CH669256A5 - Hydraulischer druckaufnehmer. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Druckaufnehmer, bei welchem sich die inkompressible Flüssigkeit in einem elastischen, von einem äusseren Druck beaufschlagbaren, rohrförmigen Gehäuse befindet, das mit mindestens einem Manometer oder Wandler verbindbar ist.

Durch den gleichen Anmelder ist bereits ein hydraulischer Druckaufnehmer der vorgenannten Art bekannt geworden, der von erheblicher Länge und an beliebiger Stelle seines Gehäusemantels von Druck beaufschlagbar sein kann, ohne dass Abweichungen bei den relativen Messwerten gleicher Drücke an unterschiedlichen Stellen des elastischen Druckaufnehmergehäuses erwartet werden müssen. Hierfür wird im Innern des rohrförmigen Gehäuses wenigstens angenähert mittig und in Gehäuselängsrichtung ein starres Rohr angeordnet, dessen Mantel mit der Innenwandung des Gehäuses einen Umfangsspalt begrenzt, der an beiden Stirnseiten verschlossen ist, wobei das Innenrohr mit seinem einen Ende zum Anschluss an das Manometer oder den Wandler bestimmt ist und eine Mehrzahl über die ganze Rohrlänge verteilte Radial-Bohrungen aufweist.Es wurde dabei gefunden, dass die durch ein Ausweichen der Druck übertragungsflüssigkeit entstehenden Fehler eliminiert werden, indem der Flüssigkeitsdruck nicht mehr im elastischen Druckaufnehmergehäuse, sondern im starren Innenrohr gemessen wird. Zudem erhält die im Innenrohr fortschreitend abnehmende Wellenenergie an jeder Stelle einer Radial-Bohrung einen den Energieverlust ausgleichenden Energieimpuls.

Es hat sich nun aber gezeigt, dass durch quasi punktförmige Belastungen an unterschiedlichen Stellen des elastischen Druckaufnehmergehäuses weiterhin Abweichungen bei den relativen Messwerten gleicher Drücke entstehen.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den bekannten hydraulischen Druckaufnehmer weiter so auszugestalten, dass dieser an beliebiger Stelle seines Gehäusemantels punktförmig von Druck beaufschlagt werden kann, ohne dass hierbei Abweichungen bei den relativen Messwerten gleicher Drücke entstehen.

Dies wird erfindungsgemäss zunächst dadurch erreicht, dass die zur Druckaufnahme bestimmte Wandung des rohrförmigen Gehäuses mit einer druckübertragenden Längsarmierung in Berührungskontakt steht.

Durch diese Längsarmierung wird bei einer äusseren punktförmigen Belastung des elastischen Druckaufnehmergehäuses eine breitflächige, praktisch verlustfreie Druckverteilung im Innern des Gehäuses erreicht, mit dem Ergebnis praktisch immer gleicher relativer Messwerte. Dies lässt eine vereinfachte Ausführungsform ohne starrem Innenrohr zu.

Optimalste Verhältnisse zur Verwendung solcher hydraulischer Druckaufnehmer für hochpräzise Einrichtungen werden hingegen dann erreicht, wenn bei einer spezifischen Ausführungsform des erfindungsgemässen Druckaufnehmers sich im Innern des rohrförmigen Gehäuses wenigstens angenähert mittig und in Gehäuselängsrichtung ein starres Rohr erstreckt, dessen Mantel mit der Innenwandung des Gehäuses einen Umfangspalt begrenzt, der an beiden Stirnseiten verschlossen ist, wobei das Innenrohr mit mindestens seinem einen Ende zum Anschluss an ein Manometer oder Wandler bestimmt ist und eine Mehrzahl über die ganze Rohrlänge verteilte Radial-Bohrungen aufweist.

Vorzugsweise Ausführungsformen des erfindungsgemässen Druckaufnehmers bestehen darin, dass die Längsarmierung ein innen- oder aussenseitig der zur Druckaufnahme bestimmten Wandung des Gehäuses an dieser anliegendes Federstahlband ist oder dass die Längsarmierung ein äusseres, die zur Druckaufnahme bestimmte Wandung sowie Teile der anschliessenden Seitenwandungen des Gehäuses umschliessendes U-Profil ist.

Für eine ortsfeste Abstützung solcher Druckaufnehmer ist es zudem von Vorteil, wenn das rohrförmige Gehäuse in seiner Längserstreckung in einem bodenseitigen U-Profil gefasst ist.

