DE10117624C1 - Vorrichtung zur Druckmessung und damit ausgestatteter fluidbetätigter Antrieb - Google Patents
Vorrichtung zur Druckmessung und damit ausgestatteter fluidbetätigter AntriebInfo
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung zur Druckmessung in einem mit pneumatischem oder hydraulischem Druckmittel betriebenen Gerät (1) vorgeschlagen. Sie enthält eine Anschlusseinheit (24), die zum geräteseitigen Anschließen einer Druckmittelleitung (22) dient und mittels eines Befestigungsabschnittes (26) in einen Gerätekanal (14) einschraubbar ist. Die Anschlusseinheit (24) ist ferner mit einer Messkanüle (43) ausgestattet, die über den Befestigungsabschnitt (26) vorsteht und im montierten Zustand der Anschlusseinheit (24) in den Gerätekanal (14) hineinragt.
Description
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Druckmessung
in Geräten, die mit pneumatischem oder hydraulischem Druck
mittel betrieben werden, beispielsweise fluidbetätigte An
triebe.
Beim Einsatz mit pneumatischem oder, hydraulischem Druckmedium
betriebener Geräte ist es nicht selten erforderlich, den im
Gerät herrschenden Betriebsdruck zu messen. Bisher wird eine
hierzu geeignete Druckmessvorrichtung meist außerhalb des Ge
rätes in eine zur Zufuhr und Abfuhr des Druckmittels dienende
Druckmittelleitung eingeschaltet. Ein Nachteil dieser Methode
besteht jedoch darin, dass im Gerät auftretende Druckschwan
kungen zu Schwingungen in der Druckmittelleitung führen, wel
che Messverfälschungen zur Folge haben.
Sind exakte Messwerte gefordert, erfolgt daher bisher eine
unmittelbare Druckmessung im Innern des Gerätes. Hierzu wird
das Gerät mit einer zur gewünschten Stelle geführten zusätz
lichen Druckmessbohrung ausgestattet. Dabei ist nachteilig,
dass konstruktive Eingriffe im Gerät erforderlich sind, die
dessen Herstellungskosten verteuern.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine exakte
Druckmessung zu ermöglichen, ohne aufwendige konstruktive
Eingriffe in das Gerät vornehmen zu müssen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Druck
messung in einem mit pneumatischem oder hydraulischem Druck
medium betriebenen Gerät, insbesondere in einem pneumatischen
Antrieb, mit einer zum geräteseitigen Anschließen mindestens
einer Druckmittelleitung dienenden und mittels eines Befesti
gungsabschnittes im Mündungsbereich eines zur Zufuhr und/oder
Abfuhr von Druckmittel dienenden Gerätekanals festlegbaren
Anschlusseinheit, die mit einer Messkanüle ausgestattet ist,
welche mit einem eine Messöffnung aufweisenden Endabschnitt
so über den Befestigungsabschnitt vorsteht, dass sie bei am
Gerät montiertem Zustand der Anschlusseinheit in den Geräte
kanal hineinragt.
Ein mit einer derartigen Vorrichtung ausgestatteter fluidbe
tätigter Antrieb zeichnet sich durch ein Gehäuse aus, das ei
nen mit einem Kolben ausgestatteten Gehäuse-Innenraum auf
weist, in den stirnseitig mindestens ein zur Zufuhr und/oder
Abfuhr von Druckmittel dienender Gerätekanal einmündet, an
den eine mit einer Messkanüle ausgestattete Anschlusseinheit
angeschlossen ist, die ihrerseits für den Anschluss mindes
tens einer Druckmittelleitung ausgebildet ist.
