202648. lajstromszámú szabadalom • Képlékeny alakító eljárás és szerszám
3 HU 202 648 B 4 1. ábra: A találmány szerinti eljárással gyártott mérőelem egy lehetséges kiviteli példája. 2. ábra: A találmány szerinti eljárással gyártott mérőelem alkalmazásával kialakított elmozdulásérzékelő. 3. ábra: Alakító szerszám aktív elemeinek kialakítása. 4. ábra: A szerszám megoldás részletezése. A találmány szerinti eljárással gyártott mérőelem egy lehetséges kiviteli példáját az 1. ábra mutatja be. Az ábrán egy nagyon egyszerű alakú, elsősorban elmozdulásérzékelőkhöz használható 1 mérőelem látható, a korábban ismertetett három jellegzetes rész feltüntetésével: a befogó zóna, b deformáló zóna és c mozgó zóna. Az a befogó zónán alakíthatók ki a felerősítő furatok, míg a c mozgó zóna végéhez illeszkedik a mérendő elmozdulást követítő rudazaL (Az ábrán a befogás vonalkázással, a mérendő elmozdulás kétirányú nyíllal van jelölve.) A nyúlásmérő ellenállások a hídkapcsolások ismert szabályai szerint a b deformálódó zóna mindkét oldalára vannak felragasztva. A b deformálódó zóna b/1 tartománya párhuzamos sík lapokkal határolt, ahova a nyúlásmérő bélyegek mérőrácsa kerül. Ide koncentrálódik az 1 mérőelem gyakorlatilag teljes deformációja, mivel az a befogó és c mozgó zóna merevsége a b deformálódó zóna merevségének közelítően százszorosa. Az 1. ábrán bemutatott 1 mérőelem b deformáló zónája 0,1.. .0,3 mm vastagságú, az a befogó és c mozgó zónák vastagsága ennek több mint tízszerese, közelítően 2...3 mm. A méretarányokból és a különleges alakból következik, hogy az ilyen jellegű alkatrész marással és köszörüléssel egyáltalán nem munkálható meg, tömbös, ill. huzalos szikraforgácsolással, vagy egyéb különleges eljárással is csak nagy nehézségek árán. Ugyanakkor az alakadó megmunkálás előtt végzett hőkezelés csak a szikraforgácsoló technológiák esetében képzelhető el, hagyományos megmunkáláskor erre nincs lehetőség, megmunkálás után hőkezelni pedig az adott méretek és méretviszonyok miatt nem lehet. A képlékeny alakító eljárások közül a hagyományos zömítés szintén nem jöhet számításba a kívánt nagy redukció során jelentkező instabilitás miatt A találmány szerinti eljárással gyártott 1 mérőelemre alapozott elmozdulásérzékelő egy lehetséges, ismert megoldású kiviteli példáját a 2. ábra mutatja. Az 1 mérőelem a 2 rögzítő elemen keresztül csatlakozik a 3 házhoz. A 3 ház oldalából nyúlik ki a 4 tapintó cső, melyben az 5 tapintó rúd foglal helyet. Az 5 tapintó rúd a 7 golyó közvetítésével csatlakozik az 1 mérőelemhez, a játékmenetes kapcsolatot a 6 spirálrugó biztosítja. Az 1 mérőelem b deformálódó zónájára ragasztod 8 nyúlásmérő bélyegek kivezető huzaljai a 9 kábelen keresztül csatlakoznak a villamos jelfeldolgozó műszerhez. Az ismertetett elmozdulásérzékelő esetében a találmány szerinti eljárással gyártott mérőelem alkalmazása azzal az előnnyel jár, hogy a mérőelem pontosságát közelítően egy nagyságrenddel javítja, a linearitási és hiszterézis hibát tizedére csökkenti, ugyanakkor a mérőelem nagy szilárdsága miatt az érzékenységet kettőnégyszeresre növeli. Ugyanis a hagyományos, azonos keresztmetszetű lemezből készített mérőelemek alkalmazásával a mérőeszköz eredő hibája az irodalom, valamint saját kísérleteink szerint 1-2%, ezzel szemben a találmány szerinti eljárással gyártott mérőelcmmel felszerelt elmozdulásérzékelők pontossága 0,1%, érzékenysége 1 mV/V helyett 4 mV/V is lehet a végkitérésre vonatkoztatva. A 2. ábrán bemutatott megoldáson kívül a találmány szerinti eljárással gyártott mérőelem más kialakítású elmozdulásérzékelőkben is eredményesen alkalmazható. Hasonlóan kiváló minőségű erő- és nyomatékmérők is fejleszthetők a találmány szerinti eljárással gyártott mérőelemmel, különösen a kis méréshatárú jelátalakítók esetében domborodnak ki az új megoldás előnyei. A találmány szerinti eljárással gyártott mérőelem alkalmazási területei tehát az előzőekből következően az alábbiak:- A 2. ábra szerinti elmozdulásérzékelők 1... 10 mm mérési tartományra.- Az irodalomból ismert, áttételt tartalmazó elmozdulásérzékelők a 10... 100 mm-es mérési tartományra.- Kis méréshatárú, precíziós erőmérő cellák az 1...500 N mérési tartományra.- Kalickás rendszerű nyomatékmérők a 0,01... 5 Nm mérési tartományra.- Alacsony frekvenciás gyorsulás- és rezgésérzékelők.- Mindezeknek a jelátalakítóknak az egyenesbevezető és rugalmas csuklózó elemei. A találmány szerinti szerszám aktív elemeinek kialakítását a 3. ábra mutatja. A 3.a. ábrán az 1 mérőelem kisajtolt helyzetben látszik, a zömítést a 10 felső és 11 alsó zömítő bélyeg végzi. A nagy szilárdsági igénybevétel miatt a 10 felső és 11 alsó zömítő bélyeg anyaga keményfém. A szerszám alakító részének előnyös kivitelét a 3.b. ábra mutatja. A bejelölt méretek ajánlott értékei a következők (7x2 mm keresztmetszetű lemez sajtolásához): x = 3...5 mm xx = 0,5 mm a = 0,3...0,5 fok ß = 10 fok A találmány szerinti képlékeny alakító szerszám gyakorlati megvalósítását a 4. ábra mutatja oldalnézeti és felülnézeti képen. A 3. ábráról már ismert 10 felső és 11 alsó zömítő bélyeg, valamint az 1 mérőelem, mint fő egységek, a következő rugós kerettel egészülnek ki: az 1 mérőelemet a 12, 13, 14, 15 befogó pofák rögzítik mindkét oldalon. Ezeket a 16 és 17 rugók feszítik elő, miáltal az 1 mérőelem a sajtolás alatt tengelyirányú húzóerőt kap. A 16, 17 rugókat szereléshez a 18, 19 előfeszítő csavarok szorítják össze, az 1 mérőelemet pedig a 20,21 csavarok rögzítik a 12... 15 befogó pofák között. A szükséges Fc előfeszítő erőt, mely a 4. ábrán van jelölve, a következő megfontolások alapján kell kiszámítani: Legyen az 1 mérőelem anyaga K036jelű acél, melynek folyási görbéje kf= Al + A2 • A.c (1) alakban adott, ahol A1 = 196 N/mm2, A2 = 1150 N/mm2, C = 0,326. Az Fe előfeszítő erő nagyságát úgy kell meghatározni, hogy az a teljes képlékeny alakítási folyamat alatt mindig kisebb legyen, mint a lemez pillanatnyi szilárdsága 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
