DE1941371A1

DE1941371A1 - Device for measuring compressive and tensile stresses

Info

Publication number: DE1941371A1
Application number: DE19691941371
Authority: DE
Inventors: Rudolf Hueber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-08-14
Filing date: 1969-08-14
Publication date: 1971-02-25

Description

Vorrichtung zum Messen von Druck und Zugspannungen Die Erfindung, betrifft eine Vorrichtung zum Messen von Druck und Zugspannungen.Device for measuring compressive and tensile stresses The invention, relates to a device for measuring compressive and tensile stresses.

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art werden einselne Teile infolge der Druck- oder Zugspannung aufeinander zu- oder voneinander wegbewegt. Der dabei von den Teilen zurückgelegte Weg wird gemessen und stellt ein Maß ftir die vorhandene Druck- oder Zugepannung dar. Derartige Vorrichtungen sind kompliziert und etörungsanfällig.In the known devices of this type individual parts are due the compressive or tensile stress moves towards or away from one another. The one with it The distance covered by the parts is measured and is a measure of the existing one Compressive or tensile stress. Such devices are complicated and prone to failure.

Der erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach herzustellen ist und die an vorhandene Maschinen an- bzw.The invention is based on the object of a device of the initially to create the type mentioned, which is easy to manufacture and which is compatible with existing machines on or

eingebaut werden kann, ohne daB hierzu wesentliche Änderungen an der Maschine vorgenommen werden müssen.can be installed without making any major changes to the Machine must be made.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht in erster Linie darin, daß ein Hebel, auf den die zu messende Druck- oder Zugspannung in Richtung auf eine Grundplatte einwirkt, mit einem seiner beiden inden über ein Drehlager mit der Grundplatte verbunden ist und mit seinem anderen Ende auf einer mit der Grundplatte verbundenen Meßdose ruht.The solution to the problem is primarily that a lever on which the compressive or tensile stress to be measured is directed towards a Baseplate acts with one of its two inden via a pivot bearing with the baseplate is connected and at its other end on a connected to the base plate Load cell rests.

In weiterer Ausgeetaitung der Erfindung weist die Meßdose einen mit dem Hebel in Verbindung stehenden und mit einer Membran fest verbundenen Kolben auf, der mit einer Bohrung versehen ist, die in eine Entlüftungsleitung übergeht und in die ein Stift eingreift, der an seinem oberen Ende einen Ventilsitz und an seinem unteren Ende einen weiteren Ventilsitz aufweist, der mittels einer sich gegen einen Bund des Stiftea und dem unteren Gehäuseteil der Meßdose abstützendon Druckfeder in eine in des unteren Gehäuseteil vorgesehene Bohrung gedrückt wird, und das ein unterhalb der letztgenannten Bohrung befindlicher auri mit einer Druckluftleitung und der zwischen der Membran und den unteren Gehäuseteil btfinaliche Raum über eine Leitung mit einem Manometer in Verbindung steht.In a further development of the invention, the load cell has a the piston which is in communication with the lever and is firmly connected to a membrane on, which is provided with a bore that merges into a vent line and in which a pin engages, at its upper end a valve seat and on its lower end has a further valve seat, which by means of a against a collar of the pinea and the lower housing part of the load cell supporting the compression spring is pressed into a hole provided in the lower housing part, and that a auri located below the last-mentioned hole with a compressed air line and the space between the membrane and the lower housing part via a Line is in communication with a pressure gauge.

Dadurch tritt nur eine cerart geringe Bewegung der wenigen beweglichen Teile der Vorrichtung auf, daß die Messung der Druck- bzw. Zugspannungen praktisch weglos erfolgt. Die Vorrichtung ist dadurch wartungsfrei und für jeden Druck- und Zugspannungsbereich verwendbar. Lediglich das Manometer muß den jeweiligen Verhältnissen engepaßt werden.As a result, there is only a slight movement of the few movable ones Parts of the device that the measurement of compressive and tensile stresses are practical without a path. The device is therefore maintenance-free and for each pressure and Tensile stress range can be used. Only the pressure gauge has to match the respective conditions be adjusted.

