179550. lajstromszámú szabadalom • Elektromechanikus mérőátalakító erőmérés céljára
I 179550 4 hogy egyik végén rögzített, másik végén összekötött két vagy több párhuzamosan elmozduló vagy deformálódó tartó közé elhelyezett testen a tartók szabad végére gyakorolt terhelés hatására a geometriai kialakítás által meghatározott áttételen keresztül létrehozott mechanikai igénybevételt mérjük. A találmány tárgyát példakénti kiviteli alakok kapcsán, rajzok alapján ismertetjük részletesebben. Az 1. ábra a mérőtest kinematikai vázlata. A 2. ábra a mérőtest egyik kiviteli alakját mutatja. A 3. ábra a mérőtest felhasználásával készült húzónyomó erőmérőcellát ábrázol. A 4. ábra csapcella elrendezést mutat. Az 5. ábra kéttámaszú tartóként kialakított erőmérőcellát mutat. Az átalakító működését az 1. ábra alapján ismertetjük. A 12 mérőtest két párhuzamosan elhelyezkedő 1, 2, 3, 7 csuklókkal megfogott 5, 6 rúdból és a közöttük elhelyezkedő 8 nyírótestből áll. Az 5, 6 rudak egyik vége a 2, 7 csuklókon keresztül a terhelőerőt felvevő 4 testhez csatlakozik. Az 5, 6 rudak másik vége az 1, 3 csuklókkal a 9 megfogáshoz kapcsolódik. Az 5, 6 rudak között helyezkedik el a 8 nyírótest. A 8 nyírótest célszerűen az 5, 6 rudakkal egy anyagból készül, de lehetséges olyan megoldás is, hogy a 8 nyírótestet külön darabként rögzítjük az 5, 6 rudakhoz. A terhelés hatására a csuklópontok körül az 5, 6 rudak egymással párhuzamosan elmozdulnak (lb. ábra), miközben a közöttük elhelyezett 8 nyírótestet deformálják. Az F terhelő erővel az h és 12 karok arányától függő V deformáló erő tart egyensúlyt. Az 1 !, 12 karok alkalmas megválasztásával a V deformáló erő az F terhelő erő többszöröse lehet, amely különösen kis méréshatárú átalakítók készítésénél jelent nagy előnyt. A V deformáló ere a 8 nyírótestben homogén tiszta nyírófeszültséget ébreszt, melyet a test két átellenes oldalára felragasztott Rí, R2 valamint R3 R4 nyúlásmérő ellenállásokkal hídkapcsolásban mérünk. A 2. ábrán a 12 mérő test olyan kiviteli alakját ábrázoltuk, ahol az 1, 2, 3, 7 csuklókat rugócsuklóként alakítottuk ki, a 12 mérőtestbe elhelyezett 16, 17 furatok segítségével. A 16, 17 furatok között megmaradó anyagrész képezi az 5, 6 rudakat, valamint a 8 nyírótestet, amelyre az R, 2,3,4 nyúlásmérőbélyegeket ragasztjuk. Az F terhelő erőt az 5, 6 rudak 2. 7 csuklóit összekötő F terhelő erőt felvevő 4 testre gyakoroljuk. A 3. ábra a találmány szerinti 12 mérőtest felhasználásával készült húzó-nyomó erőméiőcellát mutat. Ebben az elrendezésben a 12 mérőtestet 10 alaplappal és 11 nyomólappal egészítjük ki, célszerűen egy anyagból készítve a 12 mérőtesttel. All nyomólapot a 18 befűrészelés választja el a 12 mérőtesttől. A 13, 14 furatok az 1, 2 esuklóK rúg ócsuklókén ti kialakítását biztosítják Has-,-illő megoldással képeztük ki a 10 alaplapot is. Az F terhelő erő a 11 nyomólapon tetszőleges helver: működhet. Az erőbevezetés pontosságával szemben: úzéketbnség lehetővé teszi a kapcsclódó alkatrészek egyszerű kialakítását, elektronikus mérlegben alkalmazva, a beépítés igénytelen kivitelezését. A 4. ábra a találmány felhasználásával kialakított csapcella konstrukciót mutat, mikor a 12 mérőtest végére 15 hüvelyt húzzuk és az F terhelő erőt vagy megoszló p terhelést a 15 hüvely külső felületére gyakoroljuk. A mérőcella kimenő jele csak a terhelés nagyságától függ, az erőmegoszlás módjától, vagy az F terhelő erő helyzetétől gyakorlatilag független. Az így kialakított erőmérőcella a terhelés irányára merőlegesen csaknem olyan merev, mint mérőirányban, így elektronikus mérlegben alkalmazva a híd rögzítését is el tudia látni. Az 5. ábra olyan kiviteli alakot mutat, amelynél a két 12 mérőtest felhasználásával kéttámaszú tartót alakítunk ki. Ekkor a nyúlásmérő ellenállásokat különböző elrendezésben lehet alkalmazni. Pl. a 8/a nyírótest két oldalán átellenesen az Rj és R2 nyúlásmérő ellenállásokat, a 8/b nyírótestre az R3 és R4 nyúlásmérő ellenállásokat. Ezzel gyakorlatilag egyenértékű megoldás az is, hajnind a 8/a, mind a 8/b nyírótestre négy-négy nyúlásmérő ellenállást ragasztunk és az összesen nyolc mérőellenállást kapcsoljuk hídba. A találmány szerinti elrendezés bármely rugalmasan deformálódó anyagból kialakítható. Különböző rugalmassági modulusú anyagok kombinációjával további előnyöket lehet biztosítani. így pl. a 12 mérőtest acélból, a 8 nyírótest bronzból, vagy alumíniumból is készülhet és ezáltal a mérés érzékenyebbé válik, illetve a mérőcella sorozat méréshatárai bővíthetők. A fentiekben ismertetett 12 mérőtest felhasználásával csaknem valamennyi erőmérésre visszavezethető mechanikai mennyiség, így pl. a nyomás, forgatónyomaték, rezgés, szüggyorsulás mérése is megvalósítható. A találmány szerinti megoldás felhasználásával készült erőmérőcellák az alábbi előnyöket nyújtják: — csak a főirányban működő erőt méri, egyéb irányú erőhatásokra érzéketlen,- az erő támadáspont helyzetétől független a cella kimenőjele, — alacsony méréshatárban is rendkívül rövid mérési úthossz,- a nyúlásmérő ellenállások a kis hőkapacitással rendelkező nyírótesten egymáshoz közel helyezhetők el, így a mérési paraméterek kedvező hőfokfüggése biztosítható a mérőtesten belüli inhomogén hőfokelosztás esetén is,- gyártási előny, hogy az előregyártott mérőtesten a méréshatár utólag is beállítható a rugócsuklók méretének változtatásával, — széles méréshatárban alkalmazható a gyártási nehézségek fellépése nélkül. Szabadalmi igénypontok: l. Elektromechanikus mérőátalakító erőmérés céljára, olyan mérőtest kialakításra’ amely nyírótesa hrífJmaz, amelyen ayúlásmérő ellenállások vannak hídkapcsolásban rögzítve, azzal jellemezve, hogy a nyírótest (8) két, vagy több rúd (5, 6) között he-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 í.0 65 2
