CH682347A5

CH682347A5 -

Info

Publication number: CH682347A5
Application number: CH2538/91A
Authority: CH
Inventors: Kalman Prof Dr Kovari
Original assignee: Kalman Prof Dr Kovari
Priority date: 1991-08-29
Filing date: 1991-08-29
Publication date: 1993-08-31
Also published as: DE4224622A1; JPH05240601A; US5337613A

Description

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messgerät zum Bestimmen von Verschiebungen, vorzugsweise von solchen im Erdboden, Fels, Baugrund oder in Bauwerken gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.

Messgeräte dieser Art sind aus den CH-PS 636 698 und CH-PS 675 910 bekannt, mit denen es möglich ist, im Baugrund oder in Bauwerken auftretende Verschiebungen zu bestimmen, die sich in einer Änderung der Relativlage von zwei Messkörpern in einer quer zur Längsachse des Gerätes verlaufenden Richtung auswirken. Die aus der erstgenannten Patentschrift bekannte Messanordnung weist ein induktives Längenmesssystem auf, mit dem bei einem Verschwenken eines Messkörpers aus der durch die fluchtenden Längsachsen der Messkörper festgelegten Bezugsrichtung die Grösse der Abweichung von dieser Bezugsrichtung bestimmt wird. Das verwendete Längenmesssystem weist den Nachteil auf, dass es zu Messfehlern neigt. Die Messmethode mit dem bekannten Gerät ist teuer, da das Gerät einen grossen Durchmesser aufweist, was entsprechend grosse Bohrloch-Durchmesser bei der Bestimmung von Verschiebungen im Baugrund verlangt. Das Gerät ist auch schwerfällig in der Bedienung und nicht wasserdicht, so dass ein Einsatz in einem mit Wasser gefüllten Bohrloch nicht möglich ist.

Bei dem aus der zweitgenannten Patentschrift bekannten Gerät ist in dem einen Messkörper ein Laser-Lichtsender angeordnet, dessen ausgesendeter und mit der Längsachse dieses Messkörpers fluchtender Laserstrahl auf einen im anderen Messkörper angeordneten Empfänger mit einer Photodetektoranordnung auftrifft, so dass bei einer eingetretenen Querverschiebung im Baugrund, die eine Verschwenkung der Messkörper relativ zueinander zur Folge hat, der auf die Photodetektoranordnung auftreffende Laserstrahl aus seiner Null-Lage ausgelenkt ist, wobei das Ausmass dieser Auslenkung sich mit einer Auswerteschaltung bestimmen lässt. Die Messmethode ist genau und erlaubt auch Messungen in zwei zueinander senkrechten Ebenen, sie ist aber teuer, da die Elektronik sehr aufwendig ist. Der Messbereich ist relativ klein und das Gerät ist wegen der vorhandenen optischen Komponenten empfindlich auf Feuchtigkeit, so dass ein fester Einbau des Geräts in ein Bohrloch aus diesem Grund und auch aus Kostengründen nicht in Frage kommt.

Ferner sind sog. Deflektometer (System INTER-FELS-EASTMAN) bekannt, bei welchem zwischen zwei Endstücken ein in einem Bohrloch verankertes Messglied angeordnet ist, das mit Hilfe von Distanzhalterohren kardanisch mit den beiden Endstücken verbunden ist. Ein vom einen zum anderen Endstück und durch die Rohre und das Messglied sich erstreckender gespannter Draht ist mittels in den Endstücken und im Messglied angeordneter Präzisionsschneiden exakt gelagert und ein induktiver Wegsensor im Messglied ist so angeordnet, dass er eine Veränderung der Lage des Messdrahtes infolge einer Querverschiebung messen kann. Bei einem sog. Ketten-Deflektometer enthält diese erweiterte Ausführungsform eine Mehrzahl von

Messgliedern hintereinander. Das Gerät besitzt einen grossen Durchmesser, was entsprechend grosse Bohrloch-Durchmesser erfordert, so dass die Messmethode in der Anwendung relativ teuer ist. Ausserdem ist die Messung von Verschiebungen nur in einer Ebene möglich. Ein Nachlassen der Spannung des Messdrahtes beeinflusst die Messgenauigkeit.

