Messgerät zum Messen von Drüeken.
Vorliegende Erfindung betrifft ein MessgerÏt zum Messen von vorzugsweise hohen statischen Drücken derjenigen Gattung, bei der man, um ein Ma¯ f r die Druekkra. ft zu erhalten, diejenige Dimensionsänderung misst, welche die Kraft durch Zusa ; mmendrückung eines Körpers z. B. au s Stahl oder anderem gegen Druck widerstandsfÏhigem, aber im erforderlichen Ma¯e elastischen Material herbeiführt. Dieser Körper hat dabei zylin- dlische Form und wird in seiner Achsenrichtung der Einwirkung des zu messenden Dru. ckes ausgesetzt, wobei eine durch den Drue, verursa.ohte Dimensionsänderung des : Wörpers mittels eines mit dem K¯rper verbundenen Me¯instrumentes gemessen wird.
Die Erfindung besteht darin, da¯ der Rörper mit einer ihn ganz durchsetzenden axia. len Bohrung versehen ist und dass die- jenigen Flächen des K¯rpers, an welchen die die Dimensionsänderung desselben auf das Me¯instrument bertragenden Organe angeschlossen sind, am K¯rper mit der axialen Bohrung innerhalb der zur Bohrung koaxia- len Aussenfläche angeordnet sind und in der Axialrichtung denjenigen Teil des K¯rpers begrenzen, dessen Dimension@sÏnderung gemessen wird.
Hierdurch wird erzielt, da¯ die Dimensiionsänderung,welcheaufdasMess- instrument bertragen und von diesem ge- messen wird, ausschlie¯lich aus einer in der Druckrichtung herbeigeführten Zuisammen- druckung des Körpers besteht.
D'as Messgerät ist zweckmässig mit in den Enden der Boh rung des Körpers innerhalb dieser Enden 'angebrachten und sich in der Querrichtung zur Aohsenriohtung des Körpers erstrecken- den Brücken versehen, welche auf Stiitz- flÏchen des Körpers abgestützt sind, wobei das Messinstrument die Dimensionsänderun- gen bei Punkten abgreift,
welche auf der Aohsenlinie des Korpers liegen. Die St tzflÏchen für die Brücken liegen dabei zweckmässig alle auf gleichen radialen AbstÏnden von der Achsenlinie des Körpers. Bei der durch die KraftverursachtenZusammen- dr ckung des K¯rpers werden diese Brücken an der durch die Zusammendr ckung herbeigeführten Bewegung der Befestigunggspunkte teilnehmen, und die Dimension. sänderung zwiNchenden.Mittelpunkten der Brücken wird somit einen Mittelwert der Dimensions änderung an den St tzpunkten dieser Br kken geben.
Wenn ein Körper zusammengedr ckt wird, Ïndert er bekanntlich seine Form nicht nur in der Druckrichtung,sonderna.uch in ändern Richtungen, und zwar unter anderem in der Querrichtung. Um zu veitmeiden, dass solche Formveränderungen auf das Mess- resultat einwirken, kann die Anordnung zweckmässig so ausgeführt werden, da¯ die Brticken in gewissem Ma¯e zum K¯rper in dessen Querrichtung beweglich sind. Eine zweckmässige Ausführung dieser Anordnung ist, datss die Enden der Brüeken mittels Bolzen auf St tzflÏchen abgest tzt sind, welche Bolzensichpraktisch parallel zur Achsenlinie des K¯rpers von den Br cken in Richtung au die quergehende Mittelebene des K¯rpers erstrecken.
Diese Bolzen gestat- ten dabei wegen ihrer Länge eine gewisse Bewegung'ihreräussern Enden in der Querrichtung des Körpers, welche genügend ist, um den Brücken die erforderliche Beweg- lichkeit in der Querrichtung des Körpers zu geben. Mit dieser letztgenannten Anordnung wird das Messinstrument die Dimensions- änderung desjenigen Teil, s des Körpers mes- sen, welcher sieh zwischen den genannten Stützflächen für die innern Enden der Bolzen befindet.
