DE1698173A1

DE1698173A1 - Springs for converting forces into elongations and / or paths

Info

Publication number: DE1698173A1
Application number: DE19681698173
Authority: DE
Inventors: Rohrbach Christof Prof Dr-Ing
Original assignee: GEORG WAZAU FA DR ING
Current assignee: GEORG WAZAU FA DR ING
Priority date: 1968-02-12
Filing date: 1968-02-12
Publication date: 1971-07-08

Description

Bezeichnung der Erfindung: Federkörper zur Umwandlung von Kräften in Dehnungen und/oder Wege Patentbeschreibung Die Erfindung betrifft einen Federkörper zur Umwandlung von Kräften in Dehnungen und/oder Wege, der infolge besonderer Form besondere meßtechnische Eigenschaften besitzt.Name of the invention: Spring body for converting forces in expansions and / or ways Patent Description The invention relates to a spring body for converting forces into elongations and / or paths that result from a special shape has special metrological properties.

Federkörper zur Umwandlung von Kräften in Dehnungen und/oder Wege sind in sehr vielen versehiedenen Ausführungen bekannt. Sie werden z.B. mit Dehnungsmeßstreifen versehen, um die auftretenden Dehnungen zu messen und daraus auf die Kräfte zu schließen, oder mit Weggebern, um die Wege als Maß für die Kräfte zu erhalten. Leider sind die bekannten Federkörper empfindlich gegen exzentrisch angreifende Kräfte, gegen Querkräfte und Störmomente in dem Sinne, daß derartige Störgrößen Meßfehler verursachen oder zur Zerstörung des Federkörpers führen können. Abhilfe schafft man meist mit aufwendigen StUtzkonstruktionen, welche die Herstellung verteuern und zusätzliches Volumen und Gewicht beanspruchen.Spring body for converting forces into expansions and / or paths are known in many different designs. They are e.g. with strain gauges provided in order to measure the elongations occurring and to infer the forces therefrom, or with wayfinders to get the ways as a measure of the forces. Unfortunatelly it is the known spring body sensitive to eccentric forces against Lateral forces and disturbance torques in the sense that such disturbance variables cause measurement errors or can lead to the destruction of the spring body. You can usually help with this elaborate support structures, which make the production more expensive and additional Claim volume and weight.

Die geschilderten Nachteile werden bei der vorliegenden Erfindung dadurch vermieden, daß der Federkörper aus drei oder mehr gleichartigen Halbbügeln besteht, deren Mittelebenen sich in einer Zentralachse unter gleichen Winkeln schneiden. Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist dem Unteranspruch zu entnehmen.The described disadvantages become in the present invention avoided by the fact that the spring body consists of three or more similar half-brackets exists whose mid-planes intersect in a central axis at the same angles. Another feature of the invention can be found in the dependent claim.

Die Erfindung ist in den folgenden Figuren näher erläutert: Die Fig. 1 und 2 zeigen einen gebräuchlichen MeßbUgel unter dem Einfluß von exzentrisch angreifenden Kräften P' und von Störkräften Qi > Q2 Die Fig. 3 und 4 zeigen den erfindungsgemaf3en Federkörper schematiseh unter dem Einfluß vun exzentrisch angreifenden Kräften P', von Störkräften Ql ' 9 und von Störmomenten M.The invention is explained in more detail in the following figures: 1 and 2 show a common measuring bracket under the influence of eccentrically acting Forces P 'and of disturbing forces Qi> Q2 FIGS. 3 and 4 show the invention Spring body schematically under the influence of eccentrically acting forces P ', of disturbing forces Ql '9 and of disturbing moments M.

Die Fig. 5 zeigt beispielhaft den erfindungagemäßen Federkörper in Seitenansicht, die Fig. 6 in Aufsicht.5 shows an example of the spring body according to the invention in Side view, Fig. 6 in plan.

In Fig. 1 ist ein gebräuchlicher Meßbügel dargestellt, der aus zwei Halbbügeln 1 und 2 besteht. Unter der Wirkung der zu messenden Kraft P stellen sich z.B. an den gezeigten Stellen Dehnungen @ ein, die z.B. mit Dehnungsmeßstreifen gemessen werden und ein Maß für P darstellen. Gleichzeitig beobachtet man längs der Zentralachse eine Defcrmation von 2 x #l/2 = A2, die z.B. mit elektrischen Weggebern gemessen werden kann und die ebenfalls ein Maß für P darstellt. Verschiebt sich die zu messende Kraft P in der Zeichenebene in die Stellung P', wie dies bei praktischen Kraftmessungen häufig der Fall ist, ändern sich @ und AX nur wenig. Auch eine ungewollte Querkraft Q1 bleibt ohne großen Einfluß auf e und AM.In Fig. 1, a conventional measuring bracket is shown, which consists of two Half-ironing 1 and 2 consists. Under the action of the force P to be measured arise E.g. at the points shown, strain @, e.g. with strain gauges be measured and represent a measure of P. At the same time one observes lengthways the central axis has a definition of 2 x # l / 2 = A2, e.g. with electrical displacement sensors can be measured and which also represents a measure of P. Shifts the force to be measured P in the plane of the drawing in the position P ', as in practical Force measurements are often the case, @ and AX change only slightly. Also an unwanted one Shear force Q1 has little influence on e and AM.