Gemäß einem weiteren Scnritt der Erfindung ist das Manometer als Kontakt- oder Differenzdruckkontaktmanometer ausgebildet und steht mit einer an sich bekannten Regeleinrichtung in Verbindung. Diese Maßnahme ermöglicht es, die auftretenden Druck- bzw. Zugspannungen derart zu regeln, daß sie stets konstant bleiben.According to a further step of the invention, the manometer is designed as a contact or differential pressure contact manometer and is available with a known per se Control device in connection. This measure makes it possible to reduce the pressure or to regulate tensile stresses in such a way that they always remain constant.

In Verbindung mit einem Druckumformer und Regler kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch als Proportionalregler, als Proportional-Integral-Regler oder als Proportional-Integral-Differential-Regler verwendet werden.In connection with a pressure transducer and regulator, the inventive Device also as proportional controller, proportional-integral controller or as Proportional-integral-differential controllers can be used.

Hierzu ist nach einem wqiteren Merkmal der Erfindung die Leitung, die mit dem t!anometer in Verbindung steht, mit einem an sich bekannten Druckumformer verbunden, der seinerseits mit einer Regeleinrichtung in Verbindung steht, die die gemessene Druck- bzw. Zugepannung regelt.To this end, according to a further feature of the invention, the line which is connected to the t! anometer with a pressure transducer known per se connected, which in turn is connected to a control device that the measured pressure or tension regulates.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing.

Es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenansicht, Fig. 2 einen Längsechnitt durch die Meßdose der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in größerem Maßstab, Fig. 3 und Fig. 4 je ein Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.1 shows a device according to the invention in side view, Fig. 2 shows a longitudinal section through the load cell of the device according to FIG. 1 in a larger Scale, Fig. 3 and Fig. 4 each an application example of the device according to the invention.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus einer Grundplatte 1, auf der ein Drehlager 2 und eine Meßdose 3 angeordnet sind. In dem Drehlager 2 ist ein Hebel 4 gelagert.The device shown in Fig. 1 consists of a base plate 1, on which a pivot bearing 2 and a load cell 3 are arranged. In the pivot 2, a lever 4 is mounted.

3ie Meßdose 3 (£ig. 2) weist einen Kolben 5 auf, der im oberen Gehäuseteil 6 der Meßdose 3 geführt und mit einer Membran 7 fest verbunden ist. Der Kolben 5 ist mit einer Bohrung 8 versehen, die in eine Entlüftungsleitung 9 übergeht. In die Bohrung 8 greift ein Stift 10 ein, der an seinen oberen Ende einen Ventilsitz 11 und an seinem unteren Ende einen Ventilsitz 12 aufweist. Der Stift 10 besitzt einen Bund 13, der auch durch einen Sprengring o.dgl. gebildet sein kann. Zwischen dem Bund 13 und des unteren Gehäuseteil 14 der Meßdose 3 ist eine Druckfeder 15 angeordnet, die den Ventilsitz 12 in eine im unteren Gehäuseteil 14 vorgesehenen Bohrung 16 drückt. Unterhalb der Bohrung 16 ist ein Raum 17 vorgesehen, der mit einer Druckluftleitung 18 in Verbindung steht. Der zwischen der unteren Gehäuseteil 14 und der Membran 7 gebildete Raum 19 ist über eine Leitung 20 mit einem Manometer 21 verbunden.The load cell 3 (Fig. 2) has a piston 5 which is located in the upper housing part 6 of the load cell 3 and is firmly connected to a membrane 7. The piston 5 is provided with a bore 8 which merges into a vent line 9. In the bore 8 engages a pin 10 which has a valve seat at its upper end 11 and has a valve seat 12 at its lower end. The pin 10 has a federal government 13, the or the like by a snap ring. can be formed. Between the collar 13 and the lower housing part 14 of the load cell 3 is a compression spring 15 arranged, which the valve seat 12 in a provided in the lower housing part 14 Hole 16 pushes. Below the bore 16, a space 17 is provided with a compressed air line 18 is in communication. The one between the lower housing part 14 and the membrane 7 formed space 19 is via a line 20 with a manometer 21 connected.