Es ist ferner auch vorgeschlagen worden, (Publikation: «Rock Mechanics Suppl. 8» (349-367, Springer Verlag 1979)) im Innern eines in einem Bohrloch einbetonierten Aluminiumrohrs Dehnungsmessstreifen anzubringen, um die durch Querverschiebungen im Baugrund verursachten Biegedehnungen im Aluminiumrohr zu messen. Man erzielt damit jedoch nur eine geringe Messgenauigkeit, wobei die Messergebnisse bei starker Scherverformung zwischen zwei benachbarten Messstellen auch verfälscht werden. Die Anbringung von Dehnungsmessstreifen im Innern eines Rohrs ist kompliziert und kostenaufwendig und eine Eichung ist bei dieser Methode nicht möglich.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Messgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das sehr einfach aufgebaut und kostengünstig ist, das robust und wasserdicht ist und geringe Abmessungen aufweist und das sowohl als fest installiertes Gerät wie auch als portables Gerät verwendbar ist. Das Gerät soll ferner eine hohe Messempfindlichkeit und -genauigkeit besitzen und flexibel in der Wahl der Messbereiche sein und eine eindeutige, unverfälschte Beziehung zwischen der zu messenden Querverschiebung und dem Messwert liefern und Messungen in zwei zueinander senkrechten Ebenen ermöglichen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Durch das Einschalten eines biegsamen Zwischenkörpers zwischen die beiden im wesentlichen biegesteifen länglichen Messkörper kann bei gegebener Messlänge des erfindungsgemässen Gerätes eine grössere Messempfindlichkeit erreicht werden als bei einem einstückigen Biegeträger gleicher Messlänge ohne einen solchen biegsamen Zwischenkörper.

Die Biegesteifigkeit des biegsamen Körpers lässt sich durch geeignete Ausgestaltung dieses biegsamen Körpers bzw. durch geeeignete Werkstoffwahl verhältnismässig gering halten, was schon bei geringen Querkräften zu einer genügend grossen, am biegsamen Körper bereits messbaren Auslenkung des einen Messkörpers gegenüber dem andern Messkörper führt.

Somit lassen sich auch bei grösseren Messlängen und geringen Querkräften sehr präzise Messungen durchführen.

Die Krümmung des die beiden starren Messkörper miteinander verbindenden biegsamen Körpers lässt sich in bevorzugter Weise mit Hilfe von Dehnungsmessstreifen bestimmen. In bevorzugter Weise lassen sich Dehnungen mit Hilfe der Wheatsto-neschen Brückenschaltung in proportionale elektrische Strom- oder Spannungssignale umwandeln.

Bevorzugte weitere Ausgestaltungen des erfin-

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dungsgemässen Messgerätes sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

im folgenden werden anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und verschiedene Abwandlungen der Ausgestaltung des Messglieds näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:

Fig. 1 in Seitenansicht das erfindungsgemässe Messgerät;

Fig. 2 in einer gegenübner der Fig. 1 vereinfachten Darstellung das Messprinzip;

Fig. 3 a) den biegsamen Körper des Messgeräts in grösserem Massstab;

b) schematisch das Prinzip zur Bestimmung der Dehnung mit der Wheatstoneschen Brücke;

Fig. 4 a) - f) verschiedene Querschnittsformen des biegsamen Körpers;

Fig. 5 das Messgerät gemäss Fig. 1 und 2 in Messposition im Baugrund;

Fig. 6 das Prinzip einer mehrere Messgeräte umfassenden Messkette im Baugrund;

Fig. 7 das Prinzip einer mehrer Messgeräte umfassenden Messkette an der Oberfläche des Geländes;

Fig. 8 den biegsamen Körper in einer Sonderbauform;

Fig. 9 schematisch eine abgewandelte Ausführungsform des Messgerätes.

