DE3340438C2 - Meßanordnung für Kraftmessungen an einem Auflager eines Wägeobjektes - Google Patents

Abstract

Vorgesehen ist diese Meßanordnung hauptsächlich für direkte Gewichtsmessungen von Wägeobjekten, wie z. B. Bunker, Behälter, Plattformen oder dergleichen. Sie besteht im wesentlichen aus einer Wägezelle in Form eines Bolzenkreuzes aus metallischem Federmaterial mit einem Herzstück (10) und vier von diesem rechtwinklig zueinander ausgehenden, wenigstens an ihren Enden zylindrischen Bolzen (12, 13) und Lagerböcken (4, 5) auf der Unter- und Oberseite der Wägezelle, an denen je zwei gleichachsige Bolzen (12, 13) formschlüssig, jedoch begrenzt drehbar und axial verschiebbar gelagert sind. Am Bolzenkreuz kann entweder Biegung oder Scherung der Bolzen (12, 13) oder die Verformung des Herzstückes (10) gemessen werden. Je nach der Art der Messung werden Dehnmeßstreifen an geeigneten Flächen der Bolzen (12, 13) oder des Herzstückes (10) appliziert. In jedem Fall werden wenigstens vier Dehnmeßstreifen eingesetzt, die in an sich bekannter Weise zu einer elektrischen Meßbrücke zusammengeschaltet werden. Gemessen wird die Verstimmung der Brückenschaltung, die ein Maß für die Größe der Gewichtsbelastung ist. Da die Lagerung des Bolzenkreuzes begrenzte Verschiebungen in beiden Achsrichtungen und Drehungen um diese beiden Achsen erlaubt, können eventuelle Querkräfte keine Meßfehler verursachen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßanordnung für Kraftmessungen an einem Auflager eines Wägeobjektes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Meßanordnung ist aus der FR 23 44 820 A1 bekannt. Bestandteil dieser Meßanordnung ist ein Meßbolzen auf Scherbasis, der an seinen beiden Enden mit Hilfe von Schraubenbolzen an den Schenkeln einer aufrecht stehenden U-förmigen Gabel fest verschraubt ist, wobei die Gabel auf einem Fundament ruht und mit diesem verbunden ist. In einer mittigen Umfangsnut des Meßbolzens hängt ein bewegliches Verbindungselement in Form einer Zuglasche, die aus zwei quer zueinander stehenden ösen besteht. In der unteren Öse ist ein zweiter, quer zum Meßbolzen verlaufender Bolzen mit einer mittigen Umfangsnut gelagert, der an seinen Enden eine nach unten ragende Gabel trägt, die am Wägeobjekt starr befestigt ist. Die Enden der Gabelschenkel sind ebenfalls U-förmig gestaltet und bilden einseitig offene kreisrunde Lager, die je in einer Nut des unteren Bolzens gehalten sind und eine drehbare Abstützung ermöglichen.

Diese Lageranordnung ermöglicht Drehungen des Wägeobjektes gegenüber der Auflage um beide Hori-

zontalachsen. Auch sind begrenzte Horizontalverschiebungen möglich, weil die Zuglasche konvexe Auflageflächen und Seitenspiel in den Umfangsnuten der beiden Bolzen hat Wegen der einseitig offenen Abstützung auf dem unteren Bolzen ist jedoch eine Fesselung des Wägeobjektes gegen Aufwärtsbewegung nicht gegeben. Hinzu kommt, daß die Auflagekraft über extrem schmale Auflageflächen, insbesondere an der Zuglasche, von einem Bauteil auf das andere übertragen wird, und folglich an den Berührungsflächen sehr hohe Flächenpressungen mit der Folge des Verschleißes und möglicherweise auch plastischer Verformungen auftreten können, zumal die Lagerstelk-n bei solchen Meßanordnungen in der Regel gegen Schmutz aller Art nicht ohne weiteres zu schützen sind.