Dieser Teil des Körpers kann deshalb zweckmϯig mit geringerer Quer Schnittfläche a. ls der K¯rper im übrigen aus- geführt werden, damit ein verhältnismässig grösserer Teil der durch die Druckkraft verursachten Zusammendrüekung innerhalb dieses Teils, stattfindet.
Die obengenannte Anordnung von Brükken zur Übertragung der Dimensionsände- rungsbewegung'des Körpers auf das Messinstrument t hat auch den Vorteil, da¯ das Messinstrument leicht in einfacher und pra. k tischerWeiseamKörper'angebrachtwerden kann, und zwar so, da¯ die erforderliche Einstellung leicht vorgenommen werden ka. nn. Das Messinstrument kann beispiels- weisea.ndereinenBrückebefestigtwerden, und am der andern Br cke kann ein ver sohraubbarer oder auf a. ndere Weise verstell- barer Stift angeordnet werden, der mit einem F hlorgan des Me¯instrumentes zusammenwirkt.
Dieses letztere kann ausserhalb des Körpers angebracht und mit einem Träger ausgerüstet werden, der durch eine Seitenoffnun, des K¯rpers in die axiale Bohrung desselben hineinragt und an der einen Brücke befestigt wird.
Auf den beigef gten Zeichnungen sind zwei Ausf hrungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform des Messgerätes im Axialschnitt, bzw.
-von oben in Fig. 1 gesehen, und
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausf hrungsform in einem Axialschnitt.
Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Me¯gerÏt besteht ams einem K¯rper 1, der aus einem elastischen Material zweckmϯig aus Stahl besteht und mit einer ga-nz hindurch- gehenden axialen Bohrung versehen ist, so dass ¯ der K¯rper die Form eines dickwandigen Rohres mit ebenen EndflÏchen hat. Der mittlere Teil des Körpers ist an der Au¯enseite mit einer Aussparung 2 versehen, so da. B dieser Teil des Korpers geringere Querschnittflä. che als der Körper im übrigen hat.
In jedem Ende'der Bohrung des K¯rpers 1 ist eine sich in der Querrichtung zur Ach- senrichtung des K¯rpers 1 erstreckende Br cke 3 bzw. 4 angebracht. Bei der Ausf hrungsform gemϯ Fig. 1 und 2 ist jede Br cke 3 und 4 mit einem zentralen becher- förmigen Teil versehen, der sich in der axialen Bohrung des K¯rpers befindet und von welchem Teile drei radiale Arme 5 herausragen, welche durch entsprechende Aus sparungen 6 in den Stirnflächen des Korpers 1 geführt sind.
Sowohl der becherförmige Teil a. ls die Arme 5 sind mit Spielraum in dem Körperlangebracht.Dieäussern Enden der Arme 5 befinden sich zweckmässig in gleichen radialen AbstÏnden von der Acli senlinie des Körpers l, und sie werden von je einem Bolzen 7 getragen. Diese Bolzen 7 erstrecken sich von den Armen 5 pa. rallel zur Achsenlinie des Körpers na-eh innen gegen die mittlere QuerschnittflÏche des Körpers 1.
Die Bolzen 7 besitzen radialen Spielraum in entsprechenden Bohrungen 8 im Körper 1 und sind a.nihreninnemEn- den mit Stiften 9 versehen, welche in entsprechende L¯cher 10 im Boden der Bohrun- gen 8 eingepresst sind. DileR innern Enden der Bolzen 7 liegen gegen die Böden der Bohrun- gen 8 an, welche B¯den f r die Bolzen 7 St tzflÏchen bilden, die am Körper 1 innerhalb der zur Bohrung g koaxialen Au¯enflÏche angeordnet sind.
