DE4204897C2 - Vorrichtung zum berührungslosen Überwachen eines Druckes an einer Meßstelle innerhalb eines umlaufenden Teiles - Google Patents
Vorrichtung zum berührungslosen Überwachen eines Druckes an einer Meßstelle innerhalb eines umlaufenden TeilesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum berührungslosen
Überwachen eines Druckes gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Vorrichtungen dieser Art sind bekannt geworden, die mittels
Telemetrie arbeiten. Dabei wird im umlaufenden Teil ein druck
abhängiges Signal von einem handelsüblichen Sensor erfaßt und
mittels Funk auf die feste Umgebung übertragen. Die verwendeten
Telemetriesender arbeiten mit Gleichstrom. Die Stromversorgung
erfolgt drahtlos über ein induktives Spulensystem oder per
Batterie. Der Empfänger nimmt das Funksignal auf und wandelt es
in eine dem Sensorsignal proportionale Ausgangsspannung um, die
z. B. in einer Digitalanzeige angegeben wird.
Ganz allgemein basiert die Druckmessung auf der Umwandlung einer
Druckkraft in einen Weg. Zur Umwandlung kommen Membranen, Rohr
federn, Kolben/Zylinder oder Balge in Betracht. Hierbei werden
physikalische Effekte ausgenutzt, um ein Signal zu gewinnen,
beispielsweise Widerstandsänderung durch Verschieben oder
Dehnen, Kapazitätsänderung, Induktivitätsänderung, Hall-Effekt,
Ladungsänderung (Piezoeffekt). Auch Kombinationen sind möglich.
DE-OS 28 31 689 zeigt und beschreibt eine Vorrichtung zum
berührungslosen Überwachen eines Druckes an einer Meßstelle
innerhalb eines umlaufenden Teiles. Die Vorrichtung arbeitet mit
Stromversorgung von außen. Diese Lösung ist deshalb nachteilig,
weil sie teuer ist.
GB 1 025 853 zeigt eine Vorrichtung mit einem Druckschalter, der
bei Verlassen eines bestimmten Druckbereiches anspricht; das
Schaltsignal wird hierbei telemetrisch von einem im Grundkörper
integrierten Sender auf einen Empfänger übertragen.
Diese Vorrichtung ist jedoch für große Drücke völlig ungeeignet,
da sonst der Weg zu klein wäre. Außerdem ist diese Vorrichtung
für Rotation ungeeignet, da sie zu groß ist.
DE 27 30 141 B2 zeigt und beschreibt eine berührungslose
Überwachungsvorrichtung der Temperatur von sich drehenden
Teilen. Auch hierbei ist eine Anordnung zur Signalübertragung
vorgesehen. Diese Vorrichtung ist jedoch aufwendig in der
Herstellung und nicht zuverlässig im Betrieb.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß
dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart zu gestalten, daß der
Druck an der Meßstelle innerhalb des betreffenden umlaufenden
Teiles genau, zuverlässig und reproduzierbar gemessen werden
kann, daß die Vorrichtung den verschiedenen Anforderungen
genügt, insbesondere genügend klein ist, den auftretenden Flieh
kräften standhält sowie auch im Dauerbetrieb dicht ist. Außerdem
soll sich die Vorrichtung mit geringem Bauaufwand herstellen
lassen und demgemäß preiswert sein.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von
Anspruch 1 gelöst.
Durch die Merkmale von Anspruch 2 wird erreicht, daß die Schalt
hysterese von der Umfangsgeschwindigkeit unabhängig ist.
Durch die Merkmale von Anspruch 3 wird erreicht, daß der
Federweg der Rohrfeder optimal genutzt wird und daß die
Schaltpunktverschiebung durch die Oberflächenform gering
ist.
Durch Wahl eines Schalters gemäß Anspruch 5 wird eine
kleine Druckänderung meßbar, ohne eine Wegbegrenzung des
freien Rohrfederendes vornehmen zu müssen.
Durch die Merkmale von Anspruch 6 wird eine Möglichkeit
beschrieben, eine Einstellung des Schaltpunktes vorzu
nehmen.
Durch das Vergießen gemäß Anspruch 7 wird ein robuster
Aufbau des Drucksensors geschaffen.
Ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert.
Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:
Fig. 1 zeigt den entscheidenden, mit umlaufenden Teil
einer Vorrichtung in einem Schnitt durch deren
Längsachse;
Fig. 2 zeigt den Gegenstand von Fig. 1 in einer
Draufsicht, jedoch ohne Antenne, ohne Deckscheibe,
ohne Widerstand und ohne Gießmasse.
Die Vorrichtung umfaßt einen Grundkörper 1, der in das
hier nicht dargestellte umlaufende Teil einsetzbar ist,
beispielsweise durch Einschrauben. Dieser Grundkörper 1
weist an seinem in der Figur unteren Ende eine Dichtkante
2 auf. Mit dieser Dichtkante wird der Druck an der Meß
stelle gegen den Umgebungsdruck abgedichtet. Man erkennt
ferner im Grundkörper 1 eine Bohrung 3 sowie eine daran
angeschlossene Rohrfeder (Bourdonfeder) 4, die in den
Grundkörper 1 eingeschweißt ist. Im Grundkörper 1 ist eine
Schaltung angeordnet, die eine als Antenne wirkende Spule
5 aufweist, ferner einen Schalter 6, der bevorzugt als
Taster ausgebildet ist.
