DE2600983A1

DE2600983A1 - Measuring mechanism using pressure medium on bellows - has length variations operating pointer via steel strip and lever system

Info

Publication number: DE2600983A1
Application number: DE19762600983
Authority: DE
Inventors: Helmut Groesch
Original assignee: Eckardt AG
Current assignee: Eckardt AG
Priority date: 1976-01-13
Filing date: 1976-01-13
Publication date: 1977-07-14
Also published as: DE2600983C3; DE2600983B2

Abstract

The measuring mechanism has bellows operated by a pressure medium. The bellows are mounted on a holder, and length variations are transmitted to the pointer through a steel strip and lever system. The strip is passed over a pulley on a bracket. Unwanted radial deflection of the bellows (10) free end, superposed on their axial length variation, is compensated for at least partly, by mounting the bellows (10) in the holder (12) at such an angle, that its radial deflection takes place in a plane at a right angle to the pulley (20) axis of rotation, and defined by the steel strip (18).

Description

Meßwerk mit einem druckmittelbetätigten Balg Measuring mechanism with a pressure medium operated bellows

Die Erfindung betrifft ein Meßwerk mit einem an einer Fassung montierten druckmittelbetätigten Balg, dessen Längenänderung in axialer Richtung über ein Zugorgan auf einen der Betätigung eines Zeiger o.dgl. dienenden Hebelmechanismus mit einer gegenüber der Fassung ortsfesten, von dem Zugorgan umschlungenen Schwenkscheibe übertragbar ist.The invention relates to a measuring mechanism with a mounted on a socket pressure medium-actuated bellows whose length changes in the axial direction via a pulling element on one of the actuation of a pointer or the like. serving lever mechanism with a swivel plate, which is fixed in relation to the socket and wrapped around by the pulling element is transferable.

Derartige Meßwerke sind bekannt und ermöglichen bei geeigneter Ausbildung des Eebelmechanismus den Ausgleich von Nichtlinearitäten der Längenänderung des druckmittelbetätigten Balges in axialer Richtung.Such measuring mechanisms are known and allow with suitable training the Eebel mechanism compensates for non-linearities in the change in length of the pressure medium-actuated bellows in the axial direction.

Es ist ferner bekannt, bei derartigen ISeßwerken einen Gelenkpunkt des itebelmechanismus gegenüber der Schwenkachse mittels einer Exzenteranordaung zur 2anstellung des Nullpunktes einstellbar auszubilden, wobei die Exzenteranordnung eine Fiihrungsgabel aufweist, in der ein Erzenterelement verstellbar ist, dessen Winkellage die Lage des Gelenkpunktes be stimmt. Es ist schließlich auch bekannt, daß bei jeden druckmittelbetätigten Balg zwangsläufig eine der axialen Längsbewegung überlagerte radiale Bewegung auftritt, welche auf fertigungstechnisch bedingten Unsymmetrien und tiaterialinhomogenitäten des Balges beruht und zu einer Beeinträchtigung der Meßgenauigkeit führt.It is also known to have an articulation point in such ISeßwerke of the lever mechanism opposite the pivot axis by means of an eccentric arrangement to make the zero point adjustable, the eccentric arrangement has a guide fork in which a Erzenterelement is adjustable, whose Angular position determines the position of the hinge point. After all, it is also known that with each pressure medium-actuated bellows inevitably one of the axial longitudinal movement superimposed radial movement occurs, which is due to manufacturing-related asymmetries and material inhomogeneities of the bellows and impair the Measurement accuracy leads.

Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegtdXr Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Auswirkung radialer Auslenkungen des Balges auf das Meßergebnis auf ein Minimum zu reduzieren.Based on the prior art described above, dXr The invention is based on the object, the effect of radial deflections of the bellows to reduce the measurement result to a minimum.

Diese Aufgabe wird gemaß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Einfluß einer der axialen Bangenanderung überlagerten unerwünschten radialen Auslenkung des freien Endes des Balges zumindest teilweise dadurch kompensiert ist, daß der Balg in der Fassung in einer solchen Winkellage montiert ist, daß die radiale Auslenkung in einer senkrecht zur Drehachse der Schwenkscheibe stehenden und durch das Zugorgan gelegten Ebene erfolgt.This object is achieved according to the invention in that the influence an undesired radial deflection superimposed on the axial band change of the free end of the bellows is at least partially compensated by the fact that the The bellows is mounted in the socket in such an angular position that the radial deflection in a perpendicular to the axis of rotation of the swivel plate and through the pulling element laid level takes place.

Eine mathematisch geometrische Betrachtung zeigt, daß bei geeigneter Länge des Zugorgans ein derart aufgebautes Meßwerk in seiner Genauigkeit durch radiale Auslenkungen des freien Endes des Balges nur wenig beeinflußt wird, insbesondere, wenn die Winkellage in Weiterbildung der Erfindung so gewahlt ist, daß die Auslenkung in Richtung auf die Schwenkachse erfolgt.A mathematical geometrical consideration shows that with suitable Length of the tension member of a measuring mechanism constructed in this way in its accuracy by radial Deflections of the free end of the bellows is only slightly influenced, in particular, if the angular position is chosen in a development of the invention so that the deflection takes place in the direction of the pivot axis.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Meßwerks bietet den Vorteil, daß bezüglich der radialen Auslenkung des freien' Endes des Balges wesentlich größere Toleranzen zugelassen werden können, als dies bisher möglich war. Es hat sich niialich gezeigt, daß bei jedem Balg die radiale Auslankung stets in einer bestimmten Winkellage erfolgt, die bei der Prüfung des Balges ermittelt worden rund durch oinö Markierung angezeigt werden kann. Diese Markierung dient später bei Einbau des B@@ges in ein Meßwerk der richtigen winkelmäßogen auarichtung bezüglich der anderen Teile des Meßwerks gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.The inventive design of a measuring mechanism offers the advantage that with respect to the radial deflection of the free 'end of the bellows is much greater Tolerances can be allowed than was previously possible. It niialich has shown that with each bellows the radial deflection is always in a certain angular position takes place, which has been determined when testing the bellows around by oinö marking can be displayed. This marking will be used later when installing the B @@ tot in a Measuring mechanism of the correct angular alignment with respect to the other parts of the Measuring mechanism according to the teachings of present invention.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemä23en Konstruktion besteht darin, daß zusätzlich die Querbelastungen des Zugorgans reduziert werden. Dies ist sehr wesentlich, da Querbelastungen von Stshibändern, wie sie im allgemeinen als Zugorgane verwendet werden, zu einem Dauerbruch führen können, so daß die an sich mögliche Lastwechselzahl erheblich verringert wird.Another advantage of the construction according to the invention is that that, in addition, the transverse loads on the pulling element are reduced. This is very essential because of the transverse loads on stshibands, as they are generally used as traction organs are used, can lead to a fatigue fracture, so that the per se possible The number of load cycles is significantly reduced.

Die gunstigste, nämlich eine möglichst große Länge des Zugorgans kann bei vorge;ebelen Abmessungen dadurch verwirklicht werden, daß das Zugorgan an einem konusartig in das Balginnere hereingezogenen Balgboden befestigt ist.The cheapest, namely the greatest possible length of the pulling organ can can be realized with pre; ebelen dimensions that the pulling element on a is attached cone-like drawn into the interior of the bellows bottom.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung der wesentlichen Teile eines Meßwerks gemäß der Erfindung, und zwar teilweise im Schnitt.Further details and advantages of the invention are provided below explained in more detail using a drawing. The only figure in the drawing shows one schematic representation of the essential parts of a measuring mechanism according to the invention, and partly in the cut.

IJie man der Zeichnung entnimmt, ist ein durckmittelbetätigter Balg 10 des Meßwerks in einer lediglich schematisch als öffnung angedeuteten Fassung 12 einer ortsfesten Basis 14 befestift, Der Balg 10, welcher in Längsschnitt dargestellt ist, besitzt den übliclien, hier nicht näher zu beschreibenden Aufbau. Insbesondere besitzt der Balg O an seinem der Fassung 12 abgewandten freien Ende einen koaxialen länglichen Schaft 16, an dessen freiem und oberen Ende ein Zugorgan, und ar beim betrachteten AusfüJrwigsbeispiel ein Stahlband 18 befestigt ist.As can be seen from the drawing, there is a pressure-operated bellows 10 of the measuring mechanism in a version indicated only schematically as an opening 12 attached to a stationary base 14, the bellows 10, which is shown in longitudinal section is, has the usual structure, which is not to be described in more detail here. In particular the bellows O has a coaxial end at its free end facing away from the mount 12 elongated shaft 16, at the free and upper end of a pulling element, and ar when Considered AusfüJrwigsbeispiel a steel band 18 is attached.

