DE7003071U - Vorrichtung zum messen von druecken. - Google Patents

Description

RÜHRGAS AKTIENGESELLSCHAFT ^ssen, Huttropstraße 60.

Vorrichtung zum Messen von Drücken

Öle Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen von DrOeke» la mehreren Druckbereichen, die im wesentlichen besteht ans eine» senk« recht angeordneten Kolben, der an seinen oberen Ende eii*e waagerechte Platte zur Auflage von Gewichten trägt« und einem unten abgeschlossenen Führungszylinder für den Kolben, der Offnungen for die Zu- bzw· Abführung von zur Druckübertragung dienender Hydraulikflüssigkeit aufweist. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sieh also um ein Kolbenmanometer·

Es gibt eine Vielzahl bekannter Kolbenmanometer, von denen aber keines die nachstehend genannten Forderungen alle gleichzeitig erfüllt:

1. Große Meßgenauigkeit bei Drücken s^r unterschiedlicher Größe bzw. in verschiedenen DruekbereicJtier..

2. Kompakte, robuste Ausführung bei geringem Eigengewicht« um leicht und sicher transportierbar zu sein.

3. Betriebssichere Funktionsweise, d.h. durch falsche Bedienung darf das Gerät nicht unbrauchbar gemacht oder beschädigt werden können·

4. Es muß den Anforderungen entsprechen, die für die Beglaubigung als Elchnormal durch die Physikalisch Technische Bundesanstalt gestellt werden.

5. Der Anschluß des Gerätes sowie die Durchführung und Auswertung der Messung sollen so einfach sein, daß sie gegebenenfalls auch von Hilfspersonal ausgeführt werden können.

Der Erfindung lag die Aufgabe zu Grunde, ein Kolbenmanometer zu entwickeln, welches alle vorstehend genannten Anforderungen erfüllt.

I Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein sogenannter Stufenkolben verwendet, d.h. ein Kolben, dessen Durchmesser sich stufenweise verringert, bei dem wahlweise eine der Stufen mit der den Druck übertragenden HydraulikfiUssigkeit beaufschlagt wird.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Messen von Drücken in mehreren Druckbereichen, die im wesentlichen besteht aus einem senkrecht angeordneten Kolben, der an seinem oberen Ende eine waagerechte Platte zur Auflage von Gewichten trägt, und einem unten abgeschlossenen Führungszylinder für den Kolben, der öffnungen für die Zu- bzw. Abführung von zur Druckübertragung dienender Hydraulikflüssigkeit aufweist, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kolben, dessen unteres Ende in den Hohlraum einer mit dem Fühcungszylinder dicht schließend verbundenen Zylinderbüchse hineinragt, einen im Bereich des FührungsZylinders von oben nach unten stufenförmig abnehmenden Durchmesser besitzt, wobei die wirksamen Kolbenflächen der einzelnen Stufen unterschiedliche Größe haben, während er oberhalb und unterhalb des Führungszylinders zu je einer Anschlagplatte verbreitert ist, und daß der Innendurchmesser des FührungsZylinders sich entsprechend dem abnehmenden Kolbendurchmesser stufenweise verringert, und daß in Höhe jeder Innendurchmesseränderung und am obersten Ende des FührungsZylinders sowie in der Zylinderbüchse öffnungen zur Zu- bzw. Abführung von Hydraulikflüssigkeit angebracht sind.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden zwischen den einander benachbarten Anschlagflächen, die von den Kolbenerweiterungen und den Stirnflächen des FührungsZylinders gebildet werden, Kugellager angeordnet, die in an sich bekannter Weise mit der jeweils unteren Anschlagfläche fest verbunden sind.

Der Aufbau und die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachstehend an Hand der beiden Figuren, von denen Figur 1 eine beispielsweise Ausführungsform im Längsschnitt zeigt, näher erläutert.

