DE9102842U1 - Vorrichtung mit von einem Gehäuse umgebenem Balg od.dgl. Dehnungsorgan - Google Patents

Vorrichtung mit von einem Gehäuse umgebenem Balg od.dgl. Dehnungsorgan

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    • G01L9/14—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means involving the displacement of magnets, e.g. electromagnets
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Description

Vorrichtung mit von einem Gehäuse umgebenem Balg od.dgl. Dehnungsorgan Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit von einem Gehäuse umgebenem und darin axial bewegbarem Balg od.dgl. Dehnungsorgan, insbesondere einem Metall faltenbalg, dessen Werkstoff- bzw. dessen Elastizitätsmodul sich in Abhängigkeit von der Temperatur verändert.
Der Erfinder hat sich das Ziel gesetzt, eine Vorrichtung dieser Art von der Umgebungstemperatur unabhängig zu gestalten.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des Anspruches 1; dem Balg - oder einem entsprechenden Dehnungsorgan — soll eine Gegenkraft zugeordnet werden, die sich in Abhängigkeit von der Temperatur gegensätzlich zu dem Werkstoff - des Balges od.dgl. verhält. So hat es sich als günstig erwiesen, den Balg bzw. das Dehnungselement mit einem Gas zu umgeben, das sich bei gleicher Temperatur reziprok zum Werkstoff verändert.
Dies hat vor allem für Metallbalge eine besondere Bedeutung, die in Reifendruckmeßeinrichtungen nach DE-OS 38 43 824 eingesetzt sind; der Balg bzw. das Drehorgan ist in einem um eine Drehachse bewegten Behälter als Träger eines Magneten zum Messen des Reifendruckes eines angeschlossenen Luftreifens angeordnet und der Innenraum des Balges mit dem
Reifendruckraum verbunden, wobei den Balg im Behälter ein Gas umgibt, mit dem die temperaturabhängige Formänderung kompensiert zu werden vermag.
Bezüglich weiterer Merkmale wird auf-die Unteransprüche verwiesen.
Der Erfinder hat erkannt, daß der Einsatz z.B. eines Gases die temperaturabhängigen Balgveränderungen kompensieren kann; da der Elastizitäts-Modul des Balgwerkstoffes — und somit die Federrate — temperaturabhängig ist, verändert der Balg seine Position bei Temperaturänderungen und Messungen können ungenau werden. Die Position des Balges muß bei konstantem Reifendruck unabhängig von der Umgebungstemperatur konstant bleiben.
F (Kraft aus Reifendruck P) =K (Kraft aus Balgfederrate
C mal Federweg A S).
Erfindungsgemäß wird die Veränderung der Balgkraft K durch eine sich mit der Temperatur in gleicher Weise — jedoch entgegengesetzt wirkende — ändernde Gegenkraft (Q) kompensiert.
AK-Q= 0
Zur Erzeugung der Kraft Q wird erfindungsgemäß um den Balg ein Gas in das Gehäuse eingefüllt, das den bekannten Gasgesetzen folgt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
Fig. 1: den Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
Fig. 2: die Sicht auf Fig. 1 nach deren Pfeil II.
Ein Druckaufnehmer 10 für aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigte Luftreifen von Fahrzeugen weist als Gehäuse einen Zylinder 12 mit einen Zylinderraum 14 — eines Durchmessers d von beispielsweise unter 10 mm — einends verschließendem Boden 16 auf sowie in Abstand i von einer freien Zylinderkante 18 mit angrenzender Konusfläche 20 eine sich bodenwärts verjüngende zweite Konusfläche 22. Zwischen den den beiden Konusflächen 20, 22 liegt eine Radialbohrung 24.
Die Radialbohrung 24 des eine Längsachse A bestimmenden Zylinders 12 fluchtet mit einer Bohrung 25 eines seitlichen Ansatzes 26 und mündet in einen trichterartigen Anschlußraum 28. Der diesen umgebende Teil des Ansatzes 26 ist als Bördelrand 30 ausgebildet, welcher in Fig. 1 einen Durchbruch 32 einer bei 34 lediglich angedeuteten Felge od.dgl. für den Luftreifen unter Zwischenschaltung einer Dichtung 31 luftdicht umgibt. Der Bördelrand 30 und ein Sockelteil 27 des Ansatzes 26 begrenzen eine Ringnut 35 (Fig. 2) als Sitz für die Kante 33 jenes Durchbruchs 32 der Felge 34.
In den Zylinderraum 14 ist ein Einsatz 36 aus einem Dichtkörper 38,
einem mit diesem bei 39 gasdicht verlöteten Metallbalg 40 von
beispielsweise zwanzig Wellen und einem in ein Balgendrohr 42 integrierten Permanentmagneten 44 eingebracht.
Der Dichtkörper 38 ist ein Drehteil mit zwei durch ein zylindrisches Mittelstück 46 verbundenen (teil-) kugelartigen Endteilen 45, 47.
Dieses doppelkugelförmige Drehteil 38 ist in den Zylinderraum 14 mit ringartigen Dichtungsbereichen gasdicht bzw. vakuumdicht eingepreßt. Die Kugeldurchmesser sind größer als der Durchmesser d des Zylinderraums 14, zudem ist der Durchmesser des balgnahen kugelartigen Endteiles 47 kleiner als derjenige des anderen Endteiles 45. Die Maße von Zylinderraum 14 und Kugeldurchmesser sind in Abhängigkeit von den Materialien des Zylinders 14 und des Dichtkörpers 38 so gewählt, daß nach dessen Einpressen in den Zylinderraum 14 ein gasdichter Preßsitz entsteht, der insbesondere durch die elastische Verformung des Zylinders oder Gehäuses 12 zustande kommt.
Die Dichtbereiche definieren zwischen sich einen vom Zylinder 12 und von dem Dichtkörper 38 begrenzten Ringraum 50. In diesen mündet eine Sackbohrung 52 des Dichtkörpers 38, in welchem eine an sie angeschlossene axiale Sackbohrung 54 verläuft; letztere öffnet sich zum Innenraum 41 des Metallbalges 40. Im Zylinderraum 14 besteht somit einerseits ein mit dem Reifendruck P beaufschlagter Bereich aus Sackbohrung 54, 52, Ringraum 50 und Innenraum 41 sowie anderseits ein geschlossener Raum mit Umgebungsgasdruck zwischen Boden 16 und dem diesen nächst!iegenden Dichtbereich 47 des Dichtkörpers 38.
Der Elastizitäts-Modul des Balgwerkstoffes — und somit die Federrate — ist temperaturabhängig, d.h. der Metallbalg 40 verändert seine Position bei Temperaturänderungen; die Kraft F aus dem Reifendruck P entspricht der Balgkraft K aus Balgfederrate C mal Federweg AS (C x S). Wird die Balgfederrate C kleiner, dann muß der Federweg S größer werden.
A-I76 5
Die vorstehend eingesetzten und sonstigen Kurzbezeichnungen sind
F S = U Kraft aus Reifendruck = (P &khgr; W);
K W Kraft aus Balgfederrate &khgr; Federweg
Q = (C .&Lgr; S);
P Reifendruck;
C Federrate Balg (mm/bar);
Federweg;
Umgebungsgasdruck;
Wirksame Balgfläche;
UXW.
In Fig. 2 ist mit 56 ein bei 58 angelöteter Außenmagnet des Zylinders 12 als gegenpoliger Referenzmagnet zum innenliegenden Druckmagneten 44 bezeichnet.
Der besseren Übersicht wegen werden nachfolgend die Druckverhältnisse anhand einer Berechnung dargestellt, wobei P, der Reifendruck — also der Druck im Innenraum 41 — bei einer Temperatur T, ist und P„ der Referenzdruck,
der den Metallbalg 40 bei der Temperatur T„ in dieser Position hält.
P1 - P0 = -dp = A E . P1.
Für Cu Be ist &Lgr; E = 35 . 10~5 . At
AP = P 4-P3'
wobei P- der Gegendruck im Zylinderraum 14 bei T-, sowie P3 der erforderliche Gegendruck bei T„ ist. Die Beziehung dieses Gegendruckes P3 zum Reifendruck P, ergibt sich nach:
pi = pd " P7 (bei pd = absoluter Reifendruck).
1 KABS J KABS
Im übrigen ist:
P3 = Tl
1 = 1I
&Tgr;1 +
P3+35.10 . t.P]
+ P3At = P3 . T1 + 35 . 10 5 .A t . P1
P3 = 35 . 10 5 . P1 .
3 =
PRABS ' 35 * 1° * Tl 1 + 35 . 10 . T
1.

Claims (6)

ANSPRÜCHE
1. Vorrichtung mit von einem Gehäuse umgebenem und darin axial bewegbarem Balg od.dgl. Dehnungsorgan, insbesondere einem Metallfaltenbalg, dessen Werkstoff* bzw. dessen Elastizitätsmodul sich in Abhängigkeit von der Temperatur verändert,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Balg od.dgl. Dehnungsorgan (40) eine Gegenkraft zugeordnet ist, die sich in Abhängigkeit von der Temperatur gegensätzlich zu dem Werkstoff des Balges od.dgl. verändert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg bzw. das Dehnungsorgan (40) von einem Gas umgeben ist, das sich bei gleicher Temperatur reziprok zum Werkstoff verändert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg bzw. das Dehnungsorgan (40) in einem um eine Drehachse bewegten Behälter (12) als Träger eines Magneten (44) zum Messen des Reifendruckes eines angeschlossenen Luftreifens angeordnet und der Innenraum (41) des Balges mit dem Reifendruckraum (29) verbunden ist, wobei den Balg im Behälter ein Gas umgibt, mit dem die temperaturabhängige Änderung des Elastizitätsmoduls des Balges kompensierbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dichtkörper (38) mit dem ihn umgebenden Behälter oder Rohrelement (12) einen dichten Ringraum (50) begrenzt, in den wenigstens eine radiale Bohrung (24, 25) mündet, die andernends mit dem Reifendruckraum (29) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (40) an seinem freien Ende (42) den Magneten (44) trägt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem mit dem Faltenbalg (40) beweglichen Dauermagneten (44) an der Außenseite des Rohrelementes (14) ein Gegenmagnet (56) zugeordnet ist.
DE9102842U 1991-03-09 1991-03-09 Vorrichtung mit von einem Gehäuse umgebenem Balg od.dgl. Dehnungsorgan Expired - Lifetime DE9102842U1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112378565A (zh) * 2020-10-28 2021-02-19 江苏兄弟管业制造有限公司 一种带有对接组件的金属波纹管

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