DE1698126B2 - Vorrichtung zur Eichung von Manometern - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Eichung von Manometern mit einem um ein: feste waagercchte Achse schwenkbaren Waagebalken, mit einer so Einrichtung zur Ausübung eines regelbaren Drucks mit einem Kolben auf eine Flüssigkeit sowie mit Emrichtungen zur Übertragung des Fiüssjgkeitsdrocks •uf einen Ann des Waagebalkens und das zu eichende Gerät, mit einer an dem anderen Ann des Waagebai- is k d d l di h

kens angeordneten und längs dieses Annes verschieb-MldEiklA

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g fSt den Feisdrock im Sinne WtedartasKttaag des Gtekfagcwin Wdft Bei dkaet am der ÜS-¥S H gebracht, wobei der Sterne kalben die Rafle eines Schiebers erfüllt, der zwischen einer Druckfliissig jceitsqeelle und efoero Abfluß eingeordnet und mit dem WaagebaUksn gekoppelt ist.

Aus der US-PS 2 992 302 ist «toe E chvorrichtung bekanntgeworden, bei der der WaagebaUcen durch die Erregung von Magnetventaregelemnchttrogen aus dem Gleichgewicht gebracht wird, wöbet d*e Regelventile an Versorgungskanale des Druckmittels (hier Druckluft) angeschlossen sind.

Die US-PS 2 446 740 offenbart eine Eichvorrichrang mit einer umkehrbaren Luftpumpe, die autornatisch in Abhängigkeit der Schließung eines elektaschen Schaltkreises durch einen Schwimmer in Betrieb setzbar ist, wobei der Schwimmer in Abbängigkeit eiaes meßbaren Drucks gegen eine höhenverstellbare Leitschiene andrückbar ist Die- Pumpe schaft außerdem jederzeit in einem Zylinder einen Druck, der dem angezeigten Druck entspricht und der auf ein zu eichendes Manometer aufgegeben wird. Ein Waagebalken ist dabei jedoch nicht vorgesehen.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung so auszubilden, daß sie besser als bisher den verschiedenen Erfordernissen der Praxis entspricht, indem sie diese Eichung genau, getreu und praktisch automatisch vornimmt, wobei der Wert des wirklich an den zu eichenden Apparat angelegten Drucks automatisch (nach Stabilisierung der beweglichen Teile der Vorrichtung) genau an einem von dem Apparat unabhängigen Anzeigegerät angezeigt wird und in dem ganzen Bereich der Betriebsdrikke des Apparates durch einfache Ver-Schwenkung eines Betätigungsgnffs verändert und eingestellt werden kann. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der mit der Druckflüssigkeit in Berührung stehende Kolben der Regeleinrichtung für den Flüssigkeit ,druck durch einen in seüren beiden Drehrichtungen betreibbaren Motor unter Zwischenschaltung eines die Rotation der Motorweöe in eine Translationsbewegung umwandelnden Getriebesystem geradlinig bewegbar ist und daß in dem Erregerstromkreis des Motors elektrische Schalter eingeordnet sind, die durch den Waagebalken derart schaltbar sind, daß der Motor siets in einem den Waagebalken in seine Gleichgewichtsstellung rücküberführenden Drehsinn erregt wird. Dadurch wird erreicht, daß die Eichvorrichtung sich auszeichnet durch die Einfachheit der Herstellung, der Robusthat, die im wesentlichen durch den Kolbenmecbanismus und den Schraubengetriebemechanismus begründa ist, sowie in der Leistungsfähigkeit im Hinblick auf die Genauigkeit und die Zuverlässigket

Vorteilhaft sind die elektrischen Schalter so ausgebäkfct. daß sie von dem Waagebalken ohne mechaniscbe Berührung mit diesem betätigbar sind.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispklsweae erläutert, in welcher 3 i ld Si Ü

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Fi^. 1, 2 uad 3 einen lotteduen Schnitt Üejt lime 1*1 diet' Fig.3 bzw.. einen lotrechten Schnitt Btap der Linie 1MB der Fig, 1 bzw. eine von oben idb Taansidit ein» Vorrichtung zur Eichung

16S0736 bsat)m wild «aa Wtajytiilton dardi die aaaitteftftnu Lagever* id dSte»erkoibais aas dem GkkJietwkbt