Das in den Fig. 1, 2 und 5 schematisch dargestellte Messgerät 1 weist zwei langgestreckte Messkörper 2 und 3 auf, die durch einen zwischen diesen angeordneten biegsamen Körper 4 miteinander verbunden sind. Im dargestellten Beispiel ist der biegsame Körper 4 ein Hohlkörper in Gestalt eines zylindrischen Rohrabschnitts, beispielsweise gemäss Fig. 3a). Der Hohlkörper kann aber auch einen rechteckförmigen Querschnitt, beispielsweise gemäss Fig. 4b), aufweisen. Die Messkörper 2 und 3 bestehen jeweils aus einem Rohrstück 5 bzw. 6, und am freien Ende des Rohrstücks 5 ist ein Messkopf 7 und ferner am freien Ende des Rohrstücks 6 ein Messkopf 8 jeweils drehfest mit dem Rohrstück, jedoch gegenüber dem jeweiligen Rohrstück in Richtung der Längsachsen 2a bzw. 3a der Messkörper 2 und 3 verschiebbar verbunden. Ein weiterer Messkopf 9 an dem anderen dem biegsamen Körper 4 zugewandten Ende des Rohrstücks 5 ist nicht längsverschieblich. Zwischen dem Messkörper 2 und dem zugeordneten Messkopf 7 ist eine Zugfeder 10 und zwischen dem Messkopf 3 und dem zugeordneten Messkopf 8 eine Zugfeder 11 angeordnet. Am Messkopf 7 greift eine Zugstange 12 an.

Jeder der Messköpfe 7, 8 und 9 weist eine Abstützanordnung 15, 16 bzw. 17 auf, die jeweils von vier am Umfang des entsprechenden Messkopfs 15, 16 und 17 verteilt angeordneten Anschlägen 18, 19, bzw. 20 gebildet ist. Die Anschläge 18, 19 und 20 liegen jeweils in einer Ebene, die etwa rechtwinklig zu einer Längsachse 2a bzw. 3a des entsprechenden Messkörpers 2 bzw. 3 verläuft. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, wirken die Anschläge 18, 19 und 20 mit Gegenanschlägen 23 zusammen, die innenseitig in entsprechenden Abständen voneinander an einem Messrohr 24 ausgebildet sind, welches in den zu untersuchenden Baugrund 25 eingebettet ist. Wenn von den Anschlägen 18, 19 und 20 an den Messköpfen jeweils vier um 90° versetzt umfangsmässig verteilt angeordnet sind und die Gegenanschläge 23 an der Innenseite des Messrohrs 24 in der gleichen Weise, d.h. vier Anschläge jeweils um 90° versetzt über den Umfang verteilt angeordnet sind, dann kann das Gerät 1 in einer Drehstellung in das Messrohr 24 eingeführt werden, bei der sich die Anschläge 18, 19 und 20 jeweils in einer Lücke zwischen benachbarten Gegenanschlägen 23 des Messrohrs 24 befinden, woraufhin durch Drehung des Geräts 1 die Anschlagposition gemäss Fig. 5 erreicht wird. Durch Ziehen an der Zugstange 12 werden dann die Anschläge 18, 19 und 20 an die Gegenanschläge 23 angedrückt, wobei die Zugfedern 10 und 11 für den erforderlichen Anpressdruck sorgen. Dieser Aufbau geht auch aus der CH-PS 675 910 sowie der CH-PS 636 698 (und der entsprechenden US-PS 4 327 590) hervor.

Innerhalb des Messrohrs 2 ist ein Wegsensor 27 untergebracht. Dieser kann als Differentialtransformator ausgebildet sein und einen eine Transformatorwicklung tragenden stationären Teil 28 aufweisen, in welchem ein Tauchanker 29 angeordnet ist, der am Ende eines Stabs 30 befestigt ist, welcher sich in Richtung der Längsachse 2a des Messkörpers 2 erstreckt und am Messkopf 7 befestigt ist. Bei Änderung des Abstandes zwischen den Messköpfen 7 und 9 bewegt sich der Tauchanker relativ zum stationären Teil 28, was auf bekannte Weise die Erzeugung eines der Grösse der Bewegung des Tauchankers proportionalen elektrischen Signales zur Folge hat. Das Ausgangssignal dieser Wegsonde 27 wird auf nicht dargestellte Weise mittels einer Auswerteschaltung ausgewertet. Auf diese Weise kann festgestellt werden, ob sich durch Geländeverschiebungen eine Abstandsänderung zwischen den Gegenanschlägen 23 eingestellt hat, d.h. es kann festgestellt werden, ob eine Lageänderung in der Richtung der z-Achse gemäss Fig. 2 eingetreten ist. Einen Wegsensor beschreibt auch die CH-PS 675 910 bzw. die CH-PS 636 698.

