DE1096620B - Pneumatisches Messgeraet - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein pneumatisches Meßgerät. Die Wirkungsweise eines pneumatischen Meßgerätes beruht im allgemeinen darauf, daß man einen Luftstrom, dessen Anfangsdruck konstant gehalten wird, durch eine oder mehrere Düsen ausströmen läßt und den in der Luftzuführung sich einstellenden Staudruck mit einem Manometer mißt. Hierbei kann die Düse selbst das zu messende Werkstück sein, z. B. die Düse eines KraftstofrVergasers. Es können aber auch sogenannte Meßidüsen verwendet werden, deren austretende Luftströme durch eine zu messende Werkstückfläche stärker oder schwächer gehemmt werden. Es hat sich gezeigt, daß bereits geringe Maß änderungen am Werkstück beträchtliche Höhenänderungen des Meniskus an einem angeschlossenen Flüssigkeitsmanometer hervorrufen. Dadurch ist die genannte Meßmethode besonders empfindlich und hat sich im Werkstattbetrieb für laufende Feinmessungen aller Art besonders bewährt.

Moderne Fertigungsmethoden verlangen aber heute besonders hohe Stückzahlen; außerdem ist die Bearbeitungsgenauigkeit außerordentlich gesteigert. Diesen beiden Bedingungen werden die genannten Meßinstrumente nicht im vollen Maße gerecht. Bei den bisher üblichen Konstruktionen pneumatischer Meßgeräte steigt nämlich der Meniskus des Flüssigkeitsmanometers nach jeder Messung um ein beachtliches Maß an, weil der Staudruck in der Luftzuführungsleitung zwischen den Messungen bis nahezu auf den Außendruck absinkt. Zu Beginn einer jeden Messung muß also der Meniskus wieder um dieselbe Strecke bis zum Meßbereich absinken. Dabei pendelt der Meniskus mehrere Male um die Meßlage und gestattet erst nach Ablauf einer gewissen Zeit eine sichere Ablesung.

Will man genau ablesen, so kommt noch der folgende Nachteil hinzu: Nach jeder Messung muß so lange gewartet werden, bis die an der Innenwand des Kapillarröhrchens des Manometers haftenden Reste der verdrängten Wassersäule herabgeronnen sind. Je länger man also mit der Ablesung wartet, desto genauer wird das Ergebnis.

Zwar ist es schon bekannt, die Kapillarröhrchen in den Flüssigkeitsmanometern durch solche mit kleinerem Innendurchmesser zu ersetzen. Die Bewegungen des Meniskus werden hierdurch träger und die lästigen Pendelungen um die Meßlage stark gedämpft, aber die übrigen obengenannten ungünstigen Erscheinungen werden keineswegs vermieden.

Weiterhin sind Meßvorrichtungen bekannt, bei denen ein zu starker Druckabfall im Manometer beim Entfernen des zu messenden Werkstückes von der Meßdüse dadurch verhindert wird, daß sich ein Klappenventil in der Luftleitung schließt. Durch den Pneumatisches Meßgerät

Anmelder:

Adam Opel Aktiengesellschaft, Rüsselsheim

Wilhelm Laut, Flörsheim/M., und Paul Ehrenberg, Rüsselsheim, sind als Erfinder genannt worden

vollkommenen Abschluß der Luftleitung geht jedoch der Druckunterschied am Manometer auf Null zurück. Der enge Meßbereich der zu diesen Messungen verwendeten Manometer großer Empfindlichkeit kann

as dabei leicht überschritten werden, so daß unter Umständen die Eichung des Gerätes verlorengeht bzw. Fehlmessungen vorkommen.

Bei einer anderen bekannten Meßvorrichtung wird zum Abschließen bzw. Drosseln der Luftleitung bei Wegnahme des zu messenden Werkstückes ein druckgesteuertes Ventil verwendet, dessen Steuerglied vom Druck vor und hinter der Meßdrossel beeinflußt wird. Die Steuerung ist so abgestimmt, daß die Drücke in dem an beiden Seiten der Meßdrossel angeschlossenen Manometer im wesentlichen in den Grenzen gehalten werden, die auch beim normalen Meßvorgang erreicht werden.

Die Bewegungen des "als Biegehaut ausgebildeten Steuergliedes werden dabei unmittelbar auf das Ventil übertragen. Da im normalen Meßbereich eine Drosselwirkung möglichst nicht eintreten soll, muß dem Ventilteller zur Freilegung des vollen öffnungsquerschnittes ein relativ großer Hub eingeräumt werden. Für das Steuerglied führt aber der große Hub zu einer erhöhten Störanfälligkeit. Außerdem ist die Bewegung des Absperrgliedes wegen des langen Hubes und der Schwierigkeit, die Rückstellkraft der Biegehaut richtig abzustimmen, nicht zu beherrschen, so daß die gewünschte Begrenzung des Meßbereiches des Manometers nicht mit Sicherheit eingehalten . werden kann.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu beseitigen und die großen Höhenänderungen des Meniskus in einem Flüssigkeitsmanometer,

009 697/255

Γ096 620

3 4

wie sie bei ungehindertem'Austritt der Luft im Ver- dadurch den Stromkreis schließt und das Relais 30 gleich zur Flüssigkeitshöhe beim Meßvorgang auf- mit Strom versorgt. Bei Unterschreiten eines betreten würden, ohne einen zu großen, die Störanfällig- stimmten Druckes in der Luftzuführungsleitung 15 keit erhöhenden Hub des-Steuergliedes zu vermeiden. entfernen sich die Kontakte36, 37 voneinander, wo-Dies wird dadurch erreicht, daß an die Luftzuführung 5 durch der Stromkreis wieder unterbrochen wird,
zu den Meßdüsen ein elektrischer Kontaktgeber be- Die Druckmessung erfolgt mit einem Flüssigkeits-

kannter Bauart angeschlossen wird, der in Abhängig- manometer 38, welches neben dem Behälter 10 angekeit von dem Druck in der Luftzuführung ein eben- bracht ist. Das obere Ende 39 des Kapillarrohres ist falls bekanntes, ein Drosselventil betätigendes Relais an die Luftzuführungsleitung 15 angeschlossen, wähsteuert. Dadurch wird die Meßzeit ohne Einbuße an io rend das untere Ende 40 mit dem Behälter 10 verAblesegenauigkeit auf ein Minimum herabgedrückt. bunden ist.

Bed einem Druckabfall in der Leitung zu den Meß- Das Kapillarrohr des Manometers 38 und der Be-

düsen, der nur geringfügig unter dem Meßdruck liegt, hälter 10 bilden somit kommunizierende Röhren, was der. der unteren Toleranzgrenze des zu messenden jedoch für die Wirkungsweise der Anlage ohne BeWerkstückes entspricht, wird der Stromkreis für ein 15 lang ist, da selbstverständlich das Manometer auch Relais geöffnet, worauf schlagartig ein Ventil betätigt vom Behälter 10 getrennt angebracht sein kann,
wird, welches die Zuführungsleitung zu den Meßdüsen Das Manometer 38 ist mit einer Skala 41 ausgedrosselt und einen weiteren Druckabfall verhindert. stattet, deren Teilstrichabstände z.B. jeweils Viooo tnm

Durch die Erfindung ist es möglich, die genannten bedeuten. Ferner sind zwei einstellbare Marken 42 pneumatischen Meßgeräte auch in selbsttätigen 20 und 43 angebracht, deren Abstand !der zugelassenen Maschinenfließreihen (oder sogenannten Transfer- Toleranz T entspricht, innerhalb derer das Maß χ^φ straßen) mit besonders raschem Arbeitstakt einzu- der Bohrung 25 liegen darf. Bleibt der Meniskus des setzen. Es ist möglich, viele Messungen in kurzer Zeit Manometers bei der Messung innerhalb der· ToIebei sehr hoher Genauigkeit auszuführen. ranz T stehen, so ist die Bohrung gut, bleibt der

Der Aufbau des pneumatischen Meßgerätes nach 25 Meniskus oberhalb der Marke 42 .stehen, so ist die der Erfindung wird nun an Hand einer schematischen Bohrung zu groß; fällt schließlich der Meniskus Zeichnung beschrieben: unter die Marke 43, so ist die Bohrung 25 zu klein.

In einen mit Wasser gefüllten, zylinderförmigen In den beiden letzten Fällen wäre das Werkstück 26 Behälter 10 taucht ein Rohr 11 ein, welches mit einer Ausschuß. Es sei ausdrücklich vermerkt, daß die Druckluftversorgungsleitung 12 verbunden ist. Der 30 Maßnahmen zur Konstanthaltung des Anfangsdruckes Luftdruck in der Versorgungsleitung 12 muß so hoch und das Manometer 38 sowie auch der Düsendorn 24 bemessen sein, daß er die in dem Rohr Il befindliche nicht Gegenstände der vorliegenden Erfindung sind. Wassersäule herausdrückt, d.h., daß die Luft am Die Wirkungsweise .der Anlage ist nun wie folgt:

unteren Ende 13 des Rohres 11 in Form von Blasen Es werde angenommen, daß der Düsendorn 24 soeben austritt. Hierdurch wird erreicht, daß die Meßein- 35 in die Bohrung 25 des Werkstückes 26 eingeschoben richtung mit einem stets gleichbleibenden Luftdruck sei. Die in der Druckluftvereorgungsleitung 12 unter versorgt wird. Die Luft tritt durch eine auswechsel- einem gleichbleibenden Druck stehende Luft strömt bare Kopf düse 14 in die Luftzuführungsleitung 15 durch die Kopf düse 14 in die Luftzuführungsleitung ein, die sich bei 16 in zwei Leitungen 17,18 verzweigt. 15 und wirkt auf die Membran 34 des Kontaktgebers

In dem einen Leitungszweig 17 'befindet sich ein 40 33. Der Kontaktgeber 33 ist so einreguliert, daß sich Hahn oder Ventil 19, das in der einen Stellung den die Kontakte 36, 37 in der Meßstellung des Düsenfreien Durchfluß der Luft gestattet und in der anderen domes 24 berühren. Hierdurch wird der Stromkreis Stellung die Luft abschließt. In dem Leitungszweig 18 geschlossen und das Relais 30 mit Strom versorgt und ist ein Reduzierventil bzw. eine einfache Blende 20, der Hahn oder das Ventil 19 geöffnet. Die Luft in der z. B. eine Wand mit einem kleinen Durchtrittsloch 45 Luftzuführungsleitung 15 kann somit ungehindert für die Luft, angeordnet. Zweckmäßigerweise werden durch die Zweigleitung 17 hindurchströmen und gemehrere Blenden mit verschieden großer Drosselwir- langt durch den Gummischlauch 23 zu den Meßdüsen kung bereit gehalten, so daß ihre Größeden jeweiligen 27, 28. Je nach der Größe der Bohrung 25 stellt sich Meßverhältnissen angepaßt wenden kann. Bei 21 ver- ein bestimmter Druck injder Luftzuführungsleitung 15 einigen sich die Leitungezweige 17,18 und bilden ein 50 ein, den das Flüssigkeitsmanometer 38 anzeigt. Je Anschlußstück 22 für den Gummischlauch 23. Dieser nach der Stellung des Meniskus in bezug auf die Gummischlauch 23 führt zu einem Düsendorn 24. Marken 42,43 kann somit die Qualität der Bohrung Dieser Düsendorn 24 dient dazu, zu messen, inwie- 25 oder sogar deren Abweichung vom Konstruktionsweit die Bohrung 25 eines Werkstückes 26 vom Soll- maß χ ^φ auf der Skala 41 abgelesen werden. Nach der maß χ^φ abweicht. Die Druckluft entströmt zwei 55 Messung wird der Düsendorn 24 wieder aus der gegenüberliegenden Meßdüsen 27, 28. Beim Ein- Bohrung 25 herausgezogen. Die Luft kann nunmehr schieben des Düsendornes 24 in die Bohrung 25 wird ungehindert aus den Meßdüsen 27, 28 entweichen, er durch Führungsteile 29 geführt, deren Durchmesser wodurch der Druck in der Luftzuführungsleitung 15 etwas kleiner gehalten sind als das zulässige Kleinst- sofort absinkt. Im gleichen Augenblick trennen sich maß der Bohrung 25. 60 aber die. Kontakte 36, 37 im Kontaktgeber 33, wo-

Der Hahn oder das Ventil 19 wird durch ein durch das Relais 30 stromlos wird und den Hahn oder Relais 30 betätigt, welches über die Stromzuführungen das Ventil 19 schließt. Ehe sich der Druckabfall in 31 mit einer Stromquelle 32 und einem Kontaktgeber der Luftzuführungsleitung 15 bis zum Flüssigkeits-33 verbunden ist. Der Kontaktgeber 33 enthält im manometer fortgepflanzt hat, ist also die Zweigleitung wesentlichen eine Membran 34, deren obere Seite über 65 17 verschlossen. Die Luft kann nunmehr nur noch eine Verbindungsleitung 35 mit der Luftzuführung^- durch die andere Zweigleitung 18 strömen, in welcher leitung 15 in Verbindung steht. An der Unterseite der aber die Blende 20 angebracht ist. Diese verhindert, Membran 34 ist ein elektrischer Kontakt 36 befestigt, daß der Druck in der Luftzuführungsleitung 15 der bei Erreichen eines bestimmten Druckes in der stärker als notwendig absinkt. Die Blende 20 ist so Luftzuführungsleitung 15 den Kontakt 37 berührt, 70 dimensioniert, daß der Meniskus des Manometers 38

nur etwa bis zur Höhe y ansteigt, also nicht weit über die obere Marke 42. Ohne diese Maßnahmen würde der Meniskus bis fast auf das Niveau des Wasserspiegels im Behälter 10 ansteigen, wie ohne weiteres einzusehen ist. Je nach Wahl der Blende 20 kann die Höhe y in bezug auf die obere Marke 42 beliebig eingestellt werden.

Durch die beschriebenen Maßnahmen erhöht sich nicht nur die Meßgeschwindigkeit erheblich, sondern auch die Meßgenauigkeit. Die bisherigen lästigen Schwingungsausschläge des Meniskue sind nicht mehr vorhanden, da die auf die Wassersäule im Kapillarröhrchen wirkende erregende Kraft nunmehr kleiner ist.

Die Meßgenauigkeit wird ferner dadurch erhöht, daß der höchste Stande des Meniskus in unmittelbarer Nähe der oberen Toleranzmarke 42 bleibt, wodurch so wenig wie möglich Fläche der Innenwand des Kapillarröhrchens von der Flüssigkeit benetzt wird. ao

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das skizzierte Schema. So ist es z. B. möglich, die Blende 20 mit dem Ventil 19 zu vereinigen.

Dies kann z. B. derart verwirklicht werden, indem das Ventil 19 so ausgebildet wird, daß es in der einen Stellung den ungehinderten Durchfluß in dem angegebenen Maße drosselt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Pneumatisches Meßgerät, bei welchem der Druckabfall hinter einer Drosselstelle mit einem Flüssigkeitsmanometer gemessen wird und die Höhe des Druckabfalls von den Abweichungen des zu messenden Werkstückes von einem Sollmaß abhängig ist und bei welchem in der Luftzuführung zum Meßgerät ein Ventil eingebaut ist, welches bei Unterschreiten eines Druckes, der nur wenig unterhalb des geringsten Druckes während der Messung liegt, die Luftzuführung abschließt bzw. drosselt, dadurch gekennzeichnet, daß an die Luftzuführung (15) ein Kontaktgeber (33) bekannter Bauart angeschlossen ist, der in Abhängigkeit von dem Druck in der Luftzuführung (15) ein ebenfalls bekanntes, ein Ventil (19) betätigendes Relais (30) steuert.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 829 505, 824 857,
   577, 922 019;

   französische Patentschrift Nr. 748 583.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 009 697/255 12.60