DE1448966C - Pneumatische Langenmeßeinnchtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine pneumatische ersten und zweiten Auslaßkanal abzulenken, und daß Längenmeßeinrichtung mit einer unter Druck stehen- zwei Schnellablaßkanäle vorgesehen sind, von denen den Druckluftzuführung, mit einer Strommeßeinrich- jeder eine Seitenwand gemeinsam mit einem der Austung, die zur Durchführung einer Messung an einem laßkanäle besitzt, wobei diese Seitenwand jeweils Werkstück mit der Drucklufteinrichtung verbunden 5 gegen die Hauptdüse hin zugespitzt ist, so daß der ist und den Druckluftstrom durch das Werkstück in Stromanteil in jedem Auslaßkanal proportional der Abhängigkeit von dessen Länge steuert, mit einer Ablenkung des Hauptstrahles ist.
Stromkompensationseinrichtung, die mit der Druck- Dabei ist es vorteilhaft, wenn mit dem zweiten luftzuführung und der Strommeßeinrichtung und Auslaßkanal eine Signaleinrichtung verbunden ist, die einer Stromanzeigeeinrichtung verbunden ist, die io auf den durch diesen Auslaßkanal fließenden Strom durch das Zusammenwirken der obigen Einrichtung und die gemessene Länge anspricht,
die zu¹ messende Länge anzeigt. Auch können der erste und der zweite Auslaß-Aus dem »Archiv für technisches Messen«, Dez. kanal jeweils mit einer in die Atmosphäre führenden. 1962, Nr. Y 1124—11, S. 267, Fig. 20, ist es be- einstellbaren Entlastungseinrichtung ausgestattet sein, kannt, in einer Meßeinrichtung zwischen Meßfühler 15 An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher und Anzeigesystem einen pneumatischen Verstärker beschrieben. Es zeigt
vorzusehen. _ Fig· 1 eine schematische Darstellung der wirksa-

Aus der deutschen Patentschrift 563 579 ist weiter- men Bestandteile einer beispielsweisen Ausführungshin eine Strahlsteuerung bekannt, bei der aus einer form der Erfindung,

Düse ein Strahl austritt, der auf ein Empfangssystem 20 F i g. 2 eine perspektivische Darstellung einer Strö-

auftrifft, nachdem er seitlich von einem zweiten Flüs- mungsmittelsteuereinrichtung mit fortgebrochenen

sigkeitsstrahl in Abhängigkeit von einer zu steuern- Teilen, die einen Teil der Ausführungsform gemäß

den Größe abgelenkt wurde. der Fig. 1 bildet.

Ferner ist aus der britischen Patentschrift 442 375 Die Erfindung wird in einer beispielsweisen Auseine Meßeinrichtung für Drähte bekannt, bei der ein; 25 führungsform unter Verwendung von Luft als Meß-

Strahl aus einer Hauptdüse auf eine Meßeinrichtung medium beschrieben, wobei die Länge eines Erzeug-

trifft, nachdem er von einem Meßstrahl abgelenkt nisses gemessen wird.

wurde, an dem der zu messende Draht vorbeigeführt Die Druckluftzufuhreinrichtungen einschließlich

wurde, so daß die Intensität des Hilfsstrahles propor- der Luftzufuhrleitung 9, des einstellbaren Druckreg-

tional den Abmessungen des Drahtes ist. 30 lers 10 sowie einer Zuführung 11 sehen einen Durch-.

Weiterhin ist in der deutschen Auslegeschrift fluß gemäß der Darstellung in F i g. 1 vor. Die in 1136 518 eine Steuerungseinrichtung für pneuma- der dargestellten Ausführungsform als Spindel 12 getische oder hydraulische Geräte beschrieben, bei der zeigte .Meßeinrichtung ist angeschlossen, um die Luft zur Auslenkung des Hauptstrahles außer einem ersten von der Zuführung 11 über Meßeinrichtungen auf-Hilfsstrahl ein zweiter Hilfsstrahl Verwendung fin- 35 zunehmen. Die Meßeinrichtung 12 besitzt zwei gegendet. Diese bekannte Einrichtung verwendet außerdem überliegende Mündungen 14 und 15, durch welche noch einen dritten Hilfsstrahl. Dabei wird der Haupt- Meßluft als eine Funktion des Abstandes der Münstrahl mittels eines Steuerstrahles und eines Füh- düngen von einem Werkstück 16 strömt, in welchem rungskörpers abwechselnd geradlinig oder gekrümmt sich eine zylindrische Bohrung befindet, deren Durchgeführt. Dabei verlaufen der erste und der zweite 40 messer die in diesem Beispiel zu messende Länge Hilfsstrahl einander entgegengesetzt. darstellt. Die Meßspindel 12 ist an die Meßeinrich-