Auf diese Weise ist eine Druckmessung an einer im Geräte-
Innern befindlichen Stelle möglich, ohne dass hierzu der Anschluss
weiterführender Druckmittelleitungen beeinträchtigt
wäre oder aufwendige konstruktive Änderungen an dem Gerät
vorzunehmen wären. Die erfindungsgemäße Druckmessvorrichtung
verfügt über eine Anschlusseinheit, die vergleichbar konven
tioneller Anschlusseinheiten - beispielsweise sogenannte
Schwenkverschraubungen - im Mündungsbereich des zur Zufuhr
und/oder Abfuhr von Druckmittel dienenden Gerätekanals am Ge
rät festlegbar ist und an die mindestens eine zum Beispiel
von einem Schlauch gebildete Druckmittelleitung angeschlossen
werden kann, über die das Druckmittel herangeführt oder abge
führt wird. In die Anschlusseinheit ist ergänzend eine Mess
kanüle integriert, also ein insbesondere nadelartig dünn aus
geführtes Röhrchen, das über den zur Befestigung am Gerät
dienenden Befestigungsabschnitt hinausragt, so dass die an
ihm vorgesehene Messöffnung im montierten Zustand der An
schlusseinheit außerhalb des Befestigungsabschnittes in dem
Gerätekanal positioniert ist. Die Druckmessung erfolgt somit
direkt am oder zumindest in unmittelbarer Nähe des interes
sierenden Bereiches, so dass lange Wegstrecken, in denen sich
Messverfälschungen hervorrufende Schwingungen ausbilden könn
ten, komplett ausgeschlossen oder zumindest stark verringert
sind. Da sich die Messstelle außerhalb des Befestigungsab
schnittes befindet, ist ferner gewährleistet, dass der gemes
sene statische Druck nicht durch höhere Strömungsgeschwindig
keiten verfälscht wird, die beim Hindurchströmen durch die
Anschlusseinheit wegen der geringeren Strömungsquerschnitte
in aller Regel auftreten.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich relativ kosten
günstig herstellen. Unter Umständen besteht sogar die Mög
lichkeit, konventionelle Anschlusseinheiten durch Nachrüstung
mit einer Messkanüle zu einer erfindungsgemäßen Anschlussein
heit zu modifizieren.
Aus der nachveröffentlichten DE 199 46 678 A1 geht ein hydro
pneumatischer Kraftverstärker hervor, der sich aus einem
Pneumatikabschnitt und einem Hydraulikabschnitt zusammensetzt
und zur Betätigung einer Kupplung eingesetzt werden kann. Im
Gehäuse des Pneumatikabschnittes befindet sich ein pneumati
scher Kolben, auf den ein verschiebbarer Stempel einwirken
kann, der durch eine Gehäusedurchbrechung hindurchgreift. Von
dem einen größeren Querschnitt aufweisenden Pneumatikkolben
wird die eingeleitete Kraft auf einen einen kleineren Durch
messer aufweisenden Hydraulikkolben des Hydraulikabschnittes
weitergeleitet, so dass eine Kraftverstärkung stattfindet.
Zwischen den stirnseitig einen Stab tragenden Stempel und den
Pneumatikkolben ist eine Drucksensor-Feder eingeschaltet, der
ein Schwellwert eingeprägt ist. Unterhalb dieses Schwellwer
tes wird ein Druck vom pneumatischen Kolben ferngehalten.
Oberhalb des Schwellwertes wird der Pneumatikkolben mit Druck
beaufschlagt und im Bereich des Schwellwertes bleibt der
Druck auf den Pneumatikkolben etwa konstant. Der Hydraulik
kolben folgt der Bewegung des Pneumatikkolbens, der seiner
seits durch die Drucksensor-Feder gezielt gesteuert auf die
über den Stempel eingebrachten Betätigungskräfte anspricht.
Eine Druckerfassung mittels einer Messkanüle vergleichbar der
erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nicht vorgesehen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Un
teransprüchen hervor.
Die Messkanüle ist zweckmäßigerweise ein fester Bestandteil
der Anschlusseinheit, wenngleich bei Bedarf eine ein Auswech
seln gestattende lösbare Befestigung vorgesehen werden kann.
Besonders vorteilhaft lassen sich die Druckmessmaßnahmen in
tegrieren, wenn die Anschlusseinheit als Winkelstück oder als
T-Stück ausgebildet ist, was zur Folge hat, dass die für ei
nen Druckmittelschlauch vorgesehene Anschlussstelle seitwärts
orientiert ist.
