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Vorrichtung zur Bewegungsübertragung von einem in einem gasdicht verschließbaren;
Gefäß angeordneten Abtastglied zum Messen von Längenveränderungen an einem Probegegenstand
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bewegungsübertragung von einem
in einem gasdicht verschließbaren Gefäß angeordneten Abtastglied zum Messen von
Längenveränderungen an einem Probegegenstand innerhalb des Gefäßes und betrifft
eine derartige Vorrichtung, bei der die Bewegungen des an den Probegegenstand im
Gefäß anpreßbaren Abtastgliedes in der Längsrichtung auf außerhalb des Gefäßes gelegene
Abtastglieder übertragbar sind mittels eines im Winkel zu dem Abtastglied gerichteten
Hebels, welcher mit einer in einer Öffnung in der Wand des Gefäßes gasdicht befestigten
Membran gas dicht und fest verbunden ist.
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Bei bekannten Vorrichtungen zur Bewegungsübertragung von einem in
einem gasdicht verschließbaren Gefäß angebrachten Abtastglied zum Messen von Längenveränderungen
eines in dem Gefäß befindlichen Probegegenstandes wird mittels einer Membran die
Bewegung des Abtastgliedes in dessen Längsrichtung zwecks Ablesung der Längenveränderungen
des Probestückes auf außerhalb des Gefäßes gelegene Glieder übertragen, wobei das
Abtastglied so angeordnet ist, daß es unmittelbar oder mittels Komparatoren die
Membran in senkrechter Richtung beeinflußt. Bei diesen Vorrichtungen wird beim Messen
in einem evakuierten Gefäß der auf die Membran wirkende Atmosphärendruck unmittelbar
auf den Probegegenstand übertragen. Die den Probegegenstand gegen eine Unterlage
des Gefäßes drükkende Kraft ist daher von dem Atmosphärendruck auf die Membran und
gegebenenfalls von einer mit dieser verbundenen Entlastungsvorrichtung abhängig.
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Druckschwankungen im Meßgefäß wirken auf den Anlagedruck des Probestückes
und beeinflussen das Meßergebnis in unerwünschter Weise.
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Um bei derartigen Vorrichtungen eine in die Gefäßwandung eingesetzte
bewegliche Dichtung bzw. das durch diese hindurchgeführte Übertragungsglied gegenüber
Druckdifferenzen zwischen dem Gefäßinneren und dem Außenraum zu entlasten, ist bei
einer bekannten Vorrichtung ein Druckstift in einer gegenüber der Dichtung angebrachten
Halterung geführt und in axialer Richtung einstellbar. Der Angriffspunkt dieses
Druckstiftes liegt im sich praktisch in der Mitte der Gefäßwandöffnung befindlichen
Spitzenpunkt der Schwingungskegelfigur des tÇbertragungshebels. Diese bekannte Anordnung
arbeitet mit einer Balgdurchführung als bewegliche Dichtung.
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Die dabei angewendete Konstruktion läßt sich jedoch nicht auf bei
anderen bekannten Anordnungen verwendete Membrandurchführungen anwenden.
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Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine derartige
Vorrichtung mit Membrandurchführung so auszubilden, daß eine einfachere Konstruktion
bei sicherer Ausschaltung der Druckdifferenz erreicht wird. Gemäß der Erfindung
wird dies durch einen schalenartigen Schirm gegenüber einer Seite der Membran zur
Entlastung der Membran gegen Druckdifferenzen des Gefäßinneren gegenüber dem Außenraum
erreicht, der mit seinem ringförmigen Ansatz an der Gefäßwandöffnung anliegt und
eine zentral angeordnete einstellbare Schraube trägt, die mit ihrem einen Ende vorzugsweise
senkrecht gegen die Membran stößt.
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Vorzugsweise ist ein mit einem Gewinde versehener Zapfen eines zylindrischen
Teiles mittels einer auf diesen Zapfen aufschraubbaren Mutter gasdicht in einer
mittigen Öffnung der Membran befestigt und das zylindrische Teil mit diametral angeordneten
Löchern zur Befestigung der einen Enden von ersten Stäbchen versehen, an deren anderen
Enden mittels Muttern ein entsprechend mit Löchern für diese Stäbchen versehenes
erstes jochförmiges Teil befestigt ist, welches weiterhin ein mit Gewinde versehenes
Loch zur Befestigung des im Gefäß liegenden Teiles des Hebels aufweist.
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Es kann ein zweiter schalenartiger Schirm gegenüber der anderen Seite
der Membran mit einer zugeordnet einstellbaren Schraube vorgesehen sein, die mit
ihrem einen Ende zur Entlastung der Membran
gegen Druckdifferenzen
vorzugsweise senkrecht auf einer Begrenzungsfläche des zylindrichen Teils anliegt.
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Es kann auch die Mutter mit diametral angebrachten, mit Gewinde versehenen
Löchern für zweite Stäbchen ausgerüstet sein, an deren nach außen gerichteten Enden
mittels Muttern ein mit Löchern für die Stäbchen versehenes zweites jochförmiges
Teil befestigt ist, welches mit einem mit Gewinde versehenen Loch zur Befestigung
des außerhalb des Gefäßes liegenden Teiles des Hebels versehen ist.
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In den Schirmen können zur frei beweglichen Durchführung der an dem
zylindrischen Teil bzw. an der Mutter befestigten Stäbchen Öffnungen diametral angebracht
sein.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung verbessert die Verwendungsmöglichkeit
der Membran dichtungen gegenüber bekannten derartigen Vorrichtungen, indem sie auch
für Membrandichtungen den unerwünschten Einfluß von durch Druckdifferenzen erzeugten
Axialkräften auf den durch die Membran geführten Übertragungshebel ausschaltet.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 schematisch einen Schnitt durch
eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, F i g. 2 eine Draufsicht
auf die erfindungsgemäß ausgebildete Membrandurchführung, Fig.3 in vergrößertem
Maßstab einen Schnitt durch die Membrandurchführung entlang der Linie A-A in Fig.
2, F i g. 4 eine Ansicht ähnlich F i g. 2 auf eine Abwandlungsform der Membrandurchführung
und Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 4.
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Innerhalb des Gefäßes 1 ist ein stabförmiges Ab-Abtastglied2 angeordnet,
welches gegen einen Probegegenstand3 anpreßbar ist, dessen Längenveränderungen zu
messen sind. Das Abtastglied 2 ist mit einem im Winkel zu diesem gerichteten Hebel
4 gelenkig verbunden. Dieser Hebel4 ist gasdicht mit einer Membran 5 verbunden,
welche mittels Schrauben 8 durch einen Ring 6 an der Seitenwand des Gefäßes 1 so
befestigt ist, daß sie eine kreisförmige Öffnung 7 in dieser Wand gasdicht schließt.
Die Membran 5 ist mit einem mittleren Loch zur Aufnahme eines zapfenförmigen Teils
9 mit einem Flansch 10 versehen. Die Membran 5 ist mittels einer auf den Zapfen
9 aufschraubbaren Mutter 11 an den Flansch 10 anpreßbar. Der Zapfen 9 besitzt in
Längsrichtung verlaufende Gewindebohrungen zur Aufnahme des aus zwei Teilen bestehenden
Hebels 4.
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Der außerhalb der Membran 5 gelegene Teil des Hebels 4 ist mit einer
Einrichtung zum Ablesen der Längenveränderungen des zu vermessenden Probegegenstandes
3 verbunden.
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Da das Abtastglied 2 im wesentlichen parallel zur Ebene der Membran
liegt, bewirken seine Bewegungen in Längsrichtung verhältnismäßig geringe Deformationen
der Membran 9, wobei die Größe dieser Deformationen von der Länge des innerhalb
des Gefäßes liegenden Armes des Hebels 4 abhängig ist.
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Formänderungen der Membran 5 durch Unterschiede der Drücke im Gefäß
1 und außerhalb bewirken Winkelverlagerungen des Abtastgliedes 2.
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Große Druckunterschiede beeinflussen die Membranbewegung über das
vernachlässigbare Maß hin-
aus. In den Fig. 2 und 3 wird eine Ausführungsform einer
Vorrichtung zum Ausgleich dieses Meßfehlers gezeigt.
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Hierin ragt ein zylindrisches Teil 12 mit einem Zapfen 13 durch die
Membran 5 nach außen. Die Membran 5 ist mittels einer Mutter 14 am Zapfen 13 befestigt.
Der Zapfen 13 hat eine Axialgewindebohrung zum Anbringen des außerhalb des Gefäßes
1 liegenden Teiles des Hebels 4. Das Flanschteil 12 ist mit zwei diametral liegenden,
axial gerichteten Bohrungen zum Einschrauben von dem Gefäß zugewandten Stäbchen
15 versehen. Am Ende dieser Stäbchen 15 ist mittels Muttern 17 ein jochförmiges
Teil 16 befestigt. Das Teil 16 weist eine mittlere Gewindebohrung zur Befestigung
des ins Gefäß 1 gerichteten Teiles des Hebels 4 auf.
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Vor der Innenseite der Membran 5 ist ein schalenförmiger, kreisförmiger
Schirm 18 derart angeordnet, daß er mit seinem Umfang an einem ringförmigen Ansatz
19 in der Öffnung 7 für die Membran 5 anliegt. Der zur Befestigung der Membran 5
bestimmte Ring 6 hält gleichzeitig den Schirm 18 gegen den Ansatz 19. Der Schirm
18 hat zwei diametral liegende Löcher 20 zum Durchführen der am Flanschteil 12 befestigten
Stäbchen 15. Das Teil 12 ist mit einer mittleren, einwärts ins Gefäß 1 gerichteten
Ausnehmung 21 versehen, an deren Bodenfläche eine Schraube 22 mit ihrem Ende anliegt.
Diese Schraube 22 ist in einer Gewindebohrung im Schirm 18 eingeschraubt und überträgt
die aus der Druckdifferenz auf die Membran wirkende Kraft auf den Schirm, ohne die
Schwenkbarkeit der Übertragungselemente zu beeinträchtigen.
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In den Fig.4 und 5 wird eine Ausführungsform einer Einrichtung gezeigt,
welche die Membran 5 in beiden Richtungen entlastet. Die Mittel zum Entlasten der
Membran 5 bei evakuiertem Gefäß stimmen mit denen der in Fig. 2 und 3 beschriebenen
Vorrichtung überein. In F i g. 4 und 5 bezeichnet 23 einen schalenförmigen, kreisförmigen
Schirm, dessen Umfang die Funktion des Ringes 6 übernimmt. Im Mittelpunkt des Schirms
ist eine Schraube 24 angebracht, deren nach innen gerichtetes Ende an der Bodenfläche
einer Axialbohrung 25 im Zapfen 13 anliegt. Die Mutterl4 hat zwei diametral liegende
Gewindebohrungen zur Befestigung von Stäbchen 26, welche durch Öffnungen 27 im Schirm
23 nach außen verlaufen. An den nach außen gerichteten Enden der Stäbchen 26 ist
ein mit Löchern für die Stäbchen versehenes jochförmiges Teil 28 mittels Muttern
29 befestigt. Dieses Teil weist eine mittlere Gewindebohrung zur Aufnahme des außerhalb
des Gefäßes 1 liegeden Teiles des Hebels 4 auf. Der Schirm 23 sowie die in dessen
Mittelpunkt angebrachte Schraube 24 entlasten somit die Membran 5 gegen Überdruck
im Gefäß 1.
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Die Bewegungsübertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung kann bei
dilatometrischen Messungen von Probegegenständen in evakuierten Gefäßen benutzt
werden.