DE2600983B2 - Measuring mechanism with a pressure medium operated bellows - Google Patents

Measuring mechanism with a pressure medium operated bellows

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DE2600983B2 DE19762600983 DE2600983A DE2600983B2 DE 2600983 B2 DE2600983 B2 DE 2600983B2 DE 19762600983 DE19762600983 DE 19762600983 DE 2600983 A DE2600983 A DE 2600983A DE 2600983 B2 DE2600983 B2 DE 2600983B2
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    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L7/00—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements
    • G01L7/02—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements in the form of elastically-deformable gauges
    • G01L7/06—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements in the form of elastically-deformable gauges of the bellows type
    • G01L7/061—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements in the form of elastically-deformable gauges of the bellows type construction or mounting of bellows

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Description

ortsfesten Basis 14 befestigtfixed base 14 attached

Der Balg 10, welcher im Längsschnitt dargestellt ist, besitzt den üblichen, hier nicht näher zu beschreibenden Aufbau. Insbesondere besitzt der Balg 10 an seinem der Fassung 12 abgewandten freien Ende einen koaxialen länglichen Schaft 16, an dessen freiem und oberen Ende ein Zugorgan, und zwar beim betrachteten Ausführungsbeispiel ein Stahlband 18 befestigt ist Um eine möglichst große Länge des Stahlbandes 18 bei vorgegebener Einbaulänge A für das ganze Aggregat zu verwirkfehen, ist der Balghoden 17 konusartig in das Innere des Balges hereingezogen und dort mit einem Gewinde 19 zum Einschrauben des Endstückes 21 eines Schraubschaftes versehen, auf dem ebenfalls verschraubbar der Schaft 16 befestigt ist Die Länge des Stahlbandes 18 kann so verstellt werden.The bellows 10, which is shown in longitudinal section, has the usual structure, which is not to be described in more detail here. In particular, the bellows 10 has, at its socket 12 facing away from the free end of a coaxial elongated shaft 16, at the free and upper end of a tension element, and that in the considered embodiment, a steel strip 18 attached around the largest possible length of the steel strip 18 at a predetermined insertion length A for the whole unit, the bellows testicle 17 is drawn in a cone-like manner into the interior of the bellows and provided there with a thread 19 for screwing in the end piece 21 of a screw shaft on which the shaft 16 is also screwed will.

Das Stahlband 13 umschlingt eine Rolle 20, auf einem für die Erzielung eines Vollausschlags des Zeigers des Meßwerks geeigneten Winkel. Die Rolle 20 sitzt auf einer Schwenkachse 22, welche ihrerseits an einem gehäusefesten Ansatz 24 angebracht ist, wobei die Basis 14 und der Ansatz 24 relativ zueinander feststehen. Wenn nun der Balg liO mit einem Druckmittel beaufschlagt wird, welches ihm durch die Fassung 12 zugeführt werden kann, dann dehnt er sich ausgehe nd 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 dem Uhrzeigersinn wirkenden Vorspannung stehen, um das Stahlband 18 stets in einem straff gespannten Zustand zu halten.The steel band 13 wraps around a roller 20 at an angle suitable for achieving a full deflection of the pointer of the measuring mechanism. The roller 20 sits on a pivot axis 22, which in turn is attached to a housing-fixed extension 24, the base 14 and the extension 24 being fixed relative to one another. If a pressure medium is applied to the bellows liO, which can be fed to it through the socket 12, then it expands in the axial direction starting from the basic position drawn in full lines, which causes a rotation of the roller 20 on the pivot axis 22 to This has the consequence that, in the exemplary embodiment under consideration, these are subject to a counterclockwise prestress in order to keep the steel strip 18 always in a tightly tensioned state.

Aufgrund unvermeidlicher Fertigungs- und Materialtoleranzen ist nun der axialen Längenänderung des Balges 10 praktisch in allen Fällen eine mehr oder weniger starke radiale Auslenkung überlagert, die zu einer Verfälschung des Meßergebnisses führen müßte.Due to inevitable manufacturing and material tolerances, the axial change in length of the Bellows 10 in almost all cases a more or less strong radial deflection superimposed on the would lead to a falsification of the measurement result.