Weiter betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung des erfindungsgemässen hydraulischen Druckaufnehmers für eine Waage bzw. als Trittmatte durch Nebeneinanderanordnen einer Mehrzahl solcher Druckaufnehmer, welche mit einer Auswerteeinrichung verbindbar sind.

Die Verwendung für eine Waage kann dadurch erreicht werden, dass zwei Druckaufnehmer parallel voneinander distanziert angeordnet werden und auf diese eine Waageplatte aufgesetzt wird und die Druckaufnehmer je mit ihren beiden Enden mit einer Druckdifferenz-Schaltungsanordnung verbunden werden.

Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1. einen bekannten hydraulischen Druckaufnehmer in schaubildartiger Darstellung, teilweise im Schnitt; Fig. 2 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemässen hydraulischen Druckaufnehmers in schaubildartiger Teildarstellung; Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen hydraulischen Druckaufnehmers im Querschnitt; und Fig. 4 eine Verwendung der Anordnung gemäss Fig. 2 für eine Waage.

Der in Fig. 1 veranschaulichte, bekannte Druckaufnehmer umfasst ein elastisches Aussenrohr 1 aus einem geeigneten Elastomer oder dgl. von beispielsweise einer Gebrauchslänge von 100 cm oder mehr. Der Querschnitt des Rohres 1 kann beliebig sein.

Die lichte Weite des Druckaufnahmerohres 1 kann beispielsweise 10 x 20 mm betragen.

Im Innern des rohrförmigen Gehäuses 1 erstreckt sich mittig und in Gehäuselängsrichtung ein starres Rohr 2 aus einem geeigneten Material, beispielsweise Messing. Der Aussenmantel dieses Innenrohres 2 und die innere Wandung des Gehäuses 1 begrenzen dabei einen Umfangsspalt 3, der an seinen beiden Enden durch Stirnflächen 5 und 6 am rohrförmigen Gehäuse 1 verschlossen ist. Hierbei stützen sich die Enden 8 und 10 in geeigneter Weise an den genannten Stirnflächen 5 bzw. 6 flüssigkeitsdicht ab. Das Innenrohr 2 trägt ferner an seinem anschlussseitigen Ende 8 ein geeignetes Kupplungsstück 9, welches zweckmässig die betreffende Stirnseite 5 des Gehäuses 1 durchdringt. Mit diesem Kupplungsstück 9 ist das Innenrohr 2 an hier nicht näher gezeigte Druckanzeigemittel oder Auswerteeinrichtungen oder Signal umwandler oder ähnliches anschliessbar.An seinem anderen Ende 10 ist das Innenrohr 1 druckfest verschlossen, wobei diese Stirnseite des Innenrohres von einer Entlüftungsschraube 7 durchsetzt ist, die gestattet, das ganze System entsprechend zu entlüften. Vergleichsweise der lichten Weite des Gehäuses list der Durchmesser des Innenrohres 2 relativ klein und beträgt hier beispielsweise einen Aussendurchmesser von 5 mm und einen Innendurchmesser von 4 mm.

Das Innenrohr 2 ist mit einer Mehrzahl Radial-Bohrungen 4 versehen. Diese Radial-Bohrungen 4 weisen einen düsenartigen Durchmesser von hier beispielsweise 1 mm auf und sind über die ganze Länge des Innenrohres 2 verteilt.

Das ganze vorbeschriebene System ist mit einer inkompressiblen Flüssigkeit, beispielsweise mit Wasser, gegebenenfalls mit einem Frostschutzzusatz gefüllt und steht vorzugsweise unter einem Vorspannungsdruck von 0,01 bis beispielsweise 0,7 BAR, um den Druckwiderstand des elastischen Druckaufnehmergehäuses 1 zu erhöhen.

Ein solches bekanntes System ist nun zwar in der Lage, die Messgenauigkeit vergleichsweise anderen bekannten Systemen um ein Vielfaches zu erhöhen und so den Anwendungsbereich solcher Systeme ganz erheblich zu erweitern, genügt aber nicht allen Anforderungen.

Insbesondere soll die Möglichkeit bestehen, mit einer einfacheren Konstruktion vergleichbare Ergebnisse zu erzielen, bzw. in Kombination mit dem vorbeschriebenen Innenrohr optimale Verhältnisse zu erzielen.

Hierfür ist gemäss den Fig. 2 und 3 vorgesehen, die zur Druckaufnahme bestimmte Wandung 1' des rohrförmigen Gehäuses 1 mit einer druckübertragenden Längsarmierung 11 bzw. 11' in Berührungskontakt zu bringen.

