187578. lajstromszámú szabadalom • Elektromos erőfelvevő
1 187 578 2 A találmány tárgya az erő elektromos mérésének területe mérőváltók segítségével, amelyek nyúlásmérőbélyeggel vannak ellátva. Az ismert nyúlásmérőbélyeggel ellátott elektromos erőfelvevő rugalmas testből, legtöbbször deformálódó testből és az ezen elhelyezett nyúlásmérőbélyegekből áll. A mérendő erő erre a deformálódó testre hat, amely deformálódik és változása a nyúlásmérőbélyeg ellenállásának változásához vezet. Ezek a változások elektromosan kiértékelhetők. A nyúlásmérőbélyegek tulajdonságai és a technológiájának meghatározásán kivül a deformálódó test szerkezete és technológiája mértékadó az erőfelvevő tulajdonságaira nézve. A deformálódó test különböző alaptípusai ismeretesek, amelyek különböző mérési tulajdonságúak, de különböző előállítási költségűek is. A zömítőtest-típusú deformálódó test a legkedvezőbb gyártástechnikai szempontból. Lényeges működésbeli hiányossága, hogy a deformálódó testnek az erő irányában lényegesen hosszabbnak kell lennie, mint a tulajdonképeni aktiv zónának - tehát a nyúlásmérőbélyeggel bevont résznek - megfelelő, ha kielégítően kis mérési hibának szabad kiadódni. Ebből az következik, hogy a külső erőbevezető darab által okozott zavarnak elég széles lecsillapodásának kell lennie, úgy, hogy az aktív zónában meghatározott feszültség és deformálódó mező tudjon kialakulni. Hasonló az elegendően hosszú zömítőtest hatása is, amely azáltal keletkezik, hogy a külső erőbevezetődarab alapvetően a dörzsölőerőt is (például merőlegesen a külső erőre) átviszi a deformáló testre, ami hiszterézist okoz az átviteli görbén. Nagy anyagfelhasználáson kívül a szükséges nagyságú deformálótesthosszból járulékos tulajdonságromlás adódik, mint például a csekély keménység, ezáltal nagyobb a mérőszakasz, továbbá nagyobb a nyíróerő befolyás. A zömítőtest említett hiányosságai hajlító-csavaró vagy nyirófeszültség-testtel ellátott deformálódó testtel nagyobbrészt kikerülhetők. Azonban az a hiányosságuk, hogy nagyon drágák. A nyirófeszültségtestnél a járulékos nyúlásmérőbélyeg felragasztása nagyon bonyolult. A találmánnyal célunk a deformálódótest zömítőtesttípusának továbbfejlesztésével olyan deformálódótest kialakítása, amely az említett ismert zömítőtesttípus méréstechnikai, ill. anyagvonatkozású hiányosságaival nem rendelkezik, hajlító- nyírófeszültség- és csavarótestekkel szemben azonban jelentősen kisebb előállítási költséget igényel. Különösen a szokásos zömítőtestnél szükséges technológiai lépést egyszerű megmunkálással, például fúrással helyettesíteni. A találmánnyal megoldandó feladat deformálódótest zömítőtest típusának olyan kialakítása, amely csekély járulékos előállítási költséget igényel az ismert zömítőtesttípussal szemben, hasonló méréstechnikai tulajdonságoknál lényegesen kisebb deformálódótesttel és ezáltal csökkentett anyagfelhasználással vagy változatlan hossz mellett lényegesen jobb mérési tulajdonásgokkal rendelkezik. A találmány szerint a deformálódótest-darabokon, amelyeket az aktív, a nyúlásmérő bélyeget tartó rész és a külső erőbevezető felületek közötti zónában alakítunk ki, a keresztirányú nyúlásnak, ami főleg a bevezetőfelület dörzserőitől származik, az aktív zónáig való terjedését erős mértékben megakadályozzuk. A speciális zónát különösen úgy kell kialakítanunk, hogy a hasznos feszültségek a testben, amelyek a külső erő irányában hatnak, különösen hatásosan homogénen vagy pedig irányítottan és meghatározottan koncentrálódjanak. A speciális zóna a deformálódótest tengelyével szimmetrikusan elhelyezett szabályos (például hengeres, gömbformájú vagy szög-szimmetrikus) üreget belül összekötő darabból áll a külső erőbevezető felületek és a deformálódótest aktív része között. Az aktív rész mindkét oldalára vagy csak az egyik oldalára helyezhetjük. A találmány további jellemzője, hogy a szabályos üreg a speciális zónában, mint áthatás több, a deformálódótest tengelyére merőlegesen fektetett és ezt megtűzdelt horony által keletkezik. A technológiailag legkedvezőbb esetben ezek a hornyok furatoknak vannak kialakítva. A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti eszköz példaként kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon: Az 1. ábra az elektromos erőfelvevő alapformája nyúlásmérőbélyeggel és két speciális zónával, amelyek mindig szimmetrikusan elhelyezett szabályos üregből állnak; A 2. ábra az elektromos erőfelvevő alapformája nyúlásmérő bélyeggel és két speciális zónával, amelyek két furat keresztülhatásával keletkeznek; A 3. ábra a 2. ábra szerint két furat áthatása csak egy speciális zónával, amelynek szöghelyzete egymás keresztmetszeteinek aktív részéhez illesztett. Amint az 1. ábrán látható, az elektromos erőfelvevő találmány szerinti alapformáját ábrázoltuk nyúlásmérőbélyeggel és két speciális zónával kétoldalúan az aktív rész és az erőbevezetőfelületek között. Az aktív rész a V deformálódótest része, amely DMS nyúlásmérőbélyeggel van felszerelve. Ezen részek és az erőbevezető felületek között, amire az F mérőerő hat, a speciális Z zóna van elhelyezve, amely a tengelyhez szimmetrikusan elhelyezett szabályos S üreget tartalmazza. Ez az üreg kényszeríti viszonylag rövid deformálódótest darab átmenetét pont-formájú vagy határozatlan támadású külső erőtől, gyűrű alakú belső normál feszültségű profilra és ezáltal az aktív rész területének jobb homogenitását. Ugyanakkor a speciális Z zóna területe viszonylag érzékeny, tekintve a keresztfdeformációt. Azzal a hatással jár, hogy a dörzshatás az erőbevezető felületen hiszterézis alakú keresztirányú nyúláshelyzetével nagyon gyorsan az aktív zónához lecseng. A 2. ábrán a találmány szerinti elektromos erőfelvevő alapformáját nyúlásmérő bélyeggel és kétoldali aktiv rész és az erőbevezető felületek között elhelyezett speciális Z zónával ábrázoltuk, amely áthatásaiból több hasonló, a V deformálódótest tengelyére merőlegesen fekvő és teljesen teletűzdelt hornyok keletkeznek. A 2. ábrán ezek a hornyok furatokból állnak, amelyek párosán, azonos síkban vannak elhelyezve 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
