DE2654279C2

DE2654279C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Federmanometer-Meßsystems

Info

Publication number: DE2654279C2
Application number: DE19762654279
Authority: DE
Inventors: Hermann 8763 Klingenberg Julien; Kurt Dipl.-Phys. Dr. 8760 Miltenberg Neubeck
Original assignee: Alexander Wiegand U Co Armaturen- U Manometerfabrik 8763 Klingenberg GmbH
Current assignee: Alexander Wiegand U Co Armaturen- U Manometerfabrik 8763 Klingenberg GmbH
Priority date: 1976-11-30
Filing date: 1976-11-30
Publication date: 1978-09-28
Also published as: DE2654279B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Federmanometer-Meßsystems aus einem Anzeigewerk, einer als Meßglied dienenden Feder und einer das Anzeigewerk mit der Feder verbindenden Zugstange gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8 zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vorrichtung sind grundsätzlich anwendbar zur Herstellung von Meßsystemen, bei denen eine zumindest näherungsweise geradlinige Bewegung eines Meßgliedes zu einem Anzeigewerk übertragen werden muß. Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Herstellung eines Meßsystems für ein Rohrfedermanometer erläutert.

Das Meßsystem eines Rohrfedermanometers umfaßt in der Regel ein als Rohrfeder ausgebildetes Meßelied, das an einem Mcßgliedträger befestigt ist,

ein Anzeigewerk, das die Bewegung des Federendes in eine zur Anzeige oder Wandlung des Meßwertes geeignete Bewegung umsetzt, und ein als Zugstange ausgebildetes Verbindungsglied, das das Federende mit dem Anzeigewerk verbindet. Bei Zeigermanometern ist das Anzeigewerk ein Zeigerwerk, auf dessen Zeigcrwelle ein Zeiger gesetzt werden kann. Ein Ritzel auf der Zeigerwelle steht mittelbar oder unmittelbar in Eingriff mit einem auf einer Segmentachse Dchwenkbar gelagerten Zahnsegment, zu dem ein Segmenthebel gehört, der an einem Anlenkpunkt mit der Zugstange gelenkig verbunden ist. Das andere Ende der Zugstange ist an einem Endpunkt gelenkig mit einem Endstück verbunden, das am Federende befestigt ist. Die Auslenkung des Federendes kann somit in eine Drehung des Zeigers umgewandelt werden, dessen Stellung über einer Skala bzw. einem Zifferblatt abgelesen werden kann.

Die Herstellung eines solchen Meßsystems erfolgt herkömmlich in folgender Weise. Die Rohrfeder wird einerseits mit dem Meßgliedträger und andererseits mit dem Endstück fest verbunden, das ein den Endpunkt bildendes Loch zum Einsetzen der Zugstange aufweist. Unabhängig davon wird das Zeigerwerk gefertigt, wobei dessen Segmenthebel vor dem Zusammenbau des Zeigerwerks bereits mit einem den Anlenkpunkt bildenden Loch versehen wird. Dann werden das Zeigerwerk und der das Meßwerk tragende Meßgliedträger fest miteinander verbunden, wonach die Zugstange angebracht wird, was beispielsweise mit Hiife von durch die beiden Löcher und die beiden Zugstangenenden eingesetzten Ansatznieten erfolgt. Das zum Manometer gehörende Zifferblatt kann beispielsweise gleichzeitig mit dem Zeigerwerk am Meßgliedträger befestigt werden.

Ein solches Meßsystem soll bei Beaufschlagung mit Druck diesen Druck innerhalb zulässiger Toleranzen anzeigen. Der dem Nenndruck bzw. Skalenendwert entsprechende Zeigerweg vom Nullpunkt aus wird als Spanne bezeichnet. Außerdem soll die Anzeige innerhalb zulässiger Toleranzen linear sein, d. h. bei Bruchteilen des Nenndrucks soll der Zeigerweg diesen Bruchteilen entsprechen. Bei der beschriebenen Fertigung von Meßsystemen unterliegen sowohl die Lagen der Löcher für Endpunkt und Anlenkpunkt als auch der Weg des Federendes bei Beaufschlagung mit dem Nenndruck, hier als Federweg bezeichnet, auf Grund von Fertigungstoleranzen von Meßsystem zu Meßsystem gewissen Schwankungen, die sich auf Spanne und Linearität auswirken. Wenn die zulässigen Anzeigetoleranzen eingehalten werden sollen, ist daher eine Justage jedes Meßsystems erforderlich.

Die Spanne hängt im wesentlichen ab von der Hebellänge, d. h. dem Abstand des Anlenkpunktes von der Segmentachse, dem Federweg und der Endpunktlage, d. h. dem Abstand des Endpunktes vom fiktiven Drehpunkt des Federendes bzw. vom Federende. Die Linearität hängt im wesentlichen ab vom Anlenkwinkel, d.h. dem Winkel zwischen der Gerade Segmentachse-Anlenkpunkt und der Gerade Anlenkpunkt-Endpunkt. Die geometrischen und kinematischen Beziehungen zwischen diesen Größen sind bekannt.