Der Kolben 1 weist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nur -eine Stufe 2, d.h. eine Querschnittverminderung auf. Er verbreitert sich oberhalb des Führungszylinders 3, dessen Innendurchmesser sich

bei 4 stufenartig verringert, zu der Anschlagplatte 5, auf der die waagerechte Platte 6 zur Auflage von Gewichten befestigt ist. Am Unterende des Kolbens 1 befindet sich die Anschlagplatte 7, die nach dem Einsetzen des Kolbens 1 in den Zylinder 3 fest mit dem Kolben verbunden wird. Auf der Anschlagplatte 7 sowie auf der oberen Stirnfläche 8 des Zylinders sind Kugellager 9, IO befestigt, denen Widerlager 11, 12 an der unteren Stirnfläche I3 des Zylinders bzw. der Unterseite der Anschlagplatte 5 gegenüberliegen. Das Unterende des FührungsZylinders 3 ist dicht schließend mit der Zylinderbüchse I5 verbunden, deren Länge und Innendurchmesser in üblicher Weise so bemessen ist, daß der Kolben 1 bzw. die Anschlagplatte 7 ausreichend Bewegungsspielraum hat. Zur Zu- bzw. Abführung von Hydraulikflüssigkeit sind in der Zylinderbüchse I5 und im Zylinder die mit Anschlußstutzen versehenen Öffnungen 16, 17, 18 vorhanden.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Vorrichtung auf einer Grundplatte I9 zu befestigen, auf der außerdem zwei Druckbehälter 20, 21 für die Hydraulikflüssigkeit angeordnet sind, die in bekann- I ter Weise einerseits mit den Anschlußstutzen der öffnungen 16, 17, 18, andererseits mit den Einrichtungen, deren Druck gemessen werden

soll, verbunden werden können.

Die Betriebs- bzw. Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im folgenden an Hand der Figur 2, die ein vereinfachtes Schema der Gesamtvorrichtung zeigt, näher erklärt. In dieser Figur sind für die bereits beschriebenen Vorrichtungsteile die gleichen Bezugsziffern verwendet worden wie in Figur 1.

Im betriebsbereiten Zustand ist die Zylinderbüchse I5 vollständig und sind die Druckbehälter 20, 21 je etwa zur Hälfte mit Hydraulikflüssigkeit, vorzugsweise mit einem geeigneten, handelsüblichen öl gefüllt. Der zu messende Druck kann entweder über Leitung 22 auf den Druckbehälter 20 oder durch Leitung 23 auf den Druckbehälter 21 übertragen werden. Im ersten Fall, d.h_c bei Druckeinwirkung durch Leitung 22 auf Behälter 20, wird Hydraulikflüssigkeit durch Leitung 24 und öffnung l6 in die Zylinderbüchse gedruckt. Das Absperrorgan 25, z.B. ein Kugelhahn, ist in diesem Fall geschlossen.

Der Druck wirkt atif den Kolben 1 ein, dessen wirksame Fläche gleich

ll

dein Querschnitt des unteren Kolbenendes ist. Lecköl tritt durch öffnung 17 aus und fließt durch Leitung 26 zum Behälter 21, der unter Normaldruck steht. Wenn der Druck durch Leitung 23 auf die Hydraulikflüssigkeit im Behälter 21 gegeben wird, wird Hydraulikflüssigkeit durch Leitung 26 in die öffnung I7 gedrückt, d.h. der Druck wirkt sich auf die ringförmige Fläche der im Bereich der öffnung 17 befindlichen Kolbenstufe aus. In diesem Fall ist das Absperrorgan 25 geöffnet, und Lecköl kann aus den öffnungen 16 und 18 über Leitungen 24 und 27 in den drucklosen Behälter 20 fließen.

Bei der Druckmessung wird in bekannter Weise die von der Hydraulikflüssigkeit auf den Kolben übertragene Kraft, die den Kolben nach oben drückt, durch Auflegen von Gegen-Gewichten auf die Platte 6 kompensiert, wobei eine - in den Figuren nicht dargestellte - an der Grundplatte befestigte Meßmarke zur Feststellung der Gleichgewichtslage zwischen Druck und Gegengewichts-Wirkung dient. Um sicherzustellen, daß die Messung nicht durch mechanische Störungen in der Meß vorrichtung beeinflußt wird, wird der Kolben während des Meßvorganges in Rotation versetzt.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Kolbens derart, daß die wirksamen Kolbenflächen der verschiedenen Stufen unterschiedliche Größe haben, bietet für die Anwendung der Vorrichtung folgende Vorteile, die für die Praxis von großer Bedeutung sind: Es ist möglich, mit gleicher Meßgenauigkeit und nur einem Satz von Ge-Wichten sowohl hohe als auch niedrige Drücke - bis herab zu

