DE1448966C - Pneumatische Langenmeßeinnchtung - Google Patents
Pneumatische LangenmeßeinnchtungInfo
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Description
ι 2
Die Erfindung bezieht sich auf eine pneumatische ersten und zweiten Auslaßkanal abzulenken, und daß
Längenmeßeinrichtung mit einer unter Druck stehen- zwei Schnellablaßkanäle vorgesehen sind, von denen
den Druckluftzuführung, mit einer Strommeßeinrich- jeder eine Seitenwand gemeinsam mit einem der Austung,
die zur Durchführung einer Messung an einem laßkanäle besitzt, wobei diese Seitenwand jeweils
Werkstück mit der Drucklufteinrichtung verbunden 5 gegen die Hauptdüse hin zugespitzt ist, so daß der
ist und den Druckluftstrom durch das Werkstück in Stromanteil in jedem Auslaßkanal proportional der
Abhängigkeit von dessen Länge steuert, mit einer Ablenkung des Hauptstrahles ist.
Stromkompensationseinrichtung, die mit der Druck- Dabei ist es vorteilhaft, wenn mit dem zweiten luftzuführung und der Strommeßeinrichtung und Auslaßkanal eine Signaleinrichtung verbunden ist, die einer Stromanzeigeeinrichtung verbunden ist, die io auf den durch diesen Auslaßkanal fließenden Strom durch das Zusammenwirken der obigen Einrichtung und die gemessene Länge anspricht,
die zu1 messende Länge anzeigt. Auch können der erste und der zweite Auslaß-Aus dem »Archiv für technisches Messen«, Dez. kanal jeweils mit einer in die Atmosphäre führenden. 1962, Nr. Y 1124—11, S. 267, Fig. 20, ist es be- einstellbaren Entlastungseinrichtung ausgestattet sein, kannt, in einer Meßeinrichtung zwischen Meßfühler 15 An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher und Anzeigesystem einen pneumatischen Verstärker beschrieben. Es zeigt
vorzusehen. _ Fig· 1 eine schematische Darstellung der wirksa-
Stromkompensationseinrichtung, die mit der Druck- Dabei ist es vorteilhaft, wenn mit dem zweiten luftzuführung und der Strommeßeinrichtung und Auslaßkanal eine Signaleinrichtung verbunden ist, die einer Stromanzeigeeinrichtung verbunden ist, die io auf den durch diesen Auslaßkanal fließenden Strom durch das Zusammenwirken der obigen Einrichtung und die gemessene Länge anspricht,
die zu1 messende Länge anzeigt. Auch können der erste und der zweite Auslaß-Aus dem »Archiv für technisches Messen«, Dez. kanal jeweils mit einer in die Atmosphäre führenden. 1962, Nr. Y 1124—11, S. 267, Fig. 20, ist es be- einstellbaren Entlastungseinrichtung ausgestattet sein, kannt, in einer Meßeinrichtung zwischen Meßfühler 15 An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher und Anzeigesystem einen pneumatischen Verstärker beschrieben. Es zeigt
vorzusehen. _ Fig· 1 eine schematische Darstellung der wirksa-
Aus der deutschen Patentschrift 563 579 ist weiter- men Bestandteile einer beispielsweisen Ausführungshin eine Strahlsteuerung bekannt, bei der aus einer form der Erfindung,
Düse ein Strahl austritt, der auf ein Empfangssystem 20 F i g. 2 eine perspektivische Darstellung einer Strö-
auftrifft, nachdem er seitlich von einem zweiten Flüs- mungsmittelsteuereinrichtung mit fortgebrochenen
sigkeitsstrahl in Abhängigkeit von einer zu steuern- Teilen, die einen Teil der Ausführungsform gemäß
den Größe abgelenkt wurde. der Fig. 1 bildet.
Ferner ist aus der britischen Patentschrift 442 375 Die Erfindung wird in einer beispielsweisen Auseine
Meßeinrichtung für Drähte bekannt, bei der ein; 25 führungsform unter Verwendung von Luft als Meß-
Strahl aus einer Hauptdüse auf eine Meßeinrichtung medium beschrieben, wobei die Länge eines Erzeug-
trifft, nachdem er von einem Meßstrahl abgelenkt nisses gemessen wird.
wurde, an dem der zu messende Draht vorbeigeführt Die Druckluftzufuhreinrichtungen einschließlich
wurde, so daß die Intensität des Hilfsstrahles propor- der Luftzufuhrleitung 9, des einstellbaren Druckreg-
tional den Abmessungen des Drahtes ist. 30 lers 10 sowie einer Zuführung 11 sehen einen Durch-.
Weiterhin ist in der deutschen Auslegeschrift fluß gemäß der Darstellung in F i g. 1 vor. Die in
1136 518 eine Steuerungseinrichtung für pneuma- der dargestellten Ausführungsform als Spindel 12 getische
oder hydraulische Geräte beschrieben, bei der zeigte .Meßeinrichtung ist angeschlossen, um die Luft
zur Auslenkung des Hauptstrahles außer einem ersten von der Zuführung 11 über Meßeinrichtungen auf-Hilfsstrahl
ein zweiter Hilfsstrahl Verwendung fin- 35 zunehmen. Die Meßeinrichtung 12 besitzt zwei gegendet.
Diese bekannte Einrichtung verwendet außerdem überliegende Mündungen 14 und 15, durch welche
noch einen dritten Hilfsstrahl. Dabei wird der Haupt- Meßluft als eine Funktion des Abstandes der Münstrahl
mittels eines Steuerstrahles und eines Füh- düngen von einem Werkstück 16 strömt, in welchem
rungskörpers abwechselnd geradlinig oder gekrümmt sich eine zylindrische Bohrung befindet, deren Durchgeführt.
Dabei verlaufen der erste und der zweite 40 messer die in diesem Beispiel zu messende Länge
Hilfsstrahl einander entgegengesetzt. darstellt. Die Meßspindel 12 ist an die Meßeinrich-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- tung angeschlossen.
gründe, bei einer pneumatischen Längenmeßeinrich- Eine Stromkompensationseinrichtung 20 wird in
tung der eingangs genannten Art unter Verwendung . der Meßeinrichtung in Verbindung mit anderen Be-
des an sich bekannten Prinzips der Strahlstromver- 45. standteilen derselben benutzt. Insbesondere F i g. 2
stärker bewegliche Teile wie Kolben oder Membra- zeigt die Kompensationseinrichtung 20 mit einem
nen zu vermeiden. Gehäuse 21 und eine Anzahl von Kanälen einschließ-
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe be- Hch einer Hauptdüse 22, die darin mit der Leitung 11
steht darin, daß die Stromkompensationseinrichtung und der geregelten Luftzufuhr von dem Regler 10
aus einem pneumatischen Düsenverstärker besteht 50 verbunden ist. Der Durchfluß von der Hauptdüse 22
und in einem Gehäuse eine Hauptdüse, die mit der wird normalerweise von ersten und zweiten Auslaß-Druckluftzuführung
verbunden ist, sowie ein erster kanälen 23, 24 aufgenommen, die in dem Gehäuse
und ein zweiter Auslaßkanal, die zur Aufnahme des 21 gegenüber der Hauptdü&&22 dargestellt sind. Der
aus der Hauptdüse austretenden Stromes gegenüber Luftstrom von der Hauptdüse 22, der normalerweise
dieser Hauptdüse angeordnet sind,-vorgesehen sind, 55 nicnt in den Kanälen 23 und 24 aufgenommen wird,
daß der erste Auslaßkanal mit der Stromanzeigeein- wird durch zwei weitere Schnellablaßkanäle 25 und
richtung verbunden ist, daß eine erste Steuerdüse, 26 in dem Gehäuse 21 abgeführt, die mit der.iumgedie
mit der Druckluftzuführung über ein erstes Dros- benden Atmosphäre in Verbindung stehen. In dem
selorgan verbunden ist und stromunterhalb dieses Gehäuse 21 sind erste bzw. zweite Steuerdüsen 30
Drosselorgans eine Zweigverbindung mit der Strom- 60 und 31 angeordnet, die einander entgegenarbeiten
meßeinrichtung aufweist, und eine zweite Steuerdüse, und die Luft gegen die aus der Hauptdüse 22 strödie
mit der Druckluftzuführung über ein zweites mende Luft und quen zu ihr lenken, um einen be-Drosselorgan
verbunden ist, vorgesehen sind, wobei stimmten Durchfluß zu den Aüslaßkanälen 23 und
die erste und die zweite Steuerdüse einander gegen- 24 zu erreichen. Somit wird die jeweils in die Ausübcrlicgend
und quer zu der Hauptdüse angeordnet 65 laßkanäle 23 und 24 abgelenkte Luftmenge durch
sind, um den aus dieser Hauptdüse austretenden . die relative Energie der Steuerdüsen 30 und 31 be-Strahl
als kontinuierliche Funktion des durch die stimmt. Die Anordnung der Hauptdüse, der Steuer-Meßeinrichtung
fließenden Durchtrittsstromes in den düsen und der Auslaßkanäle ermöglicht die Benut-
zung eines verhältnismäßig niedrigen Energiestromes, z. B. den durch jede der Steuerdüsen 30 und 31
fließenden Strom, um den Strom verhältnismäßig hoher Energie, z. B. den von der Hauptdüse 22 in
die Auslaßkanäle 23 und 24 fließenden Strom, in einem beliebigen Verhältnis abzulenken. Wie bereits
erwähnt, wird dieses durch eine einfache Veränderung der Energie der Steuerdüsen 30 und 31 erzielt.
Eine Durchlaßeinrichtung, z. B. eine Leitung 37, verbindet die Steuerdüse 30 mit der Druckluftzuführung
11, und ein einstellbares Drosselorgan 40, das in der Leitung 37 angeordnet ist, steuert den Luftdurchfluß
zu der Steuerdüse 30. Das Drosselorgan 40 kann für jeden beliebigen, gegebenen Anwendungszweck
ausgelegt werden, jedoch ist es wünschenswert, daß es einstellbar ist, und zwar für solche
Fälle, in denen die richtige Größe der Drosselung anfänglich festgelegt und Änderungen in der Linearität
des Meßsignals ausgeglichen werden. Solche Änderungen können durch viele Faktoren hervorgerufen
werden, beispielsweise durch Abnutzung in den bei einer gegebenen Anwendungsart benutzten Werkzeugen
und Unvollkommenheiten an Einzelteilen, die beispielsweise durch Herstellungsfehler verursacht
sein können.
Ein weiteres Drosselorgan 41 gestattet eine Verstärkungsänderung der Meßeinrichtung, indem es eine
Änderung der grundsätzlichen Durchflußmenge in dem Kanal oder der Leitung 42 zur Steuerdüse 31
ermöglicht. Die Leitung 42 zu der Steuerdüse 31 ist hinter dem Drosselorgan 41 und vor der Meßspindel
12 mit der Meßeinrichtung verbunden, und somit wird die Energie der Steuerdüse 31 durch die gemessene
Länge bestimmt. Die Steuerdüse 31 wirkt der Steuerdüse 30 entgegen, um den Fluß von der Hauptdüse
22 proportional zwischen den Auslaßkanälen 23 und 24 abzulenken, so daß der Durchfluß in jedem
Kanal entsprechend dieser Eigenschaft reflektiert wird.
In der dargestellten Ausführungsform tritt die Luft von dem Auslaßkanal 24 in eine Leitung 32 zu dem
einen Ende der Anzeigeeinrichtung ein, die als transparentes Rohr 33 mit einer gleichmäßigen inneren Neigung dargestellt ist. Durch das transparente
Rohr 33 ist ein Anzeigeschwimmer 34 sichtbar, der mit diesem in Abhängigkeit von dem Durchfluß durch
das Rohr, wie er durch die gemessene Länge bestimmt wird, zusammenarbeitet. An dem gegenüberliegenden
Ende des Rohres 33 ist eine einstellbare Sicherheitseinrichtung 35 vorgesehen, die den durch
das Rohr hindurchführenden Durchfluß in die Atmosphäre ableitet. Die Sicherheitseinrichtung 35 wird
benutzt, um die Stellung des Schwimmers 34 in dem Rohr 33 für eine Anfangseichung einzustellen. In
Verbindung mit dem Rohr 33 und dem Schwimmer 34 kommt eine Skala 36 zur Anwendung, um eine
unmittelbare Anzeige des Durchflusses und somit der Länge des Erzeugnisses (oder in diesem Anwendungsbeispiel des Durchmessers) zu haben.