In Gen Raum 19 wirkt ein bestimmter Luftdruck, der am Manometer 21 abgelesen werden kann. Dieser Luftdruck wirkt über die Membran 7 auf den Kolben 5. Ein auf den Hebel 4 (Yig. l) einwirkender Druck wird ebenfalls auf den Kolben 5 übertragen, wobei dieser Druck dem sich aus den Luftdruck ergebenden Druck auf den Kolben 5 entgegengerichtet ist. Sind beide Drücke gleich groß, 50 verändert sich an der Meßdose 3 nichts und der an des Manometer 21 abzulesende Luftdruck stellt ein Maß für den auf den Hebel 4 einwirkenden Druck dar.A certain air pressure acts in gene room 19, which is measured on manometer 21 can be read. This air pressure acts on the piston via the membrane 7 5. A pressure acting on lever 4 (Yig. L) is also applied to the piston 5 transferred, this pressure being the pressure resulting from the air pressure the piston 5 is directed in the opposite direction. If both pressures are the same, 50 changes there is nothing at the load cell 3 and the air pressure to be read on the pressure gauge 21 is present represents a measure of the pressure acting on the lever 4.

Wenn der auf den Kolben 4 einwirkende Druck ansteigt, wird der Kolben S und damit gleichzeitig auch der stift 10 nach unten gedrückt, So daß eich der Ventileits t2 von der Bohrung 16 abhebt. Dadurch gelangt weitere Druckluft aus der Leitung 18 durch den Raum 17 und der Bohrung 16 in den Raum 19 und erhöht den hier vorhandenen Luftdruck. Die Zufuhr von Druckluft und damit der Anstieg des Luftdruckes in dem Raum 19 dauert so lange an, bis der infolge des Luftdruckes über die Membran 7 auf den Kolben 5 einwirkende Druck genau dem über den Hebel 4 auf den Kolben 5 wirkenden Druck entspricht. Denn dann nimmt der Kolben 5 seine ursprüngliche Lage ein und der Ventilsitz 12 verschließt die Bohrung 16. Aus dem jetzt am Manometer 21 abzulesenden Luftdruck ist die Zunahme des auf den Hebel 4 einwirkenden Druckes zu ersehen.When the pressure acting on the piston 4 increases, the piston will S and at the same time also the pin 10 pressed down, so that the calibration Lifts off the bore 16 on the valve side t2. This causes more compressed air to get through the end the line 18 through the space 17 and the bore 16 into the space 19 and increases the air pressure present here. The supply of compressed air and thus the increase in air pressure in the space 19 continues until the due to the air pressure over the membrane 7 the pressure acting on the piston 5 is exactly the same as the pressure exerted on the piston 5 via the lever 4 acting pressure corresponds. Because then the piston 5 takes its original position on and the valve seat 12 closes the bore 16. From the now on the pressure gauge The air pressure to be read off 21 is the increase in the pressure acting on the lever 4 to see.

Sinkt der auf den Hebel 4 einwirkende Druck ab, so wird infolge des in dem Raum 19 vorhandenen Luftdruckes, der über die ;..embran 7 auf den Kolben 5 wirkt, der Kolben 5 nach oben gedrückt. Der Stift 10 kann dieser Bewegung nicht folgen, da sein Ventilsitz 12 gegen die Bohrung 16 anliegt, so daß die Entlüftungsleitung 9 freigegeben wird. Der die Bohrung 8 und die Entlüftungsleitung 9 fließt nun Druckluft aus dem Raum 19 ine Freie. Dieser Vorgang dauert so lange an, bis der Luftdruck in dem Rau . 19 so weit abgesunken ist, daß die beiden auf den Kolben 5 einwirkenden Drücke wieder einander gleich sind und der Kolben 5 seine ursprüngliche Lage einnimmt. Die Abnahme des auf den Hebel 4 einwirkenden Druckes ist wieder aus de am Manometer abzulesenden Luftdruck zu ersehen.If the pressure acting on the lever 4 drops, as a result of the in the space 19 existing air pressure, which over the; .. embran 7 on the piston 5 acts, the piston 5 is pushed upwards. The pin 10 cannot make this movement follow, since its valve seat 12 rests against the bore 16, so that the vent line 9 is released. Compressed air now flows through the bore 8 and the vent line 9 from room 19 ine free. This process continues until the air pressure in the rough. 19 has dropped so far that the two act on the piston 5 Pressures are equal to each other again and the piston 5 assumes its original position. The decrease in the pressure acting on the lever 4 is again from de on the manometer to see the air pressure to be read.