Jede Brücke 3 und 4 steht also mit dem Körper 1 nur an den genannten Stützflächen auf den Böden der Bohrungen 8 unter Vermittlung der Bolzen 7 in Verbindung, welche Stützflächen somit in der Axialriohtung denjenigen Teil des Körpers 1 begrenzen, dessen DimensionsÏnderung gemessen) wird. Diese Art der Befestigung gibt genügende Bewegungsmöglichkeit zwi- schen den Br cken 3 und 4 einerseits und dem Körper l anderseits, um zu verhindern, da¯ die Brücken 3 und 4 durch Dimensions änderungen in der Querriehtung des Körpers 1 nennenswert beeinflu¯t werden, wenn der Körper zusammengedr ckt wird.
Wie o'ben erwähnt, dienen die e genannten Brücken 3 und 4 zur Ubertragung der DimensionsÏnderung in der Axialriehtung, die der Körper 1 erleidet, wenn er der Einwir- kung einer in der Aahsenric : htung wirkenden Kraft ausgesetzt wird, rauf ein Me¯instrument, welches zwischen den auf der Ach senlinie des Körpers liegenden Mittelpunkten der Brücken 3 und 4 in geeigneter Weise eingeschaltet ist.
Bei der in Fig. 1 und3 dargestellten Auaführungsform befindet sich das Messinstrument 11, welches beliebiger Art. sein kann und deshalb hier nicht nÏher besiahrieben ist, zum Teil au¯erhalb des Kör pers l, so dass der Zeiger des Messinstrumen- tes au¯erhalb des K¯rpers sichtbar ist.
Ein mit dem Geste) des Messinstrumentes 11 fest verbundener Träger 12 ist durch eine Off nung 13 in der Wand des Körpers l in die a. xiale Bohrung desselben h. inein geführt und hier mittels Schrauben an der untern Br cke 4 befestigt. Dais F'iihlorgan des Messinstru- mentes besteht aus einem beweglichen und auf den nicht dargestellten Zeiger des. In strumentes wirkenden Arm 14, der mit einem Anschlag 15 versehen ist.
Die obere Brücke 3 ist mit einer in einer axialen Bohrung derselben festgepressten, mit Muttergewinde @ versehenen H lse 16 versehen, worin eine Sehraube 17 eingeschraubt ist, welche mit einer Verlängerung in der Form eines Stiftes s 18 versehen ist, dessen unteres Ende bestimmt ist, auf den ebenfalls in der Achsen- linie befindlichen Anschlag 15 einzuwirken.
Zwecks Nullstellung des Zeigers des. Mess- instrumentes ist die Schraube 17 vermittels ein, es Sehneckenradgetriebes 20, 21 mit einem ausserhalb des Korpers l befindliehen Ha. nd- rad 19 verbunden, so dass die Schraube 17 mittels des Handrades gedreht und der Zeiger hierdurch in die Nullage eingestellt werden kann.
Wenn das beschriebene Me¯gerÏt zum Messen einer Druckkraft verwendet werden so, ll, wird es so angebracht, da¯ die Kraft unter Vermittlun g von geeigneten Druckkissen, welche gegen die EndflÏchen des Korpers 1 anliegen, auf den K¯rper in dessen Acbsenrichtung einwirkt. Hierbei wird die Kra ft eine gewisse Zusammendrüekung, das heissteineDimensionsä-nderungdesKorpers 1 in dessen Achsenrichtung bewirken.
Da die Brücken 3 und 4 an dieser Zusammen drückbewagung des s K¯rpers teilnehmen, wird die Dimensionsänderung in der A@h- senliniedurchdenStift 18 auf den Anschlag 15 des Armes 14 des Messinstrumentes übertragen, welches ein Mass der Dimensions- änderung, das heisst in diesem Falle der Länigenänderung zwischen den Stützflächen für die Bolzen 7 an den B¯den der Bohrungen 8 angibt.'Wenn diese Längenänderung nicht an allen Punkten in der Rohrwand des Kör- pers 1, das heisst im vorliegenden Falle an samtliohen drei Tragpunkten für die Brükken 3 und 4 genau die gleiche ist,
so wird das Instrument einen Mittelwert der Längen- änderungen an diesen Punkten angeben.
