NO762711L - - Google Patents

Abstract

Strekkmåleapparat.

Description

Oppfinnelsen vedrører målinger av strekk i konstruk-sjoner ved bruk av elektriske strekkmålere.

Det er vanlig å anordne en serie slike målere på en understøttelse som på sin side er anordnet på konstruksjonen i hvilken strekket skal måles. Dette letter målingsprosessen spesielt på grunn av at det er mulig på denne måte å anordne målerne slik at forskjellige feilkilder, særlig nullfeil, blir unngått, men selv hvis en enkelt måler benyttes kan det være foretrukket å anordne den på en understøttelse for å feste den mer hensiktsmessig til konstruksjonen eller å anordne den i en omhylling som vil beskytte den mot smuss og ødeleggelse eller å sørge for en forstørrelse av konstruksjonens strekk.

Måleren er derfor ikke i direkte kontakt med konstruksjonen som skal måles, og problemer kan oppstå når man skal sikre at strekket i konstruksjonen blir tilsvarende reflek-tert i måleren eller målerne eller ved anordning av en enhet som kan anordnes på konstruksjonen uten å kreve en stor innsats eller fagkunnskap. Problemet blir mer vanskelig på grunn av det faktum at det vanligvis er nødvendig å sikre at enheten er festet meget fast til konstruksjonen mens den likevel må være istand til å tillate strekkmåleren eller målerne å reagere fritt på konstruksjonens strekk.

I U.S. patent nr. 2.316.075 er det f. eks. beskrevet en enhet som omfatter en bueformet bjelke hvis ben samvirker med den flate som skal måles, og strekkmålere 'anordnet på

de øvre og nedre kanter av buen er respektivt sammentrykt og utstrakt hvis flaten mellom benene til enheten forlenges, idet målerne er forbundet i en brokrets for å uttrykke strekkene som opptrer i konstruksjonen. En slik anordning gir en direkte re-aksjon på strekket i konstruksjonen, men det er umulig å utøve

et slikt trykk på benene at de holdes fast på plass hvis konstruksjonen f. eks. beveger seg. Anordningen er derfor mer egnet for omhyggelig kontrollerbare laboratoriebetingelser enn for vanlig industriell anvendelse.

Britisk patent nr. 1.335-520 er et eksempel på en enhet som kan festes fast og som dessuten er beregnet på å være fullstendig omhyllet, slik at den kan benyttes på steder hvor smuss eller fuktighet utgjør et problem, og den kan monteres sikkert på en beveget konstruksjon, såsom en aksel eller hjul-understøttelse på et kjøretøy. Enheten omfatter avstandsplaserte endeblokker som innbygdes er forbundet av et sammenhengende, -men fleksibelt bæreelement på hvilket målerne er anordnet, idet endeblokken er utstyrt med innretninger for å feste dem til konstruksjonen, slik at hver av dem er fullstendig festet i forhold til den hosliggende del av konstruksjonen slik at bæreelementet vil deformeres med bevegelser for konstruksjonen.

Ved en slik anordning vil forberedelsen av flaten for mottagelse av enheten være mer komplisert, da det nå er nød-vendig at to avstandsplaserte områder av flaten skal ligge i samme plan hvis enhetene skal festes uten en første deformering. Målerne er også istand til å frembringe signaler som bare er indirekte forbundet med strekket og sammentrekningen av konstruk-sjonsHlaten mellom endeblokkene, og de kan påvirkes av uvedkommen-de bevegelser, såsom dreining av konstruksjonen. På grunn av at endeblokkene er positivt festet til konstruksjonen, vil alle strekk i flaten bli overført til målerne, men dette kan være en ulempe hvis anordningen er utsatt for overbelastning, f. eks. ved forbigående dynamisk belastning, og en ødeleggelse kan bevirkes for målerne eller deres målekrets.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et strekkmåleapparat som omfatter minst en strekkmåler og er anordnet for samvirke med flere avstandsplaserte områder av en flate for oppnåelsen av signaler fra måleren i samsvar med strekket i flaten mellom områdene, hvilken minst ene.måler er anordnet på minst ett ettergivende, deformerbart bæreelement som rager frem fra en stiv understøttelse for samvirke med flaten, hvilken understøttelse er utstyrt med innretninger for festing eller tillater festing av apparatet til flaten ved et ytterligere område som er avstandsplasert fra området for samvirke med bæreelementet eller hvert bæreelement med overflaten.

