DE1963407C - Drehkolbenmanometer - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Drehkolbenmanometer Naoh der Erfindung ist ein Drebkolbenmftnometer mit einem motorisch angetriebenen vertikal angeord- der eingangs geschilderten Art dadurch «Kennzeichneten Kolben, oiner mit dem Kolben wenigstens nach net, daß der Drehkolben drehbar in der Druckplatte unten axial bewegungsschlussig verbundenen Druck- und der Antriebsmotor des DrehKoioens aui der platte zur Aufnahme von Gewichten für die Grob- 5 Druckplatte oder einem mit dieser fest verbundenen messung, einem den Kolben zusätzlich beaufschla- Teil gelagert ist. Der Kolben wird also unmittelbar, genden, der Feinmessung und Stabilisierung dienen- d. h, höchstens unter Zwischenschaltung eines üeden federnden Element, zum Beispiel einer Schrau- triebos angetrieben.

benfeder, und einer Einrichtung zur Messung und/oder Hierdurch kann die Messung durch den Antrieb Anzeige der an diesem Element angreifenden Kraft. io nicht gestört werden. Die Druckplatte steht auch bei

Derartige Drehkolbenmanometer dienen zur Prä- sich drehendem Kolben still, so daß das Auflegen der zisionsmessung insbesondere hoher Drücke und wer- Gewichte im Betrieb erleichtert und ein kontnuuerden u. a. in der Forschung, in hydraulischen Anlagen, licher Kolbenantrieb ohne Unterbrechung oder son-Pipelines, der chemischen Industrie, und zum Eichen stige Störungen des Meßvorganges ermöglicht ist. Da von üblichen, auf dem Prinzip der durch Unter- oder 15 nunmehr eine konstante und viel kleinere Masoe als Überdruck verursachten elastischen Formänderung seitner in Drehung zu versetzen ist, nämlich im weeines Rohres oder einer Membran beruhenden Mano- sentlichen nur diejenige des Kolbens und nicht auch meter verwendet. Da letztere wegen der auf Grund noch der Druckplatte mit den Gewichten, kann die wechselnder Beanspruchung verursachten Material- Baugröße des Antriebsmotors wesentlich vermindert ermüdung relativ schnell ihre Genauigkeit verlieren, ao werden, und es erübrigt sich das Anwerfen von wurden die Drehkolbenmanometer entwickelt. Diese Hand. Außerdem wird die Meßungenauigkeit durch beruhen bekanntlich auf dem Prinzip, einen in einem eine eventuell rotierende Unwucht im Fall nicht vorzugsweise ölgefüllten, durch den zu messenden genau zentrisch aufgelegter Gewichte nicht mehr Druck beaufschlagten Zylinder eingehenden senk- nachteilig beeinflußt. Es ergibt sich eine sehr zweckrecht angeordneten Kolben durch aufgelegte Gegen- 35 mäßige, geschlossene und kompakte Bauweise,
gewichte im Gleichgewicht zu halten. Zur weit- Um zwecks Erzielung einer reibungsfreien Druck-

behenden Verminderung der mechanischen Reibung plattenführung einen Ausgleich eventuell unterschieddcs Kolben·; im Zylinder wird der Kolben in oszillie- licher Drehkolbenantriebsmomente, die durch das rende oder rotierende Bewegung versetzt. Federelement aufgenommen werden, herbeiführen zu

Es ist z. B. ein Manometer bekannt, bei welchem 30 können, ist zweckmäßigerweise eine ein Verdrehspiel die durch Gewichte belastbare Druckplatte auf dem gestattende Führung der Druckplatte vorgesehen,
oberen Ende des von unten durch den zu messenden In weiterer vorteilhafter Ausbildung der Erfindung

