JPH10507265A - 圧縮ばねのばね力の測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 格子状スペーサの格子目（２１）の中に側方に配置されている圧縮ばね（２２）のばね力を測定する装置は、圧縮ばね（２２）に対する当接体（１３）の運動平面内に並べて配置された少なくとも二つの別個のばねアーム（９、１０）を持った平行ばねを測定ばね（８）として有している。このばねアーム（９、１０）の両端はそれぞれ互いに固く結合されている。この平行ばねの一端はプラグゲージ（２）に固定して保持され、他端は当接体（１３）に固く結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】 圧縮ばねのばね力の測定装置 本発明は、格子状スペーサの格子目の中に側方に配置されている圧縮ばねのば ね力を測定する装置であって、細長いプラグゲージとこのプラグゲージの側方に 位置する圧縮ばねに対する当接体とを備え、この当接体がプラグゲージの長手軸 線に対して横方向にこのプラグゲージの長手軸線を含む運動平面内で移動できる と共に測定ばねに連結され、この測定ばねにその局所的な幾何学的寸法の変化を 記録するための装置が付設されている圧縮ばねのばね力の測定装置に関する。 この種の装置は米国特許第４２４６７８３号明細書で知られている。この装置 においては、スペーサの圧縮ばねに対する当接体が連結されている測定ばねは唯 一の測定ばねアームしか有していない板ばねである。この測定ばねアームは一端 がプラグゲージに固定されている。測定ばねアームの他端は圧縮ばねに対する当 接体を支持し、圧縮ばねのばね力を測定する際に運動平面内において相応して湾 曲する。その場合当接体はその位置が変化するだけでなくその向きも変化する。 これによって特に圧縮ばねの比較的大きなばね力を測定する際に測定に狂いが生 ずる。 本発明の課題は、測定の狂いが避けられるように公知の装置を改良することに ある。 本発明によればこの課題は、冒頭に述べた形式の装置において、測定ばねが当 接体の運動平面内に並べて配置された少なくとも二つの別個のばねアームを持っ た平行ばねであり、両ばねアームの両端がそれぞれ互いに固く結合され、この平 行ばねの第１のばね端がプラグゲージに固定的に保持され、第２のばね端が当接 体に固く結合されていることによって解決される。 これによって、平行ばねの第２のばね端が運動平面内において動く際に当接体 の位置もその向きも変化しないことが保証される。即ち当接体は、圧縮ばねの測 定すべきばね力がかなり大きく、平行ばねの第２の測定ばね端が運動平面内で極 めて大きく移動するときにも、プラグゲージの長手軸線に対して直角方向の本来 の向きを維持する。従って平行ばねによって形成された測定ばねの曲げモーメン トの変化従ってこの測定ばねのばねアームの局所的な幾何学的寸法の変化も圧縮 ばねの測定すべきばね力にしか左右されない。 請求項２から請求項９には請求項１による装置の有利な実施態様が記載されて いる。特に請求項４の有利な実施態様によって、格子状スペーサの圧縮ばねの所 定のばね力の作用のもとで運動平面内において当接体が進む経路が調整される。 以下本発明およびその利点を図に示した実施例を参照して詳細に説明する。 図１は本発明に基づく装置のプラグゲージの縦断面図である。 図２は異なった実施例のプラグゲージの一部縦断面図である。 図１には管状ハウジング３を有している細長いプラグゲージ２が示されている 。この管状ハウジング３の下端に中間ブッシュ４がはまり込み、管状ハウジング ３は中間ブッシュ４のブッシュ端にある環状肩部４ａに溶接されている。ブッシ ュの他端にはプラグ５がねじ込まれている。このプラグ５はその長手方向従って 管状ハウジング３の長手方向に延びる中央貫通路６を有している。 プラグ５と管状ハウジング３との間において中間ブッシュ４の中に円筒状支持 ブッシュ７が固くはめ込まれている。 測定ばね８としての細長い平行ばねは二つの細長いばねアーム９、１０を有し 、これらのばねアームはその中央部分が断面半円形をしている。これらのばねア ーム９、１０は、それらの中央部分の互いに対向して位置する平らな側面が互い に間隔を有するように、紙面平面内に互いに並べて配置されている。 プラグゲージ２の上端において互いに並んでいる両ばねアーム９、１０の先端 は単一体のプラグ１１に移行している。このプラグは管状ハウジング３の中に位 置し、この管状ハウジング３に固く溶接されている。即ち両ばねアーム９、１０ の先端はこのプラグ１１によってプラグゲージ２の管状ハウジング３の上端にお いて互いに固く結合されている。 