Die Anschlusseinheit verfügt insbesondere über einen Durch
gangskanal, der einerseits an der Stirnseite des Befesti
gungsabschnittes ausmündet und andererseits zumindest an eine
Anschlussstelle für eine Druckmittelleitung führt, wobei
zweckmäßigerweise die Messkanüle so angeordnet ist, dass sie
den Durchgangskanal durchsetzt und vorzugsweise im Innern des
Befestigungsabschnittes koaxial zu dem dort verlaufenden End
abschnitt des Gerätekanals verläuft. Auf diese Weise wird
zwischen dem Befestigungsabschnitt und der Messkanüle ein dem
Druckmittel für das Hindurchströmen zur Verfügung stehender
Ringkanal definiert, wobei die durch die Messkanüle hervorge
rufene Querschnittsverringerung minimal ist, weil der Kanü
lendurchmesser sehr gering ausgebildet werden kann. Exempla
risch kann vorgesehen werden, eine Kanüle zu verwenden, deren
Außendurchmesser in der Größenordnung von 0,9 mm liegt und
deren Innendurchmesser etwa 0,5 mm beträgt.
Zur Bestimmung des gemessenen Druckes ist die erfindungsgemä
ße Vorrichtung zweckmäßigerweise mit einem Drucksensor aus
gestattet, der an den in der Messkanüle verlaufenden und zur
Messöffnung führenden Messkanal angeschlossen ist. Dabei be
steht prinzipiell die Möglichkeit, den Drucksensor entfernt
von der Anschlusseinheit vorzusehen und die Verbindung zur
Messkanüle mittels eines Schlauches herzustellen. Es wird je
doch eine kompaktere Bauweise vorgezogen, bei der der Druck
sensor unmittelbar als Bestandteil der Anschlusseinheit aus
gebildet ist. Eine mit dem Drucksensor zusammenarbeitende
Auswerteelektronik wird zweckmäßigerweise ebenfalls als Be
standteil der Anschlusseinheit ausgeführt.
Zum Schutz vor Beschädigungen können der Drucksensor und/oder
die Auswerteelektronik in einem Schutzgehäuse der Anschluss
einheit untergebracht sein.
Der Befestigungsabschnitt der Anschlusseinheit kann ein
Steckschaft sein, der sich an einer geräteseitig im Mündungs
bereich des Gerätekanals installierten Steckverbindungsein
richtung festlegen lässt. In den meisten Fällen wird der Be
festigungsabschnitt allerdings über ein Außengewinde verfügen,
mit dem er unmittelbar in den Gerätekanal eingeschraubt
werden kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich
nung näher erläutert. Die einzige Abbildung zeigt den Endab
schnitt eines mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausges
tatteten Gerätes, hier exemplarisch eines durch Fluidkraft
und vorzugsweise pneumatisch betätigten Antriebes, im
Schnitt.
Aus der Zeichnung geht der Endabschnitt eines mit pneumati
schem oder hydraulischem Druckmittel betriebenen Gerätes 1
hervor, das beim Ausführungsbeispiel ein durch Fluidkraft be
tätigter Antrieb ist, beispielsweise ein pneumatischer Ar
beitszylinder. Dieses Gerät 1 ist mit einer Druckmessvorrich
tung 2 ausgestattet, die auf sehr exakte Weise die Messung
des in einer Arbeitskammer 3 im Innern des Gerätes 1 herr
schenden Betriebsdruckes ermöglicht.
Das als Linearantrieb ausgebildete Gerät 1 des Ausführungs
beispiels verfügt über ein längliches Gehäuse 4, das einen
Gehäuse-Innenraum 5 definiert, in dem ein Kolben 6 axial ver
schiebbar angeordnet ist. Der Gehäuse-Innenraum 5 ist an bei
den Stirnseiten durch je einen Gehäusedeckel 7 verschlossen,
von denen jedoch nur einer abgebildet ist. Eine mit dem Kol
ben 6 verbundene Kolbenstange 8 durchsetzt den nicht abgebil
deten Gehäusedeckel 7 und ermöglicht die Verbindung zu einem
zu bewegenden Bauteil (nicht dargestellt).