Infolge der beschriebenen Traganordnung f r die Br cken 3 und 4 werden dagegen andere Formveränderungen des K¯rpers 1 auf die Brücken 3 und 4 praktisch keinen Einfluss haben. Daher ka. nn pra. ktisch genü- gende Sicherheit daf r erzielt werden, da¯ die Längenänderungen des Korpers, l innerhalb gewisser Grenzen für die Belastung in einem linearen und eindeutigen Zusa. mmen- han mit dem auf den K¯rper l wirkenden Druck stehen.
Dadurch, dass der Körper 1 am Teile 2 zwischen den St tzflÏchen f r die Brücken 3 und 4 an den Böden der Boh rungen 8 mit geringerer Querschnittfläehe ausgeführt ist als an den übrigen Teilen des Körpers, wird erreicht, dass dieser Teil verhältnismässig mehr zusammengedrückt, das hue., eine grössere Dimensionsänderung erleidet als die brigen Teile des Körpers.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform sind die entsprechenden Teile mit denselben Bezugs. zeichen wie in Fig. 1 und 2 versehen. Dieis,, Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen hauptsÏchlich dadurch, da¯ die beiden Brick- ken 3 und 4 nioht mit Armen versehen sind.
Statt dessen lagern die becherf¯rmigen Brücken auf innerhalib der zur Bohrung koaxialen Au¯enflÏche des K¯rpers ange ordneten Flächen, welche durch je einen ringförmigen Absatz 2. 2 bzw. 23 der Boh- rung des Körpers 1 gçebildeb sind und in der Axialriehtung denjenigen Teil des Körpers 1 begrenzen, dessen DimensionsÏnderung gemessen wird. Zwischen den beiden Brücken 3 und 4 sind Zugfedern 24, 25 eingespannt, welche die Brücken an den genannten Absätzen anliegend halten. Im übrigen ist das GerÏt nach Fig. 3 in derselben Weise ausgeführt wie dasjenige nach Fig. 1 und 2, und es ist leicht ersichtlich, dass dasselbe in derselben Weise wirkt.
I'ATENTANSPRUCH :
Me¯gerÏt zum Messen von Drüaken, mit. einem zylindrischen Körper anis elastischem Material, welcher in seiner Achsenrichtung der Einwirkung des zu messenden Druckes ausgesetzt wird, wobei eine durch den Druck verursachte Dimensions'änderumg des Körpers mittels eines mit dem K¯rper verbundenen Messinstrumentes gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper mit einer i. hn ganz durchsetzenden axialen Bohrung versehen ist, und da. ss diejenigen Flächen des Korpers, a.
n welchen die die Dimensionsr änderung desselben auf das ! Messinstrument bertragenden Organe angeschlossen sind, am K¯rper mit der axialen Bohrung inner- haab der zur Bohrung koaxialen Aussenfläche angeordnet sind und in der Axialrichtung denjenigen Teil des Körpers begrenzen, dessen Dimensionsänderung gemessen wird.
Measuring device for measuring pressures.
The present invention relates to a measuring device for measuring, preferably high, static pressures of the type in which one is to get a Mā for the pressure. ft, the dimensional change that measures the force through Zusa; mmendrückung a body z. B. made of steel or other pressure-resistant, but elastic material to the required extent. This body has a cylindrical shape and, in its axial direction, becomes subject to the action of the pressure to be measured. A dimensional change of the body caused by the drue is measured by means of a measuring instrument connected to the body.
The invention consists in dā the body with an axia that permeates it. len bore is provided and that those surfaces of the body to which the organs that transmit the dimensional change of the same to the measuring instrument are connected are arranged on the body with the axial bore within the outer surface coaxial with the bore and limit in the axial direction that part of the body whose dimension @ change is measured.
This ensures that the change in dimension, which is transmitted to the measuring instrument and measured by it, consists exclusively of a compression of the body brought about in the direction of pressure.