Die Rohrfeder 4 wirkt mit dem Schalter in der folgenden
Weise zusammen: Die Rohrfeder verformt sich entsprechend
dem in ihr herrschenden Druck. Dabei ist die Anordnung
derart getroffen, daß das freie Ende quasi eine Drehung um
einen Punkt ausführt. Der Schalter 6 wirkt dabei als
öffnender Taster. Seine Längsachse fällt entweder mit der
Längsachse des Grundkörpers 1 zusammen, oder verläuft
parallel hierzu. Die Anordnung der Rohrfeder 4 ist im
übrigen derart getroffen, daß sie den Schalter 6 in
drucklosem Zustand öffnet. Der gewünschte Schaltpunkt wird
vor der Montage derart eingestellt, daß die Rohrfeder 4
den Schalter 6 dann nicht beaufschlagt, wenn sie unter dem
normalen Betriebsdruck steht. Tritt jedoch ein bestimmter
Druckverlust ein, so betätigt sie den Schalter und
unterbricht damit den Stromfluß über die Spule 5. Das
genaue Einstellen läßt sich durch Verdrehen des Schalters
6 in einer Haltescheibe 7 erzielen.
Nach erfolgtem Einstellen wird der Schalter 6 mit dem
Grundkörper 1 vergossen. Desgleichen werden alle übrigen
Einzelteile miteinander vergossen, so daß keine Relativ
bewegung dieser Teile möglich ist, ausgenommen natürlich
die Bewegung der Rohrfeder 4 sowie der bewegten Teile des
Schalters 6.
Durch die Wahl eines an sich bekannten Mikroschalters 6
wird die gesamte Vorrichtung weitgehend fliehkraftunab
hängig. Der Mikroschalter benötigt nämlich nur einen sehr
kleinen Weg (1 bis 2 Mikron). Die beteiligten Massen sind
ebenfalls extrem klein. Deshalb genügt ein Weg der Rohr
feder 4 von etwa 120 Mikron pro 1200 bar als Gesamtweg.
Dadurch ist es möglich, die Rohrfeder relativ steif auszu
bilden und mit dem Schalter in eine Radialebene zur Dreh
achse zu legen. Dadurch hat diese Kombination eine hohe
Eigenfrequenz und ist relativ fliehkraftunabhängig.
Claims (8)
1. Vorrichtung zum berührungslosen Überwachen eines Druckes an
einer Meßstelle innerhalb eines umlaufenden Teiles, z. B.
einer hydraulischen Kupplung, mit den folgenden Merkmalen:
- 1.1 Es ist ein Grundkörper (1) vorgesehen, der in das umlaufende Teil einsetzbar ist;
- 1.2 der Grundkörper (1) umfaßt einen Drucksensor, der den Druck an der Meßstelle aufnimmt;
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- 1.3 Im Grundkörper (1) ist eine Schaltung angeordnet, die eine als Antenne wirkende Spule (5) sowie einen Schalter (6) umfaßt;
- 1.4 der Drucksensor umfaßt eine Rohrfeder (4), deren Rohr achse in einer Ebene liegt;
- 1.5 die Rohrfeder (4) ist derart gestaltet und angeordnet, daß sie beim Verlassen eines bestimmten Druckbereiches den Schalter (6) gerade betätigt hat;
- 1.6 es ist eine ortsfeste Meßeinrichtung mit einem Initiator vorgesehen, der bei geschlossenem Schalter (6) Impulse von der Spule (5) erhält, und bei geöffnetem Schalter (6) einen Schaltvorgang auslöst;
- 1.7 der Schalter (6) benötigt zum Schalten nur einen minimalen Betätigungsweg von wenigen Mikron;
- 1.8 der Schalter (6) benötigt nur eine relativ kleine Betätigungskraft;
- 1.9 der Schalter (6) besitzt nur eine kleine, bewegte Masse.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schalterachse radial zur Drehachse verläuft und
daß die Ebene, in der die Rohrfeder liegt, ebenfalls
radial zur Drehachse verläuft.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Relativbewegung des freien Rohrfederendes
radial zur Schalterachse minimal ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das freie Rohrfederende bei der zu messenden Druck
änderung ein Mehrfaches des Betätigungsweges zurück
legt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schalter ein Vielfaches des Betätigungsweges
als Gesamtweg zuläßt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schalter in Richtung der Schalterachse ein
stellbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß alle Teile, außer der Rohrfeder und der bewegten
Schalterteile, in einer Vergußmasse eingebettet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924204897 DE4204897C2 (de) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | Vorrichtung zum berührungslosen Überwachen eines Druckes an einer Meßstelle innerhalb eines umlaufenden Teiles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19924204897 DE4204897C2 (de) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | Vorrichtung zum berührungslosen Überwachen eines Druckes an einer Meßstelle innerhalb eines umlaufenden Teiles |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4204897A1 DE4204897A1 (de) | 1993-08-26 |
DE4204897C2 true DE4204897C2 (de) | 1997-01-30 |
Family
ID=6452002
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19924204897 Expired - Fee Related DE4204897C2 (de) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | Vorrichtung zum berührungslosen Überwachen eines Druckes an einer Meßstelle innerhalb eines umlaufenden Teiles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4204897C2 (de) |
Families Citing this family (2)
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DE19637490C1 (de) * | 1996-09-14 | 1997-11-13 | Voith Turbo Kg | Kupplung zum Verbinden einer Welle mit einer Nabe |
Family Cites Families (3)
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DE2730141C3 (de) * | 1977-07-04 | 1982-12-16 | Voith-Turbo Gmbh & Co Kg, 7180 Crailsheim | Vorrichtung zur berührungslosen Temperaturüberwachung von sich drehenden Teilen |
DE2831689A1 (de) * | 1978-07-19 | 1980-02-07 | Hellmuth Liermann | Passives - druckluftanzeigegeraet fuer schlauchlose fahrzeug-reifen |
-
1992
- 1992-02-19 DE DE19924204897 patent/DE4204897C2/de not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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DE4204897A1 (de) | 1993-08-26 |
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