Der Kolben 6 unterteilt den Gehäuse-Innenraum 5 unter Abdich
tung in zwei Arbeitskammern 9, 10, bezüglich denen ein flui
disches Druckmittel zugeführt und abgeführt werden kann, um
den Kolben 6 in einer gewünschten Weise linear zu verlagern.
Die Zufuhr und Abfuhr von Druckmittel bezüglich der kolben
stangenseitigen Arbeitskammer 10 erfolgt über einen Geräteka
nal im Innern des nicht dargestellten Gehäusedeckels. Die Zu
fuhr und Abfuhr des Druckmittels bezüglich der auf der entge
gengesetzten Seite des Kolbens 6 liegenden Arbeitskammer 9
erfolgt durch einen Gerätekanal 14 hindurch, der das Gehäuse
4 durchsetzt und insbesondere im Gehäusedeckel 7 verläuft.
Der Gerätekanal 14 mündet mit einer inneren Mündung 15 koaxi
al in die zugeordnete Arbeitskammer 9 und ist mit einer äuße
ren Mündung 16 zu einer Außenfläche 17 des Gehäuses 4 hin of
fen.
Die äußere Mündung 16 ist beim Ausführungsbeispiel rechtwin
kelig zur Längsachse 18 des Gerätes 1 orientiert, wohingegen
die innere Mündung 15 in Richtung der Längsachse 18 weist, so
dass der Gerätekanal 14 einen um 90° abknickenden Verlauf
hat. Im einzelnen besitzt der Gerätekanal 14 einen von der
inneren Mündung 15 ausgehenden axialen Längenabschnitt 19 so
wie einen von der äußeren Mündung 16 ausgehenden radialen
Längenabschnitt 20.
Mit Hilfe der Druckmessvorrichtung 2 kann der in der Arbeits
kammer 3 herrschende Betriebsdruck gemessen werden. Die
Druckmessvorrichtung 2 hat jedoch den Vorteil, dass sie neben
der Messfunktion auch eine Anschlussfunktion für eine bei
spielsweise schlauchartig ausgebildete Druckmittelleitung 22
erfüllt, sowie eine Fluidführungsfunktion zum Führen des flu
idischen Druckmittels von dem in der Druckmittelleitung 22
ausgebildeten Leitungskanal 23 in den Gerätekanal 14, und um
gekehrt. In diesem Zusammenhang besitzt die Druckmessvorrich
tung 2 eine Anschlusseinheit 24, die zum einen eine das lös
bare Anschließen der Druckmittelleitung 22 ermöglichende An
schlussstelle 25 und zum anderen einen zu ihrer gehäuseseiti
gen Befestigung dienenden Befestigungsabschnitt 26 aufweist.
Mit dem Befestigungsabschnitt 26 kann die Anschlusseinheit 24
im Mündungsbereich der äußeren Mündung 16 des Gerätekanals 14
insbesondere lösbar befestigt werden. Die Befestigung ge
schieht beim Ausführungsbeispiel durch Einschrauben des Be
festigungsabschnittes 26 in die äußere Mündung 16 und den
sich daran anschließenden Kanalabschnitt. Der Befestigungsab
schnitt 26 ist zu diesem Zweck hohlzylindrisch ausgebildet
und mit einem Außengewinde versehen, das in ein komplementä
res Innengewinde des Gerätekanals 14 einschraubbar ist. Der
Befestigungsabschnitt 26 ist also durch einen Schraubvorgang
in den Gerätekanal 14 einsetzbar.
Bei einer nicht näher dargestellten alternativen Bauform ist
der Befestigungsabschnitt 26 als Steckschaft ausgebildet, und
gehäuseseitig ist im Bereich der äußeren Mündung 16 eine
Steckverbindungseinrichtung angebracht, die ein Befestigen
der Anschlusseinheit 24 durch einen Steckvorgang ermöglicht.
Die Anschlusseinheit 24 ist beim Ausführungsbeispiel als Win
kelstück ausgebildet. Der Befestigungsabschnitt 26 und die
Anschlussstelle 25 sind winkelig zueinander und vorzugsweise
rechtwinkelig zueinander angeordnet. Ferner ist die An
schlussstelle 25 seitlich an der Anschlusseinheit 24 plat
ziert. Die Anschlusseinheit 24 ist ferner in bevorzugter Bau
form nach Art einer Schwenkverschraubung ausgebildet. Der Be
festigungsabschnitt 26 ist Bestandteil eines von einer Hohl
schraube gebildeten Grundkörpers 27, während die Anschluss
stelle 25 an einem Schwenkteil 28 vorgesehen ist, das
verdrehbar auf dem Grundkörper 27 gelagert ist. Zur Drehlage
rung verfügt das Schwenkteil 28 über einen koaxial auf dem
Grundkörper 27 sitzenden Ringkörper 29, von dem ein An
schlussstutzen 32 radial absteht, der die Anschlussstelle 25
definiert. Letztere ist mit einer beliebigen Befestigungsein
richtung für die anzuschließende Druckmittelleitung 22 verse
hen, beispielsweise mit einem Innengewinde oder einer Steck
verbindungseinrichtung.
In dem Grundkörper 27 erstreckt sich ein zur freien Stirnflä
che 33 des Befestigungsabschnittes 26 ausmündender koaxialer
Grundkörperkanal 34, der in dem außerhalb des Gerätekanals 14
liegenden Längenabschnitt des Grundkörpers 27 über eine oder
mehrere radiale Bohrungen 35 mit einem zwischen dem Grundkör
per 27 und dem Ringkörper 29 definierten konzentrischen Ring
kanal 36 kommuniziert. Der Anschlussstutzen 32 ist ausgehend
von der Anschlussstelle 25 von einem Anschlusskanal 37 durch
zogen, der an der Innenfläche des Ringkörpers 29 ausmündet
und somit unabhängig von der momentanen Drehposition des
Schwenkteils 28 stets mit dem Grundkörperkanal 34 verbunden
ist.
Zwei axial beabstandet Ringdichtungen 39 zwischen dem Grund
körper 27 und dem Schwenkteil 28 sorgen für einen leckage
freien Fluidübertritt zwischen dem Grundkörper 27 und dem
Schwenkteil 28.
Der Grundkörperkanal 34 endet an der der Stirnfläche 33 des
Befestigungsabschnittes 26 entgegengesetzten Seite außerhalb
des Gerätekanals 14 im Innern des Grundkörpers 27. Er wird
begrenzt vom Kopf 38 des Grundkörpers 27, dessen Außenfläche
vorzugsweise so konturiert ist, dass sich ein Schraubwerkzeug
für das Ein- und Ausschrauben des Grundkörpers 27 bezüglich
des Gerätekanals 14 ansetzen lässt.
Bei einer nicht näher dargestellten Ausführungsform ist an
stelle des Schwenkteils 28 ein einstückig mit dem Grundkörper
27 ausgebildeter Fortsatz vorgesehen, der die Anschlussstelle
25 aufweist, so dass die beim Ausführungsbeispiel relative
Verschwenkbarkeit zwischen dem Anschlussstutzen 32 und dem
Befestigungsabschnitt 26 nicht gegeben ist.
Die Anschlusseinheit 24 könnte auch als T-Stück ausgebildet
sein und über zwei sich bezüglich der Längsachse 41 diametral
gegenüberliegende Anschlussstellen verfügen, die beide mit
dem Grundkörperkanal 34 verbunden sind. Auch hier könnten die
Anschlussstellen wiederum an einem Schwenkteil 28 vorgesehen
sein oder in starrer Verbindung mit dem Grundkörper 27 ste
hen.
Jedenfalls verfügt die Anschlusseinheit 24 somit über einen
einerseits an der Stirnseite 33 des Befestigungsabschnittes
26 ausmündenden und andererseits zu mindestens einer An
schlussstelle für eine Druckmittelleitung 22 führenden Durch
gangskanal 42, der sich beim Ausführungsbeispiel aus dem
Grundkörperkanal 24, den radialen Bohrungen 35, dem Ringkanal
36 und dem Anschlusskanal 37 zusammensetzt.