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- tung angeschlossen.

gründe, bei einer pneumatischen Längenmeßeinrich- Eine Stromkompensationseinrichtung 20 wird in

tung der eingangs genannten Art unter Verwendung . der Meßeinrichtung in Verbindung mit anderen Be-

des an sich bekannten Prinzips der Strahlstromver- 45. standteilen derselben benutzt. Insbesondere F i g. 2

stärker bewegliche Teile wie Kolben oder Membra- zeigt die Kompensationseinrichtung 20 mit einem

nen zu vermeiden. Gehäuse 21 und eine Anzahl von Kanälen einschließ-

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe be- Hch einer Hauptdüse 22, die darin mit der Leitung 11 steht darin, daß die Stromkompensationseinrichtung und der geregelten Luftzufuhr von dem Regler 10 aus einem pneumatischen Düsenverstärker besteht 50 verbunden ist. Der Durchfluß von der Hauptdüse 22 und in einem Gehäuse eine Hauptdüse, die mit der wird normalerweise von ersten und zweiten Auslaß-Druckluftzuführung verbunden ist, sowie ein erster kanälen 23, 24 aufgenommen, die in dem Gehäuse und ein zweiter Auslaßkanal, die zur Aufnahme des 21 gegenüber der Hauptdü&&22 dargestellt sind. Der aus der Hauptdüse austretenden Stromes gegenüber Luftstrom von der Hauptdüse 22, der normalerweise dieser Hauptdüse angeordnet sind,-vorgesehen sind, 55 ^{nicnt in} den Kanälen 23 und 24 aufgenommen wird, daß der erste Auslaßkanal mit der Stromanzeigeein- wird durch zwei weitere Schnellablaßkanäle 25 und richtung verbunden ist, daß eine erste Steuerdüse, 26 in dem Gehäuse 21 abgeführt, die mit der.iumgedie mit der Druckluftzuführung über ein erstes Dros- benden Atmosphäre in Verbindung stehen. In dem selorgan verbunden ist und stromunterhalb dieses Gehäuse 21 sind erste bzw. zweite Steuerdüsen 30 Drosselorgans eine Zweigverbindung mit der Strom- 60 und 31 angeordnet, die einander entgegenarbeiten meßeinrichtung aufweist, und eine zweite Steuerdüse, und die Luft gegen die aus der Hauptdüse 22 strödie mit der Druckluftzuführung über ein zweites mende Luft und quen zu ihr lenken, um einen be-Drosselorgan verbunden ist, vorgesehen sind, wobei stimmten Durchfluß zu den Aüslaßkanälen 23 und die erste und die zweite Steuerdüse einander gegen- 24 zu erreichen. Somit wird die jeweils in die Ausübcrlicgend und quer zu der Hauptdüse angeordnet 65 laßkanäle 23 und 24 abgelenkte Luftmenge durch sind, um den aus dieser Hauptdüse austretenden . die relative Energie der Steuerdüsen 30 und 31 be-Strahl als kontinuierliche Funktion des durch die stimmt. Die Anordnung der Hauptdüse, der Steuer-Meßeinrichtung fließenden Durchtrittsstromes in den düsen und der Auslaßkanäle ermöglicht die Benut-

zung eines verhältnismäßig niedrigen Energiestromes, z. B. den durch jede der Steuerdüsen 30 und 31 fließenden Strom, um den Strom verhältnismäßig hoher Energie, z. B. den von der Hauptdüse 22 in die Auslaßkanäle 23 und 24 fließenden Strom, in einem beliebigen Verhältnis abzulenken. Wie bereits erwähnt, wird dieses durch eine einfache Veränderung der Energie der Steuerdüsen 30 und 31 erzielt.

Eine Durchlaßeinrichtung, z. B. eine Leitung 37, verbindet die Steuerdüse 30 mit der Druckluftzuführung 11, und ein einstellbares Drosselorgan 40, das in der Leitung 37 angeordnet ist, steuert den Luftdurchfluß zu der Steuerdüse 30. Das Drosselorgan 40 kann für jeden beliebigen, gegebenen Anwendungszweck ausgelegt werden, jedoch ist es wünschenswert, daß es einstellbar ist, und zwar für solche Fälle, in denen die richtige Größe der Drosselung anfänglich festgelegt und Änderungen in der Linearität des Meßsignals ausgeglichen werden. Solche Änderungen können durch viele Faktoren hervorgerufen werden, beispielsweise durch Abnutzung in den bei einer gegebenen Anwendungsart benutzten Werkzeugen und Unvollkommenheiten an Einzelteilen, die beispielsweise durch Herstellungsfehler verursacht sein können.

Ein weiteres Drosselorgan 41 gestattet eine Verstärkungsänderung der Meßeinrichtung, indem es eine Änderung der grundsätzlichen Durchflußmenge in dem Kanal oder der Leitung 42 zur Steuerdüse 31 ermöglicht. Die Leitung 42 zu der Steuerdüse 31 ist hinter dem Drosselorgan 41 und vor der Meßspindel 12 mit der Meßeinrichtung verbunden, und somit wird die Energie der Steuerdüse 31 durch die gemessene Länge bestimmt. Die Steuerdüse 31 wirkt der Steuerdüse 30 entgegen, um den Fluß von der Hauptdüse 22 proportional zwischen den Auslaßkanälen 23 und 24 abzulenken, so daß der Durchfluß in jedem Kanal entsprechend dieser Eigenschaft reflektiert wird.

In der dargestellten Ausführungsform tritt die Luft von dem Auslaßkanal 24 in eine Leitung 32 zu dem einen Ende der Anzeigeeinrichtung ein, die als transparentes Rohr 33 mit einer gleichmäßigen inneren Neigung dargestellt ist. Durch das transparente Rohr 33 ist ein Anzeigeschwimmer 34 sichtbar, der mit diesem in Abhängigkeit von dem Durchfluß durch das Rohr, wie er durch die gemessene Länge bestimmt wird, zusammenarbeitet. An dem gegenüberliegenden Ende des Rohres 33 ist eine einstellbare Sicherheitseinrichtung 35 vorgesehen, die den durch das Rohr hindurchführenden Durchfluß in die Atmosphäre ableitet. Die Sicherheitseinrichtung 35 wird benutzt, um die Stellung des Schwimmers 34 in dem Rohr 33 für eine Anfangseichung einzustellen. In Verbindung mit dem Rohr 33 und dem Schwimmer 34 kommt eine Skala 36 zur Anwendung, um eine unmittelbare Anzeige des Durchflusses und somit der Länge des Erzeugnisses (oder in diesem Anwendungsbeispiel des Durchmessers) zu haben.

In die Leitung 32 ist eine einstellbare Entlastungseinrichtung 43 eingebaut, die dann zur Verwendung kommt, wenn es erwünscht ist, den Durchfluß durch das abgeschrägte Rohr zu verringern. Die Entlastungseinrichtung 43 trägt weiter zur Vielseitigkeit der Einrichtung bei und ermöglicht die Verwendung einer Signaleinrichtung innerhalb großer Bereiche.

Eine weitere einstellbare Entlastungseinrichtung 44 ist in der Leitung 45 vorgesehen, die an den Auslaßkanal 23 angeschlossen ist. Diese Einrichtung kann benutzt werden, um einen gesteuerten Durchflußwiderstand vorzusehen, so daß nötigenfalls eine weitere Signaleinrichtung, z. B. eine in die Leitung 45 eingebaute Signaleinrichtung 46, ebenfalls genau gesteuert werden kann. Die Signaleinrichtung 46 schließt einen Balg ein, welcher mit der Leitung 45 in Verbindung steht und sich gemäß dem Druck in dieser Leitung, wie er durch die Einrichtung 44 eingestellt

ao ist, durchbiegt, um durch Betätigung elektrischer Schalter bei vorher festgelegten Höhen ein elektrisches Ausgangssignal zu geben. Wenn die Signaleinrichtung 46 in Verbindung mit dem Rohr 33 benutzt wird, dann kann an dem Rohr eine kontinuierliche Anzeige der Länge des Erzeugnisses dargestellt werden, während die Signaleinrichtung 46 eine Anzeige der Länge auf einer beliebigen Basis je nach Bedarf gibt, beispielsweise beim Sortieren oder Ausscheiden von Teilen als eine Funktion einer vorher festgelegten Erzeugniseigenschaft.