The measuring device is expediently provided with bridges attached to the ends of the bore of the body within these ends and extending in the transverse direction to the axis of the body, which are supported on supporting surfaces of the body, whereby the measuring instrument changes the dimensions - gen taps at points,
which lie on the axis of the body. The supporting surfaces for the bridges are expediently all at the same radial distances from the axis line of the body. With the compression of the body caused by the force, these bridges will participate in the movement of the fastening points brought about by the compression, and the dimension. The change between the midpoints of the bridges will thus give an average value of the dimensional change at the support points of these bridges.
When a body is compressed, it is well known that it changes its shape not only in the direction of pressure, but also in other directions, including the transverse direction. In order to avoid such changes in shape affecting the measurement result, the arrangement can expediently be designed in such a way that the bridges can be moved to a certain extent in the transverse direction of the body. An expedient embodiment of this arrangement is that the ends of the bridges are supported by bolts on support surfaces, which bolts extend practically parallel to the axis line of the body from the bridges in the direction of the transverse central plane of the body.
Because of their length, these bolts allow a certain movement of their outer ends in the transverse direction of the body, which is sufficient to give the bridges the necessary mobility in the transverse direction of the body. With this latter arrangement, the measuring instrument will measure the dimensional change of that part of the body which is located between the mentioned support surfaces for the inner ends of the bolts.
This part of the body can therefore expediently have a smaller cross-sectional area a. The rest of the body is designed so that a relatively larger part of the compression caused by the compressive force takes place within this part.
The above-mentioned arrangement of bridges for transferring the dimensional change movement of the body to the measuring instrument t also has the advantage that the measuring instrument is easy to use in a simple and practical manner. k can be attached to the body in such a way that the necessary adjustment can easily be made. nn. The measuring instrument can, for example, be attached to one bridge, and a screwable or screwable on the other bridge can be attached to a. Another way adjustable pin can be arranged, which interacts with a sensor element of the measuring instrument.
This latter can be attached outside the body and equipped with a carrier which protrudes through a side opening of the body into the axial bore of the body and is attached to one bridge.
The attached drawings show two exemplary embodiments of the subject matter of the invention.
1 and 2 show an embodiment of the measuring device in axial section, or
- Seen from above in Fig. 1, and
3 shows a second embodiment in an axial section.
The Mēger Figt shown in Fig. 1 and 2 consists ams a body 1, which consists of an elastic material expediently made of steel and is provided with a completely through-going axial bore, so that ¯ the K¯ rper has the shape of a thick-walled tube with flat end faces. The middle part of the body is provided with a recess 2 on the outside, so there. B this part of the body has a smaller cross-sectional area. than the rest of the body has.
A bridge 3 or 4 extending in the transverse direction to the axial direction of the body 1 is attached in each end of the bore of the body 1. In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, each bridge 3 and 4 is provided with a central cup-shaped part which is located in the axial bore of the body and from which part three radial arms 5 protrude, which protrude through Corresponding cutouts 6 in the end faces of the body 1 are performed.
Both the cup-shaped part a. The arms 5 are placed in the body with enough space. The outer ends of the arms 5 are expediently at equal radial distances from the axis of the body 1, and they are each supported by a bolt 7. These bolts 7 extend from the arms 5 parallel to the axis line of the body na-eh inside against the mean cross-sectional area of the body 1.
The bolts 7 have radial clearance in corresponding bores 8 in the body 1 and are provided with pins 9 on their inner inner ends, which are pressed into corresponding holes 10 in the bottom of the bores 8. The inner ends of the bolts 7 rest against the bottoms of the bores 8, which form bases for the bolts 7 support surfaces which are arranged on the body 1 within the outer surface which is coaxial with the bore g.
Each bridge 3 and 4 is only connected to the body 1 at the mentioned support surfaces on the bottoms of the bores 8 through the intermediary of the bolts 7, which support surfaces thus delimit in the axial direction that part of the body 1 whose dimensional change is being measured. This type of attachment gives sufficient freedom of movement between the bridges 3 and 4 on the one hand and the body 1 on the other hand to prevent the bridges 3 and 4 from being significantly influenced by dimensional changes in the transverse direction of the body 1, if the body is compressed.
