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Anordnung zur Kabelleitungsführung für Meßzwecke bei einem unter
dem Einfluß einer schraubenförmigen Rückholfeder stehenden, sich rasch hin- und
herbewegenden Maschinenteil Die Meß- und Steuerungstechnik steht häufig vor der
Aufgabe, von einem Maschinenteil (Prüfling), der sich rasch hin- und herbewegt,
Meßwerte über einen Verstärker auf abseits vom Prüfling stehendeAnzeigegeräte oder
auf Regel- und Schaltvorrichtungen zu übertragen. Dabei hat es sich gezeigt, daß
eine einfache Kabelleitung zwischen Prüfling und Verstärker so starken Schleuderbewegungen
ausgesetzt ist, daß die Kabelleitung diesen auf die Dauer nicht standhält. Dies
gilt auch dann, wenn man für die Verbindung dünne, äußerst biegsame metallische
Bänder oder Litzen verwendet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, für Meßzwecke bei einem unter dem Einfluß
einer schraubenförmigen Rückholfeder stehenden, sich rasch hin- und herbewegenden
Maschinenteil eine den extrem hohen mechanischen Anforderungen standhaltende und
elektrisch einwandfreie Kabelleitung zwischen Prüfling und Verstärker herzustellen.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Kabelleitung
auf den Windungen der Rückholfeder verlegt ist. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen
Anordnung bei einem Tellerventil einer Brennkraftmaschine. In der Zeichnung stellt
dar Fig. 1 das Aufbauschema des Erfindungsgedankens, Fig. 2 die Gesamtanordnung
eines mit einem Temperaturmeßfühler versehenen Tellerventils einer Brennkraftmaschine
in schaubildlicher Darstellung, Fig. 3 einen Radialschnitt durch den Ventilteller
des Tellerventils nach Fig. 2, Fig. 4 einen Querschnitt durch das Ventil nach der
Linie IV-1V in Fig. 3 und Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Windung der Rückholfeder
mit Kabelleitung zum Anschluß von drei Thermoelementmeßleitungen.
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In Fig. 1 bezeichnet a den sich rasch auf und ab bewegenden Prüfling.
Dieser steht unter dem Einfluß einer Rückholfeder e. Am Prüfling befindet sich ein
elektrischer Meßfühler b, der stromleitend mit dem Ntlstä:ker c und einem Anzeigegerät
d verbunden ist. Zu diesem Zweck ist zunächst vom Verstärker c eine Kabelleitung
g zur untersten Windung e' der Rückholfeder e herangeführt. Gemäß der Erfindung
ist der den Meßfühler b mit der Anschlußstelle g' der Kabelleitung g verbindende
Kabelleitungsabschnitt g" auf den Windungen der Rückholfeder e verlegt.
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Wie an Hand der Fig. 1 ohne weiteres verständlich, muß sich das obere
Ende der Rückholfeder e mit dem Prüfling a rasch auf und ab bewegen. Diese rasche
Auf- und Abbewegung kommt aber allmählich
über den langen Weg der Windungen der Rückholfeder
am ruhenden Teil f vollständig zum Stillstand.
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Somit ergibt sich einmal der Vorteil, daß jede heftige Schleuderbewegung
des Kabelleitungsabschnittes g" vermieden wird und zum anderen der Vorteil, daß
die vom Verstärker c kommende Kabelleitung g bei g' dauerhaft mit dem unteren stilliegenden
Ende des auf den Windungen der Rückholfeder verlegten Kabelleitungsabschnittes g"
verbunden werden kann.
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Bei dem in den Fig. 2 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt
es sich um eine Anordnung zum Messen der Temperaturen am Tellerventil einer Brennkraftmaschine.
Das Tellerventil 1 gemäß Fig. 2 bewegt sich in der Führung 2 eines Zylinderkopfes
3 und steht unter dem Einfluß einer Rückholfeder 4.
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Um ein Drehen des Ventils zu verhindern, ist das obere Federende in
ein Loch 6 am Federteller 5 eingehängt und letzterer durch eine an sich bekannte
Stiftverbindung am Ventilschaft 1 a festgelegt, indem die überragenden Enden des
durch den Ventilschaft gesteckten Stiftes 10 in zwei diametral gegenüberliegenden
Rinnen 8 und 9 des Federtellers 5 und des verbindenden Keilstückes 7 eingreifen.
Das untere Ende 4 a der Rückholfeder ist durch einen hakenartigen Eingriff in eine
Bohrung des Zylinderkopfes 3 festgehalten. Die bisher beschriebene Anordnung ist
bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung.
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Um die z. B. am Rand des Ventiltellers auftretenden Temperaturen
zu messen, wird dieser mit einer
entsprechenden Anzahl von gleichmäßig
über seinen Umfang verteilten durchgehenden feinen Bohrungen 11 versehen, die nach
Fig. 3 gegen die Ventiltellerunterfläche zu napfförmige Erweiterungen 11 a haben.
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Bohrungen und Erweiterungen sind außerdem beispielsweise derart angeordnet,
daß sie möglichst nahe an der Ventiltellerpanzerung 1 b liegen.
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Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, sind anschließend an die Bohrungen
11 in den Ventilschaft la von außen her Nuten 12 eingefräst, die nach Fig. 4 so
breit und tief sind, daß sie eine zweiadrige Thermoelement-Meßleitung 13 gerade
nach aufzunehmen vermögen. Die beiden Drahtenden 13 a jeder Meßleitung am Ventilteller
sind in der napfförmigen Erweiterung 11 a durch Hartlöten oder Schweißen miteinander
verbunden. Bei diesem Schweißvorgang wird auch die napfförmige Erweiterunglla gleichzeitig
mit Schweißmaterial ausgefüllt. In jeder Nut 12 ist die zugehörige Meßleitung 13,
wie in Fig. 2 bei 14 angedeutet, z. B. durch Verstemmen der Nutenränder befestigt.
Es kann für die Befestigung aber auch ein hitzebeständiger Klebstoff verwendet werden.
Ferner ist in jeder Nut 12 die Meßleitung 13 bis oberhalb des Federtellers 5 am
Ventilschaft la entlanggeführt.
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Dort sind ihre beiden Drähte mit je einer Anschlußstelle 15 a bzw.
15 b, die auf einer Isolierplatte 16 vorgesehen sind, verbunden. Beim Ausführungsbeispiel
nach Fig. 2 sind zwei diametral gegenüberliegende Meßleitungen 13, 13' und dementsprechend
vier Anschlußstellen 15 a bis 15 d auf der Isolierplatte 16 vorgesehen. Diese Platte
ist z. B. auf der oberen Fläche des Federtellers 5 mittels kleiner Nieten 21 befestigt.
Die Anschlußstellen 15 a bis 15 d durchsetzen die Isolierplatte 16; ihre über die
untere Fläche der Isolierplatte hinausragenden Teile dienen zum Anschluß einer auf
den Windungen der Rückholfeder verlegten vieradrigen Kabelleitung 13 c.
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Diese Kabelleitung ist mittels einer hochelastischen, zähen und wärmefesten
Klebmasse auf den Windungen der Rückholfeder 4 befestigt und läuft über das unterste
Ende 4 a der Feder hinweg zu einer Schelle 18, mit der sie am Zylinderkopf 3 befestigt
ist. Hinter der Schelle 18 werden dann entsprechend den vorhandenen zwei Meßleitungen
auch zwei Verstärker und zwei Anzeigevorrichtungen an die vieradrige Kabelleitung
13 c angeschlossen. Statt einer Anzeigevorrichtung zum Ablesen des Meßwertes kann
auch ein Schreibgerät, das den Meßwert aufzeichnet, verwendet werden.
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Die Haltbarkeit der Kabelleitung 13 c ist trotz der raschen Auf-
und Abbewegung des Ventils gesichert, da die Kabelleitung über die ganze Länge der
Rückholfeder 4 festliegt und die rasche Bewegung des oberen Federteils über den
langen Weg der Federwindungen allmählich abklingt und schließlich an der untersten
Federwindung bzw. an deren Ende 4 a »Null« wird.
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Die über den Federteller 5 hinausragenden und an die Anschlußstellen
15 a bis 15d geführten Meß-
leitungen können gegebenenfalls am Keilstück7 und am
Federteller 5 festgeklebt werden. Fig. 5 zeigt den Querschnitt einer Windung der
Rückholfeder 4 mit aufgeklebter sechsadriger Kabelleitung 13 c. Je zwei Adern dieser
Leitung werden für eine von drei Meßleitungen am Tellerventil 1 benutzt. Als Klebstoff
wird vorzugsweise ein lösungsmittelfreies Gießharz verwendet.
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Die Anordnung zur Kabelleitungsführung gemäß der Erfindung kann auch
zur Übertragung anderweitiger Meßgrößen, z. B. von Druck- und Schwingungswerten
oder aber auch von Regel-, Steuer- oder Schaltimpulsen benutzt werden.