Um nun insbesondere Verschiebungen im Baugrund oder in Bauwerken in den zu der Richtung der z-Achse jeweils rechtwinkligen Richtungen x und y gemäss Fig. 2 feststellen zu können, sind an dem biegsamen Körper 4 aussenseitig Dehnungsmessstreifen 40 befestigt. Mit zwei einander gegenüberliegend angeordneten Dehnungsmessstreifen ist eine Verschiebung in einer der beiden Richtungen x und y feststellbar und mit vier Dehnungsmessstreifen 40 umfangsmässig jeweils um 90° versetzt angeordnet ist eine Bestimmung der Verschiebung in beiden Richtungen x und y durchführbar. Mit Hilfe des Dehnungsmessstreifens wird die Krümmung bzw. Biegung des biegsamen Körpers 4 gemessen. Die Krümmung erzeugt auf der einen Seite des biegsamen Körpers eine positive und auf der gegenüberliegenden Seite eine negative Dehnung (Längenänderung). Wenn der biegsame Körper einen spiegelsymmetrischen Querschnitt aufweist, so weisen die positive und die negative Deh5

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nung den gleichen Betrag auf. Gemäss Fig. 3a) sind an dem biegsamen Körper 4 ein erster Dehnungsmessstreifen 40 an der konvexen Seite des Körpers und ein zweiter Dehnungsmessstreifen 40 an der konkaven Seite angeordnet.

In Fig. 3b) ist schematisch dargestellt, dass sich mit Hilfe der bekannten Wheatstoneschen Brückenschaltung (35) die Dehnungen sich in proportionale elektrische Strom- oder Spannungssignale umwandeln lassen. Wie aus Fig. 3b) hervorgeht, sind in der Brückenschaltung zwei Glieder derselben von den Dehnungsmessstreifen 40 gebildet. Wenn der biegsame Körper 4 einen spiegelsymmetrischen Querschnitt aufweist, was bei allen dargestellten Beispielen gemäss Fig. 3a) und gemäss Fig. 4 a)-f) der Fall ist, dann bietet die Wheatstonesche Brük-kenschaltung ausserdem die Möglichkeit der Addition der Dehnungssignale zwecks Erhöhung der Messempfindlichkeit, und ferner die Möglichkeit der Kompensation von am biegsamen Körper wirkenden Störgrössen.

Aus Fig. 5 geht hervor, dass das Messrohr 24 infolge einer aufgetretenen Querverschiebung im Baugrund oder im Bauwerk nicht mehr geradlinig ist. Zwischen den Achsen 2a und 3a der beiden Messkörper 2 und 3 ist eine Relativverschiebung im Betrag der Strecke f aufgetreten. Der dieser Relativverschiebung f entsprechende Messbereich und die Messempfindlichkeit des Geräts sind abhängig von der Distanz d zwischen den einander gegenüberliegenden Dehnungsmessstreifen 40 am biegsamen Körper 4 (Fig. 3a und 4a-f) und sind ferner abhängig von der Länge s des biegsamen Körpers 4 und von der Länge I des Messkörpers 3 (Fig. 1 und 2). Die Kraft F, welche zur Auslenkung des Messkörpers 3 notwendig ist, hängt vom Elastizitätsmodul des biegsamen Körpers 4 ab sowie von der Geometrie dessen Querschnittes (Trägheitsmoment J) und von der Länge s des biegsamen Körpers sowie von der Länge 1 des Messkörpers 3 (Fig. 2). Je nach Anforderung kann der Querschnitt des biegsamen Körpers 4 daher gemäss Fig. 4a) ein quadratischer Querschnitt von Vollmaterial sein oder gemäss Fig. 4b) ein quadratischer Querschnitt eines Hohlprofils oder gemäss Fig. 4c) ein kreisförmiger Querschnitt eines Rohrs sein, welches Rohr gemäss Fig. 4e) auch eine dickere Wandstärke haben kann. Ein dünnwandiges Rohr kann gemäss Fig. 4f) auch eine Stützfüllung 41, beispielsweise Silikon-Kautschuk enthalten, um das Beulen der Rohrwandung zu verhindern. Gemäss Fig. 4d) besteht der biegsame Körper 4 aus einem Vollmaterialstab mit kreisförmigem Querschnitt. Die Vollmaterialquerschnitte haben den Vorteil, dass diese biegsamen Körper kostengünstig und sehr robust sind, aber den Nachteil, dass sie ein grosses Trägheitsmoment aufweisen und deshalb grosse Messkräfte erforderlich sind. Das gleiche nur weniger ausgeprägt trifft auch auf die dickwandigen Hohlprofile als biegsamer Körper zu. Dünnwandige Hohlprofile besitzen dagegen den Vorteil, dass kleinere Messkräfte erforderlich sind, aber besitzen den Nachteil, dass die Rohrwandung ein- oder ausbeulen kann, was jedoch wie beschrieben mit einer Stützfüllung (Fig. 4f) verhindert werden kann. Eine verhältnismässig robuste Ausführung eines dünnwandigen Hohlprofils als biegsamer Körper lässt sich bei Verwendung von hochfestem Stahl oder Berylliumbronze herstellen.

Alle Hohlprofile besitzen ausserdem den Vorteil, dass die Dehnungsmessstreifen 40 auch im Innern des Hohlprofils angebracht werden können, so dass sie vor mechanischer Beschädigung geschützt sind. Aus Fig. 5 geht hervor, dass zum Schutz der Dehnungsmessstreifen der biegsame Körper 4 mit einem gewellten, sehr flexiblen Federrohr 42 umschlossen ist, das die Messung nicht beeinflusst.

Bezüglich der für den jeweiligen Anwendungsfall in Frage kommenden Querschnittsform des biegsamen Körpers gilt als Regel, dass eine Minimalisie-rung der Auslenkkraft F bei gleichzeitiger freier Wahl des Messbereichs f und der Messempfindlichkeit angestrebt wird.

Ais Werkstoffe für den biegsamen Körper 4 eignen sich beispielsweise elastische Kunststoffe wie Polyacetal und Elastomere. Diese Kunststoffe bieten den Vorteil eines kleines Elastizitätsmoduls und sind daher für kleine Messkräfte und sehr grosse Messbereiche günstig, besitzen aber die Nachteile, dass sie wenig robust und empfindlich auf Normalbeanspruchung und Torsion sind sowie empfindlich auf Temperatureinflüsse. Die Alterung kann die Elastizität beeinflussen.

Als weitere Werkstoffe kommen hochfester Stahl und Berylliumbronze in Betracht, welche Werkstoffe bezüglich Temperatureinflüssen wenig empfindlich sind und im Bezug auf Torsionskräfte und grosse Normalbeanspruchung robust sind. Nachteil dieser Werkstoffe ist das hohe Elastizitätsmodul, weshalb bei ungeeigneter Profilgeometrie des biegsamen Körpers grosse Messkräfte erforderlich sind.

In Fig. 6 und Fig. 7 ist schematisch dargestellt, dass Messgeräte der vorstehend beschriebenen Art auch in einer Reihe aneinandergehängt werden können, um eine Ketten-Messeinrichtung zu bilden. Fig. 6 zeigt eine solche Einrichtung, die im Baugrund oder Erdreich fest eingebaut ist, wobei die Messkörper fest eingespannt sind. Fig. 7 zeigt eine an der Oberfläche eines Geländes angeordnete Einrichtung dieser Art. Dabei ist zwischen je zwei Messkörpern 3 ein von dem in Fig. 6 und 7 sichtbaren Federrohr 42 umschlossener biegsamer Körper 4 angeordnet. Auf diese Weise lassen sich Verschiebungen gemäss Fig. 6 im Bereich eines langen Bohrlochs oder gemäss Fig. 7 Verwerfungen im Gelände feststellen.