Diese Längsarmierung ist gemäss Fig. 2 ein innenseitig der zur Druckaufnahme bestimmten Wandung 1' des Gehäuses 1 an dieser anliegendes Federstahlband 11. Dieses kann mit der betreffenden Wandung 1' durch Vulkanisieren oder dgl.

verbunden sein.

Es ist aber auch möglich, das Federstahlband 11 aussenseitig anzuordnen oder gemäss Fig. 3 als Längsarmierung ein äusseres, die zur Druckaufnahme bestimmte Wandung 1' sowie Teile der anschliessenden Seitenwandungen des Gehäuses 1 umschliessendes U-Profil 11' vorzusehen.

Alle Anordnungen sind in Kombination mit dem Innenrohr 2 möglich. Für eine optimale Fassung solcher Druckaufnahmegehäuse 1 können diese in ihrer Längserstreckung in einem bodenseitigen U-Profil 12 gefasst sein, wie das in Fig. 2 angedeutet ist.

Ohne das vorbeschriebene Innenrohr sind die Druckaufnahmegehäuse 1 an ihren Enden selbst in geeigneter Weise mit Anschlussmitteln für die Druckanzeigemittel versehen, was hier nicht näher erläutert werden muss, da dies als bekannt angesehen wird.

Wie bekannt kann nun auch hier eine Trittmatte 13 mit einer Mehrzahl solcher vorbeschriebenen hydraulischen Druckaufnehmer unterlegt und das Ganze an eine entsprechende Auswerteeinrichtung angeschlossen werden, um beispielsweise der Orthopädie ein Diagnosemittel zur präzisen Messung und Aufzeichung von Bewegungsabläufen beim Begehen der Trittmatte in die Hand zu geben.

Eine weitere Verwendung solcher hydraulischer Druckaufnehmer für eine Waage ist in Fig. 4 veranschaulicht. Hierbei sind zwei parallele, voneinander distanzierte, eine Waageplatte 13' tragende Druckaufnehmer 1 vorgesehen, welche je mit ihren beiden Enden mit einer Druckdifferenz-Schaltungsanordnung 14 verbunden sind.

Eine solche Waage ist für alle Last- und Belastungsarten geeignet und bei einem relativ sehr einfachen Anbau von höchster Präzision.

Claims (8)

1. PATENTANSPRÜCHE Hydraulischer Druckaufnehmer, bei welchem sich die inkompressible Flüssigkeit in einem elastischen, von einem äusseren Druck beaufschlagbaren, rohrförmigen Gehäuse befindet, das mit mindestens einem Manometer oder Wandler verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Druckaufnahme bestimmte Wandung (1') des rohrförmigen Gehäuses (1) mit einer druckübertragenden Längsarmierung (11;11') in Berührungskontakt steht.
2. 2. Druckaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Innern des rohrförmigen Gehäuses (1) wenigstens angenähert mittig und in Gehäuselängsrichtung ein starres Rohr (2) erstreckt, dessen Mantel mit der Innenwandung des Gehäuses einen Umfangspalt (3) begrenzt, der an beiden Stirnseiten (5,6) verschlossen ist, wobei das Innenrohr (2) mit mindestens seinem einen Ende (8) zum Anschluss an ein Manometer oder Wandler bestimmt ist und eine Mehrzahl über die ganze Rohrlänge verteilte Radikal Bohrungen (4) aufweist.
3. 3. Druckaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsarmierung (11) ein innen- oder aussenseitig der zur Druckaufnahme bestimmten Wandung (1') des Gehäuses (1) an dieser anliegendes Federstahlband ist.
4. 4. Druckaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsarmierung (11') ein äusseres, die zur Druckaufnahme bestimmte Wandung (1') sowie Teile der anschliessenden Seitenwandungen des Gehäuses (1) umschliessendes U-Profil ist.
5. 5. Druckaufnehmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Gehäuse (1) in seiner Längserstreckung in einem bodenseitigen U-Profil (12) gefasst ist.
6. 6. Verwendung des hydraulischen Druckaufnehmers nach Anspruch 1 für eine Waage.
7. 7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Druckaufnehmer parallel angeordnet werden und auf diese voneinander distanziert eine Waageplatte (13') aufgesetzt wird und die Druckaufnehmer je mit ihren beiden Enden mit einer Druckdifferenz-Schaltungsanordnung (14) verbunden werden.
8. 8. Verwendung des hydraulischen Druckaufnehmers nach Anspruch 1 als Trittmatte durch Nebeneinanderanordnen einer Mehrzahl solcher Druckaufnehmer, welche mit einer Auswerteeinrichtung verbindbar sind.