DE1918281A1

DE1918281A1 - Hoehenstandsmesseinrichtung fuer insbesondere unter Druck stehende Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE1918281A1
Application number: DE19691918281
Authority: DE
Inventors: Onno Onnen; Reiner Seiler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-05-08
Filing date: 1969-04-10
Publication date: 1969-11-20
Also published as: FR1561834A; DE1918281B2; NL6906283A; GB1264498A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, den 1 0,APR 19G 9

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Höhenstandsraeßeinrichtung für insbesondere unter Druck stehende Flüssigkeiten

Die Erfindung betrifft eine Höhenstandsmeßeinrichtung für insbesondere unter Druck stehende Flüssigkeiten nit einem auf einen Hebel wirkenden Auftriebskörper, wobei das an dem Hebel auftretende Drehmoment mittels der in einem Torsionsrohr koaxial geführten Hebelachse aus dem Druckraum ausgekoppelt wird. Es sind derartige Ließ einrichtungen bekannt, bei denen der Drehwinkel der Hebelachee in mechanische oder elektrische Signale umgewandelt wird. Diese Einrichtungen sind.jedoch aufwendig oder störanfällig. ■·:■"-'" ·

Eb besteht die Aufgabe, unter Verwendung von Auftriebskörper»

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rchneidengelagertern Hebel und einer Torsionsrohrdurchführung für die Hebelachr-e eine möglichst einfache und robust aufgebaute Ileßeinrichtimg zu schaffen, die den Höhenotand in Form elektrischer Signale wiedergibt.

AIr Lösung der Aufgabe wird eine derartige Höhenstandsmeßeinrichtung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das herausgeführte Lnde der Hebelachce mit dem freien ünde einer einseitig eingespannten, mit Dehnungsmeßstreifen versehenen Biegefeder zur !einleitung des Drehmoments kraftschlüssig verbunden int, und daß in den Übertragungsweg ein in bezug auf die Hebelachse axial-elasticches Federelement eingeschaltet ist. Mittels der in üblicher weise in einer Brückenschaltung liegenden .Dehnungsmeßstreifen kann dann ein elektrisches Signal erzeugt werden, das dem Höhenstand der Flüssigkeit in dem Druckraum proportional ist. Da bei Verwendung von Biegefedern in Verbindung π it Delmungsmeßstreif en der I.Ießweg minir::al ist, weist die Ileßeinrichtung praktisch keine beweglichen, dem Verschleiß unterworfenen Teile auf. Das axial-elastische Federelement, das dem Drehmoment ein gro2es ',Viderstendsmoment entgegenstellt, dient dazu, die Relativbewegungen des 3ndes der Hobelachse in-axialer" Richtung, Ύ/elchc durch statischen Druck oder tcnporaturbedingte lüngen^nderungen entstehen, ■ aufzufangen und damit keine zu große senkrecht zur Bichtung des. Drehmoments gerichtete Kraft auf die Biegefeder wirken zu lassen, . . .

Zur Erläuterung der Erfindung sind ..Ausführungsbeispiele einer Höhenstandcmeßeinrichtung und von ^Einzelteilen davon in. den .-Figuren 1 bis 4 dargestellt und i:n folgenden beschrieben.

lli£}il'-l zeigt die Höhenstandeineßeinrichtung mit Biege- ■ _; feder und axial-elastischem Fjderelement in. scheraatischer Darstellung. .-.---.

2i5^ur_^ zeigt eine Ausführung der Ankopplung der Hebelachse an die Biegefeder.

In '2±ίτυ.τ^2 ist die Verwendung von Blattfedern in Zwei-

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eckanordnung als axial-elastisches Element dargestellt. 7i£ur_4..zeigt die Anwendung eines Federbalgs als axialelastisches Federelement.

Figur 1 : Die der unterschiedlichen Eintauchtiefe eines Auftricbsliörpers 1 in eine unter Druck und hoher Temperatur stellende Flüssigkeit 2 proportionale Kraft wird über einen mittels einer Cchneide 3 gelagerten Hebel 4 in ein Drehmoment umgewandelt , welches mittels der Hebel'achse 5 übertragen wird. Die Hebelachse 5 ist mit Hilfe einer bekennten Torsionsrohrdurchführung 6 aus dem die Flüssigkeit 2 enthaltenden Druckraum herausgeführt und wirkt mit ihrem herausgeführten Ende auf das freie Ende 8 einer Biegefeder 9 ein, welche mit ihrem cndcrcn "nde 10 fest eingespannt ist. Das von der Hebelachse auf das freie Znde 8 der Biegefeder 9 übertragene Drehmoment verursacht eine minimale Durchbiegung der Biegefeder 9, welche von den auf der Vorder- und Kückseite aufgeklebten Dehnungsmeßstreifen 11, die in bekannter Weise in einer Brückenschaltung liegen, in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, welches dem Drehmoment und damit dem Höhenstand proportional ist. Zur Kompensation der Uhlinearitüt der Biegefeder 9 ist der Hebel 4 εο angeordnet, daß er in seiner Nullstellung mit der Horizontalen einen Y.'inkel α einschließt. Der Winkel α ist je nach Art der verwendeten Biegefeder empirisch zu ermitteln. Um eine Einwirkung von temperaturbedingten oder von dem rtatischen Truck aus dem Lruckraum herrührenden Langenünderungcn der Hebelachse 5 bzw. der TorsionrrOhrdurchführung 6 zu verhindern,· ist ein axial-elastisches'Element 12 vorgesehen, das geringfügige Verschiebungen des Einspannpunktes der Biegefeder9 in bezüglich der Ilebelachse 5 axialer dichtungerlaubt, dem Drehmoment jedoch ein großes Widerstandsmoment entgegensetzt. Das axial-el astir ehe Federelersent 12 besteht in. dem Beispiel der Figur 1 aus zwei einseitig am Gehäuse 20 befestigten Blattfedexn13, deren Blattebenen parallel zueinander und senk-

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recht zur Hebelachse 5 angeordnet sind» Ihre freien Enden sind über ein biegesteifes Joch 14 verbunden, auf welchem das ein— zurparmende Ende 10 der Biegefeder 9 befestigt ist. Bas Joch 14 tr;'gt auch die lötetützpunkte 15 der Dehnungsmeßstreifen 11.

Figur 2 : Das von der in den !Pore lon er ohr 6 geführten Hebelachse 5 übertragene Drehmoment wird bei diesem Aus führung sb ei-^ rpiel nicht wie in Figur 1 direkt in das freie linde 8 der_ Biegefeder 9 eingeleitet, sondern das Ende 7 der Hebelachse 5 ist mit einem Arm 16 versehen, der parallel zur Biegefeder 9 gerichtet ist und mit dieser mechanisch verbunden ist. Der Vorteil dieser Aus führungs form liegt auf der herstellungstechnischen Seite.

igur D '. Die Funktion des in Figur 1 dargestellten axial-elastischen Federelementes 12 kann auch von einem Blattfederpaar 17 wahrgenommen werden, dessen Blattfedern an ihren Enden unter Spannung so miteinander verbünden sind, daß die Form eines Zv. ei ede ε entsteht. Sine Blattfeder ist in ihrer Hitte mit dem Ende 7 der Hebelachse 5, die andere ebeftso mit dem freien Ende 8 der Biegefeder 9 derart verbunden,' daß kleine . Verschiebungen der Hebelachse 5 in axialer Richtung von dem Blattfederpaar 17 aufgenommen werden, ohne daß eine Rückwirkung auf die Biegefeder 9 und die darauf befestigten Dehnungcneßstreifen 11 entsteht. Das Blattfederpaär 17 setzt jedoch einer Torr-ionsbeancpruchung einen sehr hohen V/i der stand entgegen. Die Biegefeder 9 ist mit ihrem anäeten linde ^O fest in der Gehäusewänd 20 eingespannt.

Figur 4 : In einer.anderen Anordnung ist hier ein Federbalg 18 als axial-elästisches Element mit dem und© 7 der Hebelachse 5 koaxial verbunden, während sein anderes Znä& mit dem freieii Σηάβ 8 der Biegefeder 9 in Vgfblftdyng steht, die mit ihrem anderen Ende 10 fest in der; ßehUusewand 20 eingespannt ist. Der Innenraum des Federbälgs 18 steht mit der Atmosphäre in

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Verbindung.

Die Anordnung aus Figur 3 ist auch mit der Anordnung aus Figur 2 zu kombinieren, in ähnlicher V/eise die Anordnung aus Figur 4, bei der der Arm 16 an dem der Biegefeder 9 zugewandten Lnde des Federbalgs 18 anzubringen wäre.

6 Patentansprüche
Bl. Zeichnungen

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Claims

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Höhenstandfmeßeinrichtung für insbesondere unter Druck stehende Flüssigkeiten nit-einen auf einen Hebel wirkenden Auftriebrkörper, wobei das an dem Hebel auftretende ■Drehmoment mittels der in einen Torsionsrohr koaxial geführten Hebelachse aus den Eruckraun ausgekoppelt ist, dadurch cekennseich.net, daß das herausgeführte Ende (»7) der Hebelachse (5) nit den freien Ende (θ) einer einseitig eingespannten mit Eehnungsncßstreifen (11) versehenen Biegefeder (9) zur Einleitung des Brehnonerrts kraftschlüsrig verbunden ist, und daß in den "Jbertragungsweg ein in bezug auf die Ilebelaehse (5) axial-elastisches Federelement (12, 17, 10) eingeschaltet ist. .

Höhenstandsrneßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem herausgeführten Ende (7) der Hebclachse (5) ein Arn (16) parallel zur Biegefeder (9) angebracht ist, dessen Ende mit den freien Ende (8) der Biegefeder (9) verbunden ist.

Höhenstandsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das axial-elastische Pedereleiaent (12) aus zwei an Eestpunkten eingespcnnten Blattfedern (13) besteht, die mit ihren Blattebcnen parallel zueinander und senkrecht zur Hebelachse (5) angeordnet sind und deren freie Enden über ein biegesteifes, nit Befestigungeeinrichtung für das Einspinnende (10) der Biegefeder (9) versehenes Joch (H) verbunden sind.

HöhenstandsEeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das axial-elastische Federelement ein mit seinen Enden zu einen Zweieck verbundenes Blattfederpaar (17) ist, dessen Elattebenen senkrecht zur Hebelachse (5) angeordnet sind und dessen eine Feder in ihrer Mitte

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rait den herausgeführten Ende (7) der Hebelaehse (5) und dessen andere leder in ihrer Mitte mit dem freien Ende (8) der Biegefeder (9) kräftcchlüssig verbunden ist«

5. HchenstandfMeßeinrichtung nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dar axial-elastische Element ein koaxial zur Ilebelachse (5) angeordneter Federbalg (10) ist, dessen eines linde nit den herausgeführten Ende (7) der Ilebelachse (5) und dessen anderer Inde nit dem freien Tnde (ö) der Biegefeder (Q) kraftcchlüsrig verbunden ist.

6. Höhenetandrmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Konpencation der Unlinearität der Biegefeder (9) der Hebel (4) in seiner Nullstellung einen Winkel α zur Horizontalen einschließt.

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