DE1295238B

DE1295238B - Pneumatisches Dehnungsmessgeraet

Info

Publication number: DE1295238B
Application number: DE1962C0026775
Authority: DE
Inventors: Ellinger John Henry
Original assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Current assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Priority date: 1961-04-20
Filing date: 1962-04-18
Publication date: 1969-05-14
Also published as: CH392106A; GB946409A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein pneumatisches Dehnungsmeßgerät zum Einstellen der einen Bolzen beaufschlagenden Axialspannung mit einer durch seine Dehnung veränderbaren Durchflußöffnung für ein Strömungsmedium, die zusätzlich durch justierbare Stellmittel veränderbar ist, und mit einer Meßeinrichtung für eine Kenngröße des Strömungsmediums.
Es sind bereits automatische Dehnungsmeßgeräte bekannt, bei denen die auf eine Beanspruchung eines bestimmten Elementes zurückzuführende Längenänderung durch die sich damit gleichzeitig ändernden Ausströmverhältnisse einer Mündung für ein Strömungsmedium bestimmt werden (Patentschrift 17028 des Amtes für Erfindungsi und Patentwesen in Ostberlin, USA.-Patentschriften 2455285 und 2 875 611).
Diese bekannten Vomehtnngen sind jedoch nicht zur vorherigen Festlegung einer bestimmten Spannung eines Bauteils geeignet Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es unter Vermeidung nennenswerter Torsionsspannungen erlaubt, die Spannung eines Bolzens auf einen genau vorbestimmbaren Wert einzustellen.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Bolzen eine zentrale Bohrung aufweist, die, konzentrisch zueinander angeordnet, einen Heizwiderstand und die an die pneumatische Meßeinrichtung angeschlossene, mittels einer Mikrometerschraube gegenüber einem mit dem Bolzen verbundenen Drosselglied in axialer Richtung justierbare, aus einem Werkstoff geringer Wärmedehnung bestehende Meßluftleitung enthält.
Zweckmäßigerweise wird die Mikrometerschraube von einer die Spannung und Dehnung des Bolzens bewirkenden Mutter getragen.
Zwischen der Mutter und dem Stellkopf der Mikrometerschraube kann ein in die Mutter eingreifender Schlüssel vorgesehen werden, der an seiner abgeschrägten Außenkante die zum Ablesen der Einstellung des Stellkopfes der Mikrometerschraube dienende Gegenmarkierung aufweist Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, mit großer Genauigkeit die gewünschte Spannung im nahezu völlig spannungsfreien, unbelasteten Zustand des Bolzens einzustellen.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der beigefügten, beispielsweise jedoch nicht beschränkend eine Ausführungsform der Erfindung darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Verbindungsvorrichtung zwischen zwei Platten mittels eines Bolzens im Längsteilschnitt entlang der Achse des Bolzens, F i g. 2 eine einen Teil von F i g. 1 im einzelnen darstellende Ansicht in vergrößertem Maßstabe.
F i g. 1 zeigt zwei Platten 1 und 2. In die Platte 1 ist ein Gewindeloch gebohrt, in das ein an seinen beiden Enden mit Gewinde versehener Bolzen 3 eingeschraubt ist. Der Mittenabschnitt des Bolzens geht durch die Platte 2 durch eine Öffnung hindurch, die dem Bolzen einen radialen Spielraum läßt. Das mit Gewinde versehene Ende 3 a des Bolzens 3 nimmt eine Spannmutter 4 auf. Die Mutter 4 ist mit Längsrillen 4 b versehen, die mit entsprechenden Innenrillen 5 a eines über die Mutter 4 greifenden und mit der Stirnfläche des Bolzens in Anschlag kommenden Rohrschlüssels 5 in Eingriff kommen. Ein Griff 6 ermöglicht das Drehen des Schlüssels.
Das abgeschrägte Ende 4 a des RohrschlüsselsS ist einem drehbaren Kopf 7 zugeordnet, der mit einer Teilung versehen ist, die mit einer Teilung zusammenarbeitet, die zum Bilden einer Mikrometerschraube an der Abschrägung4a angebracht ist. Der Kopf 7 setzt sich in einem rohrförmigen Stab 8 fort, der durch eine in einem zentralen Durchlaß des Schlüssels 5 angeordnete Dichtung 9 hindurchgeht.
Der rohrförmige Stab 8 weist hinter der Dichtung 9 ein Feingewinde 10 auf, das in einen Gewindeabschnitt 10 a des Schlüssels 5 eingeschraubt ist. Hinter dem Gewinde setzt sich der Stab in einer rohrförmigen Verlängerung 11 fort, die in eine im Bolzen 3 bis zu einem Punkt in der Nähe des von der Mutter entfernt gelegenen Endes des Bolzens vorgesehene Bohrung 12 hineinragt. In diesem Ende des Bolzens ist eine Ausnehmung mit geringen Querschnittsabmessungen vorgesehen. Diese Ausnehmung steht über ein Gewindeloch mit der Bohrung 12 in Verbindung. In dem Gewindeloch ist eine Schraube 13 angebracht.
