LU83053A1

LU83053A1 - FLAT MEASURING STRING

Info

Publication number: LU83053A1
Application number: LU83053A
Authority: LU
Inventors: E Meier
Original assignee: Mettler Instrumente Ag
Priority date: 1981-01-09
Filing date: 1981-01-09
Publication date: 1981-03-27

Description

L-2573L-2573

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Titre délivré-------------------------------------- £1¾¾¾ Service de la Propriété IntellectuelleTitre délivré -------------------------------------- £ 1¾¾¾ Service de la Propriété Intellectuelle

~ LUXEMBOURG~ LUXEMBOURG

Demande de Brevet d’invention I. Requête ..Matt.ler....Jaat.r.™ente.....ÂG./.......C.H~8..6.0.6.„ ..Gr.eif.ens.ee.,......Suisse.,_______________________________________ (1) représentée par Jean Waxweiler, 21-25 Allée Scheffer, Luxembourg, agissant en quaïité de .....................‘ ................................................................................................................................................................................................................................................................... (2)Demande de Brevet d'invention I. Requête ..Matt.ler .... Jaat.r. ™ ente ..... ÂG. / ....... CH ~ 8..6.0.6. ". .Gr.eif.ens.ee., ...... Suisse., _______________________________________ (1) représentée par Jean Waxweiler, 21-25 Allée Scheffer, Luxembourg, agissant en quaïité de .......... ........... '...................................... .................................................. .................................................. .................................................. .................................................. ..................... (2)

* ~^~n^~neuf janvieF M* ~ ^ ~ n ^ ~ neuf janvieF M

à 15.00 heures, au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, à Luxembourg : 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant : ...................................................................................................................................................................................................................................................—......................- (4)à 15.00 heures, au Ministère de l'Économie et des Classes Moyennes, à Luxembourg: 1. la présente requête pour l'obtention d'un brevet d'invention concernant: .............. .................................................. .................................................. .................................................. .................................................. ............................. — .................... ..- (4)

Flache Messsaite.......................................................................................................................................Flat measuring string ................................................ .................................................. .....................................

2. la délégation de pouvoir, datée de Greif ensee.......................... le ............6 janvier 1981 3. la description en langue...............a ll emande....................de l’invention en deux exemplaires; 4.........1_____________________planches de dessin, en deux exemplaires; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le ......neuf janvier mil neuf cent quatre-vingt-et-un_____________________________________________________________ déclare(nt) en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeur(s) est (sont) : .E.ug.en....Meier..,......Wainp.flens.trasse.....4.S.,......CH-â706. Mei-l-enTSui-&se------------------------------- (5) revendiquent) pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de (6) ................................i............................................................déposée(s) en (7) ...................../_________________________________________________________________________________________________ le ......................................................................................................... (8) au nom de................................ ................................................................................................................................................................................................... (9) élit(élisent) (pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg_______________________________ J.ean.....Waxw.eil.er.,......2.1=.25.....Allée.....Scheffer..,.Luxembourg·---------------------------------------------------------(1°) ' sollicite(nt) la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, — avec ajournement de cette délivrance à.....................L..................................mois. (11)2. la délégation de pouvoir, datée de Greif ensee .......................... le ............ 6 janvier 1981 3. la description en langue ............... a ll emande .................... de l ' invention en deux exemplaires; 4 ......... 1_____________________planches de dessin, en deux exemplaires; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l'Enregistrement à Luxembourg, le ...... neuf janvier mil neuf cent quatre-vingt-et-un _____________________________________________________________ déclare (nt) en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l ' (es) inventeur (s) est (sont): .E.ug.en .... Meier .., ...... Wainp.flens.trasse ..... 4.S., ... ... CH-â706. Mei-l-enTSui- & se ------------------------------- (5) revendiquent) pour la susdite demande de brevet la prioré d'une (des) demande (s) de (6) ................................ i .. .................................................. ........ déposée (s) en (7) ..................... / _________________________________________________________________________________________________ le .......... .................................................. ............................................. (8) au nom de ................................ ................. .................................................. .................................................. .................................................. ............................ (9) élit (élisent) (pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg_______________________________ J.ean ..... Waxw.eil.er., ...... 2.1 = .25 ..... Allée ..... Scheffer ..,. Luxembourg · ----- -------------------------------------------------- - (1 °) 'sollicite (nt) la déli vrance d'un brevet d'invention pour l'objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, - avec ajournement de cette délivrance à ..................... L. ................................. mois. (11)

