DE2351588B2 - Meßwertwandler - Google Patents
MeßwertwandlerInfo
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- F02M65/003—Measuring variation of fuel pressure in high pressure line
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- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Meßwertwandler zur Druckmessung, mit einem aus zwei relativ
zueinander verstellbaren Teilen bestehenden Rahmen, mindestens zwei Druckfühlern, deren Endflächen an der
Oberfläche eines bei Druckeinwirkung seiner Abmessungen ändernden Körpers anliegen, und einer Schraubeinrichtung
zum Verstellen der beiden Rahmenteile.
Ein Meßwertwandler dieser Art ist aus der DE-PS 2038 771 bekannt Meßwertwandler unterliegen z.B.
beim Einsatz in den Verbindungsrohren zwischen Einspritzpumpe und Einspritzdüse von Dieselmotoren
oder in Geschützrohren nicht unerheblichen Schwingungen. Erweist sich der Meßwertgeber als zu
nachgiebig, wird das von ihm gelieferte Drucksignal durch die Schwingungen •erfäls ".it
Der Erfindung liegt düier die Aufgabe zugrunde,
einen Meßwertwandler der eingv igs genannten Gattung
derart zu verbessern, daß das vom Meßwertgeber für Druckmessungen erzeugte Meßsignal infolge hoher
Starrheit des Gebers und guter Dämpfung von Schwingungen nicht beeinflußt wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs gegebenen Maßnahmen
gelöst
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Rahmen- und Seitenteile des Meßwertwandlers wird die
Schwingung der Rahmenteile in der Richtung, die für die
Messung von Bedeutung ist, stark gedämpft Geringfügige Restschwingungen können durch eine Brückenschaltung
der Meßwertaufnehmer kompensiert v/erden. Torsionsschwingungen in Richtung der Rohrachse
verursachen lediglich eine Durchbiegung der Druckfühler, die sich durch Anbringung von Dehnungsmeßstreifen
oder piezoelektrischen Meßwertaufnehmern auf beiden Seiten eines jeden Druckfühlers und Brückenschaltung
ebenfalls kompensieren lassen. Seitenschwingungen treten im Meßwertwandler nicht auf.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
wird die Erfindung näher erläutert Es zeigt
F i g. 2 einen Schnitt durch den Wandler nach F i g. 1 an der Linie A -A der F i g. 3,
F i g. 4 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wandlers,
Fig.6 eine Seitenansicht eines Wandlers in einem
weiteren Ausführungsbeispiel,
F i g. 8 eine Draufsicht auf den Wandler nach F i g. 6
und 7 mit weggelassenen Teilen aus Gründen der Übersichtlichkeit,
F ί g. 9 eine Seitenansicht eines weiteren Wandlers,
F ί g. 9 eine Seitenansicht eines weiteren Wandlers,
Fig. 10 eine Draufsicht auf den Wandler gemäß
Fig. 9,
Fig. 12 einen Schnitt an der Linie E-Edt; Fig. U
to und
Fig. 13 einen Teilschnitt an der Linie D-D der
Fig. 10.
In F i g. 1 bis 3 ist der Wandler in einer Anordnung um ein Rohr 10 herum gezeigt, das Medium unter Druck
!5 fördert, in diesem Falle flüssigen Brennstoff. Der
Wandler weist zwei Seitenteile 11 auf, die im parallelen
Abstand angeordnet sind und die an gegenüberliegenden Steiten eines Supportglieds 12 befestig« sind. Das
Supportglied 12 weist eine V-förmige Anlagefläche 13 2C für das Rohr 10 auf.