Um neben der somit offensichtlichen Fluidführungs- und An
schlussfunktion auch die gewünschte Messfunktion ausführen zu
können, ist in die Anschlusseinheit 24 eine sich linear
erstreckende Messkanüle 43 integriert. Diese Messkanüle 43,
ein dünnes, nadelartiges Röhrchen, ist mit ihrem rückwärtigen
Endabschnitt 44 im Bereich des Kopfes 48 fixiert und er
streckt sich ausgehend von dort koaxial durch den vom Grund
körperkanal 34 gebildeten Längenabschnitt des Durchgangska
nals 42 hindurch, wobei sie mit ihrem vorderen Endabschnitt
45 ein Stück weit axial über den Befestigungsabschnitt 26
hinausragt.
Im Innern der Messkanüle 43 verläuft ein koaxialer Messkanal
46 kleinen Durchmessers, der mit einer Messöffnung 47 zur a
xial orientierten Stirnfläche des vorderen Endabschnittes 45
der Messkanüle 43 ausmündet.
Im Bereich des rückwärtigen Endabschnittes 44 ist der Messka
nal 46 mit einem als Bestandteil der Anschlusseinheit 24 aus
gebildeten Drucksensor 48 verbunden. Der Drucksensor 48 ist
insbesondere auf einem Chip aufgebaut und enthält eine nicht
näher dargestellte Messmembran, die über den Messkanal 46 mit
dem an der Messöffnung 47 anstehenden Druck beaufschlagt
wird. Als Gegenkraft auf die Membran dient insbesondere der
Umgebungsdruck.
Der Drucksensor 48 verfügt beim Ausführungsbeispiel über ein
Sensorgehäuse 52, in das die Messkanüle 43 mit ihrem rückwär
tigen Endabschnitt 44 unter Herstellung der erforderlichen
Fluidverbindung dicht eingesteckt ist.
Zweckmäßigerweise ist ferner eine mit dem Drucksensor 48 zu
sammenarbeitende Auswerteelektronik 53 vorhanden, die zweck
mäßigerweise unmittelbar an den Drucksensor 48 angebaut ist
und von der ein oder mehrere elektrische Leiter 54 ausgehen,
die zu einer externen elektronischen Steuereinrichtung oder
einer sonstigen Einrichtung geführt werden können.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ragt die Messkanüle 43 mit
ihrem die Messöffnung 47 aufweisenden vorderen Endabschnitt
45 in koaxialer Verlängerung des Befestigungsabschnittes 26
in den Gerätekanal 14 hinein. Auf diese Weise befindet sich
die Messöffnung 47 außerhalb des Durchgangskanals 42, und der
von ihr erfasste statische Druck wird nicht durch dynamische
Anteile verfälscht, wie sie in dem Durchgangskanal 42, zum
Beispiel im Bereich des Befestigungsabschnittes 26, auftreten,
bedingt durch den hier im Vergleich zum sich anschlie
ßenden Grundkörperkanal 34 reduzierten Strömungsquerschnitt.
Außerdem befindet sich die Messöffnung 47 in unmittelbarer
Nähe der Arbeitskammer 3, also desjenigen Bereiches, dessen
Betriebsdruck erfasst werden soll. Messverfälschungen hervor
rufende Druckschwingungen können auf diese Weise auf ein Mi
nimum reduziert werden. Durch die Messkanüle 43 ist eine
Druckmessung mit hoher Qualität möglich, da Druckschwingungen
abgedämpft werden.
Innerhalb des Grundkörperkanals 34 steht dem Druckmittel ein
zwischen der Wandung des Grundkörperkanals 34 und dem Außen
umfang der Messkanüle 43 definierter Ringkanal für die Strö
mung zur Verfügung. Der Strömungsquerschnitt wird dadurch nur
unwesentlich verringert, weil die Messkanüle 43 einen nur
sehr geringen Querschnitt hat. Beim Ausführungsbeispiel be
trägt der Durchmesser des Messkanals 46 0,5 mm, und der Au
ßendurchmesser der Messkanüle 43 beträgt 0,9 mm.
Das Außengewinde des Befestigungsabschnittes 26 ist beim Aus
führungsbeispiel ein 1/8"-Gewinde.