Le ijj ajidata i r ^ II. Procès-verbal de DépôtLe ijj ajidata i r ^ II. Procès-verbal de Dépôt

La susdite demande de brevet d’invention a été déposée .au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Intellectuelle à Luxembourg, en date du : 09.01.1981 .La susdite demande de brevet d’invention a été déposée .au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Intellectuelle à Luxembourg, en date du: 09.01.1981.

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BESCHREIBUNGDESCRIPTION

' ZU EINER PATENTANMELDUNG'FOR A PATENT APPLICATION

IMIN THE

GROSSHERZOGTUM LUXEMBURGGRAND DUCHY OF LUXEMBOURG

FLACHE MESSSAITEFLAT MEASURING STRING

METTLER INSTRUMENTE AGMETTLER INSTRUMENTE AG

% ,%,

Mettler Instrumente AG, Greifensee (Schweiz)Mettler Instrumente AG, Greifensee (Switzerland)

Flache MesssaiteFlat measuring string

Die Erfindung betrifft eine flache Messsaite mit zwei Knoten, wie sie beispielsweise in Geräten zur Weg- oder Kraftmessung Verwendung findet. Sie wird darin zu Querschwingungen angeregt, deren Frequenz lastabhängig va-5 riiert. 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).The invention relates to a flat measuring string with two knots, as used, for example, in devices for measuring displacement or force. It is excited into transverse vibrations, the frequency of which varies depending on the load. These frequency changes, when evaluated in a suitable manner, then serve to determine the force acting on the string in each case (and from this, if necessary, to determine a path or a change in length).

Flache Messsaiten sind bereits mehrfach bekannt gewor-10 den. So offenbaren beispielsweise die US-Patentschrift 3,411,347 und die deutsche Offenlegungsschrift 19 63 303 Vorschläge für die Gestaltung des Saitenquerschnitts so-. wie der Verbindung Saite/Knoten und/oder Saite/Aufhän-gung. Eine andere Druckschrift (deutsche Offenlegungs-15 schrift 22 26 142) offenbart eine Saite mit rundem Querschnitt und (z.B. durch Quetschen erzeugten) schwingungs-mässig entkoppelnden Gelenken zwischen Saite und Aufhängung. Der runde Saitenquerschnitt sowie die Knoten - 2 - waren dort mittels spangebender Verfahren, insbesondere durch Schleifen, bearbeitet worden.Flat measuring strings have been known several times. For example, US Pat. No. 3,411,347 and German Offenlegungsschrift 19 63 303 disclose suggestions for the design of the string cross section. such as the connection string / knot and / or string / suspension. Another publication (German Offenlegungs-15schrift 22 26 142) discloses a string with a round cross-section and (e.g. produced by squeezing) vibration-isolating joints between the string and the suspension. The round cross section of the string and the knots - 2 - had been machined there using cutting methods, in particular by grinding.

Nachteilig an dieser bekannten Saite ist, dass sich gewisse Materialien, die an sich über für Messsaiten be-5 sonders vorteilhafte Eigenschaften verfügen (z.B. Niob-Zirkon-Legierungen), nur schwer spanabhebend bearbeiten lassen. Ausserdem sind spanabhebende Arbeitsverfahren ' regelmässig aufwendiger als spanlose Methoden, jeden falls dann, wenn es um Serienfertigung geht.A disadvantage of this known string is that certain materials which have properties that are particularly advantageous for measuring strings (e.g. niobium-zirconium alloys) are difficult to machine. In addition, machining processes are regularly more complex than non-cutting methods, at least when it comes to series production.