Wenn die Veränderung des auf den rebel 4 einwirkenden Druckes allmählich erfolgt wie es bei vielen technischein Einrichtungen der Fall ist, so sind die Wege des Kolbens 5 und aller anderen an dieser Bewegung teilnehmenden Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehr klein, so daß die Messung praktisch weglos erfolgt.When the change in pressure acting on the rebel 4 is gradual takes place as it is the case with many technical facilities, so are the paths of the piston 5 and all other parts of the invention participating in this movement Device very small, so that the measurement is practically pathless.

Die Fig. 3 und 4 zeigen Anwendungsbeispiele der'erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Vorrichtung zur Messung von Zugspannungen verwendet wird. Gemessen werden 9011 die auf ein Band 22 einwirkende Zugepannung.3 and 4 show application examples of the invention Device, the device being used to measure tensile stresses. The tension acting on a band 22 is measured 9011.

Das Band 22 kann beispielsweise eine Papier- oder Stoffbahn darstellen. Auf gleiche Weise kann aber auch die Spannung eines Kabels oder eines Seiles gemessen werden.The band 22 can represent a web of paper or fabric, for example. The tension of a cable or rope can also be measured in the same way will.

Das Band 22 ist über eine Walze 23 geführt, deren Achse 24 in einem Lagerbock 25 ruht. Der Lagerbock 25 kann auf einer Konsole 26 angeordnet sein, (Fig.3), die mit dem Hebel 4 der'Vorrichtung verbunden ist, oder er kann unmittelbar mit dem Hebel 4 verbunden sein (Fig.4). Die auf das Band 22 einwirkende Zugspannung bewirkt eine Druckbeanspruchung der Walze 23 und damit des Hebels 4.The belt 22 is guided over a roller 23, the axis 24 of which in one Bearing block 25 rests. The bearing block 25 can be arranged on a console 26 (Fig. 3), which is connected to the lever 4 der'Vorrichtung, or he can directly with be connected to the lever 4 (Fig. 4). The tensile stress acting on the belt 22 causes a pressure load on the roller 23 and thus on the lever 4.

Die Zufuhrung der Druckluft erfolgt über die Leitung 18.The compressed air is supplied via line 18.

Der zu messende Luftdruck wird über die Leitung 20 dem Manometer 21 zugeführt.The air pressure to be measured is fed to the manometer 21 via the line 20 fed.

Falls es in bestimmten Fällen notwendig sein sollte, den auf den Hebel 4 einwirkenden Druck zu regeln, so kann als Manometer 21 ein Eontakt- oder Differenzdruckkontaktmanometer verwendet werden, das mit einer an sich bekannten Regeleinrichtung als Zweipunttregler zusammenwirkt.If it should be necessary in certain cases, use the lever 4 to regulate acting pressure, a contact or differential pressure contact manometer can be used as the manometer 21 be used with a known control device as a two-point controller cooperates.

Ansprüche: Expectations:

Claims

Claims 1. Device for measuring compressive and tensile stresses, characterized in that a lever (4) on which the compressive or tensile stresses to be measured acts in the direction of a base plate (1), with one of its two ends over a pivot bearing (2) is connected to the base plate (1) and to its other End rests on a load cell connected to the base plate (3).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the load cell (w) one connected to the fable (L) and fixed to a membrane (7) has connected piston (5) which is provided with a bore (8) in a vent line (9) passes over and into which a pin (10) engages which is attached to his: upper. One end of a valve seat (11) and another at its lower end Has valve seat (12) which by means of a collar (15) of the pin (10) and the lower housing part (14) of the load cell (3) supporting compression spring (15) is pressed into a hole (16) provided in the lower housing part (14), and that a space (17) located below the bore (16) with a compressed air line (18) and the one between the diaphragm (7) and the lower housing part (14) Space (19) which is connected to a line (20) with a manometer (21).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the pressure gauge (21) is designed as a contact or differential pressure contact manometer and with a known control device is in connection.

4. Apparatus according to claim 2, characterized in that the line (20), which is connected to the manometer (21), with a known one Pressure transducer is connected, which in turn is connected to a control device that regulates the measured compressive or tensile stress.