Fig. 2 zeigt den gleichen Meßbügel um 900 gedreht. Verschiebt sich jetzt P in die Stellung P' bzw. greift jetzt eine Störkraft 9 an, wird der Meßbügel stark verbogen, nimmt also etwa die gestrichelte Lage an. Die Folge ist eine starke änderung von E und Der Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, zwei oder mehr Meßbügel gemäß Fig. 1 so zu kombinieren, daß wenigstens ein Meßbügel als verformungsbehinderndes Element für Kräfte P@ oder Q1 bzw. Q2 wirkt.Fig. 2 shows the same measuring bracket rotated by 900. Shifts now P in position P 'or if a disturbing force 9 now acts, the measuring bracket heavily bent, so assumes roughly the dashed position. The consequence is a strong one Modification of E and The invention is based on the idea of two or more Combine measuring bracket according to FIG. 1 so that at least one measuring bracket as a deformation-preventing Element for forces P @ or Q1 or Q2 acts.

Fig. 3 zeigt schematisch eine mögliche Ausführung in Seitenansicht, Fig. 4 in Aufsicht. Der Federkörper besteht hier aus vier Halbbügeln 3, 4, 5 und 6, deren Mittelebenen sich in der Zentralachse unter jeweils 90° schneiden. Kraftverschiebungen von P nach P1 bzw. Störkräfte Q1 oder Q2 (jede andere in der zwischen Q1 und 9 aufgespannten Ebene verlaufende Kraft Q kann in Komponenten Q1 , Q2 zerlegt werden) haben jetzt praktisch keinen Einfluß mehr auf die Höhe der erzielten Dehnungen oder Wege.Fig. 3 shows schematically a possible embodiment in side view, Fig. 4 in plan. The spring body here consists of four half-brackets 3, 4, 5 and 6, the central planes of which intersect at 90 ° in the central axis. Force shifts from P to P1 or interference forces Q1 or Q2 (any other in the range between Q1 and 9 Force Q running in a plane can now be broken down into components Q1, Q2) practically no more influence on the amount of elongation or travel achieved.

Ebenso erweist sich der Federkörper als sehr steif gegenüber ungewollt angreifenden Störmomenten M.Likewise, the spring body proves to be very stiff against unintentional attacking disturbance moments M.

Der Federkörper nach Fig. 3 und 4 ist nicht einfach herzustellen, da er beträchtliche Säge- bzw. Fräsarbeiten erfordert. Eine einfach herzustellende Variante zeigt Fig. 5 und 6. Dieser Federkörper besteht aus acht Hahbbügeln 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 und 14 und weist in der Mitte eine Bohrung 15 auf, durch die das Innere des Federkörpers ausgedreht werden kann. Auch die äußeren Umrisse lassen sich durch Drehen erzielen und das Ausarbeiten der Halbbügel ist durch einfache Bohr- und Sägearbeiten möglich.The spring body according to FIGS. 3 and 4 is not easy to manufacture, since it requires considerable sawing or milling work. One that is easy to manufacture Variant shows Fig. 5 and 6. This spring body consists of eight Hahbbügeln 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 and 14 and has a hole 15 in the middle through which the Inside of the spring body can be twisted out. Also leave the outer outlines can be achieved by turning and working out the half-bows is easy Drilling and sawing work possible.

Die Bohrung 15 kann z. B. zum Durchführen von Leitungen oder von kraftführenden Elementen benutzt werden. Damit läßt sich der Federkörper vorteilhaft zu vielen Sonderaufgaben einsetzen. Seine hervorragenden meßtechnischen Eigenschaften wurden in vielen Anwendungen bewiesen.The bore 15 can, for. B. for leading through lines or force-carrying Elements are used. This allows the spring body to be advantageous to many Use special tasks. Its excellent metrological properties were proven in many applications.

Schrifttum: Rohrbach, Chr., Handbuch für elektrisches Messen mechanischer Größen; VDI-Verlag GmbH., Düsseldorf (1967)Literature: Rohrbach, Chr., Manual for electrical measurement of mechanical Sizes; VDI-Verlag GmbH., Düsseldorf (1967)

Claims

Patent claims 1. Spring body for converting forces into elongations and / or paths, characterized in that it consists of three or more similar shark stirrups (1 to 14), the mid-planes of which are equal in a central axis Cut angles.

2. Spring body according to claim 1, characterized in that it has a has central through hole (15).

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