På denne måte oppnås en festing av apparatet til flaten -ved et område som adskiller seg fra et samvirkende område fra hvilket en strekkmåling utledes, og en sikker festing kan ut-føres mens man fremdeles sikrer at signalene som frembringes av strekkmåleren eller målerne er direkte avhengig av sammentieek-ninger eller ekspansjon for flaten, som blir bestemt utelukkende av ettergivenhetstypen for bæreelementet. Fortrinnsvis er denne effekt best oppnådd ved anordningen av flere bæreelementer i avstandsplaserte områder, fortrinnsvis symmetrisk i forhold til festeinnretningene mellom dem.

Det er også mulig ved bruk av oppfinnelsen å anordne festeinnretningen slik at den virker gjennom ettergivende innretninger for anbringelsen av bæreelementet eller bæreelementene på overflaten hvorved de ettergivende innretninger virker som en buffer som begrenser trykket med hvilket bæreelementet eller elementene samvirker med overflaten. Dette har til resultat at apparatet kan bli fast festet på stedet uten noen risiko for overbelastning av et bæreelement eller bevirke en uheldig påvirkning på dets måler eller målere, og det er derfor mulig å-tilveiebringe en robust innretning som kan motstå ødeleggelse eller løsgjøring.

Det er mulig å benytte en slik anordning at bæreele-mentets samvirkende trykk utøves av andre innretninger enn apparatets festeinnretninger for å oppnåd disse fordeler, men ved anvendelsen av festeinnretningene oppnås en ytterligere fordel ved at monteringen av apparatet kan gjennomføres med et enkelt element. Dette på sin side kan forenkle monteringen av apparatet, idet det bare krever forberedelsen av en mindre flatedel eller det kan til og med brukes på en ikke forutbehandlet flate.

Ved en foretrukket utførelse for oppfinnelsen er det anordnet innretninger for begrensning av belastningen som ut-øves på bæreelementet eller elementene, og således kan monter^ingen av apparatet gjennomføres av ufaglærte arbeidskraft uten risiko for overbelastning av et bæreelement og sikring av at elementet samvirker med flaten med et optimalt trykk. En slik anordning er særlig fordelaktig hvis belastningen utøves av apparatets festeinnretninger.

Fortrinnsvis omfatter apparatet ifølge oppfinnelsen

en omhylling for beskyttelse mot smuss og fuktighet. Ved en

egnet anordning utgjør omhyllingen en del av innretningen med hvilken apparatet anordnes på stedet, og bæreelementet eller elementene rager ut av omhyllingen for samvirke med den flate som skal måles, men for beskyttelse av de fremragende deler eller den fremragende del er det anordnet ytre avtetningsinnret-ninger for samvirke med flaten på hvilken apparatet monteres.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere beskrives

-under henvisning til utførelseseksempler som er fremstilt på tegningen som viser: fig. 1 et riss hvor delene er trukket fra hverandre av en utførelsesform for strekkmåleapparatet ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 et aksialt delsnitt av apparatet på fig. 1 i større målestokk,

fig. 3 et skjematisk riss av den elektriske krets

for apparatet på fig. 1 og 2,

fig. 4 et skjematisk planriss av en annen utførelse for strekkmåleapparatet ifølge oppfinnelsen.

Under henvisning til fig. 1 og 2 på tegningen omfatter apparatet et i det vesentlige sirkulært hus 2 som innbefat-ter et ytre huselement med en sylindrisk'ytre vegg 4 og en ringformet bunnvegg 6, en indre hylse 8 med en skruegjenget forbindelse 10 med bunnveggen 6 til det ytre huselement og en ringformet øvre dekkplate 12 som ligger an mot den ytre husdel og hylsen.