ο
1 kp/cm - zu messen dadurch, daß man die niedrigsten Drücke auf

die Kolbenfläche mit dem größten Querschnitt und die höchsten Drücke auf die Kolbenfläche mit dem kleinsten Querschnitt einwirken läßt. Wenn beispielsweise die zu messenden Drücke im Bereich ^O zwischen 1 kp/cm² und 100 kp/cm² liegen, genügt ein Kolben mit einer Stufe, der im oberen Teil einen Querschnitt von 0,7 cm

und im unteren Teil einen Querschnitt von 0,5 cm hat. Die wirksame Kolbenfläche beträgt dann, bezogen auf das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel, im Wirkungsbereich der durch öffnung 16 eingedrückten Hydraulikflüssigkeit 0,5 cm und im

Wirkungsbereich der durch Öffnung I7 eingedrückten !hydraulikflüssigkeit O,2 cm . Zur Kompensation der wirkenden bzw. zu messenden Drücke werden demnach nur 0,5 kg bzw. 0,2 kg Gewichte pro 1 kp/cm Druck benötigt. Mit einem Gewichtssatz« dessen kleinstes Gewicht 0,5 kg wiegt und bei dem die Summe der Gewichte 20 kg beträgt« können also Drücke zwischen 1 und 40 kp/cm durch Beaufschlagen des Druckbehälters 20 und Drücke zwischen 2«5 und

100 kp/cm durch Beaufschlagen des Druckbehälters 21 gemessen werden. Durch falsche Bedienung, Insbesondere durch eine Druck beaufschlagung entgegengesetzt zu der oben angegebenen» kann die Meßeinrichtung selbst nicht beeinflußt oder beschädigt werden. Außerdem ist eine fehlerhafte Ablesung bzw. Auswertung des Meßergebnisses höchst unwahrscheinlich bzw. auffällig« da die Größenordnung des zu messenden Druckes im allgemeinen bekannt 1st« und eine Abweichung um den Faktor 2,5 bzw. 0,4 auch einem Ungeübten auffallen wird.

Je nachdem, wie groß der Meßbereich der Vorrichtung sein soll bar. wie viele Druckbereiche möglichst genau erfaßt werden sollen« kann der Kolben mit ein, zwei oder mehr Stufen ausgeführt werden·

Claims (1)

1. Ansprüche

   Anspruch 1) Vorrichtung zum Messen von Drücken in mehreren Druckbereichen, die im wesentlichen besteht aus einem senkrecht angeordneten Kolben, der an seinem oberen Ende eine waagerechte Platte zur Auflage von Gewichten trägt, und einem unten abgeschlossenen Führungszylinder für den Kolben, der Öffnungen für die Zu- bzw. Abführung von zur Druckübertragung dienender Hydraulikflüssigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben, dessen unteres Ende in den Hohlraum einer mit dem Führungszylinder dicht schließend verbundenen Zylinderbüchse hineinragt, einen im Bereich des FührungsZylinders von oben nach unten stufenförmig abnehmenden Durchmesser besitzt, wobei die wirksamen Kolbenflächen der einzelnen Stufen unterschiedliche Größe haben, während er oberhalb und unterhalb des Führungszylinders zu je einer Anschlagplatte verbreitert ist, und daß der Innendurchmesser des FührungsZylinders sich entsprechend dem abnehmenden Kolbendurchmesser stufenweise verringert, und daß in Höhe jeder Innendurchmesseränderung und am obersten Ende des FührungsZylinders sowie in der Zylinderbüchse Öffnungen zur Zu- bzw. Abführung von Hydraulikflüssigkeit angebracht sind.^

   Anspruch 2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einander benachbarten Ansehlagflächen, die von den Kolbenerweiterungen und den Stirnflächen des FührungsZylinders gebildet werden, Kugellager angeordnet sind, die in an sich bekannter Weise mit der jeweils unteren Anschlagfläche fest verbunden sind./