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Kurzfassung

Kraftmesseinrichtungen messen entweder Zug- oder Druckkräfte und müssen für den jeweils anderen Betriebszustand umgerüstet werden. Bei der neuen PTB-Umlenkeinrichtung entfallen diese Umrüstzeiten. Dadurch sind neuartige und somit schnellere Kalibrierungen auch für den gesamten Zug- Druckkraft Messbereich mit Nulldurchgang möglich. Ein weiterer Vorteil z.B. bei hochgenauem Messen ist, dass nur eine gemeinsame Klimakammer für Zug- und Druckmessungen benötigt wird. Das Umlenkprinzip kann für Kraft-Messeinrichtungen mit direkter Massewirkung, Hebel- oder hydraulischer Übersetzung, Referenzaufnehmer und anderen Prinzipien aber auch Werkstoffprüfmaschinen eingesetzt werden.

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Hintergrund

 Bisher werden Kraft-Normalmesseinrichtungen mit direkter Massewirkung, mit hydraulischer
Übersetzung und mit Hebelübersetzung so gebaut, dass für die Zug- und Druckkraftkalibrierung zwei getrennte Einbauräume verwendet werden. Somit ist es erforderlich, das Kraftmessgerät in NMIs und Prüflaboratorien jeweils für Zug- und Druckkalibrierungen von einem Einbauraum in den anderen umzubauen. Dies ist zeitaufwendig und ermöglicht keine Kalibrierung mit Nulldurchgang, d.h. man kann
nicht direkt von einer Druckkraft auf Zugkraft wechseln oder umgekehrt und auch Hysterese-Effekte um diesen Nulldurchgang nicht direkt untersuchen.

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Lösung

Die Umlenkeinrichtung ist mit drei verfahrbaren Traversen so konstruiert, dass in der Kraftmesseinrichtung innerhalb eines Aufbaus die Belastung durch Zug- und Druckkräfte erfolgen kann. In einer weiteren Ausführungsform ist es ebenfalls möglich eine Kraftumleitung über ein Lager zu realisieren. Hierbei wird im Druckeinbauraum zunächst die Druckkraft über die Belastungskörper erzeugt. Eine Zugkrafterzeugung wird dann durch eine Kraftumlenkung über ein entsprechendes Lager erreicht.

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Vorteile

• Messung von Zug- und Druckkräften in einem Aufbau
• keine Umrüstung erforderlich
• Messszenarien mit Nulldurchgang
• nur eine Klimakammer notwendig

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Anwendungsbereiche

Auf Basis der neuen Umlenkeinrichtung können innovative Kraftmesseinrichtungen auch für Anwendungen mit Nulldurchgang konzipiert werden und bieten Kalibrierlaboratorien in Forschung und Industrie sowie anderen NMIs neue anwendungsnahe Kalibriermöglichkeiten.

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Service

Die Erfindung wird derzeit in der PTB als Funktionsmuster entwickelt. Ein Patent wurde erteilt. Lizenzen für die Nutzung dieser neuen Methode sind verfügbar.