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Dehnungsmesser
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Dehnung eines Bolzens mit Hilfe eines strömenden Mediums. Bei den bisher bekannten Verfahren zur Messung der Dehnung werden Zusatzgeräte von aussen an das zu messende Werkstück angebracht.
Gemäss der Erfindung wird nun vorgeschlagen, dass der Bolzen eine Längsbohrung aufweist, in der sich ein an seinem freien Ende mit einer Quelle für das Druckmedium verbundenes Messrohr erstreckt, das an seinem inneren Ende eine Öffnung aufweist, in die ein mit dem Bolzen verbundener Konus hineinreicht, wobei durch die Veränderung der Konusstellung in Abhängigkeit von der axialen Dehnung des Bolzens die Austrittsfläche für das Druckmedium steuerbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 ist ein axialer Querschnitt durch einen Bolzen, der zwei Platten miteinander verbindet und Fig. 2 ist ein vergrösserter Schnitt eines Teiles der Fig. 1.
In Fig. 1 sind zwei Platten 1, 2 gezeigt. Die Platte 1 hat ein Innengewinde, in welches das Aussengewinde eines eingeschraubten Bolzens 3 eingreift und mit Spiel durch ein Loch in der Platte 2 hindurchgeht.
Das über die Platte 2 stehende Aussengewinde des Endes 3 a des Bolzens 3 wird mit einer Mutter 4 in Eingriff gebracht. Letztere hat Verzahnungen 4 b, die mit inneren Verzahnungen 5 a in einem Muffenspannschloss 5 in Eingriff stehen, das über die Mutter 4 passt und mittels eines Handgriffes 6 drehbar ist. Die abgeschrägte Endfläche 4 wirkt mit einer mit Marken versehenen Endkappe 7 zusammen, um eine Mikrometerschraube mit einer Noniusskala zu bilden. Die Endkappe 7 besitzt ein verlängertes Quer-
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fort, der sich in einer Bohrung 12 im Bolzen 3 bis in die Nähe ihres Endes auf der gegenüberliegenden Seite des Bolzenkopfes erstreckt, an welchem Ende eine kleine Vertiefung im Bolzen einen entfernbaren Schraubbolzen 13 aufnimmt.
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist der Schraubbolzen 13 nur teilweise verschraubt und ist an seinem freien Ende mit konischen Nuten 13 a versehen ; dieser Teil des Schraubbolzens dringt in das offene, aber eingebördelte Ende des Messrohrstückes 11 des Querrohres 8 ein. Die Stege an den Nuten 13 a greifen in die Bohrung des offenen Endes des Messrohrstückes 11 ein, um die abgeschrägten Nuten koaxial mit der Bohrung des Messrohrstückes 11 auszurichten. Dies gewährleistet, dass der freie Mündungsquerschnitt durch die axiale Bewegung des Messrohrstückes 11 über die Nuten 13 a und somit durch die Änderung der Länge des Bolzens 3 gesteuert wird. Das Messrohrstück 11 besteht aus einem Material mit einem sehr niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten.
Um das Messrohstück 11 ist ein elektrisches Widerstandsheizelement 14 auf einen keramischen Halter gewunden. Der keramische Halter dient dazu, die Heizelemente gegen ihre eigene thermische Ausdehnung festzuhalten und eine gleichförmige Erwärmung durch Strahlung und mechanische Wärmeübertragung von deren Oberfläche vorzusehen, so dass der Bolzen vor einer lokalen Überhitzung geschützt ist. Das Element 14 ist mit einer geeigneten elektrischen Kraftquelle (nicht dargestellt) verbunden.
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mit einer Druckgasquelle 16.
Für die Verwendung ergibt die Öffnung zwischen dem Ende des Schraubbolzens 13 und dem offenen Ende des Messrohrstückes 11 des Querrohres 8 eine variable Mündung, durch welche Druckgas von der Quelle 16 durchgeführt wird und die Bohrung 12 während der Messung ausfüllt, so dass bei Ablesung des Schwimmerdurchflussmessers die axiale Lage des Teiles 11 auf der Schraube 13 festgestellt werden kann.
Diese Massnahme ergibt eine Anzeige der Bolzenspannung, da die Lage des Schraubbolzens 13 das eine Ende hier des Bolzens bestimmt und die Grösse der Mündung im Teil 11 die Bolzenlänge bis zum andern Ende anzeigt.
Um eine vorbestimmte Spannung im Bolzen zu erhalten, wird die Mutter 4 durch das Muffenspannschloss 5 mit Nennvorspannung angezogen, das Gas bei gewünschtem Druck wird sodann in das Messrohr
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eingelassen und die Mikrometerkappe 7 wird durch Verdrehung so eingestellt, dass der Schwimmer des
Durchflussmessers 18 eine Ausgangsstellung erreicht, die sich ungefähr in der Mitte des Rohres des Durchflussmessers befindet.
Bei dieser Lage der Mikrometerkappe wird die Stellung abgelesen und notiert. Die Mikrometerkappe wird dann verdreht, um eine gewünschte, vorher festgelegte Dehnung des Bolzens einzustellen. Dies bewirkt, dass die Grösse des freien Mündungsquerschnittes zwischen der Schraube 13 und dem benachbarten Ende des Messrohres verkleinert und der Fluss durch den Durchflussmesser vermindert wird.
Das Heizelement wird dann unter Strom gesetzt, um den Bolzen auszudehnen, wobei der Druckgasfluss durch den Bolzen verwendet wird, um eine gute mechanische Wärmeübertragung zu erzielen. Der Bolzen kann sich ausdehnen, bis der Schwimmer des Durchflussmessers über die ursprünglich notierte Stellung gehoben ist. Der elektrische Strom wird hierauf abgeschaltet und die Druckgaszirkulation fortgesetzt. Diese kühlt den Bolzen ab bis der Schwimmerdurchflussmesser den ursprünglich vermerkten, gemessenen Fluss anzeigt. Das Mussenspannscbloss 5 wird nun verdreht, um die Mutter 4 anzuziehen.
Das Muffenspannschloss 5 nimmt die Endkappe 7 mit und diese Teile werden gleichzeitig verdreht, bis der Durchflussmesser in seine ursprüngliche zentrale Lage zurückgeführt ist.
Die gewünschte Spannung ist dann auf dem Bolzen aufgebracht.
Zur Entfernung des Bolzens wird der oben genannte Vorgang umgekehrt durchgeführt.
Diese Vorrichtung kann auch zur Fernkontrolle der Bolzenausdehnung bei vollautomatischen Bolzenanziehvorrichtungen verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Messen der Dehnung eines Bolzens mit Hilfe eines strömenden Mediums, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (3) eine Längsbohrung (12) aufweist, in der sich ein an seinem freien Ende mit einer Quelle (17) für das Druckmedium verbundenes Messrohr (11) erstreckt, das an seinem inneren Ende eine Öffnung aufweist, in die ein mit dem Bolzen (3) verbundener Konus (13 a) hineinreicht, wobei durch die Veränderung der Konusstellung in Abhängigkeit von der axialen Dehnung des Bolzens
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