両ばねアーム９、１０の他端も同様に単一体のプラグ１２に移行しているので 、両ばねアーム９、１０の他端もプラグ１２によって測定ばねの他端において互 いに固く結合されている。 プラグ１２は間隙をもって緩く管状ハウジング３の中に配置されている。プラ グ１２の側方には平らな当接体１３が設けられている。この当接体１３はプラグ ゲージ２の管状ハウジング３にある側方の窓１４の中に間隙をもって外に向けて はまり込んでいる。この当接体１３は紙面平面においてプラグゲージ２の長手軸 線１５に対して直角方向に移動できる。即ち紙面平面は当接体１３の運動平面で ある。この運動平面内にプラグゲージ２の長手軸線１５があるだけでなく、この 運動平面内には測定ばね８を形成する平行ばねの両ばねアーム９、１０も互いに 間隔を置いて配置されている。 測定ばね８を形成する平行ばねの第１の測定ばね端が管状ハウジング３に固定 して従ってプラグゲージ２に固く保持されているのに対し、紙面平面即ち測定平 面内を移動するプラグ１２はこの測定ばね８の第２の測定ばね端において補助ば ねアーム１７を備えている。この補助ばねアームは中実な丸棒の形をし、管状ハ ウジング３に対して同軸的に配置され、その一端はプラグ１２に固定され、従っ て測定ばね８を形成する平行ばねの第２の測定ばね端に固定されている。補助ば ねアーム１７の他端に球１８が固定的に取り付けられ、この球はこの補助ばねア ーム端により球の直径分だけ差し込まれている。補助ばねアーム１７はこの球１ ８で管状ハウジング３に対して同軸的な支持ブッシュ７の中にはまり込み、球１ ８は支持ブッシュ７の内周面に緩くかつ遊びなしに当接している。従って補助ば ねアーム１７のアーム端は球１８で測定ばね８を形成する平行ばねの長手方向に 移動でき、紙面平面によって表される運動平面内を往復揺動可能に管状ハウジン グ３において従ってプラグゲージ２に案内される。 平行ばねを有する測定ばね８の第１の測定ばね端はプラグゲージ２の懸架端に おいて管状ハウジング３に従ってプラグゲージ２に固定して保持されており、プ ラグゲージ２の懸架端は円錐状に延び、三つの支持要素１９につり下げられてい る。これらの支持要素はワイヤロープであり、従って引張り力だけしか伝達しな い。プラグゲージ２の懸架端における三つの支持要素１９の作用点はプラグゲー ジ２の長手軸線１５に関して互いに１２０°の角度間隔を持っている。 図１には案内要素２０も示されており、この案内要素はプラグゲージ２の上に 垂直方向に配置されかつプラグゲージ２の管状ハウジング３に対して同軸的な中 空円筒状のブッシュである。案内要素２０を形成するブッシュの下端はこの案内 要素２０の上端に向かって円錐状に狭まっている内周面を有し、この内周面はプ ラグゲージ２の懸架端における円錐状に細くなっている外周面に合わされている 。即ちプラグゲージ２の懸架端はその長手方向における懸架端と案内要素２０と の相対運動によって案内要素２０に連結される。その連結後にプラグゲージ２は 案内要素２０によって側方に案内される。 図１において更に、核燃料物質が詰められている燃料棒に対する原子炉燃料集 合体の格子状スペーサの格子目２１が示されている。この格子目２１は断面正方 形をしており、この格子目２１の四つの側壁は格子状スペーサの四つの帯板によ って形成されている。 プラグゲージ２は格子目２１の中に差し込まれ、プラグゲージ２の片側におい て圧縮ばね２２がプラグゲージ２の当接体１３の外側に接している。この圧縮ば ね２２はプラグゲージ２の長手軸線に対して平行な舌片形ばねであり、格子目２ １の一つの側壁に設けられている。その反対側の側壁には二つの当接突起２３が あり、プラグゲージ２の側面がこの突起に当接して支持されている。 プラグゲージ２はその懸架端をブッシュから成る案内要素２０にぶつかるまで 挿入することによってこの案内要素２０に連結される。この連結はワイヤロープ から成る支持要素１９における相応した引張りによって維持され、プラグゲージ ２は案内要素２０と共に格子目２１の中に、圧縮ばね２２の当接個所がプラグゲ ージ２の側面における当接体１３の外側に接するまで下げられる。続いて案内要 素２０がプラグゲージ２の懸架端から例えば空気圧式に切り離され、上向きに垂 直方向に引き出されるので、プラグゲージ２だけが支持要素１９において格子目 ２１内につり下げられる。 この状態においてストレーンゲージ２４のオーム抵抗が評価される。このスト レーンゲージ２４は平行ばね８のばねアーム１０の側面に設けられ、このばねア ーム１０の幾何学的寸法の変化を記録するための装置となっている。ストレーン ゲージ２４のオーム抵抗は、圧縮ばね２２が硬い突起に当接支持されているプラ グゲージ２の当接体１３を押しつけるばね力に非常に正確に相応している。 