10 Die vorliegende Erfindung resultierte aus der Aufgabenstellung, eine flache Messsaite bereitzustellen, welche hohen Anforderungen an ihre messtechnischen Eigenschaften genügt (insbesondere ein nur geringes Kriechen unter Last und eine kleine Hysterese aufweist), und welche 15 trotzdem aus einer Vielzahl von Materialien einfach herstellbar ist, wobei die Herstellungsmethode insbesondere zur Serienproduktion geeignet sein soll. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Saite über einstückig mittels Stanz-Biegetechnik angeformte, 20 die Knoten bildende Lappen verfügt. Diese Lösung verbindet zudem die Vorteile einer einstückigen Saite mit einer auch sehr materialsparenden Herstellungsweise, d.h. v auch teure Materialien können ohne nennenswerten Ein fluss auf die Herstellungskosten verwendet werden. Auch 25 ist es so beispielsweise möglich, als Material Legierungen aus der Familie der metallischen Gläser (amorphe Metalle) zu verwenden, welche für Messsaiten teilweise besonders geeignet sind, z.B. aufgrund ihres günstigen Temperaturverhaltens.10 The present invention resulted from the task of providing a flat measuring string which meets high requirements for its metrological properties (in particular has only a low creep under load and a small hysteresis), and which is nevertheless easy to manufacture from a large number of materials, the manufacturing method should be particularly suitable for series production. According to the invention, this object is achieved in that the string has flaps which are integrally formed by means of stamping and bending technology and 20 which form the knots. This solution also combines the advantages of a one-piece string with a very material-saving production method, i.e. v Even expensive materials can be used without any significant impact on the manufacturing costs. It is also possible, for example, to use alloys from the family of metallic glasses (amorphous metals), some of which are particularly suitable for measuring strings, e.g. due to their favorable temperature behavior.

30 Wenn die Massenverhältnisse Saite/Knoten dies erfordern, können die Knoten über zusätzlich angebrachte Massen verfügen. Dabei wird eine Ausführungsform bevor- - 3 - zugt, bei der die zusätzlichen Knotenmassen die Form eines U aufweisen und mit den ebenfalls ein U bildenden Knoten so verbunden sind, dass der Gesamtschwerpunkt in der Mittellinie der Saite liegt. Alternativ können die 7 5 zusätzlichen Knotenmassen ein geschlossenes Hohlprofil aufweisen. Die zusätzlichen Massen können dabei mit den Knoten mittels Punktschweissen oder Kleben verbunden sein.30 If the string / knot mass ratios require this, the knots can have additional masses attached. An embodiment is preferred in which the additional knot masses have the shape of a U and are connected to the knots which also form a U in such a way that the overall center of gravity lies in the center line of the string. Alternatively, the 7 5 additional node masses can have a closed hollow profile. The additional masses can be connected to the nodes by means of spot welding or gluing.

Eine weitere Verringerung der Hysterese lässt sich er-10 reichen, wenn die Saite keine Stanzkanten aufweist. Deren Entfernung nach dem Stanzen ist auf einfache Weise beispielsweise durch Abätzen möglich. Diese Massnahme ist insbesondere bei Messsaiten für höhere Anforderungen an die Resultatauflösung zweckmässig.A further reduction in hysteresis can be achieved if the string has no punched edges. Removing them after punching is possible in a simple manner, for example by etching. This measure is particularly useful for measuring strings for higher demands on the result resolution.

15 ln 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 isolierten Anschluss von elektrischen Leitungen an die 20 Saitenenden ausserhalb 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 auf-25 gebogenem Rand aufweisen. Diese Ausgestaltung bewirkt eine Verbesserung der Verschiebungsfestigkeit der Aufhängungsglieder unter Last und damit ein besseres Kriechverhalten.In a further embodiment of the invention, plastic suspension members can be provided between the knots and the string ends. This allows a simple and electrically isolated connection of electrical lines from the other parts of the device to the 20 string ends outside the regions subject to force. The suspension members can be attached by overmolding the string ends. It is particularly advantageous if the string ends in the region of the suspension members each have a fastening hole with a bent edge. This configuration brings about an improvement in the resistance to displacement of the suspension members under load and thus a better creep behavior.