Eine andere Meßanordnung für Kraftmessungen an einem Auflager ist aus der US-PS 37 97 593 bekannt. Bei dieser Meßanordnung ist eine Lastmeßzelle an ihren in Kraftrichtung übereinanderliegenden Enuen mit je einem laschenartigen Verbindungselement verbunden, die ihrerseits mit je einer Durchbrechung an ihrem freien Ende an je einem Gelenk- und Verbindungsbolzen angreifen, die quer zueinander gehalten sind. Dabei erfolgt die Druckabstützung zwischen Verbindungselement und Bolzen jeweils über eine Teilfläche des Umfanges des Bolzens auf eine innerhalb der Durchbrechung angeordnete Lagerschale. Die Durchbrechungen sind hierbei wesentlich größer als die Querschnittsflächen der Bolzen. Die Anwendung von zwei übereinanderliegenden Verbindungselementen bringt zwangsläufig eine verhältsnismäßig große Bauhöhe der Meßanordnung mit sich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Meßanordnung dieser Art insbesondere dahingehend zu verbessern und neu zu gestalten, daß an den miteinander in Berührung stehenden Auflageflächen der Bauteile leicht beherrschbare spezifische Flächenbelastungen auftreten und dennoch eine relative Drehung um beide Horizontalachsen sowie begrenzte Verschiebungen längs dieser beiden Achsen möglich sind, daß ferner ohne weiteres Zubehör eine formschlüssige Verbindung zwischen Wägeobjekt und Unterlage bzw. Fundament gegeben ist, d. h. das Wägeobjekt nicht abheben kann, und daß auch dann richtig gemessen wird, wenn einzel-

praktisch nicht mehr unterschritten werden kann.

Für die Anbringung der Dehnmeßstreifen an den Bolzen bzw. am Herzstück sind unterschiedliche Ausgestaltungen möglich. So können beispielsweise in wenigstens zwei gleichachsigen Bolzen Ausnehmungen quer zur Kraftrichtung enthalten sein, wobei an etwa parallel zur Bolzenachse sich erstreckenden Innenflächen dieser Ausnehmungen Dehnmeßstreifen angebracht werden, die Dehnung und Stauchung der Bolzen erfassen.

Auch können an wenigstens zwei gleichachsigen Bolzen parallel zur Kraftrichtung sich erstreckende Ausnehmungen enthalten sein, wobei an etwa parallel zur Bolzenachse verlaufenden Innenflächen der Ausnehmungen Dehnmeßstreifen in 45°- und 135°-Richtungen zur Kraftrichtung zum Erfassen von Scherdehnung bzw. -Stauchung angebracht sind.

Die Ausnehmungen können auch als zentrische Axialbohrungen der Bolzen ausgeführt sein. Eine solche Ausgestaltung erlaubt etwas kürzere Bolzen. Auch bei den vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen können diejenigen Bolzen, an denen keine Dehnmeßstreifen angebracht sind, kurzer als die anderen Bolzen ausgebildet sein. Andererseits hat es auch Vorteile, alle Bolzen gleich lang auszubilden, weil dann oberer und unterer Lagerbock einander gleich sein können. Werden alle Bolzen als Meßbolzen benutzt, ergeben sich insgesamt kleinere Meßfehler.

Anstatt Biegung oder Scherung der Bolzen zu messen, kann auch die elastische Verformung des Herzstücks gemessen werden.