Da die Winkellage der radialen Auslenkung zunächst nicht bekannt ist, wird beim Aufbau dieses Meßwerks wie folgt vorgegangen:Since the angular position of the radial deflection is not known at first, this measuring mechanism is set up proceed as follows:

Die einzelnen Bälge werden nach ihrer Herstellung zunächst geprüft und ggf. geeicht, wobei neben anderen wichtigen Parametern, wie z. B. dem — im allgemeinen nicht lineraren — Verlauf der axialen Längenänderung auch die Größe 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 jedem Balg eine Marke angebracht, welche die Winkellage der radialen Auslenkung kennzeichnet. In dtr Zeichnung ist eine derartige Marke 26 am unteren Ende des Balges eingezeichnet. Die Marke 26 kann beispielsweise ein Farbtupfer sein. Wenn nun ein Meßwerk unter Verwendung eines geprüften Balges 10 aufgebaut wird, dann wird dieser in der Fassung 12 winkelmäßig so ausgerichtet, daß die Marke 26 in der Ebene des Zugorgans, d. h. des Stahlbands 18 liegt, wobei diese Ebene im vorliegenden Fall dio Zeichnungsebene ist After their manufacture, the individual bellows are first checked and, if necessary, calibrated, with others important parameters such as B. the - generally not linear - course of the axial change in length the size and angular position of a radial deflection can also be determined. Provided, that the radial deflection does not exceed a predetermined tolerance value and that the others too Tolerances are met, a mark is attached to each bellows during this test, which indicates the Identifies the angular position of the radial deflection. In the drawing, such a mark 26 is at the bottom Drawn in at the end of the bellows. The mark 26 can be a splash of color, for example. If now a Measuring mechanism is built up using a tested bellows 10, then this is in the socket 12 angularly oriented so that the mark 26 is in the plane of the pulling element, i. H. of the steel strip 18 lies, this plane being the plane of the drawing in the present case

Wenn die radiale Auslenkung in der Ebene des Stahlbands 18 erfolgt, dann ergibt sich, wie sich anhand einfacher geometrischer Überlegungen nachprüfen läßt, der geringste Fehler des Meßergebnisses, insbesondere, wenn ein Stahlband 18 mit möglichst großer 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 Länge 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 Ebene durch die Schwenkachse wesentlich größer. 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 unerwünschte radiale Auslenkung nicht oder nur geringfügig beeinträchtigt wird.If the radial deflection takes place in the plane of the steel strip 18, then, as can be verified on the basis of simple geometrical considerations, the slightest error in the measurement result occurs, in particular if a steel strip 18 with the greatest possible length is used. As already mentioned, this can be achieved in that the bellows base 17 assigned to the free end of the bellows is drawn in conically as far as possible into the interior of the bellows 10 and there has a screw thread 19 for inserting the fastening bolt 21 for the steel band 18. The length of the steel band 18 is thereby, despite the possibility of adjustment via the shaft 16, at a given distance A between the base 14 and the plane parallel to the base 14 through the pivot axis. In addition, there is the advantage that transverse loads on the steel strip 18 in its main plane, in which it is very sensitive, are avoided, so that the number of load changes that can be achieved is not or only slightly affected by the radial deflection, which is undesirable in itself.