Druck belastbaren Kolbens fest mit diesem verbun- dient zur Feinmessung ein der Druckplattenbewegung den ist. Unten ist der Kolben axial nachgiebig in mittels eines Antriebes folgender Taster, wobei der einem Kugeldrucklager auf einem von einer Schrau- 35 Antrieb durch den Tasterabstand von der Druckbenfeder nach oben gedrückten Federtelkr gelagert. platte gesteuert wird, und mit einer Anzeigevorrich-Die Druckplatte wird von Hand in Drehung versetzt. tung, z. B. einem Zeiger oder einer Skalenscheibe, in Es sind ferner Einrichtungen bekannt, bei weichen Verbindung steht. Auf diese Weise ist es möglich, zur Vermeidung von durch das Drehen von Hand zur Herbeiführung einer gegenüber den bekannten auf den Kolben ausgeübten ungleichmäßigen und un- 40 Einrichtungen größeren Ablesegenauigkeit die dem kontrollierbaren Kräften, durch welche das Meß- Federweg entsprechende Ableseskala ganz wesentlich ergebnis verfälscht werden kann, die mit dem Kolben _zu strecken. In einer bevorzugten Ausführungsform fest verbundene Druckplatte durch einen Elektro- findet als Antrieb der Folgesteuerung des Tasters ein motor, z. B. über einen Riementrieb, in Umdrehung an sich bekannter elektrischer Schrittmotor mit einer versetzt wird. Dabei ergeben sich konstruktive 45 vorzugsweise elektronischen durch den Taster geSchwierigkeiten, da entsprechend der vertikalen KoI- steuerten Drehrichtungsumschaltung Verwendung, bcnbewcgung der Antrieb ebenfalls vertikal rcibungs- Der Schrittmotor ist während des Meßvorganges frei verschiebbar sein muß oder der Antrieb bei ständig eingeschaltet und wechselt währenddessen feststehendem Motor über eine zu diesem Zweck gegenüber einem normalen Motor nahezu trägheitsnicht kreisrund ausgebildete Reibscheibe auf einer 50 los mit einem von einer festgelegten Schrittfrequenz Walze stoßweise erfolgen muß, was auch wieder un- bestimmten Rhythmus die Drehrichtung. Es sind beigünsiigc Rückwirkungen auf das ganze System zur spielsweise derartige Motoren bekannt, die einer Fre-Folge hat. Zur Anzeige der Feinmessung innerhalb quenz von 100 Schritten pro Sekunde folgen und der den Kolben von unten beaufschlagenden zusatz- dadurch den Taster sehr feinfühlig und schnell nachlichen Federkraft, die auch zur Stabilisierung dient, 55 führen können. Vorzugsweise ist die Schrittmotorist es bi-kanm, /, B. an einem Meßstab die senkrechte welle an ihrem freien Ende als Spindel ausgebildet r..-lame i.auc zum festen Gestell, in welcher sich die und der Taster auf einem auf dieser Spindel auf-D.uckplatic heim Meßvorgang einpendelt, abzu- geschraubtem Kopf angeordnet. Zweckmäßigerweise lesen. Diese Messung ist jedoch relativ ungenau, da ist er federnd nachgiebig auf dem Kopf befestigt, ..kr /in Verfügung siebende Fedcrvveg im aügeniei- So damit bei unvorhergesehener Druckentlastung des πι -η w/riKÜtnisinüßig kein ist. Kolbens und hierdurch verursachtem plötzlichen

Der : r!J!!uui)g liegt die Aufgabe zugrunde, ein Absenken der Druckplatte Beschädigungen der emp- !>n.'h!;o]be;iniaiK>nieter zu schaffen, das die aufge- findlichen Teile des Tasters vermieden werden. Der . iij'ten Nachteile der bekannten Manometer nicht Taster selbst kann als Federkontakt mit einer das Iu,i und da>. liei möglichst kompakter und raumspa- O5 Meßergebnis praktisch nicht beeinflussenden sehr render Bauweise und zweckmäßiger Bedienung schon feinen Feder ausgebildet sein. Statt eines Federkon- \on\ System her ein Höchstmaß an Meßgenauigkeit laktes kann aber auch ein auf z. D. induktiver, kapazitiver oder lichtelektrischer Basis beruhender Nähe-

rungsschalter dienen, der den jeweiligen Umschaltvorgang berührungslos auslöst,

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Auiiführungsbeispiels näher erläutert, Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Drehkolbenmanometer gemäß der Erfindung und

Fig.2 in vergrößertem Maßstab den Tasterkopf auf der Schrittmotorwelle,

In dein Gehäuse 1 ist das die Kammer 2' fUr die ölvorlage bildende innere Gehäuse 2 befestigt, in welchem der eigentliche Zylinder 3 für den Drehkolben 4 gelagert ist. Auf dem Gehäuse 2 ist ferner eine Muffe 5 aufgeschraubt, auf welcher zwei Führungsbolzen 6 mit Anschlägen 7 befestigt sind. Die Füh- js rungsbolzen 6 ragen durch Öffnungen der Druckplatte 8, in deren Zentrum der Drehkolben 4 mittels eines Radial- und Axialkräfte aufnehmenden Kugellagers 9 gelagert ist. Zwischen der Druckplatte 8 und der Muffe S ist eine Schraubendtuckfeder 10 ange- ao ordnet. Die Öffnungen für die Führungsbolzen 6 in der Druckplatte 8 sind als kreisbogenförmige Schlitze ausgebildet, so daß die Druckplatte entsprechend der Länge dieser Schlitze innerhalb gewisser Grenzen eine Schwenkbewegung ausführen kann. Der Antrieb as des Drehkolbens 4 erfolgt über einen unter der Abdeckung 11 auf der Druckplatte 8 angeordneten, mit einem Untersetzungsgetriebe gekoppelten Antriebsmotor 12. Der Anschluß der zu messenden Drücke an die Kammer 2' erfolgt über die Leitung 13.

Wahlweise können mit dem Vierwegeventil 14 zwei Meßdrücke 15 und 16 angeschlossen werden. Die Leitung 17 dient zur Entlüftung. In dem Gehäuse 1 ist ferner ein Schrittmotor 18 gelagert, dessen Antriebswelle 19 an ihrem oberen Ende als Spindel 20 ausgebildet ist, auf welcher der teleskopartig gegen eine Feder 21 (F i g. 2) zusammenschiebbare Kopf 22 aufgeschraubt ist. Der Kopf 22 trägt auf seiner Oberseite eine mit einer Kontaktplatte 23 in der Druckplatte 8 zusammenwirkende Kontaktfeder 24 als Taster. Der Steg 25 auf dem Kopf 22 dient zum Schutz des Tasters 24 bei plötzlicher Entlastung des Drehkolbens 4. Auf der Schrittmotorwelle 19 ist eine Schnecke 26 angeordnet, die über das Zahnrad 27 auf eine bei 28 abzulesende Skalenscheibe 29 einwirkt. Mit 30 sind die auf der Druckplatte 8 aufzulegenden Gewichte für die Grobmessung bezeichnet.

Die Druckfeder 10 ist derart ausgelegt, daß bei dem zu messenden Druck Null und durch Gewichte unbelasteter Druckplatte das Gewicht der Druckplatte mit Kolben und Antriebsmotor für den Kolben aufgenommen wird und dabei die Anzeige bei 28 auf Null geht. Bei einem Meßvorgang werden auf die Druckplatte so lange Gewichte aufgelegt, bis sie sich zu senken beginnt. Dabei berührt der Taster 24 die Kontaktplatte 23, wodurch der Schrittmotor über eine an sich bekannte und hier nicht dargestellte elektronische Steuervorrichtung derart gesteuert wird, daß der Kopf 22 mit dem Taster 24 der Bewegung der Druckplatte folgt, d. h. sich nach unten bewegt. Wenn die Druckplatte 8 nach entsprechender Zusammendrückung der Feder 10 Gleichgewichtszustand erreicht hat, bleibt sie stehen, und der Taster24 kommt außer Berührung mit der Kontaktplatte 23, da der Schrittmotor 18 noch weiter lauft. Dies verursacht einen Schaltimpuls, durch welchen der Schrittmotor um

dung finden.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Drehkolbenmanometer mit einem motorisch angetriebenen, vertikal angeordneten Kolben, einer mit dem Kolben axial bewegungsschlüssig verbundenen Druckplatte zur Aufnahme von Gewichten für die Grobmessung, einem den Kolben zusätzlich beaufschlagenden, der Feinmessung und Stabilisierung dienenden federnden Element, z. B. einer Schraubenfeder, und einer Einrichtung zur Messung und/oder Anzeige der an diesem Element angreifenden Kraft, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (4) drehbar in der Druckplatte (8) und der Antriebsmotor (12) des Drehkolbens (4) auf der Druckplatte (8) oder einem mit dieser fest verbundenen Teil gelagert ist.

2. Drehkolbenmanometer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine ein Verdrehspiel gestattende Führung (6) der Druckplatte (8).

3. Drehkolbenmanomcter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur heinmessung ein der Druckplattenbewegung mittels eines Antriebes (18) folgender Taster (24) dient, wobei der Antrieb durch den Tastcrabstand von der Druckplatte (8) gesteuert wird und mit einer Anzeigevorrichtung, z. B. einem Zeiger oder einer Skalenscheibe (29), in Verbindung steht.

4. Drehkolbenmanometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb für den Taster ein händig laufender, an sich bekannter, elektrischer Schrittmotor (18) mit einer vorzugsweise elektronischen, durch den Taster (24) gesteuerten Drehrichtungsumschaltung dient.

5. Drehkolbenmanometcr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrittmotorwelle (19) an ihrem freien Ende als Spindel (20) ausgebildet und der Taster (24) auf einem auf dieser Spindel aufgeschraubten Kopf (22) angeordnet ist.

6. Drehkolbenmanometer nach einem der Anansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tasterkopf (22) federnd nachgiebig befestigt

7. Drehkolbenmanomcter nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (24) als Federkontakt ausgebildet ist.

8. Dreh'colbcnmanometer nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Taster (24) ein Näherungsschalter auf z. B. induktiver, kapazitiver oder lichtelektrischer Basis dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen