CH669256A5

CH669256A5 - Hydraulic pressure absorber

Info

Publication number: CH669256A5
Application number: CH299185A
Authority: CH
Inventors: Bruno Kaegi
Original assignee: Standard St Sensortechnik Ag
Priority date: 1985-07-10
Filing date: 1985-07-10
Publication date: 1989-02-28
Also published as: JPS6214024A; BR8603213A

Abstract

The armature is a spring steel strip (11) inside the ducting (1) around a rigid tube (2) of e.g. brass. It may be bonded to the appropriate wall of the ducting (1), e.g. by vulcanisation. Alternatively it is be bonded to the outside of the top of the ducting, partially overlapping its two sides. A treadle (13) may be laid over a number of such transducers and connected to an arrangement for processing the pressure signals, e.g. for orthopaedic diagnosis. The such transducers may be arranged parallel to each other under a weightscale and connected in a pressure-difference circuit.

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Druckaufnehmer, bei welchem sich die inkompressible Flüssigkeit in einem elastischen, von einem äusseren Druck beaufschlagbaren, rohrförmigen Gehäuse befindet, das mit mindestens einem Manometer oder Wandler verbindbar ist. The present invention relates to a hydraulic pressure transducer, in which the incompressible liquid is in an elastic, tubular housing which can be acted upon by an external pressure and which can be connected to at least one pressure gauge or transducer.

Durch den gleichen Anmelder ist bereits ein hydraulischer Druckaufnehmer der vorgenannten Art bekannt geworden, der von erheblicher Länge und an beliebiger Stelle seines Gehäusemantels von Druck beaufschlagbar sein kann, ohne dass Abweichungen bei den relativen Messwerten gleicher Drücke an unterschiedlichen Stellen des elastischen Druckaufnehmergehäuses erwartet werden müssen. Hierfür wird im Innern des rohrförmigen Gehäuses wenigstens angenähert mittig und in Gehäuselängsrichtung ein starres Rohr angeordnet, dessen Mantel mit der Innenwandung des Gehäuses einen Umfangsspalt begrenzt, der an beiden Stirnseiten verschlossen ist, wobei das Innenrohr mit seinem einen Ende zum Anschluss an das Manometer oder den Wandler bestimmt ist und eine Mehrzahl über die ganze Rohrlänge verteilte Radial-Bohrungen aufweist.Es wurde dabei gefunden, dass die durch ein Ausweichen der Druck übertragungsflüssigkeit entstehenden Fehler eliminiert werden, indem der Flüssigkeitsdruck nicht mehr im elastischen Druckaufnehmergehäuse, sondern im starren Innenrohr gemessen wird. Zudem erhält die im Innenrohr fortschreitend abnehmende Wellenenergie an jeder Stelle einer Radial-Bohrung einen den Energieverlust ausgleichenden Energieimpuls. The same applicant has already made known a hydraulic pressure transducer of the aforementioned type which can be subjected to pressure from a considerable length and at any point on its housing shell without deviations in the relative measured values of the same pressures having to be expected at different locations on the elastic pressure transducer housing. For this purpose, a rigid tube is arranged in the interior of the tubular housing at least approximately in the center and in the longitudinal direction of the housing, the jacket of which delimits a circumferential gap with the inner wall of the housing, which is closed on both end faces, the inner tube having one end for connection to the manometer or the Transducer is determined and has a plurality of radial bores distributed over the entire length of the tube. It was found that the errors caused by evading the pressure transmission fluid can be eliminated by measuring the fluid pressure no longer in the elastic pressure sensor housing but in the rigid inner tube. In addition, the progressively decreasing wave energy in the inner tube receives an energy impulse that compensates for the energy loss at every point in a radial bore.

Es hat sich nun aber gezeigt, dass durch quasi punktförmige Belastungen an unterschiedlichen Stellen des elastischen Druckaufnehmergehäuses weiterhin Abweichungen bei den relativen Messwerten gleicher Drücke entstehen. However, it has now been shown that deviations in the relative measured values of the same pressures continue to occur due to quasi punctiform loads at different points on the elastic pressure transducer housing.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den bekannten hydraulischen Druckaufnehmer weiter so auszugestalten, dass dieser an beliebiger Stelle seines Gehäusemantels punktförmig von Druck beaufschlagt werden kann, ohne dass hierbei Abweichungen bei den relativen Messwerten gleicher Drücke entstehen. It is therefore an object of the present invention to further design the known hydraulic pressure transducer in such a way that pressure can be applied to it at any point on its housing jacket without any deviations in the relative measured values of the same pressures.

Dies wird erfindungsgemäss zunächst dadurch erreicht, dass die zur Druckaufnahme bestimmte Wandung des rohrförmigen Gehäuses mit einer druckübertragenden Längsarmierung in Berührungskontakt steht. According to the invention, this is first achieved in that the wall of the tubular housing which is intended to take up pressure is in contact with a pressure-transmitting longitudinal reinforcement.

Durch diese Längsarmierung wird bei einer äusseren punktförmigen Belastung des elastischen Druckaufnehmergehäuses eine breitflächige, praktisch verlustfreie Druckverteilung im Innern des Gehäuses erreicht, mit dem Ergebnis praktisch immer gleicher relativer Messwerte. Dies lässt eine vereinfachte Ausführungsform ohne starrem Innenrohr zu. This longitudinal reinforcement results in a broad, practically loss-free pressure distribution in the interior of the housing when the elastic pressure transducer housing is subjected to a punctiform load, with the result that the relative measured values are practically always the same. This allows a simplified embodiment without a rigid inner tube.

Optimalste Verhältnisse zur Verwendung solcher hydraulischer Druckaufnehmer für hochpräzise Einrichtungen werden hingegen dann erreicht, wenn bei einer spezifischen Ausführungsform des erfindungsgemässen Druckaufnehmers sich im Innern des rohrförmigen Gehäuses wenigstens angenähert mittig und in Gehäuselängsrichtung ein starres Rohr erstreckt, dessen Mantel mit der Innenwandung des Gehäuses einen Umfangspalt begrenzt, der an beiden Stirnseiten verschlossen ist, wobei das Innenrohr mit mindestens seinem einen Ende zum Anschluss an ein Manometer oder Wandler bestimmt ist und eine Mehrzahl über die ganze Rohrlänge verteilte Radial-Bohrungen aufweist. Optimal conditions for the use of such hydraulic pressure transducers for high-precision devices, on the other hand, are achieved if, in a specific embodiment of the pressure transducer according to the invention, a rigid tube extends at least approximately centrally in the interior of the tubular housing and in the longitudinal direction of the housing, the jacket of which delimits a circumferential gap with the inner wall of the housing , which is closed on both end faces, the inner tube with at least one end thereof being intended for connection to a pressure gauge or transducer and having a plurality of radial bores distributed over the entire length of the tube.

Vorzugsweise Ausführungsformen des erfindungsgemässen Druckaufnehmers bestehen darin, dass die Längsarmierung ein innen- oder aussenseitig der zur Druckaufnahme bestimmten Wandung des Gehäuses an dieser anliegendes Federstahlband ist oder dass die Längsarmierung ein äusseres, die zur Druckaufnahme bestimmte Wandung sowie Teile der anschliessenden Seitenwandungen des Gehäuses umschliessendes U-Profil ist. Preferred embodiments of the pressure transducer according to the invention consist in that the longitudinal reinforcement is an inside or outside of the wall of the housing intended for pressure absorption, and that the longitudinal reinforcement is an outer spring steel band surrounding the wall intended for pressure absorption and parts of the adjoining side walls of the housing. Profile is.

Für eine ortsfeste Abstützung solcher Druckaufnehmer ist es zudem von Vorteil, wenn das rohrförmige Gehäuse in seiner Längserstreckung in einem bodenseitigen U-Profil gefasst ist. For a stationary support of such pressure transducers, it is also advantageous if the tubular housing has a longitudinal extension in a bottom U-profile.

Weiter betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung des erfindungsgemässen hydraulischen Druckaufnehmers für eine Waage bzw. als Trittmatte durch Nebeneinanderanordnen einer Mehrzahl solcher Druckaufnehmer, welche mit einer Auswerteeinrichung verbindbar sind. The present invention further relates to a use of the hydraulic pressure transducer according to the invention for a balance or as a step mat by arranging a plurality of such pressure transducers next to one another, which can be connected to an evaluation device.

Die Verwendung für eine Waage kann dadurch erreicht werden, dass zwei Druckaufnehmer parallel voneinander distanziert angeordnet werden und auf diese eine Waageplatte aufgesetzt wird und die Druckaufnehmer je mit ihren beiden Enden mit einer Druckdifferenz-Schaltungsanordnung verbunden werden. The use for a balance can be achieved by arranging two pressure transducers at a distance from one another in parallel and placing a balance plate on them and connecting the pressure transducers with their two ends to a pressure differential circuit arrangement.

Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. For example, embodiments of the subject matter of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing.

Es zeigen: Fig. 1. einen bekannten hydraulischen Druckaufnehmer in schaubildartiger Darstellung, teilweise im Schnitt; Fig. 2 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemässen hydraulischen Druckaufnehmers in schaubildartiger Teildarstellung; Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen hydraulischen Druckaufnehmers im Querschnitt; und Fig. 4 eine Verwendung der Anordnung gemäss Fig. 2 für eine Waage. Show it: 1 shows a known hydraulic pressure transducer in a diagram-like representation, partly in section; 2 shows a first embodiment of the hydraulic pressure transducer according to the invention in a diagram-like partial representation; 3 shows a further embodiment of the hydraulic pressure transducer according to the invention in cross section; and 4 shows a use of the arrangement according to FIG. 2 for a balance.

Der in Fig. 1 veranschaulichte, bekannte Druckaufnehmer umfasst ein elastisches Aussenrohr 1 aus einem geeigneten Elastomer oder dgl. von beispielsweise einer Gebrauchslänge von 100 cm oder mehr. Der Querschnitt des Rohres 1 kann beliebig sein. The known pressure sensor illustrated in FIG. 1 comprises an elastic outer tube 1 made of a suitable elastomer or the like, for example with a working length of 100 cm or more. The cross section of the tube 1 can be any.

Die lichte Weite des Druckaufnahmerohres 1 kann beispielsweise 10 x 20 mm betragen. The clear width of the pressure-receiving tube 1 can be, for example, 10 × 20 mm.

Im Innern des rohrförmigen Gehäuses 1 erstreckt sich mittig und in Gehäuselängsrichtung ein starres Rohr 2 aus einem geeigneten Material, beispielsweise Messing. Der Aussenmantel dieses Innenrohres 2 und die innere Wandung des Gehäuses 1 begrenzen dabei einen Umfangsspalt 3, der an seinen beiden Enden durch Stirnflächen 5 und 6 am rohrförmigen Gehäuse 1 verschlossen ist. Hierbei stützen sich die Enden 8 und 10 in geeigneter Weise an den genannten Stirnflächen 5 bzw. 6 flüssigkeitsdicht ab. Das Innenrohr 2 trägt ferner an seinem anschlussseitigen Ende 8 ein geeignetes Kupplungsstück 9, welches zweckmässig die betreffende Stirnseite 5 des Gehäuses 1 durchdringt. Mit diesem Kupplungsstück 9 ist das Innenrohr 2 an hier nicht näher gezeigte Druckanzeigemittel oder Auswerteeinrichtungen oder Signal umwandler oder ähnliches anschliessbar.An seinem anderen Ende 10 ist das Innenrohr 1 druckfest verschlossen, wobei diese Stirnseite des Innenrohres von einer Entlüftungsschraube 7 durchsetzt ist, die gestattet, das ganze System entsprechend zu entlüften. Vergleichsweise der lichten Weite des Gehäuses list der Durchmesser des Innenrohres 2 relativ klein und beträgt hier beispielsweise einen Aussendurchmesser von 5 mm und einen Innendurchmesser von 4 mm. A rigid tube 2 made of a suitable material, for example brass, extends in the center of the tubular housing 1 and in the longitudinal direction of the housing. The outer jacket of this inner tube 2 and the inner wall of the housing 1 thereby delimit a peripheral gap 3, which is closed at both ends by end faces 5 and 6 on the tubular housing 1. The ends 8 and 10 are supported in a suitable manner on the end faces 5 and 6 mentioned in a liquid-tight manner. The inner tube 2 also carries at its connection-side end 8 a suitable coupling piece 9 which expediently penetrates the relevant end face 5 of the housing 1. With this coupling piece 9, the inner tube 2 can be connected to pressure display means or evaluation devices or signal converters or the like (not shown here). At its other end 10, the inner tube 1 is closed pressure-tight, this end face of the inner tube being penetrated by a vent screw 7, which allows to bleed the whole system accordingly. In comparison with the inside width of the housing, the diameter of the inner tube 2 is relatively small and is here, for example, an outer diameter of 5 mm and an inner diameter of 4 mm.

Das Innenrohr 2 ist mit einer Mehrzahl Radial-Bohrungen 4 versehen. Diese Radial-Bohrungen 4 weisen einen düsenartigen Durchmesser von hier beispielsweise 1 mm auf und sind über die ganze Länge des Innenrohres 2 verteilt. The inner tube 2 is provided with a plurality of radial bores 4. These radial bores 4 have a nozzle-like diameter of, for example, 1 mm here and are distributed over the entire length of the inner tube 2.

Das ganze vorbeschriebene System ist mit einer inkompressiblen Flüssigkeit, beispielsweise mit Wasser, gegebenenfalls mit einem Frostschutzzusatz gefüllt und steht vorzugsweise unter einem Vorspannungsdruck von 0,01 bis beispielsweise 0,7 BAR, um den Druckwiderstand des elastischen Druckaufnehmergehäuses 1 zu erhöhen. The entire system described above is filled with an incompressible liquid, for example with water, optionally with an anti-freeze additive and is preferably under a prestressing pressure of 0.01 to for example 0.7 BAR in order to increase the pressure resistance of the elastic pressure transducer housing 1.

Ein solches bekanntes System ist nun zwar in der Lage, die Messgenauigkeit vergleichsweise anderen bekannten Systemen um ein Vielfaches zu erhöhen und so den Anwendungsbereich solcher Systeme ganz erheblich zu erweitern, genügt aber nicht allen Anforderungen. Such a known system is now in a position to increase the measurement accuracy by a multiple compared to other known systems and thus to extend the field of application of such systems considerably, but does not meet all requirements.

Insbesondere soll die Möglichkeit bestehen, mit einer einfacheren Konstruktion vergleichbare Ergebnisse zu erzielen, bzw. in Kombination mit dem vorbeschriebenen Innenrohr optimale Verhältnisse zu erzielen. In particular, it should be possible to achieve comparable results with a simpler construction, or to achieve optimal conditions in combination with the inner tube described above.

Hierfür ist gemäss den Fig. 2 und 3 vorgesehen, die zur Druckaufnahme bestimmte Wandung 1' des rohrförmigen Gehäuses 1 mit einer druckübertragenden Längsarmierung 11 bzw. 11' in Berührungskontakt zu bringen. For this purpose, according to FIGS. 2 and 3, it is provided to bring the wall 1 ′ of the tubular housing 1 intended for pressure absorption into contact with a pressure-transmitting longitudinal reinforcement 11 or 11 ′.

Diese Längsarmierung ist gemäss Fig. 2 ein innenseitig der zur Druckaufnahme bestimmten Wandung 1' des Gehäuses 1 an dieser anliegendes Federstahlband 11. Dieses kann mit der betreffenden Wandung 1' durch Vulkanisieren oder dgl. This longitudinal reinforcement is, according to FIG. 2, an inner side of the wall 1 'of the housing 1 intended to absorb pressure and rests against the spring steel strip 11 which can be attached to the wall 1' concerned by vulcanization or the like.

verbunden sein. be connected.

Es ist aber auch möglich, das Federstahlband 11 aussenseitig anzuordnen oder gemäss Fig. 3 als Längsarmierung ein äusseres, die zur Druckaufnahme bestimmte Wandung 1' sowie Teile der anschliessenden Seitenwandungen des Gehäuses 1 umschliessendes U-Profil 11' vorzusehen. However, it is also possible to arrange the spring steel strip 11 on the outside or, as shown in FIG. 3, to provide an external U-profile 11 'as a longitudinal reinforcement which encloses the wall 1' intended for pressure absorption and parts of the adjoining side walls of the housing 1.

Alle Anordnungen sind in Kombination mit dem Innenrohr 2 möglich. Für eine optimale Fassung solcher Druckaufnahmegehäuse 1 können diese in ihrer Längserstreckung in einem bodenseitigen U-Profil 12 gefasst sein, wie das in Fig. 2 angedeutet ist. All arrangements are possible in combination with the inner tube 2. For an optimal setting of such pressure-receiving housings 1, their longitudinal extension can be contained in a bottom U-profile 12, as is indicated in FIG. 2.

Ohne das vorbeschriebene Innenrohr sind die Druckaufnahmegehäuse 1 an ihren Enden selbst in geeigneter Weise mit Anschlussmitteln für die Druckanzeigemittel versehen, was hier nicht näher erläutert werden muss, da dies als bekannt angesehen wird. Without the inner tube described above, the pressure-receiving housing 1 itself is suitably provided at its ends with connection means for the pressure display means, which need not be explained in more detail here, since this is considered to be known.

Wie bekannt kann nun auch hier eine Trittmatte 13 mit einer Mehrzahl solcher vorbeschriebenen hydraulischen Druckaufnehmer unterlegt und das Ganze an eine entsprechende Auswerteeinrichtung angeschlossen werden, um beispielsweise der Orthopädie ein Diagnosemittel zur präzisen Messung und Aufzeichung von Bewegungsabläufen beim Begehen der Trittmatte in die Hand zu geben. As is known, a step mat 13 can now be underlaid with a plurality of such hydraulic pressure transducers and the whole can be connected to a corresponding evaluation device, for example to give orthopedics a diagnostic tool for the precise measurement and recording of movement sequences when walking on the step mat.

Eine weitere Verwendung solcher hydraulischer Druckaufnehmer für eine Waage ist in Fig. 4 veranschaulicht. Hierbei sind zwei parallele, voneinander distanzierte, eine Waageplatte 13' tragende Druckaufnehmer 1 vorgesehen, welche je mit ihren beiden Enden mit einer Druckdifferenz-Schaltungsanordnung 14 verbunden sind. Another use of such hydraulic pressure transducers for a balance is illustrated in FIG. 4. Two parallel, spaced-apart pressure transducers 1 carrying a balance plate 13 'are provided, each of which is connected with its two ends to a pressure differential circuit arrangement 14.

Eine solche Waage ist für alle Last- und Belastungsarten geeignet und bei einem relativ sehr einfachen Anbau von höchster Präzision. Such a scale is suitable for all types of loads and loads and with a relatively very simple attachment of the highest precision.

Claims

PATENT CLAIMS Hydraulic pressure transducer, in which the incompressible liquid is in an elastic, tubular housing which can be acted upon by an external pressure and which can be connected to at least one pressure gauge or transducer, characterized in that the wall (1 ') of the tubular housing intended for pressure absorption (1) is in contact with a pressure-transmitting longitudinal reinforcement (11; 11 ').

2. Pressure sensor according to claim 1, characterized in that in the interior of the tubular housing (1) extends at least approximately centrally and in the longitudinal direction of the housing, a rigid tube (2), the jacket of which delimits a circumferential gap (3) with the inner wall of the housing Both end faces (5, 6) are closed, the inner tube (2) with at least one end (8) being intended for connection to a pressure gauge or transducer and having a plurality of radical bores (4) distributed over the entire length of the tube.

3. Pressure transducer according to claim 1, characterized in that the longitudinal reinforcement (11) is an inside or outside of the wall (1 ') of the housing (1) intended for pressure absorption and rests against the spring steel strip.

4. Pressure sensor according to claim 1, characterized in that the longitudinal reinforcement (11 ') is an outer U-profile which encloses the wall (1') intended for pressure absorption and parts of the adjoining side walls of the housing (1).

5. Pressure sensor according to claim 3, characterized in that the tubular housing (1) in its longitudinal extent in a bottom-side U-profile (12) is taken.

6. Use of the hydraulic pressure sensor according to claim 1 for a balance.

7. Use according to claim 6, characterized in that two pressure transducers are arranged in parallel and a weighing plate (13 ') is placed on them at a distance from one another and the pressure transducers are each connected with their two ends to a pressure differential circuit arrangement (14).

8. Use of the hydraulic pressure transducer according to claim 1 as a step mat by juxtaposing a plurality of such pressure transducers, which can be connected to an evaluation device.