I huset 2 er det en stiv ringformet støtteplate 14 med diametralt motsatt liggende.boringer 16 i hvilke bæreelementer 18 holdes parallelt til sentralaksen for huset og rager gjennom tilsvarende boringer 20 i husets bunnvegg 6. På den øvre side av platen 14 er det også et par diametralt motsatte utsparinger 22 som er anordnet symmetrisk i forhold til boringene 16. Ettergivende trykkputer 24, f. eks. av silikongummi, er plasert i utsparingene, men rager opporøesurved flaten til støtteplaten 14 og er sammentrykket mellom platen 14 og en bære-plate 26 som tvinges ned av en krave 28 på hylsen 10 når hylsen skrus inn i husets bunnvegg 6. Alternativt er det mulig å ut-styre kraven med bæredeler for putene 24.

Hvert bæreelement 18 omfatter et sylindrisk legeme

32 som er glidbart plasert i støtteplatens boring 16 og en skul-der 32a på legemet samvirker med støtteplaten 14 slik at nedover- rettede krefter fra putene 24 overføres til bæreelementene. Ved den nedre ende av elementet er det en herdet konisk spiss 34 som er avstandsplasert fra hovedlegemet med en avsmalnet del 36 som har -motsatte plane flater 38 normalt på diameteren til huset gjennom sentrum av boringene 16. På disse flater er det anordnet respektive motstandsstrekkmålere 40 hvis ledninger 42 utstrekker seg gjennom respektive boringer 44, 46 i elementlegemet og bæreplaten og gjennom en ledning-48 til et egnet instrument og en

kraftkilde som er p-lasert utvendig. Bæreplaten kan utgjøre en trykket krets for hensiktsmessig forbindelse av målerens ledninger til de ytre ledninger.

Anordningen av apparatet er slik at radiell bevegelse for legemet 32 til hvert element i forhold til huset forhindres av den stive støtteplate 14, og hvis den koniske spiss til de to elementer er anordnet i samvirke med konstruksjonens flate, vil ekspansjonen eller sammentrekningen av flaten mellom spissene påvirke den avsmalnende del 36 av elementene og således indusere motstandsforandringer i strekkmåleren på kjent måte for å frembringe signaler som er en funksjon av strekket til flaten. Som vist på fig. 3 kan målerne bli innbyrdes forbundet i form av en bro, og på denne figur utgjør målerne 40a, 40b målerne til ett element og målerne 40c, 40d de til det andre element. Vurder-ingsapparatet 50 som opptar signalene fra strekkmålerne kan ha en hvilken som helst egnet form for den spesielle anvendelse av apparatet, f. eks. anbringelsen av en avlesningsskala og/eller en permanent registrering av strekket som måles på flaten.

Ved bruk kan overføringsdelen festes til flaten som skal måles ved hjelp av en enkel stift eller bolt 64. F. eks. kan en stift festes til flaten ved sveising og apparatet plase-res på den slik at stiften rager gjennom hylsen 8,og en mutter 66 kan gjenges på stiften og strammes ned mot dekkplaten 12. Dette tvinger huset mot flaten og også, på grunn av anordningen av kraven, med bæreplaten blir bæreelementet tvunget nedover av kraften som utøves av bæreplaten mot de ettergivende puter og• støtteplaten, og den tilspissede ende stikker inn i flaten og holdes'fast i innhakket. Det er imidlertid mulig å benytte andre festeinnretninger, f. eks. kan huset 2 bli sveiset til flaten.

Det skal bemerkes at uansett hvilken festemetode som benyttes så vil innstikningstrykket være i det vesentlige uav- hengig av festekraften som utøves, da kraften overføres til det stive hus, f. eks. hylsene 8,og innstikningstrykket utøves av bæreplaten gjennom den ettergivende motstand for den ettergivende pute 24 som begrenser kraften :som utøves på elementene. Det er derfor mulig å ha et robust og sikkert festet apparat i hvilket elementene som bærer motstandsmålerne likevel er meget lett be-lastet, f. eks, er det et■innstikningstrykk eller aksialtrykk på elementene i størrelsesordenen 2 kg. Spesielt er nedbøyningen av de avsmalnede deler på hvilke strekkmålerne er anordnét fullstendig upåvirket av sikringstrykket som utøves på huset. Det skal også bemerkes at det er relativt enkelt å forandre innstikningstrykket, f. eks. hvis dette er krevet for å imøtekomme forskjellige overflatetyper ved bruk av forskjellige ettergivende puter.

