195997. lajstromszámú szabadalom • Csőszerű mérőcella erő és tömeg mérésére
z 195997 3 A találmány tárgya csőszerű mérőcella erő és tömeg mérésére, amely felső és alsó záróelem között elrendezett és hossztengelylyel párhuzamos fallal határolt, nyúlásmérö ellenállásokat hordozó oszlopot tartalmaz, és belső átmenő nyílással van kialakítva. A találmány szerinti mérőcella erő és tömeg nagy pontosságú mérését teszi lehetővé. A csőszerű mérőcellákat, mér létező berendezések átalakítása során építik be, vagy olyan helyeken használják, ahol axiális irányú erőhatásokat kell megmérni. Ezek ismert változatai hengeres testként vannak kialakítva, amelynek alsó és felső záróeleme a hengerpalást alakú oszloptól gyakran csak jelképesen, egy kimart bemélyedéssel van elválasztva. A hengerpalástra viszik fel a nyúlásméró ellenállásokat, amelyek megfelelő sorrendben kapcsolva erőhatásra további értékelésre alkalmas mérőjeleket generálnak. Az ismert csőszerű mérőcellák elterjedését gátolta az a Lény, hogy a mérést az elfogadható határnak tekintett 0,5%-nál általában sokkal nagyobb hiba terheli, vagyis a pontosság kicsi, nem áll arányban a beépítéssel járó költségekkel. A találmány célja az ismert csőszerű mérőcellák fentiekben vázolt hiányosságénak megszüntetése, tehát azoknál nagyobb, legalább 0,5%-os mérési pontosságot biztosító mérőcella kidolgozása. A találmány alapja az a felismerés, hogy a hengerpalást alakú oszlopon terhelés hatására az erővonalak nem megfelelő eloszlása alakul ki és ez okozza a mérés pontatlanságát. Ezért szükség van az oszlop alakjának megváltoztatására. A kitűzött cél elérésére olyan csőszerű mérőcellát dolgoztunk ki, amely felső és alsó záróelem között elrendezett és hossztengelylyel párhuzamos belső és külső fallal határolt, tenzometrikus mérőelemeket hordozó oszlopot tartalmaz, és a találmány szerint az oszlop a hossztengelyre szimmetrikusan változó falvastagsággal van kialakítva, ahol a legnagyobb vastagságú helyeken hordozófelületek vannak, s közöttük egymáshoz viszonyítva eltolt görbületi középpontú közbenső felületek vannak. Felismerésünk szerint a legcélszerűbb négy, egyenes síkokként kialakított hordozófelületet alkalmazni, amelyek között a közbenső felületek körhenger felületek. A mérés pontosságát, ismétolhetöségét javítja, ha az alsó és a felső záróelem közül legalább egyben, célszerűen azonban mindkettőben, a záróelem anyagában sugárirányú nyílásokat alakítunk ki a közbenső felület meghosszabbításában. A találmány szerinti csőszerű mérőcella esetében a nyúlásmérö ellenállások a célszerűen egy testből kialakított mérőcella oszloprészének hordozófelületein vannak elrendezve. A találmány szerinti csőszerű mérőcella erőhatások és tömegek 0,5%-nél nem rosszabb pontosságú méréséi teszi lehetővé. A találmány tárgyát a továbbiakban péls dakénti kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti csőszerű mérőcella oldalnézete, a 10 2. ábra az 1. ábra szerinti mérőcella A-A metszete, míg a 3. ábra az 1. ábra szerinti mérőcella B-B metszete. A találmány szerinti csőszerű mérőcella 15 (1. ábra) 1 felső és 2 alsó záróelem között elhelyezett, velük célszerűen egy anyagdarabból kiképzett 3 oszlopot tartalmaz, ahol a 3 oszlopban és általában mind az 1 felső, mind a 2 alsó záróelemben 8 hossztengellyel 20 párhuzamos belső fallal határolt 7 átmenő nyilas (2. ábra) van. A 3 oszlopot ugyancsak a 8 hossztengellyel párhuzamos külső fal határolja. A belső falfelület célszerűen körhenger alakú. A találmány értein ében a 3 oszlop 25 külső falának kialakítása olyan, hogy keresztmetszetében (2. ábra) a hossztengelyre szimmetrikusan vékonyabb és vastagabb részek vannak. Célszerűen négy vastagabb rész van, amelyeken A hordozófelületek van- 30 ,nak kialakítva tenzometrikus .mérőelemek, például 9 nyúlásmérö ellenállások számára. A 4 hordozófelüleLek célszerűen egyenes vagy nagy görbületi sugarú Ei'kok, c közöttük a külső falat 6 közbenső felületek határozzák 35 meg, amelyek görbületi középpontjai nem esnek egybe a KoSsztengellyel, Előnyösen a 6 közbenső felületek körhengerpalást részeként vannak kialakítva. Általában mind az 1 felső, mind a 2 alsó -10 záróelem korong alakú, vastagságuk, átmérőjük azonos. Az alkalmazási feltételektől függően azonban ez változó is lehet, a találmány értelmében viszont fontos, hogy a 3 oszlop statikai középpontjai az 1 felső és a 2 alsó ‘15 zéróelem statikai középvonalával egybeessenek, mivel ez az erőátvitel szempontjából lényeges. A 9 nyúlásmérö ellenállások védelme szempontjából előnyös, ha a záróelemek a 3 oszlop külső felületéből kiállnak. 50 Ugyancsak az erőátvitel miatt előnyös az 1 felső és a 2 alsó záróelemek közül legalább egyben, célszerűen mindkettőben 5 sugárirányú nyílásokat (1. és 3. ábra) készíteni. Ezek a hossztengelyre szimmetrikusan 55 • vannak elrendezve, előnyösen a 3 oszlop minden vékonyabb zónája felett, illetve alatt. Természetesen, például négy 4 hordozófelület kialakítása mellett az 5 sugárirányú nyílások lehetnek csak két 6 közbenső felület meg- 50 hosszabbításában. Az 5 sugárirányú nyílások általában nem a megfelelő záróelem nyitott kimélyitései, hanem a záróelem anyagában kimaréssal készítet*. lyukszerű könnyítések, amelyek növe- G3 3
