaltung bewirkt eine Verbesserung der Verschiebungsfestigkeit der Aufhängungsglieder unter Last und damit ein besseres Kriechverhalten.

Um die Schwinggüte der Saite weiter zu verbessern, können die Saiten zweckmässigerweise Verjüngungen aufweisen. 40 Dadurch wird die schwingungsmässige Entkopplung der Saite von der Umgebung verbessert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der nicht mass-stäblichen Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung ist.

Figur 1 eine Draufsicht auf einen gestanzten Saiten-« rohling,

Figur 2 ein Teilschnitt durch Figur 1 entlang der Linie 2-2,

Figur 3 eine Draufsicht auf eine Saitenhälfte mit Knotenzusatzmasse,

50 Figur 4 ein Schnitt entlang der Linie 4-4 in Figur 3, und

Figur 5 bis Figur 9 je ein Schnitt durch weitere Ausbildungen der Knoten.

Ein Rohling 10 gemäss den Figuren 1 und 2 wurde aus einem Blech von 0,1 mm Dicke aus einer Niob-Zirkon-Legie-55 rang ausgestanzt. Die Stanzgrate bzw. -kanten wurden durch Behandlung mit einer Ätzlösung entfernt.

Man erkennt die eigentliche Saite 12, die beiden Saitenenden 14 mit je einem ausgestanzten und aufgebördelten Loch 16 für die Befestigung und zwei Paar Lappen 18 an den Kno-60 tenstellen. Strichpunktiert sind darin die Biegelinien eingezeichnet. Nahe den Enden der eigentlichen Saite sind eingeprägte Einschnürungen 28 zur Verringerung der Biegesteifig-keit vorgesehen.

Figur 3 zeigt eine Hälfte einer einbaufertigen Saite ein-65 schliesslich der Knotenanordnung (die andere Hälfte ist genau gleich ausgebildet). Der Knoten ist hier zweiteilig (siehe auch Figur 4): Die Knotengrundmasse (das Rnotenzentrum) 18a wird durch die beiden unter Bildung eines U aufgeboge-

3

648 663

nen Lappen gebildet. Als Zusatzmasse ist ein ebenfalls U-för- ten Lappen, und die Zusatzmasse 20c ist ein Rohrabschnitt,

miges Element 20a angebracht, das beispielsweise aus Mes- - In Figur 7 ist der Knoten 18d wieder U-förmig, und die sing bestehen kann. Es ist in Querrichtung so angeordnet, Zusatzmasse 20d wird von einem Stück Vierkantrohr ge-

dass der Gesamtschwerpunkt von Knotenzentrum 18a und bildet.

Zusatzmasse 20a genau in der Mittellinie der Saite 12 liegt. 5 - In Figur 8 sind die Lappen 18 gefaltet, und es resultiert

Auf das Ende 14 der Saite ist ein Koppel- oder Aufhängungs- ein flaches S als Knoten 18e. Durch Mehrfachfaltung (strich-

glied 22 aus Kunststoff aufgespritzt. Es ist, zentrisch zum punktiert eingezeichnet) lassen sich grössere Knotenmassen

Loch 16 im Saitenende 14, mit einer Bohrung 24 versehen, erreichen.

welche kleiner als das Loch 16 ist und zur Aufnahme einer Be- - In Figur 9 ist eine besonders einfache Variante 18f des festigungsschraube dient. Am aus dem Koppelglied 22 her- 10 Knotens gezeigt. Sie kann für Fälle zweckmässig sein, in de-ausragenden Teil des Saitenendes 14 ist ein Draht 26 zur nen es mehr auf das Trägheitsmoment und die Steifigkeit im Stromzuführung aufgelötet. Alternativ kann gemäss Figur 5 Knotenbereich als auf die Stabilität der Schwingungen ander Knoten 18b über nach aussen gebogene Lappen verfügen, kommt (also z.B. für Geräte mit relativ niedriger Resultatauf-an welche die Schenkel der Zusatzmasse 20b anschlagen, was lösung).

eine Vereinfachung beim Zusammenbau bewirkt. 15 Die dargestellten Ausführungsbeispiele lassen erkennen,

Die Figuren 6 bis 9 zeigen weitere Ausbildungen der welche Vielfalt von Möglichkeiten im Rahmen der vorliegen-

Knoten: den Erfindung besteht.

- In Figur 6 bildet der Knoten 18c ein Z mit abgerunde-

C

1 Blatt Zeichnungen

Claims

648 663 PATENTANSPRÜCHE

1. Flache Messaite mit zwei Knoten, dadurch gekennzeichnet, dass die Saite (12) über einstückig mittels Stanz-Bie-getechnik angeformte, die Knoten (18a-18f) bildende Lappen (18) verfügt.

2. Flache Messaite nach Anspruch 1, bei welcher die Knoten über zusätzlich angebrachte Massen verfügen, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Knotenmassen (20a, 20b) die Form eines U aufweisen und mit U-artig ausgebildeten Knoten (18a, 18b) so verbunden sind, dass der Gesamtschwerpunkt in der Mittellinie der Saite (12) liegt.

3. Flache Messaite nach Anspruch 1, bei welcher die Knoten über zusätzlich angebrachte Massen verfügen, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Knotenmassen (20c, 20d) ein geschlossenes Hohlprofil aufweisen.

4. Flache Messaite nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie entgratete Kanten aufweist.

5. Flache Messaite nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Knoten (18a—18f) und den Saitenenden (14) Aufhängungsglieder (22) aus Kunststoff vorgesehen sind.

6. Flache Messaite nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Saitenenden (14) im Bereich der Aufhängungsglieder (22) je ein Befestigungsloch (16) mit aufgebogenem Rand aufweisen.

7. Flache Messaite nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Saiten (12) Verjüngungen (28) aufweisen.