図２には異なった実施例のプラグゲージ２が示され、図１と同一部分には同一 の符号が付されている。このプラグゲージ２は図１におけるプラグゲージとは特 に、補助ばねアーム１７の一端が支持ブッシュ７に固定的に保持されている点で 相違している。補助ばねアーム１７の他端は球１８をその直径分だけ突き通し、 プラグ１２の中にはまり込んでいる。このプラグ１２はプラグゲージ２の管状ハ ウジング３に対して同軸的な中空円筒として形成され、その内周面には補助ばね アーム１７に固定的に取り付けられた球１８が緩くかつ遊びなしに接している。 図１におけるプラグゲージ並びに図２におけるプラグゲージにおいて、圧縮ば ね２２によって当接体１３に与えられる圧縮力は、この当接体１３を、図１およ び図２の紙面平面によって表された運動平面内において管状ハウジング３従って プラグゲージ２の長手軸線１５に対して実質的に直角に動かし、これによって測 定の狂いが避けられる。 それぞれワイヤロープから成る三つの各支持要素１９は、同じようにプラグゲ ージ２の懸架端にある長手貫通部２６および案内要素２０のブッシュにある長手 貫通部２７を通して案内されている。これによってプラグゲージ２は案内要素２ ０においてひねり角度を合わせて案内され、これによってプラグゲージ２を格子 状スペーサの格子目の中に下げる際に圧縮ばね２２を容易に当接体１３に当てさ せることができるようにされる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミユンスターヨハン、グレゴール ドイツ連邦共和国 デー−91077 ノイン キルヒエン ウエルツケンヴエーク 11

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．格子状スペーサの格子目（２１）の中に側方に配置されている圧縮ばね（２ ２）のばね力を測定する装置であって、細長いプラグゲージ（２）とこのプラグ ゲージ（２）の側方に位置する圧縮ばね（２２）に対する当接体（１３）とを備 え、当接体（１３）がプラグゲージ（２）の長手軸線（１５）に対して横方向に このプラグゲージ（２）の長手軸線（１５）を含む運動平面内で移動できると共 に測定ばね（８）に連結され、この測定ばね（８）にその局所的な幾何学的寸法 の変化を記録するための装置が付設されている圧縮ばねのばね力の測定装置にお いて、測定ばね（８）が当接体（１３）の運動平面内に並べて配置された少なく とも二つの別個のばねアーム（９、１０）を持った平行ばねであり、両ばねアー ムの両端がそれぞれ互いに固く結合され、この平行ばねの第１のばね端がプラグ ゲージ（２）に固定的に保持され、第２のばね端が当接体（１３）に固く結合さ れていることを特徴とする圧縮ばねのばね力の測定装置。 ２．測定ばねの局所的な幾何学的寸法の変化を記録するための装置が平行ばねの 少なくとも一つのばねアーム（１０）に設けられていることを特徴とする請求項 １記載の装置。 ３．測定ばねの局所的な幾何学的寸法の変化を記録するための装置がストレーン ゲージ（２４）であることを特徴とする請求項１記載の装置。 ４．当接体（１３）に固く結合されている第２の測定ばね端に、運動平面に対し て平行な作用線を持った補助ばねが作用していることを特徴とする請求項１記載 の装置。 ５．補助ばねが一つの補助ばねアーム（１７）を有し、この補助ばねアーム（１ ７）の一端が平行ばねの第２の測定ばね端に固定され、他端が平行ばねの長手方 向に移動可能で且つ当接体（１３）の運動平面内において往復揺動可能にプラグ ゲージ（２）において案内されていることを特徴とする請求項４記載の装置。 ６．補助ばねが一つの補助ばねアーム（１７）を有し、この補助ばねアーム（１ ７）の一端が平行ばねの長手方向に移動可能で且つ当接体（１３）の運動平面内 において往復揺動可能に平行ばねの第２の測定ばね端において案内され、他端が プラグゲージ（２）に固定されていることを特徴とする請求項４記載の装置。 ７．プラグゲージ（２）が引張り力だけを伝達する支持要素（１９）につり下げ られている懸架端を有していることを特徴とする請求項１記載の装置。 ８．プラグゲージ（２）の懸架端に案内要素（２０）が付設され、懸架端と案内 要素（２０）とのプラグゲージ（２）の長手方向における互いに接近する相対運 動によってプラグゲージ（２）を側方に案内するために懸架端が案内要素（２０ ）に連結されることを特徴とする請求項７記載の装置。 ９．案内要素（２０）がプラグゲージ（２）をひねり角度を合わせて案内するこ とを特徴とする請求項８記載の装置。