Dies kann auf einfache Weise dadurch geschehen, daß auf Ober- und Unterseite des Herzstücks — bezogen auf die Kraftrichtung — wenigstens je eine 90°-Dehnmeßstreifenrosette so angebracht ist, daß die Streifenrichtungen parallel zu den Bolzenachsen verlaufen. Hier beruht die Messung darauf, daß sich das massive Herzstück auf Ober- und Unterseite sattelförmig, also in einer Richtung konkav und in der Querrichtung konvex verformt.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung enthält das Herzstück eine zentrische, zur Kraftrichtung parallele Bohrung, wobei an der Bohrungswandung symmetrisch zur Ebene der Bolzenachsen auf gegenüberliegenden Flächen je zwei parallel zur Achse eines Bol;cen-

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nc Wägezellen an einem Wägeobjekt negativ bean- 45 paares verlaufende Dehnmeßstreifen angebracht sind.

sprucht werden. Vorzugsweise soll die Meßanordnung Es ist verständlich, daß die zentrische Bohrung unter

Last oben und unten elliptisch verformt wird, wobei die großen Ellipsenachsen senkrecht zueinander stehen. Somit können auch oben und unten in der Bohrung je vier Dehnmeßstreifen, also über und unter den Mittellinien der beiden Bolzenachsen angebracht werden, um Meßfehler soweit wie möglich zu verringern.

Bei vertikal durchbohrtem Herzstück werden offenbar die Zonen zwischen benachbarten Bolzen in vertikaler Richtung gebogen und geschert. Diese Verformung wird bei einer anderen vorteilhaften Ausführung dadurch genutzt, daß an der Bohrungswanuung auf einer Kreislinie in der Ebene der Bolzenachsen jeweils um 45° versetzt zu den Achsmitten Dehnmeßstreifen unter 45°- bzw. 135°-Richtungen bezogen auf die Kraftrichtung angebracht sind.

Die Ausführungsformen mit einem zentrisch durch

eine möglichst niedrige Bauhöhe haben und aus einer geringen Anzahl unterschiedlicher Bestandieile bestehen.

Ausgehend von der Meßanordnung der eingangs beschriebenen Art besteht eine bevorzugte Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß darin, daß das Verbindungselement als Herzstück aus metallischem Federmaterial ausgebildet ist und vier starr mit diesem veibundene, paarweise gleichachsige Bolzen mit kreiszylindrischen Bolzenenden aufweist und daß die jeweils gleichachsigen Bolzenenden in Lagerböcken einer oberen und unteren Gabel formschlüssig, drehbar und axial begrenzt verschiebbar gelagert sind.

Eine Meßanordnung in dieser Konstruktion erfüllt alle vorstehend genannten Hauptforderungen. Soweit eine möglichst niedrige Bauhöhe und eine geringe Anzahl unterschiedlicher Bestandteile erwünscht ist, kann dies gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht werden, daß das Herzstück mit angeformten Bolzen derart ausgebildet wird, daß die Bolzen in einer Ebene liegen. Ein solches Herzstück ergibt eine besonders niedrige Bauhöhe der Meßanordnung, die

60 bohrten Herzstück haben den Vorteil, daß alle Dehnmeßstreifen in einem einzigen Hohlraum liegen und verdrahtet werden können, der leicht und sicher verschließbar ist.

Bei der letztgenannten Ausführungsform können zur weiteren Verringerung von Meßfehlern auch auf der

Außenwand des Herzstückes, jeweils den inneren Dehnmeßstreifen gegenüberliegend, weitere Dehnmeßstreifen in gleicher Orientierung wie die inneren Dehnmeßstreifen angebracht werden.

Bei einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform, die ebenfalls auf der Verformung des Herzstücks beruht, enthält das Herzstück außer einer zentrischen Bohrung auf den Winkelhalbierenden zwischen den Bolzenachsen je eine zur Kraftrichtung parallele Bohrung, wobei in jeder Bohrung in der Ebene der Bolzenachsen an der Innenwandung jeweils mittig zu den Winkelhalbierenden einander gegenüberliegende Dehnmeßstreifen unter 45°- bzw. 135°-Richtungen bezogen auf die Kraftrichtung angebracht sind.

Die beiden letztgenannten Ausführungsformen lie- is fern eine bessere Mittelung der Scherverformung, die von innen nach außen nicht gleich bleibt, und mithin kleinere Meßfehler.