As mentioned above, the bridges 3 and 4 mentioned above serve to transfer the dimensional change in the axial direction that the body 1 suffers when it is exposed to a force acting in the axial direction to a measuring instrument , which is switched on in a suitable manner between the centers of the bridges 3 and 4 lying on the axis of the body.
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 3, the measuring instrument 11, which can be of any type and is therefore not described in detail here, is partly outside of the body 1, so that the pointer of the measuring instrument is outside of the body is visible.
A with the gesture) of the measuring instrument 11 firmly connected carrier 12 is through an opening 13 in the wall of the body l in the a. xial bore of the same h. guided in and attached to the lower bridge 4 by means of screws. The sensing element of the measuring instrument consists of a movable arm 14 which acts on the pointer (not shown) of the instrument and which is provided with a stop 15.
The upper bridge 3 is provided with a sleeve 16, which is pressed tightly in an axial bore of the same and provided with a nut thread @, into which a viewing hood 17 is screwed, which is provided with an extension in the form of a pin 18, the lower end of which is determined to act on the stop 15, which is also located in the axis line.
For the purpose of zeroing the pointer of the measuring instrument, the screw 17 is by means of a tendon gear 20, 21 with a Ha located outside the body 1. nd- wheel 19 connected so that the screw 17 can be turned by means of the handwheel and the pointer can thereby be set to the zero position.
If the described device is used to measure a compressive force, it is attached in such a way that the force acts on the body in the direction of its axis through the mediation of suitable pressure pads that rest against the end surfaces of the body 1 . Here, the force will cause a certain compression, i.e. a change in dimension of the body 1 in its axial direction.
Since the bridges 3 and 4 participate in this compression movement of the body, the dimensional change in the axis is transmitted through the pin 18 to the stop 15 of the arm 14 of the measuring instrument, which is a measure of the dimensional change, that is to say in In this case, the change in length between the support surfaces for the bolts 7 on the bottoms of the bores 8 indicates. If this change in length does not occur at all points in the pipe wall of the body 1, that is in the present case at all three support points for the bridges 3 and 4 is exactly the same,
so the instrument will give an average of the changes in length at these points.
As a result of the described support arrangement for the bridges 3 and 4, however, other changes in shape of the body 1 will have practically no influence on the bridges 3 and 4. Therefore ka. nn pra. Ktically sufficient certainty can be achieved that the changes in length of the body, l within certain limits for the load in a linear and unambiguous way. mmenhan stand with the pressure acting on the body.
The fact that the body 1 on part 2 between the support surfaces for the bridges 3 and 4 on the bottoms of the bores 8 is designed with a smaller cross-sectional area than on the other parts of the body means that this part is relatively more compressed hue., undergoes a greater dimensional change than the rest of the body.
In the embodiment shown in FIG. 3, the corresponding parts are given the same reference. characters as in Fig. 1 and 2 provided. This embodiment differs from the one described above mainly in that the two bridges 3 and 4 are not provided with arms.
Instead, the cup-shaped bridges rest on surfaces arranged within the outer surface of the body which is coaxial with the bore and which are each formed by an annular shoulder 2. 2 or 23 of the bore of the body 1 and in the axial direction limit that part of the body 1 whose dimensional change is measured. Tension springs 24, 25 are clamped between the two bridges 3 and 4, which keep the bridges in contact with the mentioned paragraphs. Otherwise, the device according to FIG. 3 is designed in the same way as that according to FIGS. 1 and 2, and it is easy to see that it works in the same way.
IAT CLAIM:
MēgerÏt for measuring pressure, with. a cylindrical body anis elastic material, which is exposed in its axial direction to the action of the pressure to be measured, wherein a dimensional change of the body caused by the pressure is measured by means of a measuring instrument connected to the body, characterized in that the body with one i. hn completely penetrating axial bore is provided, and there. ss those surfaces of the body, a.
n which the dimensional change of the same to the! Organs transmitting the measuring instrument are connected, are arranged on the body with the axial bore inside the outer surface coaxial with the bore, and limit in the axial direction that part of the body whose dimensional change is being measured.