Die kopfseitige Befestigung der Messkanüle 43 erfolgt beim
Ausführungsbeispiel mittelbar über ein an den Kopf 38 des
Grundkörpers 27 angesetztes Schutzgehäuse 55. Dieses ist von
der dem Befestigungsabschnitt 26 entgegengesetzten Stirnseite
her an dem Kopf 38 fixiert, beim Ausführungsbeispiel durch
eine Schraubverbindung. Hierzu verfügt das Schutzgehäuse 55
über einen Gewindestutzen 56, der in eine entsprechende Ge
windeausnehmung des Kopfes 38 eingeschraubt ist.
Der rückwärtige Endabschnitt 44 der Messkanüle 43 ist in dem
Gewindestutzen 56 abgestützt. In axialer Verlängerung des Ge
windestutzens 56 verfügt das Schutzgehäuse 55 über einen In
nenraum 57, in dem der Drucksensor 48 und die Auswerteelekt
ronik 53 untergebracht sind.
Die elektrischen Leiter 54 sind durch eine Wanddurchbrechung
des Schutzgehäuses 55 hindurch nach außen geführt. Der Innen
raum 57 ist zweckmäßigerweise durch einen Deckel 58 ver
schlossen, der bei Bedarf abnehmbar ausgebildet sein kann.
Das Schutzgehäuse 55 stellt zusammen mit der Messkanüle 43
eine Baueinheit dar, wobei anders als beim Ausführungsbei
spiel auch eine einstückige Bauweise möglich ist. Diese Bau
einheit kann bei Bedarf vom Grundkörper abgenommen werden,
beispielsweise zum Zwecke eines defektbedingten Austausches.
Zum dabei stattfindenden Herausziehen der Messkanüle 43 aus
dem Grundkörper 27 sowie zum anschließenden erneuten Einste
cken ist der Grundkörper 27 in Verlängerung des Grundkörper
kanals 34 mit einer abgedichteten Durchbrechung 59 versehen.
Es wäre prinzipiell möglich, die Auswerteelektronik 53 oder
zusätzlich auch den Drucksensor 48 extern zu platzieren und
mittels einer geeigneten Fluidleitung, insbesondere einem
Schlauch, die Verbindung zum Messkanal 46 herzustellen. Durch
die beim Ausführungsbeispiel vorgesehene Integration in die
Anschlusseinheit 24 vereinfacht sich allerdings die Handha
bung.
Die Länge der Messkanüle 43 ist beim Ausführungsbeispiel so
gewählt, dass die Messöffnung 47 etwa im Übergangsbereich
zwischen dem axialen Längenabschnitt 19 und dem radialen Län
genabschnitt 20 des Gerätekanals 14 zu liegen kommt. Ferner
ist die Messöffnung 47 vorzugsweise rechtwinkelig zur Längs
achse 18 orientiert.
Das Sensorgehäuse 52 kann im übrigen so gelagert sein, dass
eine Verdrehbarkeit bezüglich der Längsachse 41 vorliegt, um
die Austrittsstelle der elektrischen Leiter 54 nach Bedarf
positionieren zu können.