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, daß die Marke 26 auf einem Radius des Balges 10 liegt, der parallel zu und unterhalb von einer Verbindungslinie zwischen dem Mittelpunkt der Schwenkachse 22 und der Längsachse des Balges 10 verläuft.Particularly favorable results are achieved when the bellows is installed in such a way that the radial Deflection in the direction of the pivot axis 22 takes place, as shown in the drawing for an increased Pressure medium pressure is indicated in dash-dotted lines. The bellows 10 is so installed that the Mark 26 lies on a radius of the bellows 10 which is parallel to and below a connecting line runs between the center point of the pivot axis 22 and the longitudinal axis of the bellows 10.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentansprüche: Fallschirmauswurfes bei meteorologischen Raketen eingesetzt bei denen diese Vorrichtung nach ErreichenClaims: Parachute ejection in meteorological missiles used in which this device after reaching 1. Meßwerk mit einem an einer Fassung der größten Steighöhe einen Schaltvorgang auslösen montierten druckmittelbetätigten Balg, dessen Lan- kann. Es ist auch möglich, soiche Einrichtungen zur genänderung in axialer Richtung über ein Zugorgan 5 Registrierung der maximal erreichten Höhe einzusetauf einen der Betätigung eines Zeigers od. dgl. zen, wenn an die Meßgenauißkeit keine allzu großen dienenden Hebelmechanismus mit einer gegenüber Forderungen gestellt werdeiri. Für Meßgeräte der der Fassung ortsfesten, von dem Zugorgan um- eingangs genannten Art dagegen sind solche Ausgestalschlungenen Schwenkscheibe übertragbar ist da- tungen nicht zu verwenden, weil die Reibung des durch gekennzeichnet, daß der Balg(10) in to Balgumfanges am Gehäuse, soll dieser gerade geführt der Fassung (12) in einer solchen Winkellage werden, zu groß ist um eine Präzisionsmessung montiert ist daß seine radiale Auslenkung in einer vornehmen zu können. Auch andere Geradführungen in senkrecht zur Drehachse der Schwenkscheibe (20) Form von Parallelfedergelenkisn sind bekannt (DE-AS stehenden und durch das Zugorgan (Stahlband 18) 11 62 104), deren Herstellung«- und Montageaufwand gelegten Ebene erfolgt und daß die Winkellage so 15 jedoch beträchtlich ist Auch in diesem Fall sind gewählt ist daß die Auslenkung in Richtung auf die unerwünschte Einflüsse der Feiierkennlinien der beiden Schwenkscheibe (20) erfolgt Geradführungsfedern auf die Balgbewegung zu be-1. Trigger a switching process with a measuring mechanism on a socket with the greatest rise mounted pressure-medium-operated bellows, the lan of which can. It is also possible to use such facilities gene change in the axial direction via a tension member 5 registration of the maximum height reached one of the actuation of a pointer or the like zen, if the measuring accuracy is not too great serving lever mechanism with a counter to claims. For measuring devices of the The fixed version, on the other hand, of the type mentioned at the beginning of the pulling element, is such a form Transferable swivel disk is not to be used because the friction of the characterized in that the bellows (10) in to bellows circumference on the housing, this should be guided straight of the mount (12) in such an angular position is too large for a precision measurement is mounted so that its radial deflection can be made in one. Other straight guides in perpendicular to the axis of rotation of the swivel plate (20) in the form of parallel spring joints are known (DE-AS standing and by the tension member (steel belt 18) 11 62 104), their production «- and assembly costs laid plane takes place and that the angular position is so 15 but considerable in this case too it is chosen that the deflection in the direction of the undesired influences of the Feiierkennlinien of the two Swivel disk (20) is carried out using straight guide springs to load the bellows movement 2. Meßwerk nach Anspruch 1, dadurch gekenn- fürchten, so daß auch für eine eventuelle Eichung noch zeichnet daß das Zugorgan (18) an einem in das ein zusätzlicher Aufwand getrieben werden muß.
Innere des Balges (10) hereingezogenen Balgboden 20 Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe (17) befestigt ist zugrunde, bei Meßwerken der eingangs genannten Art2. Measuring mechanism according to claim 1, characterized by fear, so that even for a possible calibration it is still characterized that the pulling element (18) must be driven on one in which an additional effort has to be made.