Um eine möglichst große Länge des Stahlbandes 18 bei vorgegebener Einbaulänge A für das ganze Aggregat zu verwirklichen, ist der Balgboden 17 konusartig in das Innere des Balges hereingezogen und dort mit einet Gewinde 19 zum Einschrauben des endstückes 21 eines Schraubschaftes versehen, auf dem ebenfalls verschrau@@ar der Schaft 16 befestigt ist. Die Länge des Stahlbandes 13 kann so verstellt werden.To the greatest possible length of the steel strip 18 with a given To realize the installation length A for the entire unit, the bellows base 17 is conical drawn into the interior of the bellows and there with a thread 19 for screwing in of the end piece 21 of a screw shaft, on which also screwed @@ ar the shaft 16 is attached. The length of the Steel band 13 can so adjusted.

Das Stahlbaild 13 umschlingt eine Rolle 20, auf einen für die erzielung eines Vollausschlags des Zeigern des Meßwerks geeignetem Winkel. Die Rolle 20 sitzt auf einer Schwenkachse 22, welche ihrerseits an einen gehausefesten Ansatz 24 angebracht ist, wobei die Basis 14 und der Ansatz 24 relativ zueinander feststehen. Wenn nun der Balg 10 mit einen Druckmittel beaufschlagt wird, welches ihm durch die Fassung 12 zugeführt werden kann, daun dehnt er sich ausgehend von der in vollen Linien gezeichneten Grundstellung in axialer Richtung aus, was eine Drehung der Rolle 20 an der Schwenkachse 22 zur Folge hat, die bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel unter einer entgegen den Uhrzeigersinn wirkenden Vorspannung stehen, um das Stahlband 18 stets in einem straff gesnnnntcn Zustand zu halten.The steel structure 13 wraps around a role 20, on one for the achievement a full deflection of the pointer of the measuring mechanism at a suitable angle. The role 20 is seated on a pivot axis 22, which in turn is attached to an attachment 24 fixed to the housing is, wherein the base 14 and the extension 24 are fixed relative to each other. If now the bellows 10 is acted upon by a pressure medium, which it through the socket 12 can be supplied, since it expands starting from the in full lines drawn basic position in the axial direction, resulting in a rotation of the roller 20 at the pivot axis 22 has the consequence that in the embodiment under consideration are under a counter-clockwise bias to the steel belt 18 always to be kept in a taut, healthy condition.

Aufgrund unvermeidlicher Fertigungs- und Materialtoleranzen ist nun der axialen Längenünderung des Balges 10 praktisch in allen Ballen eine mehr oder weniger starke radiale Auslenkung überlagert, die zu einer Verfälschung des Meßergebnisses führen müßte-Da die Winkellage der radialen Auslenkung zunächst nicht bekannt ist, wird beim Aufbau eines Meßwerks gemäß der Erfindung wie folgt vorgegangen: Die einzelnen Bälge werden nach ihrer herstellung zunächst geprüft und ggf. gewicht, wobei neben anderen wichtigen Parametern, wie z.B. den - in allgemeinen nicht linearen - Verlauf der axialen Längenänderung auch die göße und winkellage einer radialen Auslenkung ermittelt werden. Unter der Voraussetzung, daß die radiale Auslenkung einen vorgegebenen Toleranzwert nicht übersteigt und daß auch die anderen Toleranzen eingehalten sind, wird bei dieser Prüfung an jeden Balg eine Marke angebracht, welche die Winkellage der radialen Auslenkung kennzeichnet. In der Zeichnung ist eine derartige Ilarke 26 am unteren Ende des Balges eingezeichnet. Die Marke 26 kann beispielsweise ein Farbtupfer sein. Wenn nun ein Meßwerk unter Veflrendung eines geprüften Balges 10 aufgebaut wird, dann wird dieser in der Fassung 12 winkelmäßig so ausgerichtet, daß die Marke SÇ in der Ebene des Zugorgans, d.h. des Stahlbands 18 liegt, wobei diese Ebene im vorliegenden Fall die Zeichnungs ebene ist.Due to inevitable manufacturing and material tolerances is now the axial length of the bellows 10 practically in all balls one more or less strong radial deflection superimposed, which leads to a falsification of the measurement result - Since the angular position of the radial deflection is initially not known, the procedure for building a measuring mechanism according to the invention is as follows: The individual Bellows are first checked after their manufacture and, if necessary, weight, whereby in addition to other important parameters, such as the - in general non-linear - course the axial change in length also affects the size and angular position of a radial deflection be determined. Provided that the radial deflection is a given Does not exceed the tolerance value and that the other tolerances are also observed, During this test, a mark is attached to each bellows indicating the angular position the radial deflection. In the drawing there is one such trademark 26 drawn in at the lower end of the bellows. The mark 26 can for example be a Be a splash of color. If now a measuring mechanism under Use of a certified Bellows 10 is built up, then this is angularly aligned in the socket 12 so that that the mark SÇ lies in the plane of the pulling element, i.e. the steel band 18, where this level is the drawing level in the present case.

Wenn die radiale AuslenLimg in der Ebene des Stahlbands 18 erfolgt, dann ergibt sich, wie sich anhand einfacher geometrischer Überlegungen nachprüfen läßt, der geringste Fehler des Meßergebnisses, insbesondere, ve.mn ein Stahlband 18 mit möglichst grober Länge verwendet wird. Das kann - wie schon erwähnt - - dadurch erreicht werden, daß der dem freien Balgende zugeordnete Balgboden 17 konusartig so weit als möglich in das Innere des Balges 10 hereingezogen wird und dort ein Schraubgewinde 19 zum Einsetzen des Befestigungsbolzens 21 für das Stahlband 18 besitzt. Die Lange des Stahlbandes 18 wird dadurch, trotz Verstellmöglichkeit über den Schaft 16, bei vorgegebenem Abstand A zwischen Basis 14 und der parallel zu der Basis 14 gelegten Ebenc durch die Schwenkachse wessentlich grö-Jer. Zusätzlich ergibt sich der Vorteil, daß Querbelastungen des Stahlbands 18 in seiner Hauptebene, in der es sehr empfindlich ist, vermieden werden, so daß die Zahl der erreichbaren Lastwechsel durch die an sich unenninschte radiale Auslenkung nicht oder ilur geringfügig beeinträchtigt wird.If the radial AuslenLimg takes place in the plane of the steel strip 18, then it turns out how to check on the basis of simple geometrical considerations lets, the slightest error in the measurement result, in particular, ve.mn a steel band 18 is used as long as possible. As already mentioned, this can be achieved through this achieved that the bellows base 17 associated with the free end of the bellows is conical is drawn as far as possible into the interior of the bellows 10 and there Screw thread 19 for inserting the fastening bolt 21 for the steel strip 18 owns. The length of the steel belt 18 is thereby over, despite the possibility of adjustment the shaft 16, with a predetermined distance A between the base 14 and the parallel to the base 14 laid plane through the pivot axis substantially larger. Additionally there is the advantage that transverse loads on the steel strip 18 in its main plane, in which it is very sensitive to be avoided so that the number of achievable Load changes due to the inherently unsuspected radial deflection not or only slightly is affected.

Besonders günstige Ergebnisse erreicht man dann, wenn der Balg so eingebaut wird, daß die radiale Auslenkung in Richtung auf die Schwenkachse 22 erfolgt, wie dies in der Zeichnung für einen erhöhten Druckmitteldruck in strichpunktierten Linien angedeutet ist. Der Balg 10 wird also so eingebaut, da3 die Marke 26 auf einem Radius des Balges 10 liegt, der parallel zu und unterhalb von einer Verbindungslinie zwischen dem Ilittelpunkt der Schwankachse 22 und der Längsachse des Balges 10 verläuft.Particularly favorable results are achieved when the bellows do so is installed that the radial deflection takes place in the direction of the pivot axis 22, as in the drawing for an increased pressure medium pressure in dash-dotted lines Lines is indicated. The bellows 10 is installed in such a way that the mark 26 appears a radius of the bellows 10, which is parallel to and below a connecting line runs between the center of the pivot axis 22 and the longitudinal axis of the bellows 10.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Tracery with one on a socket mounted pressure medium-actuated bellows whose length changes in the axial direction Via a pulling element on one of the actuation of a pointer or the like. serving lever mechanism with a swivel disc, which is fixed in relation to the socket and wrapped around by the pulling element is transferable, characterized in that the influence of one of the axial change in position superimposed, undesired radial deflection of the free end of the bellows (10) is at least partially compensated by the fact that the bellows (10) in the socket (12) is mounted in such an angle position that its radial AuslenElng in a perpendicular to the axis of rotation of the swivel plate (20) and through the pulling element (Stahlband 18) laid level takes place.

2. MeQJwerk according to claim 1, characterized in that the angular position is chosen so that the deflection takes place in the direction of the swivel plate (20).

3. Meßwerklnach claims 1 and 2, characterized in that the pulling element (18) on a bellows base drawn into the interior of the bellows (10) (17) is attached.

4. Measuring mechanism according to claims 1 to 3, characterized in that the bellows base (17) protrudes conically into the interior of the bellows.

5. Measuring mechanism according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the pulling element (18) has a screw shaft (16) and a screw bolt in its Adjustable in length in a thread (19) in the bellows base (17).