Herkömmlich erfolgt die Justage in der Weise, daß die Feder mit einem bestimmten Bezugsdruck beaufschlagt wird und dabei die Auslenkung der Feder gemessen wird. Die Messung der Auslenkung erfolgt durch Ablesen des vom Meßsystem, das bereits mit

einem Zeiger versehen ist, angezeigten Drueks. Wenn die angezeigte Spanne außerhalb der zulässigen Toleranzen liegt, wird von Hand die Hebellänge oder die Endpunktlage geändert. Diese Änderung kann durch Verbiegen eines am Segmenthebcl bzw. Endstück ausgebildeten Hakens erfolgen, an dessen freiem Ende sich das Loch für den Anlenkpunkt bzw. Endpunkt befindet. Alternativ kann diese Änderung auch iturch Verschieben des Anlenkpunktes bzw. Endpunktes in einem Langloch im Segmenthebel bzw. Endstück erfolgen. Die Justage der Linearität, d. h. des Anlenkwinkels, erfolgt dadurch, daß von Hand die Länge der Zugstange oder die Lage des Anlenkpunktes oder des Endpunktes auf beschriebene Weise geändert wird ( »Die Technik«, Band 3, Januar 1948, Seiten 28 und 29). Alternativ besteht auch die Möglichkeit, den Anlenkwinkel durch Verdrehen des Anzeigewerks im Manometergehäuse zu justieren (»Die Technik« a.a.O.). Es ist erkennbar, daß somit jede Justage der Spanne zwangsläufig die Linearität ändert und daß jede Linearitätsjustage wiederum die Spanne beeinflußt, so daß in der Regel mehrfach abwechselnd Spanne und Linearität justiert werden müssen, bis die gewünschten Anzeigetoleranzen erreicht sind. Es liegt auf der Hand, daß die herkömmliche Justage daher ein zeitraubender und kostspieliger Vorgang ist.

Die Notwendigkeit, ein Meßsystem in vorstehend beschriebener Weise justieren zu können, bringt noch weitere Einschränkungen und somit Nachteile bei der Herstellung des Meßsystems mit sich.

Damit der Aufwand beim Justieren nicht zu groß wird, müssen bei einem herkömmlichen Manometer verhältnismäßig enge Toleranzen beim Verbinden der Rohrfeder einerseits mit dem Meßgliedträger und andererseits mit dem Endstück, in dem bereits das Loch für den Endpunkt ausgebildet ist, eingehalten werden, was die Herstellungskosten erhöht.

Damit bei der Justage die Hebellänge geändert werden kann, muß zumindest ein Abschnitt des Segmenthebels plastisch verformbar sein oder ein Langloch aufweisen. Der Segmenthebel muß daher aus Meta!!, d. h. kostspielig, gefertigt werden oder zumindest komplizierte Form haben, die ebenfalls die Herstellungskosten erhöht.

Herkömmliche Manometer weisen Nullpunktsunterdrückung auf, damit einerseits eine definierte Ausgangslage für den Zeiger gegeben ist und damit andererseits das Zeigerwerk bei Beaufschlagung der Feder mit Unterdruck nicht ausläuft, d. h. damit Zahnsegment und Ritzel nicht außer Eingriff kommen. Der Nullpunktsunterdrückung dient ein Anschlagstift auf dem Zifferblatt, für dessen Herstellung und Anbringung Kosten anfallen und der außerdem bei der Lagerung andere Zifferblätter beschädigen kann. Diesen Anschlagstift durch einen unveränderbaren Anschlag im Zeigerwerk zu ersetzen, ist bisher nicht möglich, da die Nullpunktslage der Zeigerwerkelemente vor der Justage nicht festliegt; vielmehr muß die Lage der Zeigerwerkelemente zum Justieren veränderbar sein. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das beschriebene Verfahren zur Herstellung eines Federmanometer-Meßsystems so auszubilden, daß die Justage weniger Kosten und weniger konstruktive Einschränkungen mit sich bringt. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen. Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, daß die Auslenkung der Feder vor der Herstellung der Lagerstellen fur die Zugstange gemessen wird und daß die geometrischen Orte, an denen die Lagerstelle an der Feder sowie die zweite La gerstelle hergestellt werden, aus der gemessenen > Auslenkung auf Grund experimentell ermittelter oder berechneter Zuordnungen bestimmt werden.

Aus der US-PS 3 805 619 ist es bereits bekannt, bei einem Federmanometor-Meßsystem ohne Anzeigewerk, d. h. mit direkt mit dem Ende einer Spiralfeder in verbundenem Zeiger, die Spanne dadurch zu justieren, daß das gehäusefeste Ende der Feder beim Justieren relativ zum Gehäuse des Manometers verschoben und festgeklemmt wird. Es wird somit die aktive Federlänge verändert. Bei der Erfindung liegt dagegen r. die aktive Federlänge fest. Das erfindungsgemäße Vorgehen betrifft die Verbindung zwischen freiem Federende und Anzeigewerk. Diese Verbindung bleibt beim Vorgehen gemäß der US-PS 3 805 619 unbeeinflußt.

j" In der Regel dient der Nenndruck als Bezugsdruck. Es besteht jedoch die vorteilhafte Möglichkeit, daß der Bezugsdruck größer als der Nenndruck ist. Eine Möglichkeit der Herstellung besteht darin, die Messung nach dem Zusammenbau von Feder und Anzei- :> gewerk durchzuführen und dann beide Lagerstellen gleichzeitig herzustellen.

Bei einem Meßwerk mit einem Endstück an der Feder und einem zum Anzeigewerk gehörenden Segmenthebel werden die Lagerstellen vorzugsweise als in Löcher in Endstück bzw. Segmenthebel gebohrt oder gestanzt, wobei allerdings auch andere Möglichkeiten bestehen. Beispielsweise können auch vorgefertigte Lager am Endstück bzw. Segmenthebel befestigt werden. Erst nach der Herstellung der Lagerstellen am )-> sich aus der Messung ergebenden richtigen Ort wird die Zugstange angelenkt. Durch das erfindungsgemäße Vorgehen erübrigt sich das herkömmliche Justieren, da die Herstellung der Lagerstellen am richtigen Ort den Justiervorgang ersetzt. Es wurde erkannt, 4(i daß das herkömmliche Justieren notwendig war, weil die Lagerstellen hergestellt wurden, bevor die für jedes einzelne Meßsystem auf Grund von dessen Eigenschaften und Fertigungsabmaßen erforderliche Lage von Endpunkt und Anlenkpunkt bekannt war, so daß 4-, nachträglich die Lagerstellen in die erforderliche Lage gebracht werden mußten. Erfindungsgemäß werden die Lagerstellen erst hergestellt, nachdem für jedes einzelne Meßsystem die erforderliche Lage von Anlenkpunkt und Endpunkt festliegt, so daß die Lagerin stellen an diesen Punkten hergestellt werden können und eine Korrektur nicht erforderlich ist. Zur Bestimmung der erforderlichen Lage von End- und Anlenkpunkt aus der Messung der Auslenkung der Fedei können die benötigten Korrelationen zunächst ar herkömmlich justierten Meßsystemen abgenommer und tabellarisch erfaßt werden. Diese Tabelle kanr dann jeweils zur Einstellung der Bohr- oder Stanzvorrichtung oder dergleichen, mit der die Lagersteller hergestellt werden, bzw. zum Positionieren des Meß systems oder der Feder und des Anzeigewerks in die ser Vorrichtung benutzt werden. Alternativ könnet die Korrelationen auch berechnet werden, da die geo metrischen und kinematischen Beziehungen zwischei Auslenkung der Feder bzw. Federweg, Hebellänge Endpunktlage und Anlenkwinkel bekannt sind. Di< Ergebnisse dieser Berechnung können wiederum ta bellarisch erfaßt und als Einstell- bzw. Positionieran Weisung benutzt werden. Die auszuführenden Arbei

ten sind also darauf reduziert, die Vorrichtung zur Herstellung der Lagerstcllcn auf einen dem Meßergehnis zugeordneten Einstellwert einzustellen bzw. das Meßsystem oder die Feder und das Anzeigewerk entsprechend diesem Wert zu positionieren. Dieser Vorgang erfordert wesentlich weniger Erfahrung und Zeit als die nun überflüssige Justage in der oben beschriebenen Weise.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann besonders vorteilhaft auch in der Weise durchgeführt werden, daß das Meßergebnis auf ein Steuergerät gegeben wird, das aus dem Meßergebnis den Einstcllwert für die Bohr- oder Stanzvorrichtung oder dergleichen bzw. die erforderliche Position des Meßsystems oder der Feder und des Anzeigewerks in dieser Vorrichtung bestimmt und die Bohr- oder Stanzvorrichtung bzw. Positioniervorrichtung auf den entsprechenden Wert steuert. Dabei kann das Steuergerät auch schon den Meßvorgang steuern. Dieses Vorgehen ermöglicht dann eine vollautomatisierte Herstellung der Lagerstellen von der Messung an, so daß Zeit und Arbeitsaufwand verringert sind.

Das erfindungsgemäße Vorgehen bringt außer dem Wegfall der Justagearbeiten und der dadurch hervorgerufenen Zeit- und Arbeitsersparnis weitere Vorteile mit sich.

Da die Lagerstellen erst nachträglich hergestellt werden, kann beim Verbinden der Rohrfeder mit dem Endstück und dem Meßgliedträger mit größeren Toleranzen gearbeitet werden.

Das erfindungsgemäße Vorgehen erlaubt, auf Verformbarkeit des Endstücks und/oder des Segmenthebels oder auf ein Langloch im Segmenthebel bzw. im Endstück zu verzichten. Dies vereinfacht dessen Herstellung und ermöglicht die Verwendung nichtmetallischer Werkstoffe für den Segmenthebel, die beispielsweise zur Kompensation von Temperaturfehlern dienen können.

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß während der Herstellung der Lagerstellen das Anzeigewerk in einer mechanisch bedingten Endlage gehalten wird, während gleichzeitig die Feder unter dem am Nullpunkt der Anzeige zu unterdrückenden Druck steht. Durch dieses Vorgehen wird erreicht, daß das Meßsystem eine definierte Nullpunktlage mit Nullpunktsunterdrückung hat, ohne daß dazu ein Anschlagstift auf dem Zifferblatt oder ein einstellbarer Anschlag an anderer Stelle erforderlich ist. Der Anschlagstift kann also wegfallen, was die Herstellung des Manometers vereinfacht und die Beschädigungsgefahr der Zifferblätter verringert.