En videre fordel ved den viste anordning er hvor lett det er å avtette bæreelementer, deres målere og tilhørende ledninger fra det ytre. Til dette formål kan bunnveggen 6 bære 0-ringer 52 som omgir boria gene 20 og bæreelementene og ytterligere O-ringavtetninger 54, 56 kan anordnes mellom dekkplaten 12 og husets ytre vegg 4 og hylsen 8. Hvert element kan bære en ytterligere 0-ring 58 som avtetter boringen 20 og således tilveiebringer'en sekundær avtetning som understøtter avtetnings-ringen 52 og som girn§n ytterligere beskyttelse for ledningene fra målerne. I tillegg kan det indre rom av huset fylles med et innkapslende materiale. For forstyrrelsesfri drift kan selve strekkmålerne være glassinnkapslede filmmålere, og bæredelene kan dannes av en trykket kretsplate for kretsen til hvilken målerne er forbundet med bare lav impedansledning som føres til det ytre av huset.

Muligheten til å feste apparatet med en enkeltpunkts-festing letter bruken betydelig. Således blir forberedelsen av flaten forenklet, og hvis det kan sikres at den ettergivende belastning av bæreelementene tiMater dem å innrette seg, kan det være mulig å montere apparatet uten noen forberedelse av fla-tene i hvilke innhakk dannes da spissene til elementene plastisk deformerer flaten-og derfor danner sine egne kontaktlagerpunkter. Den direkte aksiale^ belastning av bæreelementene sikrer at kon-taktflaten ikke vil forandres, da spissene tvinger seg selv ned i flaten, og når de er på plass, vil den samvirkende spiss være det eneste element for apparatet som tvinges til å bevege seg med strekk av flaten, slik at det er en måling av det virkelige flatestrekk som oppnås.

En videre fordel man har funnet som kan være særlig anvendbar når overføringsdelen kreves i arbeide under vanskelige forhold, er at den lette belastning av bæreelementene tillater at deres spisser kan forlate innhakkene hvis meget store over-belastninger bevirker store strekkbevegelser av flaten, idet spissene fører seg selv tilbake i innhakkene når overbelastnin-gen fjernes. Det er funnet at dette virker som en overbelast-nings^avlastningsmekanisme på spenningsmålekretsen og forhiind-rer ødeleggelse som ellers kunne bevirkes av forbigående over-belastninger.

Mens overføreren som er beskrevet klart kan benyttes til niange forskjellige anvendelser, vil alle de ovenfor omtalte trekkkvære særlig fordelaktige ved belastningsregistrerende an-ordninger, slik det ofte kreves for aksler eller hjulmonteringer på kommersielle kjøretøy. Slike apparater blir vanligvis., anordnet av brukeren isteden for den opprinnelige produsent, og det er 6§te vanskelig å forberede en akselflate på hensiktsmessig måte hvis overføringen som skal benyttes krever en stor plan flate å ligge an mot og krever flere festepunkter. Det er også ønskelig ved slike anvendelser å sikre at overførerne har egnet langtidsbeskyttelse mot damp og smuss og at det sikres at de er tilstrekkelig robuste til å motstå ødeleggelser i en utsatt stilling uten at det gis avkall på målefølsomheten. Disse krav oppfylles av den viste konstruksjon i hvilken sikringen og av-tetningen av huset kan oppnås' på egnet måte uten å påvirke pla-seringen av spenningsmålerens, bæreelementer, selv om den full-stendige forbindelse kan utføres ved hjelp av en enkelt bolt eller stift.

Muligheten for å beskytte mot forbigående overbelastning er også viktig ved kjøretøybelastningsmåleanordninger, da den forbigående belastning som kan utøves på akslene til et beveget . kj øretøy lett kan være mange ganger større enn den stat-iske belastning.

Det skal også påpekes at utformingen som er vist på fig. 1 og 2 bare er et eksempel innenfor oppfinnelsens ramme. Således kan det isteden for å benytte en sirkulær plan form for huset også kunne benyttes en langstrakt form for overføringsele-mentene med en relativt 'smal støttedel som virker som en bro mellom de to avstandsplaserte spenningsmålebæreelementer, hvis dette er nødvendig på grunn av plassforholdene.

Det er også mulig å benytte andre utforminger og selvfølgelig vil den valgte utforming avhenge også av det kreve-de antall og den relative plasering av spenningsmålerne. Således vil det også være mulig selv om det ikke er vanlig, å benytte en enkelt måler eller et par målere med et enkelt bæreelement som er anordnet på den frie ende til et frittbærende støtte-element som er festet til konstruksjonen ved dens andre ende. Som en videre mulighet viser fig. 4 skjematisk en måte på hvilken en vanlig rosettanordning av spenningsmålere kan benyttes i et apparat ifølge oppfinnelsen. Delene svarer til de som allerede er beskrevet i forbindelse med fig. 1 og 2 omfattende et sirkulært hus 2a, men det er nå tre likt avstandsplaserte spenningsmålebæreelementer 18a, hvert med et par spenningsmålere, og de ettergivende puter 22a gjennom hvilke innstikningstrykket utøves er anordnet i lik avstand mellom målerne. Apparatet i denne modifiserte form kan fremdeles festes med en enkelt stift eller bolt.

Claims (8)

1. Spenningsmåleapparat omfattende minst en spenningsmåler og anordnet for samvirke med flere avstandsplaserte områder på en flate til en konstruksjon for å oppnå signaler fra måleren i samsvar med spenningene på flaten mellom områdene, k a r a k t^e risert ved at minst en spenningsmåler (401 er anordnet på minst ett ettergivende, deformerbart bæreelement (l8]_. som er understøttet av en i det vesentlige stiv understøttelse (2, l4)_, idet elementet eller hvert element rager frem fra understøttelsen for samvirke med flaten i ett av de avstandsplaserte områder, idet understøttelsen er anordnet slik at den kan festes til flaten i et annet av de avstandsplaserte områder eller i et videre område som er avstandsplasert fra de andre områder.

2. Apparat ifølge krav 1,. karakterisert ved at flere bæreelementer (18) er anordnet på understøttel-sen (2, l4)_ med innretninger (8) i et område mellom deres områder for samvirke med flaten for festing eller tillate festing av apparatet til flaten.

3- Apparat ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at bæreelementet eller hvert bæreelement (18) påvirkes av understøttelsen (14) på en slik måte at det tilla-tes forskyvning på tvers av retningen for strekkmålingen og at ettergivende innretninger (24) virker på elementet eller hvert element i forskyvningsretningen for å tvinge dem mot flaten.

4. Apparat ifølge krav 3, karakterisert ved at bæreelementet eller hvert bæreelement (181 omfatter en tilspisset ende (341 som er beregnet på plastisk å deformere flaten når den er i samvirke med denne for dannelsen av sitt eget sete i flaten, en plaseringsdel (32) avstandsplasert fra den tilspissede ende som glidbart samvirker med understøttelsen og en mellomliggende del (36)lmellom den tilspissede ende og plaseringsdelen, som er ettergivende defdrmerbar og på hvilken den minst ene strekkmåler (40) er montert.

5. Apparat ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at bæredeler (261 for påvirkning av de ettergivende deler (24). er plasert i en forutbestemt stilling i forhold til understøttelsen (2, 14), hvorved det samvirkende trykk for bæreelementet eller bæreelementene (18) med flaten er uav-hengig av den kraft som utøves for å sikre understøttelsen til flaten.

6. Apparat ifølge krav 53karakterisert ved at festingen av apparatet til flaten anordnes for å presse de ettergivende innretninger (24) slik at bæreelementet eller hæreelementene (l8)_ samvirker med flaten.

7- Apparat ifølge krav 6, omfattende en omhylling som avskjermer spenningsmåleren eller målerne og anordnet for å festes til flaten, karakterisert ved at omhyllingen (2, 8, 121 danner understøttelsen eller deler av under-støttelsen for bæreelementet eller hvert bæreelement og at dens festing til flaten også bevirker et samvirke mellom bæreelementet eller bæreelementene med flaten.

8. Apparat ifølge ett eller flere av de foranstående krav, omfattende en beskyttende omhylling, karakterisert ved at bæreelementet eller bæreelementene (18). rager frem fra omhyllingen (2). for samvirke med flaten og at avtet- ningsinnretningen (52)1 anordnet for samvirke med flaten omfatter en ytre omhylling for de fremragende deler (34) til bæreelementet eller bæreelementene. <7