Bei den Ausführungsformen mit zentrisch durchbohrtem Herzstück kann das Herzstück auch aus einem dickwandigen Hohlzylinder mit vier Radialbohrungen bezogen auf die Zylinderachse bestehen, wobei in jeder Bohrung jeweils ein zylindrischer Bolzen kraftschlüssig gehalten ist.

Soweit es nicht auf eine besonders geringe Bauhöhe der Meßanordnung ankommt, kann das Herzstück aus metallischem Federmaterial auch zwei in bezug auf die Kraftrichtung übereinanderliegende Durchgangsbohrungen enthalten, in denen je ein Doppelbolzen mit kreissymmetrischen Bolzenenden in seiner Mitte formschlüssig gehalten ist, wobei die beiden Bolzenenden jeweils eines Bolzens in Lagerböcken einer oberen bzw. unteren Gabel formschlüssig, drehbar und axial begrenzt verschiebbar gelagert sind. Wenigstens einer dieser Bolzen kann vorteilhafterweise ein an sich bekannter Lastmeßbolzen sein.

Soweit in besonderen Fällen auch eine Drehung um die Achse der Kraftrichtung notwendig ist, kann sie bei allen beschriebenen Meßanordnungen durch eine Drehbarkeit wenigstens eines Lagerbockes verwirklicht werden.

Für die nachstehend aufgeführten Anwendungsbereiche bietet der Einsatz einer erfindungsgemäßen Meßanordnung besondere Vorzüge:

— Hochbunker im Freien, die starken Windkräften ausgesetzt sind.

— Behälter, die während der Fahrt auf Straßen-, Schienen- oder Wasserfahrzeugen gewogen werden müssen.

— Plattformwaagen, insbesondere für Straßen- oder Schienenfahrzeuge. Hier brauchen die Wägezellen nicht wie bisher in den äußersten Ecken der Plattform oder sogar außerhalb montiert zu werden, sondern können ohne Schwierigkeiten weiter nach innen gerückt werden. Dies hat den Vorteil, daß wegen der geringeren Spannweite leichtere Träger oder insgesamt leichtere Konstruktionen eingesetzt werden können. Auch wird die Wiegezeit kürzer, weil weniger Schwingungen auftreten.

— Plattformwaagen zur Wägung von Fahrzeugen während des Überfahrens ohne Anhalten, gegebenenfalls auch zur achsweisen Wägung.

— Ambulante Wägung von großen Konstruktionen wie z. B. Landeplattformen für Hubschrauber, Großbagger, Brücken oder dergleichen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Meßanordnung, bei der die Bolzen in übereinanderliegenden Ebenen am Herzstück gehalten sind,

Fig. 2 eine Draufsicht der Meßanordnung nach Fig. 1,

Fig.3 eine Seitenansicht einer Meßanordnung mit einem Herzstück, bei dem alle Bolzen in derselben Ebene liegen,

Fig.4 eine Draufsicht der Meßanordnung nach Fig. 3,

Fig.5 eine Draufsicht eines Bolzenkreuzes in einer Ausführung entsprechend den F i g. 3 und 4, jedoch mit einer anderen Anordnung der Dehnmeßstreifen,

Fig.6 und 7 eine Seitenansicht und eine Draufsicht eines Bolzenkreuzes, bei dem auf Ober- und Unterseite des Herzstückes Dehnmeßstreifen angebracht sind,

F i g. 8 und 9 einen Vertikalschnitt und eine Draufsicht eines Bolzenkreuzes mit einer zentralen Bohrung im Herzstück für die Anbringung von Dehnmeßstreifen,

Fig. 10 und 11 einen Vertikalschnitt und eine Draufsicht eines Bolzenkreuzes mit einem anders geformten Herzstück, jedoch ebenfalls mit einer zentralen Bohrung zur Anbringung von Dehnmeßstreifen,

Fig. 12 eine Draufsicht eines Bolzenkreuzes in der Ausführung der Fig. 10 und 11, wobei auch auf der Außenwandung des Herzstückes Dehnmeßstreifen angebrachtsind und

Fig. 13 eine Draufsicht eines Bolzenkreuzes mit einem im Querschnitt etwa kreisrunden Herzstück, das eine mittige Bohrung und vier äußere parallele Bohrungen auf den Winkelhalbierenden zwischen den Bolzenachsen enthält.

Bei der in den F i g. 1 und 2 veranschaulichten Meßanordnung ist die Wägezelle aus einem Herzstück 1 mit in versetzten Ebenen sich kreuzenden Bohrungen und in den Bohrungen gehaltenen Bolzen 2, 3 gebildet. Herzstück und Bolzen bestehen aus einem geeigneten Metall, die letztgenannten aus einem Metall mit Federeigenschaften.

Bei dem Bolzen 2 handelt es sich um einen an sich bekannten Lastmeßbolzen, der bei dem Ausführungsbeispiel eine größere axiale Länge als der Bolzen 3 hat. Wenn für die beiden Bolzen gleiche Lagerelemente, die nachfolgend noch erläutert werden, erwünscht sind, wird der Bolzen 3 in seiner axialen Länge dem Bolzen 2 angepaßt.

Der Lagerung des Bolzenkreuzes dienen zwei U-förmige Lagerböcke 4 und 5. Jeder Lagerbockschenkel enthält eine kreisrunde Öffnung für die Aufnahme des zylindrischen Endes eines Bolzens 2 bzw. 3. Beide Bolzen sind innerhalb der Lager drehbar und axial verschiebbar gehalten. Mindestens für einteilige Bolzenkreuze sind die Schenkelenden der Lagerböcke zu Halbschalen geformt, wobei an jedem Schenkel eine weitere Halbschale 6 lösbar befestigt ist, z. B. mit Hilfe von nicht dargestellten Schraubenbolzen. Bei Verwendung einer solchen Meßanordnung an einem Wägeobjekt ruht der Lagerbock 4 auf einem Fundament, während auf dem Lagerbock 5 das Wägeobjekt aufliegt.

Die Richtung der Gewichtskraft Fist durch den Pfeil 7 angedeutet. Da bei dieser Anordnung Wägeobjekt und Fundament formschlüssig in Verbindung stehen, sind auch aufwärts gerichtete Kräfte erfaßbar.

Der für das Messen der Last vorgesehene Lastmeßbolzen 2 kann verschiedenartig ausgebildet sein. Bei dem Ausführungsbeispiel enthält der Lastmeßbolzen 2 zu beiden Seiten des Herzstückes 1 je eine Einschnü-

rung in Form einer umlaufenden Nut 8. In jeder Einschnürung sind Dehnmeßstreifen 9 in 45° und 135° Richtungen zur Kraftrichtung 7 appliziert, die Dehnung und Stauchung in den eingeschnürten Bereichen, also in Scherbereichen des Lastmeßbolzens 2 messen.

Die vier Dehnmeßstreifen 9 sind in an sich bekannter Weise zu einer elektrischen Brückenschaltung verbunden. Die Verstimmung dieser Brückenschaltung, die mit einem geeigneten Gerät gemessen oder angezeigt wird, stellt ein Maß für die mechanische Beanspruchung des Lastmeßbolzens 2 und damit für die Größe der in der Richtung des Pfeiles 7 wirkenden Kraft des Wägeobjektes dar. Da hierbei das Kreuzgelenk begrenzte Verschiebungen in beiden Achsrichtungen und Drehungen um diese beiden Achsen erlaubt, können eventuelle Störkräfte die Messung nicht beeinflussen.

Nachstehend werden weitere Meßanordnungen beschrieben, die auf dem gleichen Prinzip beruhen, bei denen jedoch die sich kreuzenden Bolzen nicht in zwei Ebenen, sondern in ein und derselben Ebene liegen. Dadurch ergibt sich eine entsprechend verringerte Bauhöhe der Meßanordnung. Das aus einem Herzstück und den Bolzen gebildete Bolzenkreuz kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Bei einteiliger Ausbildung sind die vier Bolzen am Herzstück angeformt.