Schließlich ermöglicht das erfindungsgemäße Vorgehen, die Zugstangen maschinell einzusetzen. Da beim herkömmlichen Vorgehen zum Zeitpunkt des Einsetzens der Zugstange die Lage von Endpunkt und Anlenkpunkt wegen der Fertigungsabmaße nicht genau bekannt ist, muß die Zugstange von Hand eingesetzt werden. Beim erfindungsgemäßen Vorgehen sind dagegen die Lage von Endpunkt und Anlenkpunkt für jedes Meßsystem aus dem vorangehenden Fertigungsschritt, nämlich der Herstellung der Lagerstellen, genau bekannt, so daß die Lagerstellen auch in einer Vorrichtung zum Einsetzen der Zugstange genau an definierten Orten positioniert werden können und dann das Einsetzen der Zugstange mittels dieser Vorrichtung erfolgen kann. Auch dadurch wird der Arbeitsaufwand erheblich verringert.

Die obengenannte Aufgabe wird hinsichtlich der

Vorrichtung gelöst durch die Kombination

a) einer an sich bekannten Mcßvorrichtung, die ein Spannfutter zum Einspannen der Feder und einen Druckmediumanschluß umfaßt, über den die Feder mit Druckmedium gespeist werden kann,

b) einer zur Meßvorrichtung gehörenden Meßeinrichtung zum Messen der Auslenkung der Feder bei Ruckbeaufschlagung, die einen Fühler aufweist, der bei einer Relativbewegung von Fühler und Federende den Stellungen des Federendes ohne und mit Druckbeaufschlagung entsprechende Signale liefert, und

c) einer an sich bekannten Vorrichtung zum Ausbilden der Lagerstelle(n) an der Feder und/oder am Anzeigewerk, und

d) eines Steuergerätes zur Steuerung der Vorrichtung zum Ausbilden der Lagerstelle(n) entsprechend den Signalen des Fühlers.

Eine Meßvorrichtung mit einem Spannfutter zum Einspannen der Feder und einem Druckmediumanschluß, über den die Feder mit Druckmedium gespeist werden kann, ist an sich von herkömmlichen Justiervorrichtungen bekannt (Rohrbach »Handbuch für elektrisches Messen mechanischer Größen«, VDI-Verlag Düsseldorf, 1967, Seite 541). Mittels der bekannten Meßvorrichtung erfolgt die Messung durch Ablesen des vom Meßsystem, das bereits mit einem Zeiger versehen ist, angezeigten Drucks.

Ferner sind auch Vorrichtungen zur Ausbildung von Lagerstellen an sich bekannt. Die bekannten Vorrichtungen sind Stanz- oder Bohrvorrichtungen, mittels derer in Einzelteilen wie beispielsweise dem Segmenthebel eines Anzeigenwerks oder dem Endstück für die Feder vor dessen Zusammenbau mit dem Anzeigewerk bzw. der Feder Löcher ausgebildet werden.

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Vorrichtung zum Ausbilden der Lagerstellen zwei Werkzeuge, mit denen zwei Lagerstellen ausgebildet werden können, und ein Spannfutter zum Einspannen eines Meßsystems aus der Feder, einem Meßgliedträger und einem Anzeigewerk aufweist. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß das Spannfutter und die Werkzeuge in der Ebene des Meßsystems relativ zueinander verdrehbar und einstellbar sind. Dies ermöglicht zusätzlich eine Korrektur von Linearitätsfehlern der Feder oder des Anzeigewerks. Erfindungsgemäß werden die Orte der Lagerstellen aus der Federauslenkung bestimmt. Dies schließt nicht aus, daß zusätzlich weitere Größen bei der Bestimmung der Orte der Lagerstellen berücksichtigt werden. Wenn jedoch nur die Federauslenkung gemessen wird, wird nur der Enfluß der von Feder zu Feder unterschiedlichen Federauslenkung auf Spanne und Linearität korrigiert; dies reicht praktisch aus. Wenn sich von Federcharge zu Federcharge deutliche Unterschiede im Linearitätsverhalten der Feder zeigen, können diese durch entsprechendes Verdrehen und Neueinstellen beispielsweise des Spannfutters in der Vorrichtung zum Ausbilden der Lagerstellen zusätzlich berücksichtigt werden. Ferner kann auch vorgesehen sein, daß die Relativstellung von Spannfutter und Werkzeugen ebenfalls in Abhängigkeit von der jeweiligen Messung der Federauslenkung eingestellt wird.

Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, daß die Meßvorrichtung und die Vorrichtung zur Ausbildung der Lagerstellen Stationen einer Maschine sind, die vom Meßsystem nacheinander durchlaufen werden, wobei

ferner vorzugsweise ein Steuergerät vorgesehen ist, das die Meßvorriehtung und die Vorrichtung zum Ausbilden der Lagerstellen steuert und dabei selbsttätig auf Grund des Meßergebnisses entsprechende Steuersignale an die Vorrichtung zur Ausbildung der ι Lagerstellen liefert.

Weitere vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Rohrfedermanometers erläutert. in

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Ansicht eines Federmanometer-Meßsystems,

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung eines ι > Federmanometer-Meßsystems, und

Fig. 3 eine ausschnittsweise Darstellung eines Zeiger we rks.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Rohrfedermanometer-Meßsystems 8. Dieses umfaßt als Meßglied eine Rohrfeder 10, die an ihrem einen Ende mit einem Meßgliedträger 12 verlötet ist. Durch den Meßgliedträger verläuft eine Bohrung 14 (siehe Fig. 2), die in Verbindung mit dem Inneren der Rohrfeder 10 steht. Am anderen Ende ist die Rohrfeder 2ί geschlossen und mit einem Endstück 16 versehen, in dem sich ein gestanztes Loch 18 (siehe Fig. 2) befindet, das als Lagerstelle dient und den Endpunkt E definiert.

Am Meßgliedträger 12 ist ferner ein Anzeigewerk «1 in Form eines Zeigerwerkes 20 mit Zeigerwellenritzel 22 und Zahnsegment 24 befestigt, zu dem ein Segmenthebel 26 gehört. Das Zahnsegment ist um eine Segmentachse 5 schwenkbar gelagert und weist am Segmenthebel 26 ein gestanztes Loch 28 (siehe r> Fig. 2) auf, das als Lagerstelle dient und den Anlenkpunkt A definiert. Mit dem Anlenkpunkt A und dem Endpunkt E ist eine Zugstange 30 gelenkig verbunden. In Fig. 1 sind ferner der Federweg F, nämlich die Auslenkung des Federendes bei Nenndruck, die Hebellänge L, nämlich der Abstand zwischen Anlenkpunkt A und Segmentachse S, die Lage des Endpunktes E als Abstand P des Endpunktes vom fiktiven Drehpunkt D des Federendes und der Anlenkwinkel α zwischen der Geraden AS und der Geraden AE eingezeichnet.

Vom beschriebenen Meßsystem wird die Auslenkung des Federendes in eine Drehung des Zeigerwellenritzels umgewandelt. Dabei wird die Spanne, d. h. der Zeigerausschlag bei Nenndruck, vom Federweg F, ™ der Endpunktlage und der Hebellänge L beeinflußt. Die Linearität wird im wesentlichen vom Anlenkwinkel u beeinflußt. Die geometrischen und kinematischen Beziehungen zwischen Federweg F, Endpunktlage, Hebellänge L und Anlenkwinkel α sind bekannt und aus Fig. 1 ableitbar.

Bei herkömmlicher Fertigung muß die Lage von Endpunkt E und Anlenkpunkt A dem Federweg F durch Justage angepaßt werden. Es ist erkennbar, daß beispielsweise eine zum Ausgleich eines zu großen Fe- _bo derweges F erfolgende Vergrößerung der Hebellänge L den Anlenkwinkel α und somit die Linearität ändert. Wenn dann zur Korrektur der Linearität, d. h. Änderung des Anlenkwinkels α, der Abstand P geändert wird, ändert sich auch die Spanne, so daß er- _b5 neut die Lage des Anlenkpunktes A geändert werden muß. Dieser komplizierte Vorgang ist bei erfindungsgemäßem Vorgehen nicht erforderlich, da Endpunkt E und Anlenkpunkt A an dem Federweg F richtig zugeordneten Stellen hergestellt werden, so daß das Endstück 16 und der Segmenihebel 26 beispielsweise die in Fig. 1 dargestellten Ausbildungen haben können, die nicht die Möglichkeit zur nachträglichen Änderung der Lage von Endpunkt E und Anlenkpunkt A durch Verbiegen oder Verschieben zu bieten brauchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 2 dargestellt. Die Vorrichtung umfaßt eine Meßvorriehtung 32 und eine Vorrichtung zum Ausbilden von Lagerstellen, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Bohrvorrichtung 34 ausgebildet ist. Ferner weist die Vorrichtung ein Steuergerät 36 auf.

Die Meßvorriehtung umfaßt ein Spannfutter 40, das von einem Schlitten 42 getragen wird. Der Schlitten wird von einer Schlittenführung 44 geführt und ist mittels einer Spindel 46 von einem Schrittmotor 48 verfahrbar. In das Spannfutter 40 wird eine Rohrfeder 10 eingespannt, und zwar beim dargestellten Ausführungsbeispiel am Meßgliedträger 14, der außerdem bereits mit dem Zeigerwerk 20 verbunden ist.

Zur Meßvorriehtung 32 gehört ferner ein Druckanschluß, der von einer Luftdüse 50 gebildet wird. Die Spitze der Düse kann in die Öffnung der Bohrung 14 gedrückt werden, so daß dann die Rohrfeder 10 von der Luftdüse 50 mit Druckluft beaufschlagt werden kann. Die Luftdüse 50 ist verschiebbar so geführt, daß sie der Verschiebung des Meßgliedträgers 12 durch den Schlitten folgen kann.

Die Meßeinrichtung 52 der Meßvorriehtung wird von einem federbeaufschlagten Taster i>4 und einem Tastschalter 56 gebildet. Die geringe Federvorspannung am Taster hält diesen vom Tastschalter entfernt. Ein Arm des Tasters liegt mit gewissem Abstand vor dem Endstück 16 am Federende.

Die Bohrvorrichtung 34 umfaßt zwei Bohrwerkzeuge 58 und 59, deren Achsabstand gluich dem Abstand der Anlenkstellen bildenden Bohrungen oder dergleichen der Zugstange 30 ist. Dieser Abstand ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel konstant, kann jedoch auch zur Anpassung an andere Zugstangenlängen einstellbar sein. Ferner gehört zur Stanzvorrichtung ebenfalls ein Spannfutter 60, das auf einem Schlitten 62 sitzt, der von einem Schrittmotor 68 mittels einer Spindel 66 auf einer Schlittenführung 64 verfahren werden kann. Die Schlittenführung ist auf einer Platte 70 befestigt, die um die Achse des in Fig. 2 rechten Bohrwerkzeugs 59 gedreht werden kann. Die gesamte Bohrvorrichtung 34 ist so eingerichtet, daß sich die Segmentachse S beim Verfahren des Schlittens 62 auf einer die Achs« des rechten Bohrwerkzeugs 58 mit der Segmentachse S verbindenden Geraden bewegt.

Vorstehend wird angegeben, daß das; Spannfutter 62 verfahren werden kann. Es ist ebensogut möglich, das Spannfutter stationär zu halten und die Bohrwerkzeuge entsprechend zu verfahren. Ebenso können auch die Bohrwerkzeuge um die Achse des Bohrwerkzeugs 59 drehbar sein, statt daß mittels der Platte 70 das Spannfutter verdrehbar ist.

Ferner weist die Bohrvorrichtung einen nicht dargestellten Fühler auf, der ein Steuersignal erzeugt, wenn die Segmentachse auf der Achse des Bohrwerkzeugs 59 liegt.

Das Steuergerät 36 ist über Signalleitungen 72, 74,

76, 78 und 80 mit dem Tastschalter 56, der Druckmediumquelle, dem Schrittmotor 48, den Bohrwerkzeugen und dem Schrittmotor 68 sowie ferner mit dem nicht dargestellten Fühler der Bohrvorrichtung verbunden. Das Steuergerät umfaßt eine Zählschaltung 82 und eine Steuerschaltung 84.

Die Funktionsweise der beschriebenen Vorrichtung wird im folgenden erläutert.

Der Meßgliedträger 12 wird zunächst in das Spannfutter 40 eingespannt. Am Meßgliedträger befinden sich die Rohrfeder 10 mit dem Endstück 16 sowie das Zeigerwerk 20 mit dem Segmenthebel 26. Weder im Endstück 16 noch im Segmenthebel ist eine Lagerstelle für die Zugstange ausgebildet.

Gesteuert vom Steuergerät wird dann die Luftdüse 50 gegen das offene Ende der Bohrung 14 gefahren. Dieser Zustand ist in der linken Hälfte von Fig. 2 dargestellt. Danach wird über die Signalleitung 76 der Schrittmotor 48 so angesteuert, daß der Schlitten 40 nach rechts in Fig. 1 fährt. Dabei stößt das Endstück 16 gegen den Taster 54, der daraufhin den Tastschalter 56 betätigt. Dieser liefert ein erstes Meßsignal auf der Signalleitung 72 zum Steuergerät 36. Daraufhin wird über die Signalleitung 74 die Druckmediumquelle so angesteuert, daß die Rohrfeder 10 mit Nenndruck beaufschlagt wird. Das Federende bz.v. das Endstück 16 wird dadurch (nach links in Fig. 2) ausgelenkt, so daß es vom Taster 54 abhebt und dieser den Tastschalter 56 freigibt.

Der Schrittmotor 48 wird über die Signalleitung 76 weiter mit Schaltimpulsen beaufschlagt und fährt den Schlitten 40 weiter nach rechts (in Fig. 2), bis das Endstück 16 erneut über den Taster 54 den Tastschalter 56 betätigt. Dieser erzeugt dabei ein zweites Meßsignal auf der Signalleitung 72. Die zwischen den beiden Meßsignalen auf den Schrittmotor 48 gegebenen Schaltimpulse werden von der Zählschaltung 82 gezählt und angezeigt. Diese Anzeige ist ein Maß für den Federweg F.

Das Meßsystem 8 wird danach aus der Meßvorrichtung 32 entnommen und in das Spannfutter 60 der Bohrvorrichtung 34 eingesetzt, wobei der Segmenthebel 26 in der Bohrvorrichtung in definierter Lage gehalten wird. An der Bohrvorrichtung ist durch Verdrehen des Spannfutters 60 bzw. der Platte 70 der optimal vorgegebene Anlenkwinkel α eingestellt, der allenfalls von Charge zu Charge nachgestellt zu werden braucht, jedoch auch von Meßsystem zu Meßsystem eingestellt werden kann, wozu die Bohrvorrichtung eine zusätzliche Einstellvorrichtung benötigen würde.

Beispielsweise einer Tabelle, deren Zusammenstellung bereits erläutert wurde, wird ein dem Meßergebnis zugeordneter Einstellwert entnommen, der ein Maß für die erforderliche Hebellänge L ist. Dieser Einstellwert berücksichtigt bereits einen optimal vorgegebenen Anlenkwinkel α und die Tatsache, daß sich durch Vorgabe des Anlenkwinkels mit der Hebellänge auch die Endpunktlage ändert. Als Einstellwsrt kann die Impulsanzahl dienen, die der Schrittmo'ior 68 benötigt, um den Schlitten 60 um eine der erforderlichen Hebellänge L entsprechende Länge zu verfahren. Dieser Einstellwert wird am Steuergerät 36 eingegeben und in einer Steuerschaltung 84 gespeichert. Danach "wird über die Signalleitung 80 der Schrittmotor 68 mit Schaltimpulsen in der Weise gespeist, daß der Schlitten 62 zu den Bohrwerkzeugen 58 und 59 gefahren wird. Wenn der nicht dargestellte.

Fühler feststellt, daß die Segmentachse unter dem Bohrwerkzeug 58 liegt, wird die Drehrichtung des Schrittmotors 68 umgekehrt, und der Schrittmotor 68 wird dann mit Schaltimpulsen in dem gespeicherten Einsteüwert entsprechender Anzahl gespeist. Sobald diese Anzahl erreicht ist, wird über die Signalleitung 78 der Bohrvorgang mittels der Bohrwerkzeuge 58 und 59 ausgelöst, die die Löcher 18 und 28 bohren, wonach der Schlitten 62 mit dem Meßsystem 8 in die in Fig. 2, rechte Hälfte, dargestellte Stellung gefahren wird, in der das Meßsystem entnommen werden kann.

Die gestanzten Löcher 18 und 28 haben den der Zugstange entsprechenden Abstand, schließen mit der Segmentachse 5 den gewünschten Anlenkwinkel α ein und haben die für den gemessenen Federweg benötigte Lage im Hinblick auf Hebellänge L und Abstand P.

Die definierte Lage, in der der Segmenthebel 26 in der Stanzvorrichtung gehalten wird, kann beispielsweise durch Anlage des Segmenthebels an einem Stehbolzen 27 bestimmt sein (siehe Fig. 3).

In erweiterter Ausbildung der Erfindung kann die Bohrvorrichtung 34 gemäß Fig. 2 zusätzlich eine der Luftdüse 50 ähnliche, nicht dargestellte Luftdüse aufweisen, über die die Rohrfeder während des Bohrens mit dem am Nullpunkt zu unterdrückenden Druck beaufschlagt wird. Wenn gleichzeitig der Segmenthebel 26 am Stehbolzen 27 oder dergleichen anliegt, werden die Löcher 18 und 28 so gebohrt, daß das Meßsystem nach Einsetzen der Zugstange den während des Bohrens an die Rohrfeder angelegten Druck unterdrückt, da der Segmenthebel eine niedrigeren Drücken entsprechende Lage nicht einnehmen kann, weil er schon bei diesem Druck am Stehbolzen anliegt. Dadurch wird ein Anschlagstift am Zifferblatt überflüssig.

Das Steuergerät 36 kann auch einen anderen als den beschriebenen Aufbau haben. Es kann beispielsweise Prozeß- und Funktionsrechnereigenschaften haben und in der Weise arbeiten, daß es nicht nur die Arbeitsabläufe von Meßvorrichtung und Bohrvorrichtung oder dergleichen in richtiger zeitlicher Abfolge steuert, sondern auch die Zuordnung von Meßergebnis und Einstellwert beispielsweise durch Berechnung auf der Grundlage der geometrischen Beziehungen des Meßsystems selbständig vornimmt.

Ferner kann die Vorrichtung gemäß Fig. 2 durch eine Einsetzvorrichtung für die Zugstange ergänzt sein. Diese nicht dargestellte Einsetzvorrichtung ist der Bohrvorrichtung 34 oder dergleichen nachgeordnet und hat beispielsweise im wesentlichen gleichen Aufbau und gleiche Funktionsweise wie diese, wobei lediglich der Unterschied besteht, daß die Bohrwerkzeuge 58 und 59 durch ein Einsetzwerkzeug ersetzt sind, das die Zugstange oder eine Zugstange mit zugehörigen Nieten trägt und in die Löcher 18 und 28 von oben (inFig. 2) einsetzt und gleichzeitig die gelenkige Befestigung der Zugstange am Segmenthebel und Endstück vornimmt. Die Steuerung der Einsetzvorrichtung erfolgt in gleicher Weise und mit dem gleichen Einstellwert, wie dies bei der Bohrvorrichtung der Fall ist.

Es ist möglich, die Meßvorrichtung und die Bohrvorrichtung oder dergleichen sowie gegebenenfalls die Einsetzvorrichtung als Stationen einer Drehtisch-Maschine auszubilden, in der jedes Meßsystem in dasselbe Spannfutter eingespannt nacheinander die einzelnen Stationen durchläuft.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen .

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Federmanometer-Meßsystems aus einem Anzeigewerk, einer ί als Meßglied dienenden Feder und einer das Anzeigewerk mit der Feder verbindenden Zugstange, wobei an der Feder eine einen Endpunkt definierende Lagerstelle für ein Ende der Zugstange hergestellt wird und am Anzeigewerk eine einen Anlenkpunkt für das andere Ende der Zugstange definierende zweite Lagerstelle hergestellt wird und die Zugstange an beiden Lagerstellen gelenkig angelenkt wird und wobei die Feder mit einem bestimmten Bezugsdruck beaufschlagt wird und dabei die Auslenkung der Feder gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkung der Feder vor der Herstellung der Lagerstellen für die Zugstange gemessen wird und daß die geometrischen Orte, an denen die Lagerstelle an >o der Feder sowie die zweite Lagerstelle hergestellt werden, aus der gemessenen Auslenkung auf Grund experimentell ermittelter oder berechneter Zuordnungen bestimmt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 2-5 kennzeichnet, daß die Auslenkung der Feder bei einem Bezugsdruck größer als der Nenndruck gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung erfolgt, nach- «i dem das Federmanometer-Meßsystem mit Ausnahme der Zugstange fertig zusammengebaut worden ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Lagerstel- j> len gleichzeitig hergestellt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

4, wobei sich an der Feder ein Endstück befindet und das Anzeigewerk einen Segmenthebel hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstellen als Löcher in das Endstück bzw. den Segmenthebel gebohrt oder gestanzt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich an der Feder ein Endstück befindet und das Anzeigewerk einen Segmenthebel hat, dadurch gekennzeichnet, daß vorgefertigte Lager am Endstück bzw. Segmenthebel angeklebt, angelötet oder auf ähnliche Weise befestigt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 4 oder eirtem der Ansprüche 5 oder 6 in Verbindung mit An- ·-,<) spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß während der Herstellung der Lagerstellen das Anzeigewerk in einer mechanisch bedingten Endlage gehalten wird, während gleichzeitig die Feder unter dem am Nullpunkt der Anzeige zu unterdrückenden γ-, Druck steht.

8. Vorrichtung zur Herstellung eines Federmanometer-Meßsystems aus einem Anzeigewerk, einer als Meßglied dienenden Feder und einer das Anzeigewerk mit der Feder verbindenden Zug- (,₀ stange, die an Lagerstellen einerseits am Anzeigewerk und andererseits am Ende der Feder gelenkig angelenkt wird, gekennzeichnet durch die Kombination

a) einer an sich bekannten Meßvorrichtung _h<-, (32), die ein Spannfutter zum Einspannen der Feder (10) und einen Druckmediumanschluß (50) umfaßt, über den die Feder mit

Druckmedium gespeist werden kann,

b) einer zur Meßvorrichtung gehörenden Meßeinrichtung (52) zum Messen der Auslenkung der Feder bei Druckbeaufschlagung, die einen Fühler (54) aufweist, der bei einer Relativbewegung von Fühler und Federende den Stellungen des Federendes ohne und mit Druckbeaufschlagung entsprechende Signale liefert,

c) einer an sich bekannten Vorrichtung (34) zum Ausbilden der Lagerstelle(n) an der Feder und/oder am Anzeigewerk, und

d) eines Steuergerätes (36) zur Steuerung der Vorrichtung (34) zum Ausbilden der Lagerstelle(n) entsprechend den Signalen des Fühlers (54).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler ein Taster (54) ist, der durch Relativbewegung von Taster und Feder (10) in Berührung mit dem Federende gebracht werden kann und daß die Relativbewegung zwischen den Berührungsstellungen ohne und mit Druckbeaufschlagung der Feder als Maß der Auslenkung der Feder dient.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch ein Anzeigegerät zur Anzeige des Meßergebnisses.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (34) zum Ausbilden der Lagerstelle(n) eine Bohr- oder Stanzvorrichtung ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrich tung (34) zum Ausbilden der Lagerstelle(n) eine Vorrichtung zum Ankleben oder Anlöten vorgefertigter Lager ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (34) zum Ausbilden der Lagerstellen zwei Werkzeuge (58, 59), mit denen zwei Lagerstellen ausgebildet werden können, und ein Spannfutter (60) zum Einspannen eines Meßsyntems (8) aus der Feder (10), einem Meßgliedträger (12) und einem Anzeigewerk (20) aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der zwei Werkzeuge (58, 59) voneinander einstellbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannfutter (60) für das Meßsystem (8) in der Vonrichtung (34) zur Ausbildung der Lagerstellen und die Werkzeuge (58,59) in der Ebene des Meßsystems relativ zueinander verfahrbar sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch einen Schrittmotor (68) zur Erzeugung der Relativbewegung von Spannfutter (60) und Werkzeugen (58, 59).

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 und 16, gekennzeichnet durch einen Fühler, der die Lage der Segmentachse (S) des Anzeigewerks (20) feststellen kann).

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (36) eine Steuerschaltung (84) umfaßt, die mit dem Fühler zur Feststellung der Lage der Segmentachse (S) des Anzeigewerks (20) verbunden ist und die Relativbewegung von Spannfutter (6ill·) und Werkzeugen (58, 59) in der Vorrichtung {.34) zum Aus-

bilden der Lagerstellen so steuert, daß der Abstand zwischen der Segmentachse (S) und dem Werkzeugangriffspunkt am Segmenthebel (26) einem der Steuerschaltung aufgegebenen Wert entspricht.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannfutter (60) und die Werkzeuge (58, 59) in der Ebene des Meßsystems (8) relativ zueinander verdrehbar und einstellbar sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannfutter (60) um die Achse des den Anlenkpunkt (A) am Segmenthebel (26) erzeugenden Werkzeugs (59) drehbar ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (34) zum Ausbilden der Lagerstellen einen Druckanschluß, über den die Feder (10) mit Druckmedium gespeist werden kann, sowie eine Positioniereinrichtung aufweist, die den Segmenthebel (26) des Anzeigewerks (20) gegen einen Anschlag (27) des Anzeigewerks drückt bzw. am Anschlag anliegen läßt.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (36) zur Steuerung der Vorrichtung (34) zi.m Ausbilden der Lagerstelle(n) auch zur Steuerung der Meßvorrichtung (32) dient.

23. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8, 18 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (36) aus den Signalen des Fühlers (54) den der Steuerschaltung (84) aufzugebenden Wert selbständig ermittelt und an die Steuerschaltung gibt.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (32) und die Vorrichtung (34) zum Ausbilden der Lagerstelle(n) Stationen einer Maschine sind, die vom Meßsystem (8) nacheinander durchlaufen werden.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Einsetzen einer Zugstange in das Meßsystem (8).