Die in F i g. 2 besser sichtbare Schraube 13 weist eine Reihe von an ihrem freien Endabschnitt vorgesehenen Schrägrillen 13 a auf. Der mit Rillen versehene Abschnitt dringt in das freie offene, jedoch umgebördelte Ende des robrförmigen Fortsatzes 11 des Stabes 8 ein.
Die hervortretenden Abschnitte der Rillen 13 a stehen mit der Wand der Öffnung der rohrförmigen Verlängerung 11 in Berührung und bewirken die Zentrierung der schrägen Nuten der Rillen in der Bohrung des Rohres 11. Auf diese Weise ist der Gesamtdurchlaßquerschnitt zwischen der Schraube 13 und dem umgebördelten Abschnitt ausschließlich von der relativen axialen Stellung der rohrförmigen Verlängerung 11 und der Rillen 13 a, also von den Längenveränderungen des Bolzens 3, abhängig. Die rohrförmige Verlängerung 11 besteht aus einem einen sehr geringen Wärmedehnungskoeffizienten aufweisenden Material.
Um die rohrförmige Verlängerungll herum ist ein Träger aus keramischem Material angeordnet, auf den ein elektrischer Heizwiderstand 14 gewickelt ist. Der Keramikträger ist vorgesehen, um den Heizwiderstand trotz seiner Wärmedehnung festzulegen und die Erwärmung durch Strahlung und durch erzwungene Konvektion von der Oberfläche des Widerstandes aus einheitlicher zu machen, und zwar zum Schutze des Stahls des Bolzens vor örtlichen Überhitzungen an heißen Stellen. Der Heizwiderstand 14 wird aus einer nicht dargestellten elektrischen Stromquelle gespeist.
Eine Leitung 15 verbindet die Bohrung des Stabes 8 über ein Ventil 17 und über ein Durchflußmeßgerät 18 mit einer Druckgasquelle 16.
Im Betrieb bildet der zwischen dem Endabschnitt der Schraube 13 und dem offenen Ende der rohrförmigen Verlängerung 11 des Stabes 8 vorgesehene freie Durchlaß eine Öffnung von veränderbarem Querschnitt, durch die hindurch das aus der Quelle 16 kommende Druckgas in die Bohrung 12 hinein ausfließt. Das Ablesen der Anzeigen des Durchflußmeßgerätes ermöglicht so das Bestimmen der axialen Lage der Verlängerung 11 in bezug auf die Schraube 13.
Diese Ablesung liefert somit eine Angabe über die Dehnung des Bolzens, da die Stellung der Schraube 13 durch die Stellung eines der Enden des Bolzens und die Stellung der Stirnöffnung der Verlängerung durch die Stellung des anderen Endes des Bolzens bestimmt werden.
Um den Bolzen einer vorbestimmten Beanspruchung auszusetzen, wird die Mutter mit Hilfe des Rohrschlüssels 5 bei einer Nennvorspannung angezogen. Darauf wird bei dem gewünschten Druck ein Gasumlauf hergestellt, wobei der Mikrometerkopf 7 durch Drehen nachgestellt wird, bis der Schwimmer des Durchflußmeßgerätes 18 eine etwa in der Nähe der Mitte der Röhre des Durchflußmeßgerätes liegende Nullstellung erreicht.
Bei dieser Einstellung wird die Stellung des Kopfes 7 der Mikrometerschraube abgelesen und notiert.
Darauf wird der Kopf 7 der Mikrometerschraube gedreht, um ihn auf eine der vorher bestimmten erforderlichen Dehnung des Bolzens entsprechende Stellung einzustellen. Dieser Vorgang verringert die Breite der Öffnung zwischen der Schraube 13 und dem angrenzenden Ende der rohrförmigen Verlängerung 11 und verringert also die durch das Durchflußmeßgerät hindurchströmende Durchflußmenge.
Darauf wird zum Bewirken der Dehnung des Bolzens der Heizwiderstand eingeschaltet. Der Durchfluß von Druckgas durch den Bolzen hindurch bewirkt eine Wärmeübertragung durch Konvektion. Man läßt den Bolzen sich ausdehnen, bis der Schwimmer des Durchflußmeßgerätes die anfangs notierte Nullstellung überschreitet. Darauf wird der elektrische Strom abgeschaltet, während der Druckgasumlauf beibehalten wird, um den Bolzen so weit abzukühlen, bis das Durchflußmeßgerät den anfangs abgelesenen Durchfluß anzeigt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Rohrschlüssel zum Anziehen der Mutter gedreht. Der Schlüssel nimmt den Kopf mit, so daß sich die beiden Teile zusammen drehen. Die Drehbewegung wird fortgesetzt, bis das Durchflußmeßgerät wieder die ursprüngliche Nullstellung anzeigt. Nach Beendigung dieses Vorgangs ist der Bolzen, sobald er kalt ist, mit der ursprünglich bestimmten erforderlichen Kraft beansprucht.
Zum Entspannen und Abnehmen des Bolzens genügt selbstverständlich die Wiederholung der vorstehenden Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge.

Claims

Patentansprüche: 1. Pneumatisches Dehnungsmeßgerät zum Einstellen der einen Bolzen beaufschlagenden Axialspannung mit einer durch seine Dehnung veränderbaren Durchflußöffnung für ein Strömungsmedium, die zusätzlich durch justierbare Stellmittel veränderbar ist, und mit einer Meßeinrichtung für eine Kenngröße des Strömungsmediums, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (3) eine zentrale Bohrung (12) aufweist, die, konzentrisch zueinander angeordnet, einen Heizwiderstand (14) und die an die pneumatische Meßeinrichtung (16, 18) angeschlossene, mittels einer Mikrometerschraube (10, 10 a, 7, 4 a) gegenüber einem mit dem Bolzen (3) verbundenen Drosselglied (13, 13 a) in axialer Richtung justierbare, aus einem Werkstoff geringer Wärmedehnung bestehende Meßluftleitung (11) enthält.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrometerschraube (10, 10 a, 7, 4 a) von einer die Spannung und Dehnung des Bolzens (3) bewirkenden Mutter (4) getragen wird.
3. Gerät nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Mutter (4) und den Stellkopf (7) der Mikrometerschraube (10, 10 a) ein in die Mutter (4) eingreifender Schlüssel (5, 5 a) zwischengeschaltet ist, der an seiner abgeschrägten Außenkante (4 a) die zum Ablesen der Einstellung des Stellkopfs (7) der Mikrometerschraube (10, 10 a) dienende Gegenmarkierung aufweist.