Ferner sind zwei Rahmenteile 14 vorgesehen, die durch Drehbolzen 15a mit den Seitenteilen 11
verbunden sind. Die Rahmenteile 14 erstrecken sich zwischen den Seitenteilen 11, und jedes trägt ein
Sensorglied 15, das sich nach innen auf das Rohr 10 zu erstreckt Die Sensorglieder 15 sind elastisch, und jedem
Glied 15 ist ein elektrisches Sensorelement, beispielsweise
in der Form eines piezoelektrischen Elements, zugeordnet, das ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das
% zugehörige Sensorglied 15 einer Spannung ausgesetzt wird. Alternativ kann das Sensorelement in piezoohm
scher Ausführung vorgesehen sein, und in diesem Fall tritt eine Änderung im elektrischen Widerstand auf,
während eine Spannung am Sensorglied erfolgt
Die Sensorglieder 15 werden mit der Wand des Rohrs 10 durch eine Kippkopplung in Kontakt gehalten, die aus einem mittleren Block 16 mit einem Gewindeloch besteht, in dem eine von Hand einstellbare Stange 17 sitzt, die ein Druckkissen 18 zum Angreifen am Rohr trägt Der Block 16 ist gelenkig an gegenüberliegenden Seiten jeweils mit zwei Koppeln 19 verbunden. Die äußere Koppel jedes Paars Koppeln ist gelenkig mit einem der Rahmenteile 14 verbunden. Zu diesem Zweck ist gemäß der Darstellung in F i g. 2 das obere Seitenteil U mit einem Einführungsschlitz 20 zur Aufnahme eines Stifts 21 versehen, der die Enden der genannten Koppeln 19 verbindet
Die Sensorglieder 15 werden mit der Wand des Rohrs 10 durch eine Kippkopplung in Kontakt gehalten, die aus einem mittleren Block 16 mit einem Gewindeloch besteht, in dem eine von Hand einstellbare Stange 17 sitzt, die ein Druckkissen 18 zum Angreifen am Rohr trägt Der Block 16 ist gelenkig an gegenüberliegenden Seiten jeweils mit zwei Koppeln 19 verbunden. Die äußere Koppel jedes Paars Koppeln ist gelenkig mit einem der Rahmenteile 14 verbunden. Zu diesem Zweck ist gemäß der Darstellung in F i g. 2 das obere Seitenteil U mit einem Einführungsschlitz 20 zur Aufnahme eines Stifts 21 versehen, der die Enden der genannten Koppeln 19 verbindet
Im Betrieb wird der Stift 21 außer Eingriff mit dem Schlitz 20 gebrackt, um ein Anordnen des Wandlers um
so das Rohr 10 herum zu ermöglichen, und danach wird der
Stift 21 in den Schlitz 20 gesetzt, und das Druckkissen 18
wird gegen das Rohr 10 gespannt Das hat den Effekt, die Flächen 13 und das Sensorglied 15 gegen die
periphere Fläche des Rohrs 10 zu ziehen, jede Änderung innerhalb des Rohrs 10 bezüglich des
Mediumdrucks bewirkt eine Ändemng in der Außenabmessung des Rohrs 10, und das wird von dem
Sensorglied gemessen und dieses erzeugt ein elektrisches Signal. Die Sensorglieder können elektrisch
miteinander verbunden sein, so daß Signale als Folge einer Vibration des Rohrs 10 in der vertikalen Ebene
ausgeschaltet werden. Eine Vibration des Rohrs 10 in der waagerechten Ebene hat keinen Effekt, da der
Wandler starr am Rohr 10 gespannt ist. Ferner wird eine Dämpfung aufgrund der Tatsache erreicht, daß die
Sensorgliedcr 15 reibend an den Seitenteilen 11 angreifen.
Wandler aus zwei Rahmenteilen 30,31, die eine solche
Form haben, daß ein Hohlraum gebildet wird, durch den
sich das Rohr 10 erstrecken kann. Das Rahmenteil 30 ist starr mit zwei Seitenteilen 32 an gegenüberliegenden
Seiten verbunden, die jeweils geschlitzt sind, um einen Zugang für das Rohr zu bilden. Darüber hinaus dienen
die Schlitze als Führungen für zwei Ohren 33, die an dem zweiten Rahmenteil 31 angeformt sind.