Im Betrieb ist es offensichtlich, daß bei einer Zunahme des Luftstromes durch die Meßspindel 12 die Energie der Steuerdüse 31 entsprechend abnimmt, was die Steuerdüse 30 veranlaßt, einen verstärkten Durchfluß von der Hauptdüse 22 in den Auslaßkanal 24 hinein abzulenken. Dieses erhöht den Durchfluß durch das transparente Rohr 33 und verursacht einen Anstieg des Schwimmers 34, der dann ein großes Loch in dem Werkstück 16 anzeigt. Wenn das Loch in dem Werkstück 16 verhältnismäßig klein ist, dann fließt weniger Luft aus der Spindel 12 heraus und erhöht dadurch den Durchfluß durch die Steuerdüse 31, um mehr Luft von der Hauptdüse 22 in den Auslaßkanal 23 und entsprechend weniger in den Auslaßkanal 24 abzulenken. Dieses würde zu einem geringeren Durchfluß in dem Rohr 33 führen, und der Schwimmer würde eine niedrigere Anzeige als vorher geben.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Verstärkung der Ansprechempfindlichkeit des Schwimmers 34 auf lichte Räume des Werkstückes sowohl durch den' Verstärker 20 als auch durch die innere Neigung des Rohres 33 erreicht wird, so daß die Einrichtung in der Lage ist, einen großen Verstärkungsbereich zu bewältigen und äußerst hohe Verstärkungen durchzuführen. Obwohl sich der Durchfluß durch die Meßöffnungen der Spindel 12 nicht unbedingt linear jnit den Veränderungen in dem lichten Raum des Werkstückes oder in diesem Falle im Durchmesser ändert, ist doch eine charakteristische Ansprechkurve vorhanden. Durch Einstellungen der Drosselorgane 40 und 41 kann die Stromkomp'ensationseinrichtung so eingestellt werden, -daß sie nicht nur verstärkte Durchflußänderungen in den Auslaßkanälen 23 und 24 vorsieht, sondern auch in ausgleichender Weise wirkt, so daß diese Durchflußänderungen entweder auf Veränderungen im lichten Raum des Werkstückes linear ansprechen oder gegenüber bekannten Meßanlagen, die ein Strömungsmittelmedium verwenden, von stark verbesserter Linearität sind. Dieses ermöglicht die Benutzung eines einzigen Rohres 33 in Kegelform oder mit verringertem Querschnitt innerhalb eines äußerst weiten Bereiches von Meßverstärkungen, die früher eine Anzahl von Rohren unterschiedlicher Konizität verlangten, und die jeweils konstanten Querschnitt für lineare Anzeige aufwiesen. Es ist beispielsweise durch die Erfindung möglich, ein einziges Anzeigerohr innerhalb eines

Verstärkungsbereiches von 2000 bis 100 000 zu verwenden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Pneumatische Längenmeßeinrichtung mit einer unter Druck stehenden Druckluftzuführung, mit einer Strommeßeinrichtung, die zur Durchführung einer Messung an einem Werkstück mit der Drucklufteinrichtung verbunden ist und den Druckluftstrom durch das Werkstück in Abhängigkeit von dessen Länge steuert, mit einer Stromkompensationseinrichtung, die mit der Druckluftzuführung und der .Strommeßeinrichtung und einer Stromanzeigeeinrichtung verbunden ist, die durch das Zusammenwirken der obigen Einrichtung die zu messende Länge anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromkompensationseinrichtung (20) aus einem pneumatischen Düsenverstärker besteht und in einem Gehäuse (21) eine Hauptdüse (22), die mit der Druckluftzuführung (11) verbunden ist, sowie ein erster und ein zweiter Auslaßkanal (23, 24), die zur Aufnahme des aus der Hauptdüse austretenden Stromes gegenüber dieser Hauptdüse angeordnet sind, vorgesehen sind, daß der erste Auslaßkanal (24) mit der Stromanzeigeeinrichtung (33) verbunden ist, daß eine erste Steuerdüse (31), die mit der Druckluftzuführung (11) über ein erstes Drosselorgan (41) verbunden ist und stromunterhalb dieses Drosselorgans eine Zweigverbindung mit der Strommeßeinrichtung (12) aufweist, und eine zweite Steuerdüse (30), die mit der Druckluftzuführung (11) über ein zweites Drosselorgan (40) verbunden ist, vorgesehen sind, wobei die erste und die zweite Steuerdüse (31, 30) einander gegenüberliegend und quer zu der Hauptdüse angeordnet sind, um den aus dieser Hauptdüse austretenden Strahl als kontinuierliche Funktion des durch die Meßeinrichtung (12) fließenden Durchtrittsstromes in den ersten und zweiten Auslaßkanal (23, 24) abzulenken, und daß zwei Schnellablaßkanäle (25, 26) vorgesehen sind,- von denen jeder eine Seitenwand gemeinsam mit einem der Auslaßkanäle (23, 24) besitzt, wobei diese Seitenwand jeweils gegen die Hauptdüse (22) hin zugespitzt ist, so daß der Stromanteil in jedem Auslaßkanal (23, 24) proportional der Ablenkung des Hauptstrahles ist.

2. Meß vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem zweiten Auslaßkanal (23) eine Signaleinrichtung (46) verbunden ist, die auf den durch diesen Auslaßkanal fließenden Strom und die gemessene Länge anspricht.

3. Meß vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Auslaßkanal (23, 24j jeweils mit einer in die Atmosphäre führenden, einstellbaren Entlastungseinrichtung (43, 44) ausgestattet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen