DE2705795C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein fluidisches Winkelgeschwindig­ keitsmeßgerät der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ange­ gebenen Art.

Fluidische Winkelgeschwindigkeitsmeßgeräte dieser Bauart ha­ ben mit Ausnahme der Pumpenvorrichtung keine beweglichen Teile. Sie sind deshalb preisgünstig herstellbar, können schnell in Betrieb genommen werden und sind betriebssicher, selbst nach einer längeren Lagerzeit. Ihr schwieriger Zu­ sammenbau und die komplizierte Ausrichtung ihrer Bauteile aufeinander sowie Veränderungen ihrer Betriebseigenschaften während ihrer Lebensdauer bei veränderlichen Temperaturen haben jedoch verhindert, daß sie in größerem Umfange benützt werden. Die gewünschte wirtschaftliche Herstellung läßt sich nicht vollständig erreichen, da fehlerhafte Geräte nicht auf dem Fließband nachbearbeitet werden können.

Ein bekanntes fluidisches Winkelgeschwindigkeitsmeßgerät der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art (US-PS 36 26 765) hat eine einzige, in einem Gehäuse angeordnete, in sich abgeschlossene, abgedichtete Baugruppe. Die Bau­ gruppe ist in dem Gehäuse durch eine Klebeverbindung befe­ stigt. Zum Anschluß der elektrischen Leitungen ist ein Stop­ fen in das Gehäuse eingesetzt und durch einen Sprengring in diesem gehalten. Der Hauptblock der Baugruppe trägt an einem Ende eine Düsenplatte und einen Verschlußdeckel. Am anderen Ende hat die Baugruppe eine Meßeinrichtung sowie als Pumpen­ vorrichtung eine piezoelektrische Pumpe mit einer Pumpen­ scheibe, die an einem Ring angebracht und in einem napfför­ migen Deckel festgehalten ist, der mit dem Hauptblock der Baugruppe verklebt ist. Nach erfolgtem Zusammenbau kann die Baugruppe außerhalb des Gehäuses getestet werden. Wegen der Klebeverbindung zwischen dem napfförmigen Bauteil und dem Hauptblock sind wesentliche innere Teile des Gerätes nach dem Zusammenbau aber nicht mehr zugänglich, und ein Wieder­ ausbauen für Reparaturzwecke ist ausgeschlossen. Gleiches gilt auch für das gesamte Gerät nach dem Festkleben der in sich geschlossenen, abgedichteten Baugruppe in dem Gehäuse. Nach dem Herstellen der Klebeverbindung zwischen dem Gehäuse und der Baugruppe ist nämlich ein Wiederausbauen für Repara­ turzwecke unmöglich. Auch ein Testen der Baugruppe in dem Gehäuse ist nicht möglich, da bei unzufriedenstellenden Testergebnissen die Baugruppe nicht wieder zerstörungsfrei ausgebaut werden könnte.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein fluidisches Winkelge­ schwindigkeitsmeßgerät der im Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 angegebenen Art so zu verbessern, daß unter Beibe­ haltung eines möglichst einfachen Zusammenbaus das Gerät jederzeit, d. h. bei der Herstellung oder für spätere Repara­ turzwecke auf möglichst einfache Art und Weise und zerstö­ rungsfrei wieder auseinandergebaut werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnen­ den Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem fluidischen Winkelgeschwindigkeitsmeßgerät nach der Erfindung sind die inneren Bauteile nicht zu einer in sich geschlossenen, abgedichteten Baugruppe vereinigt, sondern zu einzelnen, voneinander getrennten Unterbaugruppen. Die ge­ trennten Unterbaugruppen werden mittels der Klemmvorrichtung gegeneinander und gegen das Gehäuse gepreßt. Die Klemmvor­ richtung in Form der Klemmscheibe überträgt den Klemmdruck auf die einzelnen Unterbaugruppen über die kegelförmige Fe­ derscheibe, die verhindert, daß durch die Klemmscheibe ein in Umfangsrichtung ungleichmäßiger Druck auf die Unterbau­ gruppen ausgeübt wird. Außerdem ist erfindungsgemäß das Ge­ häuse hermetisch verschlossen. Bei unzufriedenstellenden Testergebnissen kann bei dem Meßgerät nach der Erfindung während der Herstellung die Klemmscheibe wieder gelöst wer­ den, und die einzelnen Unterbaugruppen können getrennt wie­ der aus dem Gehäuse ausgebaut werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen bilden den Ge­ genstand der Unteransprüche.

Ein Hauptvorteil der Erfindung liegt darin, daß das Meßgerät zur Reparatur auseinandergebaut werden kann, und zwar entwe­ der bei seiner Herstellung und während der Ausrichtung oder nach dem Gebrauch. Dies ist möglich infolge der Klemmscheibe, welche die inneren Bauteile gegeneinanderdrückt, und infolge der einfachen Schweißraupe, welche das Gehäuse hermetisch verschließt und verhältnismäßig einfach an der Einbauseite wieder entfernt werden kann. Die Klemmscheibe überträgt alle mechanischen Kräfte, so daß die Schweißraupe ausschließlich zur hermetischen Abdichtung dient. Durch Abdrehen auf einer Drehbank kann die Schweißraupe an dem Einbauende entfernt und somit das Innere des Gerätes ohne Beschädigung des Dec­ kels oder des Gehäuses zugänglich gemacht werden. Es wird kein Klebstoff benötigt, um die Unterbaugruppen in dem Ge­ häuse in richtiger Ausrichtung in bezug aufeinander festzu­ halten.

Ein zweiter Hauptvorteil der Erfindung ist die Anordnung des Stopfens in dem Hauptblock ohne jede Abstützung durch das Gehäuse oder andere Bauteile. Dadurch ist es möglich, den Hauptblock mit dem Stopfen auf einer geeigneten Testbank anzuordnen und die Funktionsfähigkeit der Düse in bezug auf die vollständige Brückenschaltung außerhalb des Gehäuses durch Einleiten einer Heliumgasströmung durch die Düse zu testen. Durch die besondere Befestigung der Bauteile im In­ neren des Gehäuses können alle Bauteile einschließlich der Klemmscheibe in dem Gehäuse angeordnet und das Meßgerät ge­ testet werden, bevor das Gehäuse zur Herstellung der herme­ tischen Abdichtung zugeschweißt wird.

Ein dritter Hauptvorteil der Erfindung ist durch die Befesti­ gung der Bezugswiderstände an demselben Bauteil wie die Meß­ elemente bedingt. Dadurch sind keine Lötstellen in der Brüc­ kenschaltung erforderlich, und es werden nur kurze Drähte benötigt. Das ermöglicht, die gesamte Brückenschaltung zu testen, bevor sie in dem Gehäuse hermetisch eingeschlossen wird.

Entsprechend einem vierten Hauptvorteil der Erfindung er­ reicht man die sehr kritische Ausrichtung der Bauteile des Winkelgeschwindigkeitsmeßgerätes durch starre Befestigung der Meßelemente an dem Stopfen und durch genaues Einpas­ sen und Befestigen des Stopfens. Die Ausrichtung des Stop­ fens in bezug auf die Düse erfolgt unter sorgfältiger Aus­ richtung der Düsenachse in bezug auf die gesamte Länge des Hauptblockes, da der Stopfen in dem Hauptblock befestigt wird (statt als Teil des Hauptblockes hergestellt zu werden).

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in perspektivischer auseinander­ gezogener Darstellung die mecha­ nischen Bauteile des fluidischen Winkelgeschwindigkeitsmeßgerätes,

Fig. 2 eine Teillängsschnittansicht des Winkelgeschwindigkeitsmeßgerätes nach Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere Teillängsschnittan­ sicht des Winkelgeschwindigkeits­ meßgerätes nach Fig. 1 und

Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3.

Die Schnittansicht nach Fig. 2 verläuft nicht genau radial und gibt auch nicht die richtige Lage der Teile im Vergleich zu Fig. 1 wieder, um die Bauteile für die folgende Beschreibung des Winkelgeschwindig­ keitsmeßgerätes deutlicher darzustellen. Entsprechend den Fig. 1 und 2 hat das fluidische Winkelgeschwindigkeitsmeßgerät innere Bauteile, die sich in einem Gehäuse 10 befinden, das ein Einbauende 11 und ein geschlossenes Ende 12 hat. Das Gehäuse 10 besteht aus einem im wesent­ lichen dünnwandigen Zylinder, der zwei verschiedene Durchmesser und eine Schulter 13 aufweist. Im Inneren ist die Kante der Schulter 13 bei 14 gebrochen, damit durch diese Kante keine Beschädigungen von isolierten Drähten hervorgerufen werden können. In der Nähe des Einbauendes 11 hat das Gehäuse 10 ein Innengewinde 15 zum Ein­ schrauben einer Klemmscheibe 90 als Spannmutter, die die Bauteile in dem Gehäuse fest­ halten soll. An dem geschlossenen Ende 12 hat das Gehäuse 10 einen Deckel 16 (siehe Fig. 2), in welchen eine Nut eingearbeitet ist zur Bildung eines Schweißrandes 17, der sich längs des Umfangs des Deckels erstreckt. Dies vereinfacht das Festschweißen des Deckels 16 an der zylindrischen Wand des Gehäuses 10 bei minimaler Erwärmung und geringem Werkstoffverbrauch zur Herstellung einer hermetischen Ab­ dichtung. An dem offenen Einbauende 11 ist der äußere Durchmesser des Gehäuses etwas verkleinert zur Herstellung eines ähnlichen Schweiß­ randes 18. Das Gehäuse 10 und die anderen Hauptbauteile bestehen vorzugs­ weise aus unmagnetischem, nichtrostenden Werkstoff, der einfach zu verschweißen ist bei verhältnismäßig sicheren Temperaturen. Als Werkstoff kann z. B. rostfreier Stahl benutzt werden. Die Schweiß­ raupen 19 an den Enden 11 und 12 lassen sich zum Öffnen des Gehäuses 10 einfach entfernen.

Die Hauptbaugruppe des Gerätes ist ein Hauptblock 20, der bei diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen zylindrisch ist und im wesent­ lichen zwei verschiedene Durchmesser aufweist, die den beiden inne­ ren Durchmessern des Gehäuses 10 angepaßt sind. Eine in Umfangsrich­ tung verlaufende Aussparung 21 hinterläßt zwei in Umfangsrichtung verlaufende Führungsbunde 22 mit genauem Durchmesser zum Ausrichten des Hauptblockes 20 in dem Gehäuse 10. Der Hauptblock 20 hat eine Ringnut 23, die zusammen mit dem Gehäuse 10 einen Verteiler 24 bildet, welcher Fluid unter Druck aus einer Fluideinlaßöff­ nung 25 enthält, die in eine Wand der Ringnut 23 eingearbeitet ist. Die Ringnut 23 hat eine Schulter, welche mit der inneren Wand der Schulter 13 zusammenwirkt, um den Hauptblock 20 in dem Gehäuse 10 abzustützen. Der Hauptblock 20 ist mit mehreren Bohrungen versehen, welche Leitungen 26 bilden zur Zuführung des Fluids unter Druck aus dem Verteiler 24 in eine Einlaßkammer 27, welche sich zwischen dem Hauptblock 20 und dem Deckel 16 befindet. Der Hauptblock 20 hat eine Strahlerzeugungs­ düse 28, durch welche ein Fluidstrahl (üblicher­ weise ein inertes Gas, wie z. B. Helium) nach links in eine innere Strahl­ kammer 29 strömt, die als axiale Bohrung in dem Hauptblock 20 aus­ gebildet ist. In der Nähe der Düse 28 befinden sich mehrere (z. B. 4 oder mehr) Bohrungen 30, durch welche Fluidströmungen in die Kam­ mer 29 eintreten, welche einen Vorhang aus Fluid um den aus der Düse 28 austretenden Strahl bilden, damit Oberflächen­ einwirkungen des strömenden Fluids des Strahls herabgesetzt werden.

Der Hauptblock 20 hat vier isolierte Durchführungsklemmen 31 bis 34. Jede dieser Klemmen (siehe Fig. 2) hat einen Gasisolator 35, der zwischen die Klemme und eine metallische Traghülse 36 eingegossen ist. Die Traghülse 36 ist vorgesehen, damit man die Klemme einfach in den Hauptblock 20 einführen und an demselben, z. B. mittels eines Klebstoffes, befestigen kann. Der Hauptblock 20 hat einen Flansch­ ansatz 37 mit einer inneren Bohrung 38, einem Drahtdurchführungsloch 39 und mehreren eingefrästen Schlitzen 40 bis 43, welche zur Durchführung von Drähten oder zum Einsetzen eines Ausrichtschlüssels dienen, was noch später beschrieben wird. Der Flanschansatz 37 hat außerdem eine Ein­ kerbung 44 (siehe Fig. 1) zur Aufnahme eines Vorsprunges 78, was eben­ falls noch später beschrieben wird.

Der Hauptblock 20 hat eine genau bearbeitete Senkbohrung 45, die die gleiche Achse wie die Düse 28 hat. Die Senkbohrung 45 dient zur Aufnahme eines Stopfens 50 zur genauen Ausrichtung der Düse 28 und der Meßelemente in der Strahlkammer 29. Der Stopfen 50 hat mehrere Gasdurchbrüche 51, durch welche das Fluid aus der Strahlkammer 29 in eine Auslaßkammer 52 (siehe Fig. 2) entweichen kann, welche sich in dem Flanschansatz 37 befindet.

Die Meßelemente des fluidischen Winkelgeschwindigkeitsmeßgerätes sind zwei temperaturempfindliche Widerstände 53, 54, z. B. feine Wolframdrähte, welche metallurgisch bei 55 an Kovar­ stäben 56, 57 bzw. 58, 59 befestigt sind. Die Kovarstäbe 56 bis 59 sind in dem Stopfen 50 befestigt und durch Glashülsen (Fig. 2) isoliert. Die Meßelemente sind durch isolierte Drähte 61 an die Durchführungsklemmen 31 bis 34 angeschlossen. Die Drähte 61 sind an den Kovarstäben 56-59 festgelötet und werden durch eine Epoxidmasse 62 festgehalten, was noch später ausführlicher beschrieben wird.

Als Pumpenvorrichtung ist eine Pumpe 70 vorgesehen, die eine piezoelektrische Zweielement­ kristallscheibe 71 mit einer Pumpenöffnung 72 aufweist. Die Kristall­ scheibe 71 ist durch einen Klebstoff an einem Ringflansch 73 eines biegsamen Kristalltragringes 74 festgeklebt, der einen weiteren, in entgegengesetzte Richtung weisenden Ringflansch 75 aufweist, der sich in der Bohrung 38 des Hauptblockes 20 abstützt. Durch Zuführung eines Wechselstroms zu den gegenüberliegenden Seiten der piezoelektrischen Kristallscheibe 71 wird diese in Schwingung versetzt, um star­ ke Druckschwankungen in einer Kammer 76 zu erzeugen, welche sich im Inneren des biegsamen Kristalltragringes 74 befindet. Die Druckschwan­ kungen setzen sich durch die Pumpenöffnung 72 fort und erzeugen eine Druckkonzentration in der Auslaßkammer 52, wodurch das Fluid unter Druck durch die Fluideinlaßöffnung 25 in den Verteiler 24 ge­ pumpt wird. Auf diese Weise gelangt das Fluid unter Druck durch die Leitungen 26 in die Einlaßkammer 27 zur Speisung der Düse 28 und der Bohrungen 30.

Eine Gegendruckscheibe 80 liegt an dem Ringflansch 75 des biegsamen Kristalltrag­ ringes 74 an. Die Gegendruckscheibe 80 hat eine ausreichende Dicke, um den star­ ken Druckschwankungen zu widerstehen, welche in der Kammer 76 auftreten, die sich zwischen der Gegendruckscheibe 80 und der Kristallscheibe 71 der Pumpe 70 befindet. Die Gegendruckscheibe 80 hat eine Durchführungsbohrung 81 für einen Leitungsdraht, der an die Kristallscheibe 71 anzu­ schließen ist, was noch später beschrieben wird. Die Gegendruckscheibe 80 hat mehrere eingefräste Drahtdurchführungsnuten 82 bis 85, welche als Verlängerung der eingefrästen Schlitze 40 bis 43 des Haupt­ blockes 20 dienen. Die Gegendruckscheibe 80 hat schließlich einen Ansatz 86, der zum Ausrichten einer kegelförmigen Federscheibe 88 dient.

Die kegelförmige Federscheibe 88 wird durch die ringförmige Klemm­ scheibe 90 belastet, welche in das Innengewinde 15 des Gehäuses 10 eingeschraubt und mit einem Schlüssel angezogen wird, der in Löcher 92 eingreifen kann. Die kegelförmige Federscheibe 88 dient zur Übertragung eines hohen Druckes auf die Gegendruckscheibe 80 durch die Klemmscheibe 90, um die Gegendruckscheibe und die Pumpe 70 fest gegen den Hauptblock 20 zu klemmen, auch wenn die Ausrichtung zwischen dem Innen­ gewinde 15 und der Schulter 13 ungenau ist, wodurch andernfalls ein einseitiger Druck auf die Gerätebauteile ausgeübt werden könnte. Die Klemmscheibe 90 und die kegelförmige Federscheibe 88 dienen somit als Spannvorrichtung, um die Gerätebauteile in dem Gehäuse 10 festzu­ klemmen.

Das Gehäuse 10 kann an dem Einbauende 11 vollständig abgedichtet werden, und zwar mittels eines metallischen Deckels 94 mit glasisolierten Durchführungsklemmen 96. Der Deckel 94 hat eine Umfangsschweiß­ lippe 95 zu seiner Befestigung durch die Schweißraupe 19 an dem Schweiß­ rand 18 des Gehäuses 10. Zur Herstellung der Schweiß­ verbindung ist nur eine minimale Schweißwärme erforderlich, da die beiden Schweißränder eine geringere Masse haben als bei voller Dicke des Gehäuses oder Deckels. Die Schweißraupe 19 kann man auch ein­ fach entfernen, damit man das Gehäuse 10 zur Reparatur wieder öff­ nen kann. Jede isolierte Durchführungsklemme 96 besteht aus einem Leiterstück, das durch eine Glashülse 97 gegen den Deckel 94 isoliert ist. Es ist auch ein Füllrohr 98 vorgesehen, das auch in dem Deckel 94 durch eine Glashülse 99 isoliert ist. Eine solche Isolierung des Rohres 98 ist jedoch nicht immer erforderlich. Das Füllrohr 98 dient zum Füllen des fertigen Meßgerätes mit einem inerten Gas, z. B. Helium. Nach dem Füllen wird das Rohr 98 in einfacher Weise abgedichtet. Vorzugsweise besteht das Rohr 98 aus Silber, damit beim Abtrennen des Rohres (siehe Fig. 2) gleichzeitig die Rohrwände durch Kompression verschweißbar sind. Man kann zusätzlich zu dem Kompressionsverschweißen der Rohrwände auch noch das Rohr 98 zulöten, um eine einwandfreie Abdichtung während der gesamten Lagerzeit und Betriebsdauer des Gerätes zu gewährleisten.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Bauteile des Gerätes in ihrer richtigen Lage eingezeichnet sind.

Zwei Bezugswiderstände 101, 102 sind in der Ringnut 23 des Haupt­ blockes 20 befestigt. Diese Widerstände sind an der linken Wand (siehe Fig. 3) der Nut 23 durch Epoxidharz oder einen anderen Klebstoff 103 festgeklebt. Die Bezugswiderstände 101, 102 sind an die feinen Wolframdrähte 53, 54 angeschlossen, die als tempera­ turempfindliche Meßelemente in einer Brückenschaltung dienen, welche zu genauen Messungen des Unterschiedes der Wolfram­ drahtwiderstände dient, um eine Anzeige für die gemessene Winkel­ geschwindigkeit zu erhalten, was noch später beschrieben wird. Die Brückenschaltung des Winkelgeschwindigkeitsmeßgerätes ist aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich. Elektrische Leitungen führen von den Wolframdrähten 53, 54 und den Bezugswiderständen 101, 102 zu den isolierten Durchführungsklemmen 31 bis 34. Ein Ende des Wolframdrah­ tes 53 ist durch einen isolierten Draht 106 an die Durchführungs­ klemme 33 angeschlossen, die ihrerseits durch einen isolierten Draht 107 an ein Ende des Wolframdrahtes 54 angeschlossen ist. Da­ mit bildet die Klemme 33 einen der Nullpunkte der Brückenschaltung. Beide Widerstände 101, 102 sind an die Durchführungsklemme 31 ange­ schlossen, welche dementsprechend den anderen Nullpunkt der Brücken­ schaltung bildet. Zwei isolierte Drähte 108, 109 sind durch den ein­ gefrästen Schlitz 41 in dem Flanschansatz 37 und die eingefräste Nut 83 in der Gegendruckscheibe 80 geführt zum Anschluß der Nullpunkte 31, 33 über die zugeordneten Durchführungsklemmen 96 des Deckels 94 (die Verbindung mit diesen Durchführungsklemmen ist in Fig. 3 durch die Klemmscheibe 90 verdeckt) an eine Meßvorrichtung (z. B. einen Verstärker), die sich außerhalb des Gerätes befindet, um ein elektrisches Signal in Ab­ hängigkeit von der gemessenen Winkelgeschwindigkeit zu erzeugen. Die gegenüberliegenden Enden der Wolframdrähte 53, 54 sind durch isolierte Drähte 110 bzw. 111 an die zugeordneten Durch­ führungsklemmen 32, 34 zusammen mit den gegenüberliegenden Enden der Bezugswiderstände 101, 102 angeschlossen. Die Durchführungsklemmen 32, 34, die dementsprechend die Stromzuführungsstellen der Brücken­ schaltung sind, sind durch Drähte 112, 113, die durch den eingefrästen Schlitz 43 in dem Flanschansatz 37 und die eingefräste Nut 85 in der Gegendruckscheibe 80 verlaufen, an die zugeordneten Durchführungsklemmen 96 in dem Deckel 94 angeschlossen zur Verbindung mit einer Wech­ selstromquelle, die sich außerhalb des Gerätes befindet.

Dementsprechend befindet sich die gesamte Brückenschaltung mit den Meßelementen 53, 54 und den Bezugswiderständen 101, 102 vollstän­ dig innerhalb des Gerätes, so daß Veränderungen (Abmessung, Länge und Temperatureigenschaften) der Leitungsdrähte und Anschlußstellen an dem Deckel 94 die Nullung der Brückenschaltung nicht beeinflussen.

Zum Antrieb der Pumpe 70 sind zwei Drähte 114, 115 an gegenüberlie­ gende Seiten der Kristallscheibe 71 angelötet, damit dadurch nur eine minimale Dämpfung der Schwingungen der Kristallscheibe 71 hervorgerufen wird. Der Draht 114 ist durch die Bohrung 81 in der Gegendruckscheibe 80 ge­ führt, und (siehe Fig. 3) die Bohrung 81 ist derart bemessen, daß sie durch den isolierten Draht 114 im wesentlichen vollständig ver­ schlossen wird, um ein Lecken des pulsierenden Gases aus der Kammer 76 zu vermeiden. In ähnlicher Weise ist der Draht 115 durch das Loch 39 des Flanschansatzes 37 geführt. Das Loch 39 ist derart be­ messen, daß auch es durch den Draht 115 im wesentlichen vollstän­ dig verschlossen wird, um ein Lecken des Gases unter Druck aus dem Verteiler 24 in die Auslaßkammer 52 zu vermeiden. Der Draht 115 verläuft durch den Schlitz 40 in dem Flanschansatz 37 und durch die Nut 82 in der Gegendruckscheibe 80 und führt schließlich in eine Verdrahtungskammer, welche sich in der Klemmscheibe 90 befindet, zum Anschluß an eine der Durchführungsklemmen 96. Gemäß den Fig. 3 und 4 sind keine Drähte durch den Schlitz 42 gelegt. Falls erwünscht kann zur Vereinfachung des Zusammenbaues des Gerätes und insbesondere zur Ausrichtung der Drähte 108, 109, 112, 113 und 115 in den Schlitzen des Flanschansatzes 37 und der Gegendruckscheibe 80 ein Schlüssel in den Schlitz 42 des Flansch­ ansatzes 37 und in die Nut 84 der Gegendruckscheibe 80 eingesetzt werden, um die Gegendruckscheibe 80 richtig in bezug auf den Hauptblock 20 auszurichten. Diese Ausrichtung sowie die Ausrichtung der Pumpenöffnung 72 mit der Einlaßöffnung 25 sind die einzigen Ausrichtungen, welche wäh­ rend des Zusammenbaus der Hauptteile des Gerätes in dem Gehäuse 10 vorzunehmen sind.

Die Drähte 106, 107 und 110, 111, welche die Wolframmeßdrähte 53, 54 mit den Klemmen 31 bis 34 verbinden, werden durch die Epoxidmassen 62 festgehalten. Die Drähte sind so verlegt, daß sie die freie Strömung des Gases durch die Gasdurchbrüche 51 (siehe Fig. 4) nicht beeinträchtigen. Die Drähte sind außerdem in bezug auf die Kovarstäbe 56 bis 59 gekrümmt, damit Tempera­ tureinwirkungen auf die Drähte keine Spannungen in den Stäben hervor­ rufen können. Die Epoxidmassen 62 sind in der Zeichnung sehr gut geformt dargestellt. Die Form dieser Massen ist jedoch nicht wesentlich und bedarf keiner besonderen Berücksichtigung bei der Herstellung des Gerätes.

Eine unterschiedliche Kühlung der feinen Wolframdrähte 53, 54 durch den Gasstrahl aus der Düse 28 bewirkt Widerstands­ veränderungen, welche gemessen werden, um die gemessene Winkelgeschwin­ digkeit anzuzeigen. In Folge der Lage der Drähte bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel ist die Meßebene des Gerätes um 45° geneigt, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, und verläuft von oben links nach unten rechts. Die Meßebene ist dabei senkrecht in bezug auf die Zei­ chenebene. Die Ausrichtung des Winkelgeschwindigkeitsmeßgerätes, so daß die Meßebene richtig eingestellt ist, erhält man durch die Befestigung des Winkelgeschwindigkeitsmeßgerätes an einer Tragvorrichtung od. dgl., die die Stromquelle und auch den Meßver­ stärker tragen kann. Es ist üblich, solche Winkelgeschwindigkeitsmeß­ geräte in Dreiergruppen anzuordnen, um Winkelgeschwindigkeiten in drei verschiedenen Ebenen zu messen.

Claims (8)

1. Fluidisches Winkelgeschwindigkeitsmeßgerät, mit einem Gehäuse (10), einer in dem Gehäuse befestigten Baugruppe, die eine Pumpen­ vorrichtung (70), eine Strahlerzeugungsdüse (28) und eine Meßeinrichtung in einer hermetisch eingeschlossenen Gasfül­ lung umfaßt, wobei diese Baugruppe einen Hauptblock (20) auf­ weist, der mit einer inneren Strahlkammer (29) versehen ist, wobei in dieser Strahlkammer (29) an einem Ende derselben temperaturempfindliche Widerstandsmeßelemente (53, 54) ange­ ordnet sind und der Hauptblock (20) am anderen Ende der Strahlkammer (29) mit der Düse (28) versehen ist, die zur Er­ zeugung eines Gasstrahls in der Strahlkammer (29) in Richtung zu den Meßelementen (53, 54) durch die Pumpenvorrichtung (70) mit Druckgas versorgbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppe in einzelne voneinander getrennte Unterbaugruppen unterteilt ist, die durch eine Klemmvorrichtung (15, 88, 90) gegeneinander und gegen das Ge­ häuse (10) drückbar sind, wofür das Gehäuse (10) in der Nähe seines Einbauendes mit einem Innengewinde (15) versehen ist, in welches eine Klemmscheibe (90) eingeschraubt ist, und wofür zwischen der Klemmscheibe (90) und der dieser benachbarten Unterbaugruppe eine kegelförmige Federscheibe (88) angeordnet ist, und daß das Gehäuse (10) hermetisch abgedichtet ist.

2. Winkelgeschwindigkeitsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptblock (20) mit der Strahlkammer (29), der Düse (28) sowie einem die Meßelemente (53, 54) tra­ genden Stopfen (50) mit Gasdurchbrüchen (51) eine erste ein­ heitliche Unterbaugruppe bildet, die in dem Gehäuse (10) am weitesten von dem Einbauende desselben entfernt ist, daß die Pumpenvorrichtung (70) als zweite Unterbaugruppe von der er­ sten Unterbaugruppe getrennt und durch die Klemmvorrichtung (15, 88, 90) gegen die erste Baugruppe und diese somit gegen das Gehäuse (10) drückbar ist.

3. Winkelgeschwindigkeitsmeßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die zweite Unterbaugruppe bildende Pumpenvorrichtung (70) eine piezoelektrische Zweielement­ kristallscheibe (71) sowie eine separate Gegendruckscheibe (80) umfaßt, wobei die Kristallscheibe (71) an einem Trag­ ring (74) befestigt ist, der an einem Ende einen zwischen der Gegendruckscheibe (80) und dem Hauptblock (20) einge­ spannten Ringflansch (75) aufweist.

4. Winkelgeschwindigkeitsmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbauende des Gehäuses (10) durch einen Deckel (94) verschlossen ist, welcher eine Umfangsschweißlippe (95) aufweist, die gas­ dicht mit dem Gehäuse (10) durch eine dünne Schweißraupe (19) verschweißt ist.

5. Winkelgeschwindigkeitsmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptblock (20) und die Düse (28) aus einem einzigen Stück bestehen und daß der Stopfen (50) mit den Meßelementen (53, 54) in einer ver­ senkten Innenbohrung des Hauptblockes (20) durch Einpressen oder Kleben befestigt ist.

6. Winkelgeschwindigkeitsmeßgerät nach Anspruch 5, wobei der Hauptblock (20) an seinem dem Einbauende des Gehäuses (10) zugewandten Ende einen erweiterten Flanschansatz (37) zur Aufnahme der Pumpenvorrichtung (70) aufweist und sich von diesem Flanschansatz (37) zur Düse (28) in der Nähe des anderen Gehäuseendes erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptblock (20) zwischen dem Flanschansatz (37) und der Düse (28) voneinander getrennte Führungsbunde (22) auf­ weist, die an der Gehäuseinnenwand anliegen.

7. Winkelgeschwindigkeitsmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelemente (53, 54) in einer Brückenschaltung angeordnet sind, welche zwei Bezugswiderstände (101, 102) aufweist, die in dem Gehäuse (10) in dem Gasströmungsweg von der Pumpenvorrichtung (70) zu der Düse (28) in der Nähe der Meßelemente (53, 54) angeordnet und unmittelbar mit diesen verbunden sind.

8. Winkelgeschwindigkeitsmeßgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptblock (20) mit einer Ringnut (23) versehen ist und daß die Bezugswiderstände (101, 102) in der Ringnut (23) angeordnet und an einer Wand derselben befestigt sind.