Das zweite Rahmenteil 31 bildet zwei sich nach außen erstreckende Ansätze 34. an denen zwei Klemmschrauben
35 angreifen, die jeweils an zwei Federklammergliedern 36 sitzen. Die Kl.ammerglieder sind gelenkig am
ersten Rahmenteil 30 angeordnet, und dabei ist die Anordnung eine solche, daß ein Festziehen der
Schrauben 35 eine Bewegung des einen Rahmenteils in Richtung auf das andere bewirkt. Die Schrauben werden
so voreingestellt, daß die Federklammerglieder eine konstante Kraft zwischen den Rahmenteilen ausüben.
Innerhalb des Hohlraums befinden sich zwei ICeilglieder
37, die Sensorglieder 38 in piezoelektrischer Ausführung tragen. Die Sensorglieder 38 trager« Druckkissen zum
Angreifen am Rohr. Die Keilglieder 37 sind mit schräggestellten hinteren Flächen zur Anlage an
komplementären Flächen an den jeweiligen Rahmenteilen versehen, und darüber hinaus ist jedes Keilgiied 37 2;
mit seitlichen Stiften versehen, die innerhalb von Schlitzen 39 sitzen, welche in die Seitenteile 32
eingeformt sind
Im Betrieb wird das Rohr dadurch eingesetzt, daß die
Rahmenteile getrennt werden, und danach werden sie jo
wieder in die ursprüngliche Lage gebracht, und die Federklammern 36 werden in die vorgesehene Lage
geklemmt. Mit der Bewegung der Rahmenteile aufeinander
zu werden die Keilglieder 37 wegen der Wirkung der schrägen Rächen in Richtung auf das Rohr )5
gedruckt, und die Druckkissen greifen an der Oberfläche des Rohrs an. Die auf das Rohr ausgeübte Kraft
wird bestimmt durch die Federklammern 36. Ferner tragen die Rahmenteile 30, 31 Klemmschrauben 40, 41
die an der Oberfläche des Rohrs angreifen. Dabei sind die Wirkungslinien der Klemmschrauben rechtwinklig
zu den Wirkungslinien der Keilglieder 38 gelegt Wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel klemmen die
Klemmschrauben 40, 41 den Wandler fest am Rohr an, und durch die Seitenteile wird für eine Dämpfung
gesorgt, (n Fällen, bei denen eil:; starke Vibration
auftritt und die von den Federklammern ausgeübte Kraft nicht ausreichend sein kann, können die
Klammern starr sein, so daß eine starre Befestigung vorgesehen ist.
Gemäß der Darstellung in F i g. 6, 7 und 8 besteht der Wandler r\us zwei U-profilierten Rahmenteilen 43, 44,
die an einem Ende durch eine Schraube 45 verbunden sind. Die Schraube bestimmt außerdem die Lage eines
Endes eines Sensorgliedes 46, das eine mittlere reduzierte Partie aufweist, die zwischen Blöcken sitzt,
von denen einer zur Aufnahme der Schraube 45 mit einem Loch versehen ist und von denen der andere mit
einer Ausnehmung V-förmigen Querschnitts versehen ist. Die reduzierte Partie ist mit piezoelektrischen
Gleitern öder piezööhffisehen Meßgefäten versehen.