Es ist berdis bekannt, Manometer mittels einer handhrtarigtrn Balkeowaage m «eben, ba wekher da» fjMd%tmet& de* Waagebalkens entweder dadarefa bergöteOt wird, daß von Hand das Gewicht an di bi vetschobeo wird, ödet dadoidi, fa Dh i H

daß daicfa Drehung eines Handrad« von Hand der

3 4

gleichzeitig auf den Waagebalken und d«s m eichende und ihrer Verbindungsleitungen ist rait einer Flüssig-

Manometer wirkende Druck einer Flüssigkeit ver8n- keit 45 gefüllt.

dort wird. j^_T Kolben 34 wird außerhalb der Kammer 30

line derartige Vorrichfcrag ist ungenau, und ihre durch einen Gewindebolzen 35 verlängert un<t durch

Anwendung ist langwierig, da nur mit aufeinanderfol- 5 seine Befestigung an einem in einer entsprechenden

genden Annäherungen gearbeitet werden kann. Bohrung 37 des Gestells gleitenden parallelen Stab 36

Ferner ist es bekannt, ständig den Druck eines an einer Drehung, aber nicht an einer axialen TransGases mittels einer Balkenwaage zu messen, bei wel- lationsbewegung gebindert

eher die Gleichgewichtsstörungen des Waagebalkens Der Gewindebolzen 35 wirkt mit einer Mutter 38

automatisch ausgenutzt werden, um das Gewicht an io zusammen, welche durch ihren Einbau in ein cnt-

diesera in dem Sinn zu verschieben, welcher das sprechendes Lager 39 des Gestells an einer axialen

Gleichgewicht wiederherstellt Translationsbewegung, aber nicht an einer Drehung Bei der Eichung von Präzisionsmanometern mittels gehindert ist Diese Mutter trägt außen eine Schnek-

einer Druckflüssigkeit kann eine derartige automa- kenradverzahnung und wirkt mit einer an der Welle

tische, nur die Stellung des Gewichts beeinflussende 15 eines Elektromotors 41 angebrachten Schnecke 40

Regelung nicht richtig arbeiten, da sie nicht streng zusammen.

die Fehler ausgleichen kann, weiche von den Leck- Dieser Motor kann je nach der Art seiner Erregung

strömungen der Flüssigkeit längs der Kolben, der Zu- durch die Schließung des einen oder des anderen von

sammendrückbarkeit der Flüssigkeit und etwaigen zwei elektrischen Schaltern 42 und 43 in dem einen

Verformungen der Rohrleitungen herrühren. ao oder dem anderen Sinn in Umdrehung versetzt

Dieser unbedingt erforderliche Ausgleich wird auto- werden.

matisch dadurch erhalten, daß die Regelung unmittel- Bei der in F i g. 1 dargestelKen Ausführungsform

bar den Druck der Flüssgikeit beeinflußt. werden diese Schalter unmittelbar von dem Ende 44

Bei der dargestellten Ausführungsform enthält die des längeren Arms des Waagebalkens 4 betätigt. Sie

Eichvorrichtung ein z. B. durch zwei durch Säulen 3 as sind natürlich so angeordnet, daß die durch ihre

verstrebte waagerechte Platten 2 gebildetes festes Ge- Schließung erzeugte Bewegung des Motors den

stell I₁ welches einen um eine waagerechte Achse 5 Waagebalken in die Gleichgewichtsstellung (d. h. im

schwenkbaren starren Waagebalken 4 trägt (F i g. 1 allgemeinen in seine waagerechte Lage) zurückführt,

und 3). wie dies weiter unten erläutert ist.