Um die Schwinggüte der Saite weiter zu verbessern, kön-30 nen die Saiten zweckmässigerweise Verjüngungen aufweisen. Dadurch wird die schwingungsmässige Entkopplung der Saite von der Umgebung verbessert.In order to further improve the vibration quality of the string, the strings can expediently have tapered portions. This improves the vibration decoupling of the string from the environment.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand der nicht mass-stäblichen Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung istThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which is not to scale. In the drawing is

Figur 1 eine Draufsicht auf einen gestanzten Saiten-5 rohling,FIG. 1 shows a plan view of a punched string blank,

Figur 2 ein Teilschnitt durch Figur 1 entlang der Linie 2-2,FIG. 2 shows a partial section through FIG. 1 along line 2-2,

Figur 3 eine Draufsicht auf eine Saitenhälfte mit Knotenzusatzmasse, 10 Figur 4 ein Schnitt entlang der Linie 4-4 in Figur 3, und3 shows a plan view of a string half with additional knot mass, 10 FIG. 4 shows a section along the line 4-4 in FIG. 3, and

Figur 5 bis Figur 9 je ein Schnitt durch weitere Ausbildungen der Knoten.5 to 9 each show a section through further designs of the nodes.

Ein Rohling 10 gemäss den Figuren 1 und 2 wurde aus ei-15 nem Blech von 0,1 mm Dicke aus einer Niob-Zirkon-Legie-rung ausgestanzt. Die Stanzgrate bzw. -kanten wurden durch Behandlung mit einer Aetzlösung entfernt.A blank 10 according to FIGS. 1 and 2 was punched out of a sheet of metal 0.1 mm thick from a niobium-zirconium alloy. The punch burrs or edges were removed by treatment with an etching solution.

Man erkennt die eigentliche Saite 12, die beiden Saitenenden 14 mit je einem ausgestanzten und aufgebördelten 20 Loch 16 für die Befestigung und zwei Paar Lappen 18 an den Knotenstellen. Strichpunktiert sind darin die Biegelinien eingezeichnet. Nahe den Enden der eigentlichen Saite sind eingeprägte Einschnürungen 28 zur Verringe-^ rung der Biegesteifigkeit vorgesehen.One recognizes the actual string 12, the two string ends 14, each with a punched and crimped 20 hole 16 for attachment and two pairs of tabs 18 at the nodes. The bending lines are drawn in dash-dotted lines. Embossed constrictions 28 are provided near the ends of the actual string in order to reduce the bending stiffness.

25 Figur 3 zeigt eine Hälfte einer einbaufertigen Saite einschliesslich der Knotenanordnung (die andere Hälfte ist genau gleich ausgebildet). Der Knoten ist hier zweiteilig (siehe auch Figur 4): Die Knotengrundmasse (das Knotenzentrum) 18a wird durch die beiden unter Bildung 30 eines U aufgebogenen Lappen gebildet. Als Zusatzmasse ist ein ebenfalls U-förmiges Element 20a angebracht, das beispielsweise aus Messing bestehen kann. Es ist in - 5 -Figure 3 shows one half of a string ready for installation including the knot arrangement (the other half is of exactly the same design). The knot here has two parts (see also FIG. 4): the knot base mass (the knot center) 18a is formed by the two tabs bent open to form a U. An additional U-shaped element 20a is attached as an additional mass, which can consist of brass, for example. It's in - 5 -