Die F i g. 3 und 4 zeigen ein einteiliges Bolzenkreuz mit ungleich langen Bolzen in Verbindung mit zwei Lagerböcken, die in der gleichen Art wie die Lagerböcke der Meßanordnung der Fi g. 1 und 2 gestaltet sind und für die daher die gleichen Bezugszahlen vorgesehen sind. Soweit im Interesse einer vereinfachten Lagerhaltung die beiden Lagerböcke untereinander gleich sein sollen, wird ein Bolzenkreuz eingesetzt, bei dem die nicht für die Messung genutzten Bolzen die gleiche axiale Länge wie die beiden einander gegenüberliegenden Meßbolzen haben.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 3 und 4 und bei den gleichartigen weiteren Ausführungsformen sind das Herzstück mit 10, die Meßbolzen mit 12 und die übrigen Bolzen mit 13 bezeichnet. Die Meßbolzen 12 sind durch Ausnehmungen 14, die quer zur Kraftrichtung F verlaufen, durchbrochen. An den etwa parallel zur gemeinsamen Bolzenachse sich erstreckenden Innenflächen dieser Ausnehmungen 14 sind Dehnmeßstreifen 15 angebracht, die Dehnung und Stauchung im Biegebereich messen.

F i g. 5 zeigt die Draufsicht eines Bolzenkreuzes in der Art wie bei den Fig. 3 und 4, bei dem jedoch in den Bolzen 12 jeweils eine parallel zur Kraftrichtung sich erstreckende Bohrung 16 enthalten ist. In jeder Ausnehmung 16 sind an etwa parallel zur gemeinsamen Bolzenachse verlaufenden Innenflächen Dehnmeßstreifen 17 in 45° und 135° Richtungen zur Kraftrichtung angebracht. Mit dieser Anordnung kann Scherdehnung bzw. -Stauchung der Meßbolzen 12 gemessen werden. Hierfür sind im Vergleich zu der Ausführung der F i g. 3 und 4 Ausnehmungen mit einer geringeren Länge in der Achsrichtung erforderlich, so daß eine entsprechende Verkürzung der axialen Länge der Meßbolzen 12 erzielt wird.

Bei den nachfolgend beschriebenen Anordnungen wird nicht die Biegung oder Scherung der Bolzen 12, sondern die Verformung des Herzstückes 10 gemessen. Hierbei dienen alle vier Bolzen nur zur Aufnahme der Belastung und können dementsprechend in ihrer axialen Länge entsprechend kurz bemessen sein. Neben der besonders kompakten Bauweise kommt als weiterer Vorteil die symmetrische Ausbildung hinzu, die die Anwendung untereinander gleicher Lagerböcke gestattet.

Die Fig.6 und 7 zeigen ein Bolzenkreuz mit einem massiven Herzstück 10 in Form eines Würfels und vier angeformten, gleich langen Bolzen 13. Auf Ober- und Unterseite des Herzstückes 10 sind je zwei sich kreuzende Dehnmeßstreifen 18 in gleicher Orientierung wie die Bolzenachsen angebracht. Mit diesen Dehnmeßstreifen wird die Verformung des Herzstückes 10, die in einer Richtung konkav, in der Querrichtung konvex ist, erfaßt.

Bei einer anderen Ausführungsform, die in den F i g. 8 und 9 dargestellt ist, enthält das Herzstück 10 eine zentrische, zur Kraftrichtung parallele Bohrung 19. An der Bohrungswandung sind symmetrisch zur Ebene der Bolzenachsen auf gegenüberliegenden Flächen je zwei parallel zur Achse eines Bolzenpaares verlaufende Dehnmeßstreifen 20 angebracht. Unter Last wird die Bohrung 19 oben und unten elliptisch verformt, wobei die großen Ellipsenachsen zueinander senkrecht stehen. Bei dieser Ausführung können auch oben und unten je vier Dehnmeßstreifen eingesetzt werden, wodurch sich eine Verkleinerung der Meßfehler erzielen läßt.