Dieser Waagebalken besteht aus zwei durch Tra- 3<> Jeder Stellung des Gewichts 7 an dem Waageversen 6 verstrebten parallelen Leisten. balken entspricht gleichzeitig einerseits ein genau be-

Ein Arm des Waagebalkens (rechter Arm in Fig. 1 stimmter Wert des Drucks der Flüssigkeit 45 im

und 3) trägt ein Gewicht 7, welches mit Rollen 8 auf Gleichgewicht des Waagebalkens und andererseits

den Leisten rollt. Dieses Gewicht enthält eine Ge- eine genau bestimmte Winkelstellung des Handrades

Windebohrung 9, welche mit einer in den Traversen 6 35 11 und seiner Welle 13.

gelagerten, sich parallel zu den Leisten erstreckenden Aus diesem Grunde ist diese Welle z. B. über einen

Gewindespindel 10 zusammenwirkt. Kegeltrieb 46, 47 mit dem Eingang eines numerischen

Die Drehungen dieser Spindel und somit die Ver- Zählers 48 verbunden, welcher vorher so geeicht Schiebungen des Gewichts 7 längs des Waagebai- wurde, daß er unmittelbar diese dem Gleichgewicht kens 4 werden durch die Drehungen eines an dem 4° des Waagebalkens für die verschiedenen Winkelstel-Gestell angebrachten Handrades 11 mit lotrechter lungen des Handrades entsprechenden genau beAchse über eine fest mit der Welle 13 des Handrades stimmten Druckwerte anzeigt. Diese vorherige verbundene Schnecke 12, ein mit dieser in Eingriff Eichung kann leicht dadurch erfolgen, daß als Mano- »tehendes Schneckenrad 14 und ein Kardangelenk er- meter 32 ein Eichmanometer benutzt wird,
zeugt, wobei ein Teil 15 des Katdangelenks mit dem 45 In den Figuren smd noch einstellbare Füße 49 und Schneckenrad 14 durch eine in einem Lager 17 mit eine Wasserwaage 50 zur waagerechten Einstellung waagerechter Achse in dem Gestell drehbare Welle des Gestells sichtbar.

16 fest verbunden ist, während sein anderer Teil 18 Die obige Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

fest mit der Gewindespindel 10 verbunden ist und der Nachdem der Druck der Flüssigkeit 45 auf den

Mittelpunkt seines Kreuzstücks 19 auf der Schwenk- 50 Atmosphärendruck gebracht wurde, wird an den

achse 5 des Waagebalkens liegt. Kreis dieser Flüssigkeit das zu eichende Mahometer

Der andere Arm des Waagebalkens (linker Arm in 32 ingeschlossen, worauf die Füße 49 so eingestellt

Fig. 1 und 3) trägt einen Bügel 20, welcher an einer werden, daß das Gestell waagerech^f. liegt.

Achse 21 des Waagebalkens aufgehängt ist und frei Hierauf wird das Handrad 11 verdreht, bis ein ge-

durch Fenster 23 der oberen Platte 2 tritt. 55 gebener Druck von z. B. 10 Bar an dem Zähler 48

An der Basis dieses Bügels stützt sich über eine angezeigt wird.

Kugel 24 (F i g. 1 und 2) ein Kolben 25 ab, welcher Hierdurch wird das Gewicht 7 nach rechte ver-

frei ohne Spiel in einem Zylinder 26 des Gestells schoben,

gleitet. Da der Drück der Flüssigkeit 45 nicht ausreicht,

Üfes der Kugel abgewandte Grundfläche des KoI- 60 um das durch diese Verschiebung erzeugte Moment bens befindet sich in einer Kammer 27, welche durch auszugleichen, geht der rechte Arm des Waagefeste Leitungen 28 mit zwei änderen Kammern 29 balkens abwärts, wodurch der Schalter 4ί geschlossen und! 30 des Gestells in Verbindung steht Die Kam- wird.

mer 29 steht mit dem druckempfindlichen Raum Jl Diese Schließung erregt den Motor 41 ra dem

des zu eichenden Manometers 32 Hi Verbindung. 65 Sinn, in welchem der Kolben 34 in das Innere der

Durch die Wand der Kammer 30 tritt eine zylitt- Kammer 30 zurückgedrückt wird, wodurch der Druck

drische Bohrung 33, v»?lche einen Kolben 34 enthält. der Flüssigkeit 45 erhöht wird.

Das Iflflenvolumen der Kammern 27, 29, 30 und 31 Diese Druckerhöhung drückt den Kolben 25 und

den Bügel 20 nach unten, wodurch der linke Arm lung können sie insbesondere so ausgebildet sein, des Waagebalkens 4 gesenkt wird. daß sie von dem Waagebalken ohne mechanische

Wenn das Oleichgewicht wiederhergestellt ist, öff- Berührung mit demselben betätigt werden, net sich der Schalter 42, der Motor 40 hält an, und So können sie z. B. durch Relais gebildet werden,

der Waagebalken bleibt stehen. s welche durch die Beleuchtung oder das Aufhören der

Man ist dann sicher, daß der auf das Manometer Beleuchtung von Photozellen durch Lichtstrahlen be-32 ausgeübte Druck gleich dem abgelesenen Druck tätigt werden, welche von dem Waagebalken entsprevon 10 Bar ist, eo daß das Zifferblatt des Manometers chend seiner Stellung wenigstens teilweise abgedeckt In der von seinem Zeiger 51 in diesem Augenblick werden.

eingenommenen Stellung mit einem entsprechenden io Die Bewegungen des Waagebalkens können auch Teilstrich versehen werden kann. die gewünschten Kontakte durch magnetische oder

Die VorgBnge sind natürlich die gleichen für alle induktive Wirkungen herstellen, anderen Druckwerte. Ebenso kann die Steuerung der Gleitbewegung des

Man kann auch durch Betätigung des Handrades Kolbens 34 durch andere als elektromechanische 11, wobei die dem Gleichgewicht des Waagebalkens 15 Mittel erfolgen, z. B. hydraulische oder pneumatische entsprechende Stabilisierung abgewartet wird, von Mittel.

dem Zeiger Sl auf dem bereits mit einer Teilung ver- Die obige Ausbildung kann noch verbessert wer-

sehenen Zifferblatt eines Manometers 32 gegebene den, indem der das Gewicht 7 tragende Arm des Werte anzeigen lassen, und hierauf die wirklichen Waagebalkens aus einem Material besteht, dessen entsprechenden Werte des Zählers 48 ablesen, um die 10 linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient K₁ dop-Fehler dieser Anzeige festzustellen und gegebenen- pelt so groß wie der Koeffizient K_t des den Kolben falls eine Berichtungstabelle aufzustellen. 25 (und den diesen aufnehmenden Zylinder 26) bil-

Es ist zu bemerken, daß der Wert des Drucks der denden Werkstoffs ist, während der andere Arm des Flüssigkeit 45, bei welchem sieb der Waagebalken im Waagebalkens aus einem Material mit einem verGleichgewicht befindet, stets genau gleich dem dann a$ nachlässigbaren thermischen Ausdehnungskoeffizienvon dem Zähler 48 angezeigten Wert ist. Dieser ten besteht.

Druck ist nämlich die einzige für das auf den linken Durch diese Ausbildung wird das Gleichgewicht

Arm de* Waagebalkens aungeübte Moment maß- des Waagebalkens von den Schwankungen der Raumgebende veränderliche Größe (der Querschnitt des temperatur unabhängig.

Kolbens 25 und die Länge des Hebelarms zwischen 30 Das auf seinen ersten Arm wirkende Moment hängt den Achsen 21 und 5 bleiben konstant) und diii An- nämlich von der Temperatur t durch einen Faktoi derungen dieses angezeigten Werts sind infolge der 1 + K,f ab, während die Masse des Gewichts 7 kongetroffenen Ausbildung genau zu der Verschiebung stant bleibt.

des Gewichts 7 an dem Waagebalken proportional. Das auf den anderen Arm des Waagebalkens ausweiche die einzige veränderliche Größe ist, welche 35 geübte Moment entspricht »fern Produkt aus einem für das auf den rechten Arm des Waagebalkens aus- unveränderlichen Hebelarm und einer Kran, wv.«...* geübte Moment maßgebend ist, vorausgesetzt natür- zu der Fläche des Kolbens 25 proportional ist, aul lieh, daß die ursprüngliche Eichung des Waage- welche der Druck der Flüssigkeit wirkt. Dipeo "--<·< balkens so vorgenommen wurde, daß, wenn der Zäh- hängt nun von der Temperatur durch einen Faktoi ler 48 null anzeigt und somit das Gewicht 7 seine am 40 (1 -f K₂O* ab, dessen Wert praktisch gleich 1 + 2 K_ti weitesten links liegende Stellung einnimmt, der ist, d. h schließlich gleich 1 + K₁I. Die beiden be Waagebalken waagerecht liegt, wenn der in der trachteten Momente hängen also von der Temperatui Kammer 27 herrechende Druck den Wert null hat durch den gleichen Faktor ab, so daß die Folgen dei (dieser Wert entspricht dem Atmosphärendruck, thermischen Änderungen auf das Gleichgewicht de; wenn die Manometer 32 in Relativwerten geeicht 45 Waagebalkens automatisch ausgeglichen werden, werden, oder dem absoluten Vakuum, wenn sie in Bei der dargestellten Ausführung kann der erst*