Inside of the bellows (10) drawn-in bellows base 20 The present invention is based on the object (17) attached to measuring mechanisms of the type mentioned at the beginning 3. Meßwerk nach den Ansprüchen 1 und 2, die Auswirkung radialer Auslegungen des Balges auf dadurch gekennzeichnet, daß der Balgboden (17) das Meßergebnis auf ein Minimum zu reduzieren, ohne konusartig in das Balginnere hereinragt daß unerwünschte Einflüsse von äußeren Geradfüh-3. Measuring mechanism according to claims 1 and 2, the effect of radial designs of the bellows characterized in that the bellows base (17) reduce the measurement result to a minimum without protrudes conically into the interior of the bellows that undesirable influences from external straight 4. Meßwerk nach einem der Ansprüche ί bis 3, 25 rungamitteln od. dgl. in Kauf genommen werden dadurch gekennzeichnet daß das Zugorgan (18) müssen.4. Measuring mechanism according to one of claims ί to 3, 25 or the like. Be accepted characterized in that the pulling element (18) must. über einen Schraubschaft (16) und einen Schraubbol- Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurchvia a screw shaft (16) and a screw bolt This object is achieved according to the invention zen in seiner Länge verstellbar in einem Gewinde gelöst daß der Balg in der Fassung in einer solchenzen adjustable in length in a thread solved that the bellows in the socket in such a (19) in dem Balgboden (17) befestigt ist Winkellage montiert ist daß seiine radiale Auslenkung in(19) is fastened in the bellows base (17) is mounted in an angular position that is a radial deflection in 30 einer senkrecht zur Drehachse der Schwenkscheibe30 one perpendicular to the axis of rotation of the swivel plate stehenden und durch das Zugorgan (Stahlband)standing and by the tension member (steel band) gelegten Ebene erfolgt und daß die Winkellage solaid plane takes place and that the angular position so 1 gewählt ist, daß die Auslenkung in Richtung auf die1 is chosen that the deflection in the direction of the [j, Die Erfindung betrifft ein Meßwerk mit einem an Schwenkachse erfolgt.[j, The invention relates to a measuring mechanism with a pivot axis. [*' einer Fassung montierten druckmittelbetätigten Balg, 35 Diese Ausgestaltung bietet di;n Vorteil, daß bezüglich[* 'a socket mounted pressure medium-actuated bellows, 35 This embodiment offers the advantage that with respect to [\ dessen Längenänderung in axialer Richtung über ein der radialen Auslenkung des !freien Endes des Balges [\ Its length change in the axial direction via a radial deflection of the! Free end of the bellows 5* Zugorgan auf einen der Betätigung eines Zeigers wesentlich größere Toleranzen zugelassen werden5 * Pulling element on one of the actuation of a pointer, significantly larger tolerances are permitted 1 od. dgl. dienenden Hebelmechanismus mit einer gegen- können, als das bisher möglich war. Es hat sich nämlich1 or the like. Serving lever mechanism with a counter can than was previously possible. Because it has \ über der Fassung ortsfesten, von dem Zugorgan gezeigt, daß bei jedem Balg die radiale Auslenkung stets \ Stationary above the socket, shown by the tension member that the radial deflection always occurs with each bellows f, umschlungenen Schwenkscheibe übertragbar ist. 40 in einer bestimmten Winkellage erfolgt die bei der f, looped swivel disk is transferable. 40 in a certain angular position takes place in the |Ul Derartige Meßwerke sind bekannt und ermöglichen Prüfung des Balges ermittelt werden und durch eine | U l Such measuring mechanisms are known and allow the bellows to be determined and checked by a j bei geeigneter Ausbildung des Hebelmechanismus den Markierung angezeigt werden kann. Diese Markierungj with a suitable design of the lever mechanism the marking can be displayed. This mark ' Ausgleich von Nichtlinearitäten der Längenänderung dient später bei Einbau des Balges in ein Meßwerk der'Compensation for non-linearities in the change in length is used later when the bellows is installed in a measuring mechanism h des druckmittelbetätigten Balges in axialer Richtung. Es richtigen winkelmäßigen Ausrichtung bezüglich der h of the pressure medium-actuated bellows in the axial direction. It's correct angular orientation regarding the h ist ferner bekannt, bei derartigen Meßwerken einen «5 anderen Teile des Meßwerks gemäß den Lehren der It is also known to use other parts of the measuring mechanism in such measuring mechanisms in accordance with the teachings of !' Gelenkpunkt des Hebelmechanismus gegenüber der vorliegenden Erfindung.! ' Articulation point of the lever mechanism compared to the present invention. , Schwenkachse mittels einer Exzenteranordnung zur Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Kon-, Pivot axis by means of an eccentric arrangement for a further advantage of the inventive con- f Einstellung des Nullpunktes einstellbar auszubilden, struktion besteht darin, daß zusätzlich die Querbelastun-f to make the setting of the zero point adjustable, the struc- ture consists in the fact that the transverse load f wobei die Exzenteranordnung eine Führungsgabel gen des Zugorgans reduziert werden. Dies ist sehrf the eccentric arrangement being reduced to a guide fork gene of the tension member. This is very , aufweist, in der ein Exzenterelement verstellbar ist, so wesentlich, da Querbelastungen von Stahlbändern, wie, has, in which an eccentric element is adjustable, so essential, since transverse loads on steel belts, such as ( dessen Winkellage die Lage des Gelenkpunktes sie im allgemeinen als Zugorgane verwendet werden, zu ( whose angular position the position of the hinge point they are generally used as traction organs, too ' \ bestimmt. Es ist schließlich auch bekannt, daß bei jedem einem Dauerbruch führen können, so daß die an sich' \ definitely. After all, it is also known that a fatigue fracture can result in everyone, so that in itself * druckmittelbetätigten Balg zwangsläufig eine der mögliche Lastwechselzahl erheblich verringert wird.* Pressure medium-actuated bellows inevitably one of the possible number of load cycles is significantly reduced. [1I axialen Längsbewegung überlagerte radiale Bewegung Die günstigste, nämlich eine möglichst große Länge[ 1 I axial longitudinal movement superimposed radial movement The most favorable, namely the greatest possible length , auftritt, welche auf fertigungstechnisch bedingten 55 des Zugorgans kann bei vorgegebenen Abmessungen in, occurs, which on production-related 55 of the pulling element can be in ι ' Unsymmetrien und Materialinhomogenitäten des BaI- an sich bekannter Weise dadurch verwirklicht werden,ι 'Asymmetries and material inhomogeneities of the BaI- in a manner known per se can be realized by r't ges beruht und zu einer Beeinträchtigung der Meßge- daß das Zugorgan an einem konusartig in dasr ' t ges based and to an impairment of the measuring that the pulling element at a cone-like in the [ r nauigkeit führt. Balginnere hereingezogenen Bailgboden befestigt ist.[r accuracy leads. The inside of the bellows is attached to the drawn-in Bailgboden. Um eine radiale Balgbewegung auszuschließen, ist es Die Ausgestaltungen der Erfindung sind GegenstandIn order to exclude a radial bellows movement, it is The embodiments of the invention are the subject auch bekannt (US-PS 3124 960), den Balg in ein 60 der Unteransprüche.also known (US-PS 3124 960), the bellows in a 60 of the subclaims. zylindrisches Gehäuse einzusetzen, in dem der Umge- Die Erfindung wird nachstehend anhand einerUse cylindrical housing, in which the environment. The invention is hereinafter based on a 1 bungsdruck herrscht. Der Balg selbst ist mit einer Art Zeichnung näher erläutert. Die Figur der Zeichnung1 practice pressure prevails. The bellows itself is explained in more detail with a kind of drawing. The figure of the drawing Rückschlagklappe versehen, die geöffnet ist, solange ein zeigt eine schematische Darstillung der wesentlichenCheck valve provided, which is open as long as a shows a schematic representation of the essentials Druckunterschied zwischen Balginnerem und Gehäu- Teile eines derartigen Meßwerhs, und zwar teilweise imPressure difference between the interior of the bellows and the housing seinnerem derart besteht, daß im Balg noch der höhere 65 Schnitt.Its interior consists in such a way that there is still the higher cut in the bellows. Druck herrscht. Die Klappe schließt sich jedoch in dem Wie man der Zeichnung entnimmt, ist ein druckmittel-There is pressure. The flap closes, however, as can be seen in the drawing, is a pressure medium Moment, in dem sich das Druckverhältnis umdreht, und betätigter Balg 10 des Meßwerks in einer lediglichMoment in which the pressure ratio reverses, and actuated bellows 10 of the measuring mechanism in one only Meßwerke dieser Art werden daher zur Betätigung des schematisch als öffnung angedeuteten Fassung 12 einerMeasuring mechanisms of this type are therefore used to actuate the socket 12, which is indicated schematically as an opening
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