DE3142165C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine flache Meßsaite mit mindestens einem Knoten, der mit der Meßsaite einstückig aus­ gebildete, zur Einstellung des Massenverhältnisses zwischen der Meßsaite und dem Knoten dienende Lappen aufweist, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung dieser Meßsaite.

Derartige Meßsaiten werden beispielsweise in Geräten zur Weg- oder Kraftmessung verwendet. Sie werden darin zu Quer­ schwingungen angeregt, deren Frequenz lastabhängig veränderlich ist. Die Frequenzänderungen, die auf geeignete Weise ausge­ wertet werden, dienen dann zur Bestimmung der jeweils auf die Meßseite einwirkenden Kraft, woraus ggf. auch ein Weg bzw. eine Längenänderung ermittelt wird.

Bei einer bekannten flachen Meßsaite der eingangs ge­ nannten Art (DE 24 48 749 A1) sind die Lappen als sich in der Ebene der Meßsaite erstreckende Ringsegmente eines mit der Meß­ saite einstückigen Ringteils ausgebildet. Diese Ringsegmente dienen der Befestigung eines getrennten Beschwerungskörpers mit Hilfe von Befestigungsmitteln, wie Nieten oder Schrauben, wobei diese Befestigungsmittel durch eine von dem Innenumfang des Ringteils begrenzte Öffnung hindurchgeführt sind.

Eine derartige Befestigung eines getrennten Massen­ körpers an der Meßseite bringt jedoch die Schwierigkeit mit sich, daß die Festlegung des Massenkörpers an der Meßsaite nicht genau bestimmt ist, wodurch Ungenauigkeiten oder Schwan­ kungen der Meßeigenschaften entstehen können. Auch erweist sich die Herstellung dieser Meßsaite wegen des getrennten Mon­ tagevorgangs für den Massenkörper als aufwendig, wenngleich die das Ringteil aufweisende Meßsaite selbst durch einen einfachen Stanzvorgang hergestellt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine flache Meßsaite der eingangs genannen Art zu schaffen, welche trotz einfacher Herstellbarkeit, insbesondere in Serienproduktion, hohen Anforderungen an ihre meßtechnischen Eigenschaften ge­ nügt, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Meßsaite bereitzustellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich der flachen Meßsaite dadurch gelöst, daß die Lappen abgebogen sind.

Die erfindungsgemäße Meßsaite verbindet die Vorteile einer einstückigen Ausführung mit einer sehr materialsparenden Herstellungsweise, so daß auch teure Materialien ohne nennens­ werten Einfluß auf die Herstellungskosten verwendet werden kön­ nen. So ist es beispielsweise möglich, als Material Legierungen aus der Familie der metallischen Gläser (amorphe Metalle) zu verwenden, die beispielsweise aufgrund ihres günstigen Tem­ peraturverhaltens für Meßsaiten besonders geeignet sind.

Ferner besteht ein wesentlicher Vorteil der Ausbildung der flachen Maßsaite mit den abgebogenen Lappen darin, daß die Steifigkeit im Knotenbereich sehr groß ist. Dadurch ist sicher­ gestellt, daß der Knoten selbst nicht an der Schwingung teil­ nimmt. Andererseits ist dieser an der Schwingung nicht teil­ nehmende Knotenbereich sehr genau definiert. Insbesondere ist durch den einstückigen Übergang der Lappen in den Mittel­ bereich des Knotens eine zuverlässige und unveränderliche Einleitung der Massenkräfte der Lappen in den Mittelbereich ge­ währleistet. Im Hinblick auf ein Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen flachen Meßsaite, bei dem die Meßsaite mit einstückig angeformten Lappen ausgestanzt wird, wird die Auf­ gabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lappen mittels Stanz-Biegetechnik abgebogen werden.

Die flache Meßsaite kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren also sehr einfach in einem einzigen Arbeitsgang aus einer Vielzahl möglicher Materialien hergestellt werden, wo­ durch insbesondere die Serienproduktion erleichtert wird. Auf­ wendige spanabhebende Bearbeitungen, die inbesondere bei ge­ wissen für Meßsaiten besonders vorteilhaften Materialien nur schwer anwendbar sind, sind nicht erforderlich.

Wenn die Massenverhältnisse Seite/Knoten dies erfordern, können die Knoten über zusätzliche angebrachte Massen verfügen. Dabei wird eine Ausführungsform bevor­ zugt, bei der die zusätzlichen Knotenmassen die Form ei­ nes U aufweisen und mit den ebenfalls ein U bildenden Knoten so verbunden sind, daß der Gesamtschwerpunkt in der Mittellinie der Saite liegt. Alternativ können an den abgebogenen Lappen der Knoten die zusätzlichen Knotenmassen in der Form eines geschlossenen Hohlprofils angeordnet sein. Die zusätzlichen Knotenmassen können dabei mit den Knoten mittels Punktschweißen oder Kleben verbunden sein.

Eine weitere Verringerung der Hysterese läßt sich er­ reichen, wenn die Saite keine Stanzkanten aufweist. De­ ren Entfernung nach dem Stanzen ist auf einfache Weise beispielsweise durch Abschätzen möglich. Diese Maßnahme ist insbesondere bei Meßsaiten für höhere Anforderun­ gen an die Resultatauflösung zweckmäßig.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können zwischen den Knoten und den Saitenenden Aufhängungsglieder aus Kunststoff vorgesehen sein. Dies erlaubt einen einfachen und elektrisch von den übrigen Teilen des Gerätes iso­ lierten Anschluß von elektrischen Leitungen an die Saitenenden außerhalb der kraftmäßig beanspruchten Re­ gionen. Die Aufhängungsglieder können dabei durch Um­ spritzen der Saitenenden angebracht sein. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Saitenenden im Bereich der Aufhängungsglieder je ein Befestigungsloch mit auf­ gebogenem Rand aufweisen. Diese Ausgestaltung bewirkt eine Verbesserung der Verschiebungsfestigkeit der Auf­ hängungsglieder unter Last und damit ein besseres Kriechverhalten.

Um die Schwinggüte der Saite weiter zu verbessern, kön­ nen die Saiten zweckmäßigerweise Verjüngungen auf­ weisen. 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

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen gestanzten Saiten­ rohling,

Fig. 2 ein Teilschnitt durch Fig. 1 entlang der Linie 2-2,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Saitenhälfte mit einer zusätzlichen Knotenmasse,

Fig. 4 ein Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3, und

Fig. 5 bis Fig. 9 je ein Schnitt durch weitere Aus­ bildungen der Knoten.

Ein Rohling 10 gemäß den Fig. 1 und 2 wurde aus ei­ nem Blech von 0,1 mm Dicke aus einer Niob-Zirkon-Legie­ rung ausgestanzt. Die Stanzgrate bzw. -kanten wurden durch Behandlung mit einer Ätzlösung entfernt.

Man erkennt die eigentliche Saite 12, die beiden Saiten­ enden 14 mit je einem ausgestanzten und aufgebördelten Loch 16 für die Befestigung und zwei Paar Lappen 18 an den Knotenstellen. Strichpunktiert sind darin die Bie­ gelinien eingezeichnet. Nahe den Enden der eigentlichen Saite 12 sind eingeprägte Verjüngungen 28 zur Verringe­ rung der Biegesteifigkeit vorgesehen.

Fig. 3 zeigt eine Hälfte einer einbaufertigen Saite einschließlich der Knotenanordnung (die andere Hälfte ist genau gleich ausgebildet). Der Knoten ist hier zwei­ teilig (siehe auch Fig. 4): Die Knotengrundmasse, das Knotenzentrum 18a wird durch die beiden unter Bildung eines U aufgebogenen Lappen gebildet. Als zusätzliche Knotenmasse 20a ist ein ebenfalls U-förmiges Element angebracht, das beispielsweise aus Messing bestehen kann. Es ist in Querrichtung so angeordnet, daß der Gesamtschwerpunkt vom Knotenzentrum 18a und zusätzlicher Knotenmasse 20a genau in der Mittellinie der Saite 12 liegt. Auf das Ende 14 der Sai­ te 12 ist ein Koppel- oder Aufhängungsglied 22 aus Kunst­ stoff aufgespritzt. Es ist, zentrisch zum Loch 16 im Saitenende 14, mit einer Bohrung 24 versehen, welche kleiner als das Loch 16 ist und zur Aufnahme einer Be­ festigungsschraube dient. Am aus dem Koppelglied 22 her­ ausragenden Teil des Saitenendes 14 ist ein Draht 26 zur Stromzuführung aufgelötet. Alternativ kann gemäß Fig. 5 der Knoten 18b über nach außen gebogene Lappen verfügen, an welche die Schenkel der zusätzlichen Knotenmasse 20b anschlagen, was eine Vereinfachung beim Zusammenbau be­ wirkt.

Die Fig. 6 bis 9 zeigen weitere Ausbildungen der Kno­ ten:

In Fig. 6 bildet der Knoten 18c ein Z mit abgerunde­ ten Lappen, und die zusätzliche Knotenmasse 20c ist ein Rohrab­ schnitt.

In Fig. 7 ist der Knoten 18d wieder U-förmig, und die zusätzliche Knotenmasse 20d wird von einem Stück Vierkantrohr ge­ bildet.

In Fig. 8 sind die Lappen 18 gefaltet, und es resul­ tiert ein flaches S als Knoten 18e. Durch Mehrfach­ faltung (strichpunktiert eingezeichnet) lassen sich größere Knotenmassen erreichen.

In Fig. 9 ist eine besonders einfache Variante 18f des Knotens gezeigt. Sie kann für Fälle zweckmäßig sein, in denen es mehr auf das Trägheitsmoment und die Steifigkeit im Knotenbereich als auf die Stabili­ tät der Schwingungen ankommt (also z. B. für Geräte mit relativ niedriger Resultatauflösung).

Die dargestellten Auführungsbeispiele lassen erkennen, welche Vielfalt von Möglichkeiten im Rahmen der vor­ liegenden Erfindung besteht.

Claims (9)

1. Flache Meßsaite mit mindestens einem Knoten, der mit der Meßsaite einstückig ausgebildete, zur Einstellung des Massenverhältnisses zwischen der Meßsaite und dem Knoten dienende Lappen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lappen abgebogen sind.

2. Flache Meßsaite nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit den U-artig abgebogenen Lappen der Knoten (18a, 18b) zusätzliche Knotenmassen (20a, 20b) in Form eines U derart verbunden sind, daß der Gesamtschwerpunkt in der Mit­ tellinie der Saite (12) liegt.

3. Flache Meßsaite nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß an den abgebogenen Lappen der Knoten (18c, 18d) zu­ sätzliche Knotenmassen (20c, 20d) in Form eines geschlossenen Hohlprofils angeordnet sind.

4. Flache Meßsaite nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Knoten (18a-18f) und den Saitenenden (14) Aufhängungsglieder (22) aus Kunst­ stoff vorgesehen sind.

5. Flache Meßsaite nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Saitenenden (14) im Bereich der Aufhängungsglie­ der (22) je ein Befestigungsloch (16) mit aufgebogenem Rand aufweisen.

6. Flache Meßsaite nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Saite (12) Verjüngungen (28) aufweist.

7. Verfahren zum Herstellen einer flachen Meßsaite nach Anspruch 1, bei dem die Meßsaite mit einstückig angeformten Lappen ausge­ stanzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Lappen mittels Stanz-Biegetechnik abgebogen werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Stanzgrate durch Ätzen entfernt.

9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man mit den Lappen zusätzliche Knotenmassen durch Punktschweißen oder Kleben verbindet.