Querrichtung so angeordnet, dass der GesamtSchwerpunkt von Knotenzentrum 18a und Zusatzmasse 20a genau in der Mittellinie der Saite 12 liegt. Auf das Ende 14 der Saite ist ein Koppel- oder Aufhängungsglied 22 aus Kunst-5 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 Befestigungsschraube dient. Am aus dem Koppelglied 22 herausragenden Teil des Saitenendes 14 ist ein Draht 26 10 zur Stromzuführung aufgelötet. Alternativ kann gemässThe transverse direction is arranged in such a way that the overall center of gravity of the node center 18a and additional mass 20a lies exactly in the center line of the string 12. A coupling or suspension element 22 made of synthetic material 5 is sprayed onto the end 14 of the string. It is, centered on the hole 16 in the string end 14, provided with a bore 24 which is smaller than the hole 16 and serves to receive a fastening screw. A wire 26 10 for power supply is soldered to the part of the string end 14 protruding from the coupling member 22. Alternatively, according to

Figur 5 der Knoten 18b über nach aussen gebogene Lappen verfügen, an welche die Schenkel der Zusatzmasse 20b anschlagen, was eine Vereinfachung beim Zusammenbau bewirkt .Figure 5 of the knot 18b have outwardly bent tabs against which the legs of the additional mass 20b strike, which simplifies assembly.

15 Die Figuren 6 bis 9 zeigen weitere Ausbildungen der Knoten: - In Figur 6 bildet der Knoten 18c ein Z mit abgerundeten Lappen, und die Zusatzmasse 20c ist ein Rohrabschnitt.15 FIGS. 6 to 9 show further configurations of the knots: In FIG. 6, the knot 18c forms a Z with rounded tabs, and the additional mass 20c is a tube section.

20 - in Figur 7 ist der Knoten 18d wieder U-förmig, und die20 - in FIG. 7, the node 18d is again U-shaped, and the

Zusatzmasse 20d wird von einem Stück Vierkantrohr gebildet.Additional mass 20d is formed by a piece of square tube.

- In Figur 8 sind die Lappen 18 gefaltet, und es resul- > tiert ein flaches S als Knoten 18e. Durch Mehrfach- 25 faltung (strichpunktiert eingezeichnet) lassen sich grössere Knotenmassen erreichen.The flaps 18 are folded in FIG. 8 and a flat S results as a knot 18e. Multiple folds (shown in dash-dot lines) allow larger knot masses to be achieved.

- In Figur 9 ist eine besonders einfache Variante 18f des Knotens gezeigt. Sie kann für Fälle zweckmässig sein, in denen es mehr auf das Trägheitsmoment und 30 die Steifigkeit im Knotenbereich als auf die Stabilität der Schwingungen ankommt (also z.B. für Geräte mit relativ niedriger Resultatauflö.sung) .A particularly simple variant 18f of the knot is shown in FIG. It can be useful for cases in which the moment of inertia and the stiffness in the node area are more important than the stability of the vibrations (e.g. for devices with a relatively low result resolution).

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Die dargestellten Auführungsbeispiele lassen erkennen, welche Vielfalt von Möglichkeiten im Rahmen der vor-* liegenden Erfindung besteht.The exemplary examples shown show the variety of possibilities within the scope of the present invention.

Claims

1. Flat measuring string with two knots, characterized in that the string (12) has tabs (18) formed in one piece by means of punching and bending technology and forming the knots (18a-18f).

2. Flat measuring string according to claim 1, in which the knots have additional masses attached, characterized in that the additional knot masses (20a, 20b) have the shape of a U and with the U-shaped knots (18a, 18b) so 10 are connected that the center of gravity lies in the center line of the string (12).

3. Flat measuring string according to claim 1, wherein the knots have additional masses attached, characterized in that the additional knot masses (20c, 20d) have a closed hollow profile.

4. Flat measuring string according to one of claims 1 to 3, characterized in that it has no punched edges.

5. Flat measuring string according to one of claims 1 to 4, characterized in that suspension members (22) made of plastic are provided between the knots (18a - 18f) and the string ends (14). 1 flat measuring string according to claim 5, characterized in that the string ends (14) in the area of the suspension members (22) each have a fastening hole (16) with a bent edge. - 8th -

7. Flat measuring string according to one of claims 1 to 6, characterized in that the strings (12) have taperings (28). 4th