Am anderen Ende ist ein Block 47 an die Enden der Rahmenteile 43, 44 durch Schrauben angebracht. Der
Block ist mit einem Schraubenloch versehen, das eine Einstellgewindeschraube 48 aufnimmt, wobei sich die h5
Schrauben gegen ein Ende eines Blocks legen, der einen Teil eines weiteren Sensorglieds 49 bildet. Der genannte
Block ist mit einem Loch zur Aufnahme einer Schraube 50a versehen, die zum Verbinden der beiden Rahmenteile
43,44 dient, und die Schraube 50a sitzt in Schlitzen
in den Verbindungssiegen der Rahmenteile. Der Aufbau des Sensorgliedes 49 ist der gleiche wie der des
Sensorglieds 46, und wenn das Rohr 10 zwischen den ausgesparten Blöcken sitzt, wird es an vier Punkten
berührt. Auf diese Weise erzeugen Änderungen im Rohrdurchmesser als Folge von Mediumdruckänderungen
im Rohr für Spannung in den Sensorgliedern, und damit entsteht ein Signal, das von den Sensorelementen
kommt Wie in den vorstehenden Ausführungsbeispielen werden Signale als Folge von Vibrationen des Rohrs
in der Ebene der reduzierten Partien der Sensorglieder elektrisch ausgeschaltet
Eine Dämpfung wird dadurch erreicht, daß die
Sensorglieder 46,49 mit einem leichten Konus versehen werden, so daß Reibung zwischen den Gliedern und den
Wänden der Rahmenteile 43,44 übv.r die gesamte Länge
der Sensorglieder 46, 49 hinweg herrscht Die Spannkraft auf das Rohr 10 wird durch die Einstellung
der Schraube 48 bestimmt
Gemäß Fig.9 bis 12 besteht der dort gezeigte
Wandler aus zwei Rahmenteilen 50,51, von denen jedes
im wesentlichen L-form ig ist und jeweils einstückig damit ausgebildete zwei Sensorglieder 52 hat Die
Sensorglieder 52 sitzen an den Innenseiten der betreffenden Schenkel der Rahmenteile 50,51 und sind
im Querschnitt im wesentlichen quadratisch, wie das in Fig. 12 gezeigt ist Ferner ist jedes Sensorglied 52 an
seinen vier Seiten mit vier piezoelektrischen oder piezoohmschen Sensorelementen versehen, die miteinander
verbunden sind, derart, daß im Betrieb durch eine Vibration des Rohrs 10 auf irgendeine Weise erzeugte
Signale elektrisch ausgeschaltet werden.
Das Rahmenteil 50 trägt auf seinen gegenüberliegenden Seiten jeweils zwei Seitenteile 53. Die Seitenteile
sind mit Schlitzen versehen, um Spielraum für das Rohr 10 zu schaffen. Die Seitenteile 53 tragen einen
Drehbolzen 54, mittels dessen das Rahmenteil 51 gelenkig mit den Seitenteilen ">3 und dem anderen
Rahmenteil 50 verbunden ist. Ferner tiägt jedes Rahmenteil Klammerelemente 55, durch die sich ein
Klemmbolzen 56 erstreckt. Der Klemmbolzen wird entfernt um ein Herumlegen des Wandlers um das Rohr
zu ermöglichen, und der Klemmbolzen wird wieder eingesetzt und festgezogen, um die Sensorglieder 52 in
Anlage an das Rohr 10 zu bringen. Eine Vibration des Rohrs 10 in alle Richtungen wird elektrisch gelöscht,
wenn jedoch die axiale Vibration des Rohrs 10 nicht schwerwiegend ist, können die Piezoelemente an den
Seiten der Sensorglieder 52, die auf die Seitenteile 53 zeigen, weggelassen werden. Eine Alternativanordnung
ist in Fig. 13 gezeigt, bei der die Sensorglieder 52
piezoelektrische Scheiben 57 aufweisen, die in Paaren angeordnet sind und gelöschte Querachsen haben. Eine
Dämpfung wird d'-rch reibende Anlage der Sensorglieder
52 über die Rahmenteile 50,51 an den Seitenteilen 53 erreicht.
Eine weitere Dämpfung kann dadurch erreicht werden, daß die gesamten oder ein Teil der Klemmelemente
55 in lameliierter Konstruktion vorgesehen werden.
Claims (1)
- Patentanspruch:Meßwertwandler zur Druckmessung, mit einem aus zwei relativ zueinander verstellbaren Teilen bestehenden Rahmen, mindestens zwei Druckfühlern, deren Endflächen an der Oberfläche eines bei Druckeinwirkung seine Abmessungen ändernden Körper anliegen, und einer Schraubeinrichtung zum Verstellen der beiden Rahmenteile, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorglieder (15; 37,38; 46, 49; 52) mit Seitenteilen (11; 32; 53) bzw. Rahmenteilen (43,44) derart in Reibkontakt stehen, daß kleine dämpfend wirkende Bewegungen der aufeinanderreibenden Teile möglich sind
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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