In die Leitung 32 ist eine einstellbare Entlastungseinrichtung 43 eingebaut, die dann zur Verwendung
kommt, wenn es erwünscht ist, den Durchfluß durch das abgeschrägte Rohr zu verringern. Die Entlastungseinrichtung
43 trägt weiter zur Vielseitigkeit der Einrichtung bei und ermöglicht die Verwendung
einer Signaleinrichtung innerhalb großer Bereiche.
Eine weitere einstellbare Entlastungseinrichtung 44 ist in der Leitung 45 vorgesehen, die an den Auslaßkanal
23 angeschlossen ist. Diese Einrichtung kann benutzt werden, um einen gesteuerten Durchflußwiderstand
vorzusehen, so daß nötigenfalls eine weitere Signaleinrichtung, z. B. eine in die Leitung 45
eingebaute Signaleinrichtung 46, ebenfalls genau gesteuert werden kann. Die Signaleinrichtung 46 schließt
einen Balg ein, welcher mit der Leitung 45 in Verbindung steht und sich gemäß dem Druck in dieser
Leitung, wie er durch die Einrichtung 44 eingestellt
ao ist, durchbiegt, um durch Betätigung elektrischer
Schalter bei vorher festgelegten Höhen ein elektrisches Ausgangssignal zu geben. Wenn die Signaleinrichtung
46 in Verbindung mit dem Rohr 33 benutzt wird, dann kann an dem Rohr eine kontinuierliche
Anzeige der Länge des Erzeugnisses dargestellt werden, während die Signaleinrichtung 46 eine Anzeige
der Länge auf einer beliebigen Basis je nach Bedarf gibt, beispielsweise beim Sortieren oder Ausscheiden
von Teilen als eine Funktion einer vorher festgelegten Erzeugniseigenschaft.
Im Betrieb ist es offensichtlich, daß bei einer Zunahme des Luftstromes durch die Meßspindel 12 die
Energie der Steuerdüse 31 entsprechend abnimmt, was die Steuerdüse 30 veranlaßt, einen verstärkten
Durchfluß von der Hauptdüse 22 in den Auslaßkanal 24 hinein abzulenken. Dieses erhöht den Durchfluß
durch das transparente Rohr 33 und verursacht einen Anstieg des Schwimmers 34, der dann ein großes
Loch in dem Werkstück 16 anzeigt. Wenn das Loch in dem Werkstück 16 verhältnismäßig klein ist, dann
fließt weniger Luft aus der Spindel 12 heraus und erhöht dadurch den Durchfluß durch die Steuerdüse
31, um mehr Luft von der Hauptdüse 22 in den Auslaßkanal 23 und entsprechend weniger in den Auslaßkanal
24 abzulenken. Dieses würde zu einem geringeren Durchfluß in dem Rohr 33 führen, und der
Schwimmer würde eine niedrigere Anzeige als vorher geben.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Verstärkung der Ansprechempfindlichkeit des Schwimmers 34 auf
lichte Räume des Werkstückes sowohl durch den' Verstärker 20 als auch durch die innere Neigung des
Rohres 33 erreicht wird, so daß die Einrichtung in der Lage ist, einen großen Verstärkungsbereich zu
bewältigen und äußerst hohe Verstärkungen durchzuführen. Obwohl sich der Durchfluß durch die Meßöffnungen
der Spindel 12 nicht unbedingt linear jnit den Veränderungen in dem lichten Raum des Werkstückes
oder in diesem Falle im Durchmesser ändert, ist doch eine charakteristische Ansprechkurve vorhanden.
Durch Einstellungen der Drosselorgane 40 und 41 kann die Stromkomp'ensationseinrichtung
so eingestellt werden, -daß sie nicht nur verstärkte Durchflußänderungen in den Auslaßkanälen 23 und
24 vorsieht, sondern auch in ausgleichender Weise wirkt, so daß diese Durchflußänderungen entweder
auf Veränderungen im lichten Raum des Werkstückes linear ansprechen oder gegenüber bekannten
Meßanlagen, die ein Strömungsmittelmedium verwenden, von stark verbesserter Linearität sind.
Dieses ermöglicht die Benutzung eines einzigen Rohres 33 in Kegelform oder mit verringertem Querschnitt
innerhalb eines äußerst weiten Bereiches von Meßverstärkungen, die früher eine Anzahl von Rohren
unterschiedlicher Konizität verlangten, und die jeweils konstanten Querschnitt für lineare Anzeige
aufwiesen. Es ist beispielsweise durch die Erfindung möglich, ein einziges Anzeigerohr innerhalb eines
Verstärkungsbereiches von 2000 bis 100 000 zu verwenden.
Claims (3)
1. Pneumatische Längenmeßeinrichtung mit einer unter Druck stehenden Druckluftzuführung,
mit einer Strommeßeinrichtung, die zur Durchführung einer Messung an einem Werkstück mit
der Drucklufteinrichtung verbunden ist und den Druckluftstrom durch das Werkstück in Abhängigkeit
von dessen Länge steuert, mit einer Stromkompensationseinrichtung, die mit der Druckluftzuführung
und der .Strommeßeinrichtung und einer Stromanzeigeeinrichtung verbunden ist, die
durch das Zusammenwirken der obigen Einrichtung die zu messende Länge anzeigt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stromkompensationseinrichtung (20) aus einem pneumatischen
Düsenverstärker besteht und in einem Gehäuse (21) eine Hauptdüse (22), die mit der Druckluftzuführung
(11) verbunden ist, sowie ein erster und ein zweiter Auslaßkanal (23, 24), die zur
Aufnahme des aus der Hauptdüse austretenden Stromes gegenüber dieser Hauptdüse angeordnet
sind, vorgesehen sind, daß der erste Auslaßkanal (24) mit der Stromanzeigeeinrichtung (33) verbunden
ist, daß eine erste Steuerdüse (31), die mit der Druckluftzuführung (11) über ein erstes
Drosselorgan (41) verbunden ist und stromunterhalb dieses Drosselorgans eine Zweigverbindung
mit der Strommeßeinrichtung (12) aufweist, und eine zweite Steuerdüse (30), die mit der Druckluftzuführung
(11) über ein zweites Drosselorgan (40) verbunden ist, vorgesehen sind, wobei die
erste und die zweite Steuerdüse (31, 30) einander gegenüberliegend und quer zu der Hauptdüse angeordnet
sind, um den aus dieser Hauptdüse austretenden Strahl als kontinuierliche Funktion des
durch die Meßeinrichtung (12) fließenden Durchtrittsstromes in den ersten und zweiten Auslaßkanal
(23, 24) abzulenken, und daß zwei Schnellablaßkanäle (25, 26) vorgesehen sind,- von denen
jeder eine Seitenwand gemeinsam mit einem der Auslaßkanäle (23, 24) besitzt, wobei diese Seitenwand
jeweils gegen die Hauptdüse (22) hin zugespitzt ist, so daß der Stromanteil in jedem Auslaßkanal
(23, 24) proportional der Ablenkung des Hauptstrahles ist.
2. Meß vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem zweiten Auslaßkanal
(23) eine Signaleinrichtung (46) verbunden ist, die auf den durch diesen Auslaßkanal fließenden
Strom und die gemessene Länge anspricht.
3. Meß vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite
Auslaßkanal (23, 24j jeweils mit einer in die Atmosphäre führenden, einstellbaren Entlastungseinrichtung (43, 44) ausgestattet sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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