Das Messgerät gemäss Fig. 6 weist gleich wie das Messgerät gemäss Fig. 5 Messköpfe 7, 8 auf, die um ein gewisses Mass gegen die Wirkung einer Zugfeder 11 verschiebbar sind. Die Messköpfe 7, 8 sind mit Anschlägen 18, 19 versehen, die mit Gegenanschlägen 23 im Innern eines in ein Bohrloch eingesetzten Messrohres 24 zusammenwirken. Am Messkopf 7 greift eine Zugstange 45 an, die am freien Ende eine Stützplatte 46 trägt. Zwischen dieser Stützplatte 46 und einer Bohrlochabdeckung 47 ist eine starke Zugfeder 48 eingespannt, die dafür sorgt, dass die Anschläge 18, 19 gegen die zugeordneten Gegenanschläge 23 gepresst werden.

Das Einsetzen des Gerätes erfolgt grundsätzlich

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auf dieselbe Weise wie das Gerät nach Fig. 5 (und wie in der bereits erwähnten CH-PS 636 698 und der entsprechenden US-PS 4 327 590 ausführlicher beschrieben). Das in Fig. 6 gezeigte Messgerät bleibt wie bereits erwähnt im Bohrloch fest eingebaut, lässt sich aber nach Entfernen der Zugfeder 48 wieder aus dem Bohrloch entfernen.

In Fig. 8 ist eine Spezialausführung eines biegsamen Körpers dargestellt, der im Prinzip zwei koaxiale und ineinandergreifende Teile 50 und 51 um-fasst. Jeder der Teile 50, 51 besteht aus einem Kopfstück 52, 53 und einem mit diesem einstückigen, rohrförmigen, biegsamen Verlängerungsteil 54, 55. Der Verlängerungsteil 55 trägt an seinem Ende ein Gewinde 56, mit dem der Teil 51 in das Kopfstück 52 des andern Teils 50 eingeschraubt ist. Der Verlängerungsteil 54 des Teils 50 ist wie bei 57 angegeben mit dem Kopfstück 53 des Teils 51 verbunden, z.B. durch Löten oder Schweissen. Beide Verlängerungsteile 54, 55 sind Träger von Dehnungsmessstreifen 40, welche wie bereits früher beschrieben mittels eines hochflexiblen, gewellten Federrohres 42 geschützt sind. Bei verschiedenen Anwendungen ist anfänglich bei einer Messaufgabe eine hohe Messempfindlichkeit erwünscht, ohne dabei auf einen grossen Messbereich entsprechend der Relatiwerschiebung f in Fig. 5 verzichten zu müssen. Bei nur einem vorhandenen Teil 50, 51 bezw. Verlängerungsteil 54, 55 als biegsamer Körper schliessen sich in der Regel eine hohe Messempfindlichkeit und ein grosser Messbereich gegenseitig aus. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 8 werden anfänglich bei genügender Verformung beide Verlängerungsteile 54, 55 oder nur der äussere Verlängerungsteil 54 mit grösserem Durchmesser zur Messung benutzt. Der äussere Verlängerungsteil 54 liefert die hohe Messempfindlichkeit. Nimmt die Verformung dann stark zu, wird nur noch der innere Verlängerungsteil 55 zur Messung benutzt und eine eventuelle Zerstörung des äusseren Verlängerungsteil 54 wird bei grosser Verformung in Kauf genommen.

Ein weiterer Anwendungsfall mit einer Sonderbauform ist schematisch in Fig. 9 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der eine Messkörper 2 des Geräts sehr kurz und beispielsweise im Fels 60 verankert. Der mit dem Messkörper 2 über einen biegsamen Körper 4 verbundene zweite Messkörper 3 ist mit seinem Ende wie bei 61 angedeutet am Boden oder Fels 62 festgehalten, der beispielsweise als Felssturz abzubrechen droht. Mit dieser Einrichtung kann somit die geringste Relativverschiebung im Fels vor Eintreten des Bergsturzes festgestellt werden. Zwischen den Partien 60, 62 ist ein Schuttkeil 63 dargestellt.

Ausgehend von der Darstellung gemäss Fig. 9 lässt sich unschwer erkennen, dass mit einem Messgerät der beschriebenen Art nicht nur Verschiebungen im Erdboden oder Fels oder in Bauwerken gemessen werden kann, sondern ganz allgemein relative Querverschiebungen zwischen zwei Körpern irgendwelcher Art. Die beschriebenen Messgeräte erlauben Messungen über eine lange Messstrecke mit grosser Empfindlichkeit.

Anstelle von Dehnungsmessstreifen können auch andere geeignete Messelemente zum Bestimmen der Krümmung bzw. der Biegung des biegsamen Körpers 4 verwendet werden, z.B. nach dem piezoelektrischen Prinzip arbeitende Messelemente.

Claims

Patentansprüche

1. Messgerät zum Bestimmen von Verschiebungen, vorzugsweise von Verschiebungen im Erdboden, Fels, Baugrund oder in Bauwerken, mit zwei miteinander gelenkartig gekuppelten länglichen, im wesentlichen biegesteifen Messkörpern und einer Messanordnung zum Ermitteln von durch Verschwenken des einen gegenüber dem anderen Messkörper sich ergebenden Lageveränderungen der Messkörper relativ zueinander, dadurch gekennzeichnet, dass die Messanordnung einen die beiden Messkörper (2, 3) miteinander verbindenden biegsamen Körper (4) sowie Mittel (35, 40) zum Bestimmen der Krümmung bzw. Biegung des durch das Verschwenken des einen gegenüber dem anderen Messkörper gebogenen Körpers (4) als Mass für eine Relativverschiebung im Baugrund oder Bauwerk umfasst.

2. Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Bestimmen der Krümmung bzw. Biegung des biegsamen Körpers (4) einen auf mindestens einer Seite des Körpers angebrachten Dehnungsmessstreifen (40) und eine Anordnung (35) zum Umwandeln von Dehnungen in proportionale elektrische Strom- oder Spannungssignale aufweisen, beispielsweise unter Anwendung der Wheatstonschen Brückenschaltung.

3. Messgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der biegsame Körper (4) einen spie-gelsymmentrischen Querschnitt aufweist und an seiner bezüglich der Biegung äusseren sowie der inneren Körperfläche je ein Dehnungsmessstreifen (40) angeordnet ist.

4. Messgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der biegsame Körper (4) ein im Querschnitt quadratischer oder kreisförmiger, aus einem Vollmaterial oder einem Hohlprofil bestehender Körper ist.

5. Messgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der biegsame Körper (4) an vier je mit 90°-Zentriwinkel aufeinanderfolgenden Aussenflächen je einen Dehnungsmessstreifen (40) aufweist zwecks Ermittlung von Verschiebungen im Baugrund oder in Bauwerken in zueinander senkrechten Richtungen (x, y).

6. Messgerät nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Hohlprofil ausgebildeter erster biegsamer Körper (54) einen in diesem koaxial angeordneten zweiten biegsamen Körper (55) umschliesst und jeder der Körper (54, 55) mit Mittel (35, 40) zum Bestimmen deren Krümmung bzw. Biegung, insbesondere Dehnungsmessstreifen (40) versehen ist.

7. Messgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Messkörpern (2, 3) unter Zwischenschaltung von je einem biegsamen Körper (4) zwischen aufeinanderfolgenden Messkörpern zu einer Kette aneinandergereiht sind und jedem biegsamen Körper (4) Mittel

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8. Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der mit einem biegsamen Körper (4) verbundenen Messkörper (2) zwischen dem biegsamen Körper und seinem im Bauwerk oder Baugrund abgestützten anderen Ende (7) teleskopartig längenveränderbar ist und in dem teleskopartig ausgebildeten Abschnitt ein Wegsensor (27) für die zusätzliche Anzeige von Lageveränderungen in Längsrichtung (z) der Messkörper (2, 3) angeordnet ist.

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