Mit der beispielsgemäßen Druckmessvorrichtung können mittels
einer Kanüle an einem Ort, der nahezu der Arbeitskammer 3
entspricht, Druckmessungen vorgenommen werden, wobei durch
dynamische Anteile hervorgerufene Druckverfälschungen unter
drückt werden. Man kann auf diese Weise eine Anbaulösung ei
nes Drucksensors realisieren, wobei eine ähnlich hohe Druck
messqualität erzielt wird wie eine direkte Messung innerhalb
der Arbeitskammer 3 mittels einer in das Gehäuse 4 des Gerä
tes 1 eingebrachten Bohrung. Mit dieser Art der Druckmessung
sind hochdynamische Druckregelungen mit einer Bandweite von
80 Hz, ohne besondere Modifikationen an dem Gerät 1, möglich.
Claims (19)
1. Vorrichtung zur Druckmessung in einem mit pneumatischem
oder hydraulischem Druckmittel betriebenen Gerät, insbesonde
re in einem pneumatischen Antrieb, mit einer zum geräteseiti
gen Anschließen mindestens einer Druckmittelleitung (22) die
nenden und mittels eines Befestigungsabschnittes (26) im Mün
dungsbereich eines zur Zufuhr und/oder Abfuhr von Druckmittel
dienenden Gerätekanals (14) festlegbaren Anschlusseinheit
(24), die mit einer Messkanüle (43) ausgestattet ist, welche
mit einem eine Messöffnung (47) aufweisenden Endabschnitt
(45) so über den Befestigungsabschnitt (26) vorsteht, dass
sie bei am Gerät (1) montiertem Zustand der Anschlusseinheit
(24) in den Gerätekanal (14) hineinragt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Anschlusseinheit (24) als Winkelstück oder als T-
Stück ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, dass die Anschlusseinheit (24) nach Art einer Schwenk
verschraubung ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anschlusseinheit (24) einen Durch
gangskanal (42) aufweist, der einerseits an der Stirnseite
(33) des Befestigungsabschnittes (26) ausmündet und anderer
seits zu mindestens einer Anschlussstelle (25) für eine
Druckmittelleitung (22) führt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Anschlussstelle (25) verschwenkbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich
net, dass die Messkanüle (43) den Durchgangskanal (42) durch
setzt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Messkanüle (43) den am Befestigungsabschnitt (26)
ausmündenden Endabschnitt des Durchgangskanals (42) koaxial
durchsetzt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anschlusseinheit (24) einen an einen
in der Messkanüle (43) verlaufenden und mit der Messöffnung
(47) verbundenen Messkanal (46) angeschlossenen Drucksensor
(48) enthält.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
dass die Anschlusseinheit (24) eine mit dem Drucksensor (48)
zusammenarbeitende Auswerteelektronik (53) enthält.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich
net, dass der Drucksensor (48) und/oder die Auswerteelektro
nik (53) in einem Schutzgehäuse (55) untergebracht sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
dass das Schutzgehäuse (55) an der dem Befestigungsabschnitt
(26) entgegengesetzten Seite der Anschlusseinheit (24) pla
ziert ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Schutzgehäuse (55) an einem Grundkörper
(27) der Anschlusseinheit (24) festgelegt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
dass das Schutzgehäuse (55) durch eine Schraubverbindung an
dem Grundkörper (27) festgelegt ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, dass die Messkanüle (43) mit dem Schutzgehäu
se (55) zu einer austauschbaren Baueinheit zusammengefasst
ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, dass die Messkanüle (43) einen Außendurchmes
ser in der Größenordnung von 0,9 mm hat.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
dass die Meßkanüle (43) über einen Innendurchmesser in der
Größenordnung von 0,5 mm verfügt.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (26) ausgebil
det ist, um in den Gerätekanal (14) in dessen Mündungsbereich
eingesetzt zu werden.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
dass der Befestigungsabschnitt (26) ausgebildet ist, um in
den Gerätekanal (14) in dessen Mündungsbereich eingeschraubt
zu werden.
19. Mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18
ausgestatteter fluidbetätigter Antrieb, gekennzeichnet durch
ein Gehäuse (4), das einen mit einem Kolben (6) ausgestatte
ten Gehäuse-Innenraum (5) aufweist, in den stirnseitig min
destens ein zur Zufuhr und/oder Abfuhr von Druckmittel die
nender Gerätekanal (14) einmündet, an den eine mit einer
Messkanüle (43) ausgestattete Anschlusseinheit (24) ange
schlossen ist, die ihrerseits für den Anschluss mindestens
einer Druckmittelleitung (22) ausgebildet ist.
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---|---|---|---|
DE2001117624 DE10117624C1 (de) | 2001-04-07 | 2001-04-07 | Vorrichtung zur Druckmessung und damit ausgestatteter fluidbetätigter Antrieb |
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DE2001117624 DE10117624C1 (de) | 2001-04-07 | 2001-04-07 | Vorrichtung zur Druckmessung und damit ausgestatteter fluidbetätigter Antrieb |
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2001
- 2001-04-07 DE DE2001117624 patent/DE10117624C1/de not_active Expired - Fee Related
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