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Druckmeßdose
Wird ein zylindrischer Federstahlkörper in axialer Richtung
belastet, dann findet eine Durchmesservergrößerung oder eine Querdehnung statt.
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Von dieser Tatsache macht die den Gegenstand der Erfindung bildende
Druckmeßdose Gebrauch, die insbesondere für hohe Drücke von mehreren 1000 Tonnen
und darüber bestimmt ist und bei der erfindungsgemäß ein den zylindrischen Federstahlkörper
umschließender, an einer Stelle offener Ring angeordnet ist, dessen infolge der
QuerdehNung des Federkörpers auftretende Spaltgrößenänderung zu Meß- oder Steuerungswecken
verwendet wird. Die Querdehnung wird durch den Umschließungsring etwas mehr als
3fach vergrößert, denn im Ringspalt tritt das #-fache der Durchmesseränderung auf.
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Die Druckmessung kann auf verschiedene Weise erfolgen, beispielsweise
mechanisch, optisch, elektrisch oder pneumiatisch. Wie schon erwähnt, kann die Spaltgrößenänderung
auch mittelbar zu Steuerungswecken verwendet werden. Beispielsweise sei erwähnt,
daß die neue Querdehnunhgsdose in den Ständer einer großen Presse eingebaut sein
kann, wobei unter Zwischenschaltung geeingneter Mittel, vorzugsweise auf elektrischem
oder pneumatischen Wege, bei Erreichung einer bestimmten Pressenbelastung der Pressenantrieb
selbstätig ausgeschlatet wird.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Steigerung der
Meßgenauigkeit dadurch erreicht worden, daß der Federkörper aus mindestens drei
in axialer Richtung lose aufeinanderliegenden
Scheiben, insbesondere
Ringscheibeni, gebildet ist, wobei der Umschlließungsring auf der mittleren Scheibe
angeordnet ist. Infolge dieser Unterteilung des Federkörpers haften nur die beiden
äußeren Ringscheiben, also die obere und die untere mit ihren Außenflächen, infolge
der Reibung an den sie berührenden Druckplatten, während zwischen der mittleren
und den beiden äußeren Ringscheiben eine weniger große Reibung auftritt, vor allem
dann, wenn rei.bungsminidernde Mittel zwischen den Ringscheiben angeordnet sind.
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Hinsichtlich weiterer Einzelmerkmale der Erfindung wird auf die nachstehende
Beschreibung und die Ansprüche verwiesen. Erwähnt sei hier noch folgendes. Der gespaltene
Ring liegt mit einer hohen Eigenspannung auf dem geschliffenen Umfang des Federkörpers
auf. Abgesehen davon, daß die genaue Fassung des Meßringes auf dem Feder körper
viel Mühe und Arbeit verursacht, ist die zwischen dem Meßring und' dem Federkörper
auftretende Reibung nicht eben kleim und geht als Meßfehler in die Messung ein.
Um diese Reibung zu vermIndern bzw. in beträchtlichem Maße auszuschalten, sind erfindungsgemäß
der Meßring und der Federkörper nach Art eines Kugel- oder Rollenlagers ausgebildet
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
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Fig. 1 zeigt das Prinzip der Querdehnungsmeßdose in einem senkrechten
Schnitt; Fig. 2 ist eine der Fig. 1 entsprechende Draufsicht in Verbindung mit einer
mechanischen Anzeigevorrichtung; Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Querdehnungsdose
in einem mittleren Schnitt; Fig. 4 ist eine Grundriß zu Fig. 3 und zeigt die Anordnung
einer an sich bekannten Meßfuhr, Fig. 5 zeigt die Ausführung der Querdehnungsdose
mit unterteiltem Federkörper in einem mittleren Schnitt.
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Gemäß Fig. 1 und 2 ist um den zylindrischen, vorzugsweise mt einer
mittleren Bohrung versehenen Federstahlkörper 1 ein Ring 2 gelegt, der an einer
Stelle offen oder Unterbrochen ist, so daß die beiden, aus Fig. 2 ersichtlichen
Ring.en,de.n 2' -gebildet sind. Der Ring 2 liegt infolge einer eigenen Federspannung
satt am Umfang des Federkörpers 1 an. Er kann durch Eingriff in eine Nut des Körpers
1 oder durch entsprechende Bunde am Körper I gegen axiale Verschiebung gesichert
sein.
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Die in axialer Richtung erfolgende Belastung des Federkörpers 1 hat
infolge der Querdehnung des Körpers I eine Erweiterung des zwischen den Ringenden
2' vorhandenen Spaltes zur Folge.
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Zur Sichtbarmachung der Spaltgrößenänderung und damit zu Meßzwecken
können den Ringenden 2' die verschiedensten mechanischen, optischen, elektrischen
oder pneumatischen Einrichtungen zugeordnet sein. Eine einfache mechanisch-optisch
arbeitende EInrichtung ist aus Fig. 2 ersichtlich, wo die beiden Federenden 2' durch
ein vorzugsweise Z-förmig gebogenes elastische Band 3 miteinander verbunden sind.
Mit dem mittleren Steg des Bandes 3 ist ein kleiner Spiegel 4 fest verbunden. Ein
in bestimmter Richtung auf den Spiegel treffender Lichtstrahl 5 wird in den mit
6 bezeichneten Lichtstrahl reflektiert. Bei der Belastung und der dadaurch hervorgerufenen
Spaltgrößenänderung findet eine Schwenkung des Spiegels 4 und damit eine Ablenkung
des reflektierten Strahles 6 statt, dessen Lage beispielsweise an einer geeichten
Skala abgelesen werden kann. Der Spiegel kann auch mit einem Oszillographen zusammen
arbeiten, der in an sich bekannter Weise den gesamten Druckverlauf eines Arbeitsspieles
aufzeichnet. Eine noch einfachere Meßvorrichtung besteht darin, daß an Stelle des
Spiegels 4 ein Zeiger angeodnet ist.
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Um die zwischen dem Meßring 2 und dem Federkörper 1 auftretende Reibunge
zu vermeiden oder zu- verkleinern, kann die Meßdose nach Fig. 3 und 4 in der Art
eines- Kugel- oder Rollenlagers ausgebildet sein. Der Federkörper 1 besitzt außen
eine genau geschliffene Führungsrille 7 für die Laufkugeln 8, die in eine entsprechende
innere Rille 9 des Meßringes 2 eingreifen. Bundartige Vorspünge 10 am Federkörper
1 decken die Kugellaufbahn oben und unten ab, um das Eindringen von Schmutzteilen
zu verhindern.
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Aus den Fig. 3 und 4 ist gleichzeitig eine beispielsweise Verbindung
des Meßringes 2 mit einer an sich bekannten Meßruhr 2 erischtlich. Die Ringenden
weisen die beiden abgewinkelten Ansätze 12 und 13 auf, zweischen denen der Spalt
vorhanden ist. Während das Meßuhrgehäuse mit dem Ringansatz 12 beispielsweise durch
eine Klemmschraube 14 fest verbunden ist, steht der Fühler 15 der Meßuhr mit dem
anderen Ringansatz 13 in Berührung. Jede Spaltgrößenänderung wird durch den Zeiger
der Meßuhr in dem der Meßuhr zugrunde liegenden Ubersetzungsverhältnis angezeigt.
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Die Kugellaufbahn 9 im Meßring 2 kann innerhalb des Ringspaltes durch
geeignete, in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel abgedeckt sein, um ein Herausfallen
von Kugeln innerhalb des Spaltes zu verhindern.
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Fig. 5 zeigt eine mehrteilige Ausführung des Federkörpers, der gemäß
Fig. 5 durch fünf lose aufeinanderliegende volle Kreisscheiben oder, wie dargestellt,
Ringscheiben 1a, 1b, 1c, 1d und 1e gebildet ist. Im Falle der Ringscheiben sind
sie durch eine innenliegende Hülse 16 zentriert. Als Meßscheibe kommt nur die mittlere
Scheibe 1c in Betracht, die in der iben beschriebenen Weise wiederum von; dem Meßring2
umfaßt wird. Mit den die Belastung bewirkenden. Teilen oder Druckplatten kommen
nur die Außenflächen der äußeren Scheiben 1a und 1e in Berührung. Um die bei der
Querdehnung der Scheiben zwischen ihnen auftretende Reibung zu vermindern, werden
vorzugsweise reibungsmindernde Mittel zwischen den Scheiben verwendet, wobei es
sich beispielsweise -um Ölfilme oder ölgetränkte, dünne Scheiben handeln kann. Solche
oder besondere dünne Ringscheiben 17, wie sie in Fig. 5 oberhalb und unterhalb der
Meßscheibe 1c angeordnet sind, können
einen größeren Durchmesser
als die Scheibe 1c aufweisen, so daß durch die vorstehenden Ränder dieser dünnen
Scheiben I7 der Meßring 2 in axialer Richtung in Lage gehalten. ist. Natürlich könnten
auch die beiden sich unmittelbar an die Meßscheibe 1c anschließenden Scheiben 1b
und 1d einen etwas größeren Durchmesser besitzen und selbst die Lagensicherung des
Meßringes 2 übernehmen.
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Aus Fig. 5 ist gleichzeitig ersichtlich, daß ein ringartiges, mit
einem Deckel 1g versehenes Ringgehäuse 19 mit den äußeren Scheiben 1a und 1e verbunden
sein kann. Zur Führung des Ringgehäuses I8, 19 können die Außenscheiben, wie aus
Fig. 5 ersichtlich, abgesetzt ausgebildet sein. Durch das Schutzgehäuse 18, 19 liegt
der Meßring 2 geschützt. Das Ringgehäuse kann gleichzeitig den Träger irgendwelcher
Meß oder Steuerungsglieder bilden, die mittel- oder unmittelbar mit den Ringenden
zusammenarbeiten.
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Verwendet man den Ringspalt beispielsweise in Verbindung mit elektrischen,
kapazitiven oder induktiven Mitteln oder auf pneumatischem Wege mit einem Strömungsmeßgerät,
dann kann auf diesen Wegen nicht nur das Meßergebnis angezeigt, sondern auch beliebige
Steuerungs-oder Sicherungsmittel geschaltet oder bewegt werden.
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PATENTANSPROCHE: I. Druckmeßldose, insbesondere für hohe D'rücke,
gekennzeichnet durch einen den in axialer Richtung belasteten, zylindrischen Federstahlkörper
(1) umschließenden, an einer Stelle offenen Ring (2), dessen infolge der Querdehnung
des Federkörpers (1) auftretende Spaltgröenänderung zu Meß- oder Steuerungszwecken
verwendet ist.