Bei einem in der Kraftrichtung durchbohrten Herzstück 10 werden offensichtlich die Zonen zwischen benachbarten Bolzen 13 in vertikaler Richtung gebogen und geschert. Diese Verformung nutzt eine weitere Ausführung, die in den Fig. 10 und 11 dargestellt ist. Hier enthält das Herzstück 10 eine zentrische Bohrung 21 mit relativ großem Querschnitt. Die Ecken des Herzstückes sind abgeschrägt, so daß das Herzstück im Grundriß etwa die Form eines Oktogons hat. An der Bohrungswandung sind auf einer Kreislinie in der Ebene der Bolzenachsen jeweils um 45° versetzt zu den Achsmitten Dehnmeßstreifen 22 unter 45° bzw. 135° Richtungen bezogen auf die Kraftrichtung angebracht. Bei dieser Ausführung liegen alle Dehnmeßstreifen 22 in einem gemeinsamen Hohlraum.

Eine Weiterentwicklung der Ausführung der Fig. 10 und 11 zeigt Fig. 12. Das Bolzenkreuz hat die gleiche Gestalt wie vorher. Neben den inneren Dehnmeßstreifen sind zusätzlich auf der Außenwandung des Herzstückes 10 weitere Dehnmeßstreifen 23. jeweils den inneren Dehnmeßstreifen gegenüberliegend, in gleicher Orientierung wie die inneren Dehnmeßstreifen 22 angebracht.

Die F i g. 13 zeigt ein Bolzenkreuz, bei dem das Herzstück 10 im Grundriß kreisrund ausgebildet ist. Es enthält außer einer mittigen, zur Kraftrichtung parallelen Bohrung 24 auf den Winkelhalbierenden zwischen den Bolzenachsen je eine zur Kraftrichtung parallele Bohrung 25 mit kleinerem Querschnitt. In jeder der Bohrungen 25 sind in der Ebene der Bolzenachsen an der Innenwandung jeweils mittig zu den Winkelhalbierenden einander gegenüberliegende Dehnmeßstreifen 26 unter 45° bzw. 135° Richtungen bezogen auf die Kraftrichtung angebracht.

Die Ausführungen der Fig. 12 und 13 liefern eine bessere Mittelung der Scherverformung und insofern kleinere Meßfehler.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Meßanordnung für Kraftmessungen an einem Auflager eines Wägeobjektes wie z. B. ein Schüttbunker, ein Behälter, eine Plattform od. dgl. unter Anwendung einer Wägezelle, die horizontale, zueinander querliegende Bolzen und ein Verbindungselement enthält, von denen zwei gleichachsige Bolzenenden in Lagerböcken einer starr auf dem Fundament ruhenden Gabel formschlüssig gehalten sind und die anderen gleichachsigen Bolzenenden eine am Wägeobjekt starr befestigte, nach unten ragende Gabel drehbar tragen, wobei die Durchbiegung wenigstens eines Bolzens mittels Dehnmeßstreifen erfaßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement als Herzstück (10) aus metallischem Federmaterial ausgebildet ist und vier starr mit diesem verbundene, paarweise gleichachsige Bolzen (12,13) mit kreiszylindrischen Bolzenenden aufweist und daß die jeweils gleichachsigen Bolzenenden in Lagerböcken (4 bzw. 5) einer oberen und unteren Gabel formschlüssig, drehbar und axial begrenzt verschiebbar gelagert sind.

2. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (12,13) am Herzstück (10) angeformt sind und in einer Ebene liegen.

3. Meßanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens zwei gleichachsigen Bolzen (12) Ausnehmungen (14) quer zur Kraftrichtung enthalten sind und daß an etwa parallel zur Bolzenachse sich erstreckenden Innenflächen dieser Ausnehmungen (ί4) Dehnmeßstreifen (15) zum Erfassen von Dehnung und Stauchung angebracht sind.

4. Meßanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei gleichachsige Bolzen (12) parallel zur Kraftrichtung sich erstreckende Ausnehmungen (16) enthalten und daß an etwa parallel zur Bolzenachse verlaufenden Innenflächen der Ausnehmungen (16) Dehnmeßstreifen (17) in 45°- und 135°-Richtungen zur Kraftrichtung zum Erfassen der Scherdehnung bzw. -Stauchung angebracht sind.

5. Meßanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf Ober- und Unterseite des Herzstückes (10), bezogen auf die Kraftrichtung, wenigstens je eine 90°-Dehnmeßstreifenrosette (18) so angebracht ist, daß die Streifenrichtungen parallel zu den Bolzenachsen verlaufen.

6. Meßanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Herzstück (10) eine zentrische, zur Kraftrichtung parallele Bohrung (19) enthält und daß an der Bohrungswandung symmetrisch zur Ebene der Bolzenachsen auf gegenüberliegenden Flächen je zwei parallel zur Achse eines Bolzenpaares (13) verlaufende Dehnmeßstreifen (20) angebracht sind.

7. Meßanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Herzstück (10) eine zentrische, zur Kraftrichtung parallele Bohrung (21) enthält und daß an der Bohrungswandung auf einer Kreislinie in der Ebene der Bolzenachsen jeweils um 45° versetzt zu den Achsmitten Dehnmeßstreifen (22) unter 45°- bzw. 135°-Richtungen bezogen auf die Kraftrichtung angebracht sind.

8. Meßanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenwandung des Herz-

Stückes (10), jeweils den inneren Dehnmeßstreifen

(22) gegenüberliegend, ebenfalls Dehnmeßstreifen

(23) in gleicher Orientierung wie die inneren Dehnmeßstreifen (22) angebracht sind.

9. Meßanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Herzstück (10) außer einer zentrischen, zur Kraftrichtung parallelen Bohrung (24) auf den Winkelhalbierenden zwischen den Bolzenachsen je eine zur Kraftrichtung parallele Bohrung (25) enthält und daß in jeder Bohrung (25) in der Ebene der Bolzenachsen an der Innenwandung jeweils mittig zu den Winkelhalbierenden einander gegenüberliegende Dehnmeßstreifen (26) unter 45°- bzw. 135°-Richtungen bezogen auf die Kraftrichtung angebracht sind.

10. Meßanordnung für Kraftmessungen an einem Auflager eines Wägeobjektes wie z. B. ein Schüttbunker, ein Behälter, eine Plattform od. dgl. unter Anwendung einer Wägezelle, die horizontale, zueinander querliegende Bolzen und ein Verbindungselement enthält, von denen zwei gleichachsige Bolzenenden in Lagerböcken einer starr auf dem Fundament ruhenden Gabel formschlüssig gehalten sind und die anderen gleichachsigen Bolzenenden eine am Wägeobjekt starr befestigte, nach unten ragende Gabel drehbar tragen, wobei an wenigstens einem Bolzen Dehnmeßstreifen angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement als Herzstück (1) aus metallischem Federmaterial ausgebildet ist und in zwei in bezug auf die Kraftrichtung übereinanderliegenden Ebenen je eine Durchgangsbohrung aufweist, in denen je ein Bolzen (2 bzw. 3) mit kreissymmetrischen Bolzenenden in seiner Mitte formschlüssig gehalten ist und daß die beiden Bolzenenden jeweils eines Bolzens in Lagerbökken einer oberen bzw. unteren Gabel formschlüssig, drehbar und axial begrenzt verschiebbar gelagert sind.

11. Meßanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Bolzen (2 bzw. 3) ein an sich bekannter Lastmeßbolzen ist.