Absolutwetten geeicht werden). Arm des Waagebalkens, d. h. die Schraubenspinde

Der angezeigte Wert aängl to besonderen in keiner 10, ins Duralumin bestehen (dessen Koeffizient K Weise von der Tiefe des Eintritts des Kolbens 34 in größenordnungsmäßig 23 -10-* beträgt), wahrem die Kammer 30 oder der in den Kammern 27 bis 31 50 der zweite Arm durch zwei in die Leisten 4 einge vorhandenen Flüssigkeitsmenge ab. Die Vorrichtung setzte Platten52 (Fig. 2 und 3) aus Invar gebäde gewährleistet also einen automatischen genauen Aus- wird, and der Kolben 25 und der Zylinder 26 au: gleich der Leckströmungen der Flüssigkeit längs der Stahl bestehen (K₂ größenordnangsmaßig 12 · 10-«) Kolben, der Zasammendrückbaifceit der Flüssigkeit, Das Ausfuhnmgsbeispiel kann natürlich abgewan und der ten Verformungen der Rohrleitungen. 55 delt werden. So können z. B. die beiden Arme de Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausfohnmg werden Waagebalkens, an weichen die Kraft des beweglichei die Schalter 42 und 43 durch mechanisch von dem Gewichts bzw. die Gegenkraft der Druckflüssigkei Waagebalken betätigte Kontaktiareellen gebildet, sie ei, auf der gleichen Seite der Schwenkach» können aber natürlich auch auf beliebige andere ge- des Waagebalkens angeordnet sein, wobei dann dit wünschte Weise ausgebildet sein. 60 durch den Druck der Flüssigkeit erzeugte Kraft nacl

Gemäß einer vorteilhaften Ausfühnmgsabwand- oben anstatt nach unten gerichtet ist Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. L Vorrichtung an- Etdtun* vou Manometern mit Sw*e££ Κΐ^ Achse schwenkbaren Waagebalken, mit einer Einriehtung *ur Ausübung eines regelbar* Pw*s mit eüem Kolben »wf eine Flüssigkeit wwie mit Ewrichtungen wir Übertragung des Ftössigkeitsdrucks auf einen Arm des Waagebalkens und das »o τα eichende Gerat, mit einer an dem anderen Arm des Waagebalkens angeordneten und längs dieses Annes verschiebbaren schweren Masse, mit einer Einrichtung zur Anzöge des jeder Stellung der schweren Masse an dem Waagebalken in dessen Gld<±gewk-hes3istand entsprechenden Flüssigkeitsdrucfcs und mit oner durch die Gfctdigewichtsstörung des Waagebalkens steuerbaren Einrichtung cur automatischen Betätigung der Regeleinrichtung tür den Flüssigkeitsdruck im Sinne der *o Wiederherstellung des Gleichgewichtszustandes des Waagebalkens, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Druckflüssigkeit (45) in Berührung stehende Kolben (34) der Regekinrichtung für den FKssigkeitsunick durdT einen in as seinen beiden Drehrichtungen betreibbaren Motor (41) unter Zwischenschaltung eines die Rotation der Motorwelle in eine Translationsbewegung umwandernden Getriebesystems (35 bis 40) geradtinig bewegbar ist und daß in dem Erregsrstromkreis des Motors elektrische Schalter (42,43) eingeordnet sind, die durch t en Waagebalken (4) derart schaltbar sind, daß der Motor stets in einem den Waagebalken (4) in seine GleichgewichtssteOung rücküberführenden Drehsinn erregt wird.
2. 2. Eichvorrichtumg nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Schalter so ausgebildet sind, daß sie von dent Waagebalken ohne mechanische Berührung mit iSesem beti%- *c bar sind. *" "