DE1069402B

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Publication number: DE1069402B
Application number: DENDAT1069402D
Authority: DE
Publication date: 1959-11-19

Description

Hydraulische Kolben-Druckmeßdose Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Kolben-Druckmeßdose, bei der die bewegliche und flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen Kolben und Dosengrundkörper durch ein nachgiebiges, flüssigkeitsundurchlässiges Material, wie Gummi od. dgl., hergestellt ist.Hydraulic Piston Load Cell The invention relates to a hydraulic piston pressure cell with which the movable and liquid-tight Connection between piston and can body by a flexible, liquid-impermeable one Material such as rubber or the like. Is made.

Bei den bekannten Druckmeßdosen wird der mit Flüssigkeit gefüllte Raum lediglich durch zwei im mittleren Teil eine Ausnehmung bildenden Platten od. dgl. gebildet, die in der Regel durch außen an der Peripherie der Meßdose angeordnete Schrauben miteinander verbunden werden. Derartige Bauarten lassen keine seitlichen Verschiebungen der beweglichen Platte bzw. des Kolbens zu, sind schwer zu dichten und benötigen für Messungen vergleichsweise große Hübe. In the known pressure cells, the one filled with liquid Space only od by two plates forming a recess in the middle part. Like. Formed, which are usually arranged by the outside on the periphery of the load cell Bolts are connected to each other. Such types of construction leave no side Displacements of the movable plate or the piston are difficult to seal and require comparatively large strokes for measurements.

Bekannt sind ferner Mehrkraftmesser, die aus zwei parallel geschalte,ten, räumlich voneinannder getrennten, elastischen Einzelkraftmessern in Gestalt von zwei Meßdosen bzw. zwei unter atmosphärischem Druck stehende Flüssigkeitsräumen bestehen. Solche Mehrkraftmesser sprechen auf Druckdifferenz der beiden Einzelmeßdosen od. dgl. an. Also known are multi-force meters, which consist of two parallel-connected, th, spatially separated, elastic individual dynamometers in the form of two load cells or two liquid spaces under atmospheric pressure exist. Such multi-force meters speak to the pressure difference between the two individual load cells or the like.

Demgegenüber zeichnet sich die Erfindung durch einen den Kolben und den Grundkörper umschließenden ringförmigen Bauteil aus, der durch Ringe aus dem nachgiebigen, flüssigkeitsundurchlässigen Material einerseits mit dem Kolben, andererseits mit dem Grundkörper verbunden ist. Dadurch wird eine besonders gut abgedichtete Druckmeßdose geschaffen, die zugleich meßtechnisch besonders günstig ist. Der Vorteil des als schwebende Muffe wirkenden, den Grundkörper umschließenden, zwischen diesem und dem Kolben elastisch angeordneten Bauteils liegt darin, daß dadurch beachtliche Seitenverschiebungen möglich sind, die ohne nennenswerten Einfluß auf die Meßgenauigkeit bleiben. Weiterhin sind die Absenkungen des Kolbens, bezogen auf den den Grundkörper umschließenden Bauteil, und die Absenkung dieses Bauteils, bezogen auf den Grundkörper, jeweils gleich der halben Gesamtsenkung. In contrast, the invention is characterized by the piston and the base body enclosing the annular component, which is formed by rings from the compliant, liquid-impermeable material on the one hand with the piston, on the other hand is connected to the base body. This makes a particularly well sealed Pressure cell created, which is also particularly favorable in terms of measurement technology. The advantage acting as a floating sleeve, enclosing the base body, between this and the piston resiliently arranged component is that thereby considerable Lateral shifts are possible without any significant influence on the measurement accuracy stay. Furthermore, the lowering of the piston, based on the base body surrounding component, and the lowering of this component, based on the base body, each equal to half the total reduction.

Eine der Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung besteht beispielsweise darin, daß dieselbe als Mehrfachdose ausgebildet ist, indem mindestens zwei, vorzugsweise mehrere an ihrem Kreisumfang abgedichtete, durch eine gemeinsame lastaufnehmende Platte abgedeckte Kolben in gleichen radialen Abständen von der Längssymmetrieachse der Meßdose und in gleichen Teilkreisabständen voneinander, d. h. im Winkel zueinander, und koaxial zu den ihnen zugeordneten, auf ihrem Kreisumfang ebenfalls abgedichtete Zapfen angeordnet sind, die zusammen mit den Kolben von einem gemeinsamen ringförmigen Bauteil umschlossen und über ihre mittigen Kanäle und radialen Kanäle mit einem zentralen Durchlaß verbunden sind. One of the possible embodiments of the invention is, for example in that the same is designed as a multiple can by at least two, preferably several sealed on their circumference, by a common load-bearing Plate covered pistons at equal radial distances from the longitudinal axis of symmetry the load cell and at equal pitch circle distances from one another, d. H. at an angle to each other, and coaxial to their assigned, also sealed on their circumference Pins are arranged, which together with the piston of a common annular Component enclosed and via its central channels and radial channels with a central passage are connected.

Weitere Vorkehrungen, Abwandlungen, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind nachstehend an Hand einiger Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung erläutert. Es zeigt Fig. 1 den Aufriß einer Baueinheit mit einem einzelnen lastaufnehmenden Kolben, teilweise im Schnitt, Fig. 2 den Aufriß einer anderen Bauart, ebenfalls mit einem einzelnen lastaufnehmenden Kolben, im Schnitt, Fig. 3 den Grundriß einer weiteren Bauart mit drei lastaufnehmenden Kolben, die an einer die Belastung aufnehmenden Platte angeordnet sind, Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 3. Further arrangements, modifications, details and advantages of the Invention are related below with reference to some exemplary embodiments explained with the drawing. It shows Fig. 1 is an elevation of a structural unit with a individual load-bearing pistons, partially in section, Fig. 2 is an elevation of a other design, also with a single load-bearing piston, in section, Fig. 3 is a plan view of a further design with three load-bearing pistons, the are arranged on a load-absorbing plate, Fig. 4 is a section along line A-A of FIG. 3.

Zu Fig. 1: Diese konstruktive Ausführung der Erfindung weist einen Grundkörper 1 mit einer ebenen, bearbeiteten Oberfläche 2 und einem querverlaufenden Durchlaß 3 auf, der vom äußeren Umfang des Körpers bis zu dessen Mittelpunkt verläuft, wo er mit dem unteren Ende eines Durchganges 4 verbunden ist. To Fig. 1: This constructive embodiment of the invention has a Base body 1 with a flat, machined surface 2 and a transverse one Passage 3, which runs from the outer periphery of the body to its center, where it is connected to the lower end of a passage 4.

Letzterer führt bis zur Oberseite 2.The latter leads to the top 2.

Die Vorrichtung besteht weiterhin aus einem Kolben 5, der nach dem Zusammenbau der gesamten Einheit senkrecht über der oberen Oberfläche 2 des Grundkörpers in einem Abstand von diesem angeordnet ist. The device also consists of a piston 5, which after Assemble the entire unit vertically above the upper surface 2 of the base body is arranged at a distance from this.

Ein flüssigkeitsundurchlässiger, elastischer Rundschnurring 6, der z. B. aus Gummi oder synthetischem, gummiartigem Material hergestellt ist, ist mit seinem inneren Umfang flüssigkeitsdicht in einer Ausnehmung 7 nahe der unteren Endfläche des Kolbens augebracht. DerselbeRing faßt mit seinem äußeren Umfang abdichtend in die Ausnehmung 8. Letztere befindet sich am inneren Umfang einer schwebend angeordneten Muffe 9, deren Länge so bemessen ist, daß ihre untere Kante sich unterhalb der Oberfläche 2 des Grundkörpers befindet. Ein gleichartiger, flüssigkeitsundurchlässiger Rundschnurring 10, der ebenfalls z. B. aus Gummi oder entsprechendem synthetischem Material hergestellt sein kann, ist mit seinem inneren Umfang flüssigkeitsdicht in einer Ausnehmung 11 im Grundkörper nahe dessen Oberfläche 2 angebracht.A liquid-impermeable, elastic O-ring 6, the z. B. made of rubber or synthetic, rubber-like material is with its inner circumference liquid-tight in a recess 7 near the lower end surface of the piston brought out. The same ring grips with its outer circumference sealingly in the recess 8. The latter is located on the inner circumference of a floating arranged sleeve 9, the length of which is such that its lower edge is below the surface 2 of the base body is located. A similar, liquid-impermeable one O-ring 10, which is also z. B. made of rubber or equivalent synthetic Material can be made is liquid-tight with its inner circumference mounted in a recess 11 in the base body near its surface 2.

Derselbe Ring faßt mit seinem äußeren Umfang in eine Ausnehmung 12, die an der Muffe angebracht ist.The same ring engages with its outer circumference in a recess 12, which is attached to the sleeve.

Die schwebend angebrachte Muffe ist am oberen und unteren Ende bearbeitet, so daß die Ausnehmungen 13 und 14 entstehen, in denen die Dichtungsringe 15 und 16 angebracht sind. Die durch Bearbeitung entstehenden dünnen Wände der Muffe sind nach innen gebogen, so daß sie auf den abgeschrägten Flächen 15 a und 16 a der Ringe aufliegen und diese somit in ihrer Lage festhalten. Nach dem Anbringen der Ringe wird der zwischen den Dichtungsringen und dem Kolben 5 sowie dem Grundkörper 1 vorhandene Spielraum mit Dichtungstreifen 17 und 18 aus Gummi oder synthetischem Material ausgefüllt. The floating sleeve is machined at the top and bottom, so that the recesses 13 and 14 arise in which the sealing rings 15 and 16 are attached. The thin walls of the sleeve resulting from machining are bent inwards so that they are on the beveled surfaces 15 a and 16 a of the rings and hold them in place. After attaching the rings becomes the existing between the sealing rings and the piston 5 and the base body 1 Space filled with sealing strips 17 and 18 made of rubber or synthetic material.

Der querverlaufende Durchlaß 3 im Grundkörper 1 ist durch ein Rohr 19 mit einer Druckmeßeinrichtung verbunden, wie z. B. einem Druckmeßgerät mit einer Anzeigevorrichtung, die der zu messenden Belastung entsprechend ausgelegt ist. Die Kammer 21, die begrenzt wird durch den Kolben 5, den Grundkörper 1, die beiden elastischen Rundschnurringe 6 und 10 und die innere Seite der Muffe9 sowie die beiden Kanäle 3 und 4 im Grundkörper und das Rohr 19, das zur Meßeinrichtung führt, sind mit Flüssigkeit gefüllt. The transverse passage 3 in the base body 1 is through a pipe 19 connected to a pressure measuring device, such as. B. a pressure gauge with a Display device designed according to the load to be measured. the Chamber 21, which is limited by the piston 5, the base body 1, the two elastic O-rings 6 and 10 and the inner side of the socket9 and the two channels 3 and 4 in the base body and the tube 19, which leads to the measuring device, are with liquid filled.

Die zu messende Last wird auf einen Buckel 5a im Kolben aufgelegt. Infolge der Elastizität der Ringe wird der Kolben in Richtung auf den Grundkörper verlagert, und die einwirkende Belastung auf dem Meßgerät in einer Maßeinheit des Druckes angezeigt.The load to be measured is placed on a boss 5a in the piston. As a result of the elasticity of the rings, the piston moves in the direction of the base body shifted, and the applied load on the measuring device in a unit of measure des Pressure displayed.

Tn der in Fig. 2 dargestellten Bauart werden an Stelle elastischer Rundschnurringe, die in Ausnehinungen der Muffe 21, des Kolbens 22 und des Grundkörpers eingreifen, elastische Ringe 23 und 24 vorgesehen, die mit ihrem inneren Umfang an der Muffe 21 etwa durch Ankleben, Anvulkanisieren oder in ähnlicher Weise befestigt sind. Tn of the type shown in Fig. 2 become more elastic instead O-rings, which are in recesses of the sleeve 21, the piston 22 and the base body engage, elastic rings 23 and 24 provided with their inner periphery attached to the sleeve 21, for example by gluing, vulcanizing or in a similar manner are.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Bauart ist zur Messung schwererer Belastungen vorgesehen und besteht aus einem Grundkörper 25, der eine ebene Oberseite hat. Aus diesem Grundkörper ragen im gleichen Abstand radial von dessen Mittelpunkt drei Zapfen 26, 27, 28 heraus, die im gleichen Abstand voneinander und im Winkel zueinander angeordnet sind. Der Grundkörper ist mit einem zentralen Durchlaß 29 versehen, der mit einer Meßeinrichtung (nicht dargestellt) verbunden ist. Durch radial verlaufende Kanäle 30, 31, 32, die in den zentralen Durchlaß 29 münden, wird letzterer mit den vertikalen Kanälen 33, 34, 35 verhunden, die zentrisch durch die zylindrischen Zapfen verlaufen. Um zu verhindern, daß zwischen der Oberseite des Grundkörpers und der unteren Oberfläche jedes Zapfens Flüssigkeit austritt, werden Dichtringe 36 in Ausnehmungen des Grundkörpers an den Enden der radial verlaufenden Kanäle 30, 31, 32 unter den Zapfen angebracht. The type shown in Figs. 3 and 4 is heavier for measurement Loads provided and consists of a base body 25, which has a flat top Has. For this base body protrude radially at the same distance from its center three pins 26, 27, 28 out, equidistant from each other and at an angle are arranged to each other. The main body has a central passage 29 provided, which is connected to a measuring device (not shown). By radially extending channels 30, 31, 32 which open into the central passage 29 is the latter connected to the vertical channels 33, 34, 35, which are centrically through the run cylindrical pins. To prevent getting between the top of the The main body and the lower surface of each pin will leak fluid Sealing rings 36 in recesses of the base body at the ends of the radially extending Channels 30, 31, 32 attached under the pegs.

Drei lastaufnehmende Bauteile in Gestalt der Kolben 37, 38, 39 sind über den Zapfen 26, 27, 28 zu diesen koaxial angeordnet und an der Unterseite der Platte 40, auf die die Last aufgelegt wird, durch Schrauben 41 befestigt. Bei dieser Bauart sind die Zapfen 26, 27, 28 jeweils von unteren flüssigkeitsundurchlässigen, elastischen Ringen 42, 43, 44 umgeben, die sich in Durchbohrungen 45, 46, 47 eines schwebend angeordneten Bauteiles 48 in Form einer zylindrischen Scheibe befinden. Jeder dieser elastischen Ringe ist mit seinem inneren Umfang an der Wandung jeweils einer Durchbohrung etwa durch Anvulkanisieren oder Ankleben befestigt. Die elastischen Ringe können auch in jeweils einander entsprechenden Ausnehmungen in den Zapfen und an den Wandungen der Bohrungen angebracht sein. Gleichartige elastische Ringe 49, 50, 51 umschließen die Kolben, wobei der innere Umfang jedes Ringes jeweils an einem Kolben und der äußere Umfang jedes Ringes jeweils an einer Wandung der Löcher 45, 46, 47 etwa durch Anvulkanisieren oder Ankleben befestigt ist. Three load-bearing components in the form of pistons 37, 38, 39 are Arranged coaxially to these via the pin 26, 27, 28 and on the underside of the Plate 40 on which the load is placed by screws 41 attached. At this The design are the pins 26, 27, 28 each of lower liquid-impermeable, elastic rings 42, 43, 44, which are located in through bores 45, 46, 47 of a floatingly arranged component 48 are in the form of a cylindrical disc. Each of these elastic rings is with its inner circumference on the wall a through-hole, for example by vulcanizing or gluing. The elastic Rings can also be made in corresponding recesses in the pin and be attached to the walls of the bores. Similar elastic rings 49, 50, 51 enclose the pistons, the inner circumference of each ring respectively on a piston and the outer periphery of each ring on a wall of the Holes 45, 46, 47 is attached by vulcanizing or gluing.

Die Ringe können auch in jeweils einander entsprechenden Ausnehmungen an den Kolben und an den Wandungen der erwähnten Bohrungen angebracht sein. The rings can also be in corresponding recesses be attached to the piston and to the walls of the holes mentioned.

Zwischen den koaxialen Kolben und Zapfen befinden sich drei flüssigkeitsgefüllteKammern 52, die mit einer nicht dargestellten Meßeinrichtung über die Leitungen 33, 34, 35, die Kanäle30, 31, 32 und den zentralen Durchlaß verbunden sind. Somit wird die die Last tragende Platte 40 durch die beiden Sätze elastischer Ringe und den schwebend angeordneten Bauteil elastisch über dem Grundkörper gehalten.There are three fluid-filled chambers between the coaxial pistons and journals 52, which are connected to a measuring device (not shown) via lines 33, 34, 35, the channels 30, 31, 32 and the central passage are connected. Thus the the load-bearing plate 40 through the two sets of elastic rings and the floating arranged component held elastically over the base body.

PATENTANspnt'cHE: 1. Hydraulische Kolben-Druckmeßdose, bei der die bewegliche und flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen Kolben und Dosengrundkörper durch ein nachgiebiges, flüssigkeitsundurchlässiges Material, wie Gummi od. dgl., hergestellt ist, gekennzeichnet durch einen den Kolben (5; 22) und den Grundkörper (1) umschließenden ringförmigen Bauteil (9; 21), der durch Ringe (6, 10; 23, 24) aus dem nachgiebigen, flüssigkeitsundurchlässigen Material einerseits mit dem Kolben (5; 22), andererseits mit dem Grundkörper (1) verbunden ist. PATENT REQUIREMENTS: 1. Hydraulic piston pressure cell in which the Movable and liquid-tight connection between piston and can body by a flexible, liquid-impermeable material such as rubber or the like., is produced, characterized by the piston (5; 22) and the base body (1) surrounding annular component (9; 21), which is formed by rings (6, 10; 23, 24) made of the flexible, liquid-impermeable material on the one hand with the piston (5; 22), on the other hand, is connected to the base body (1).

Claims

2. Pressure cell according to claim 1, characterized in that the elastic rings (6, 10) in recesses (7, 11; 8, 12) of the piston (5) and the the component (9) surrounding the base body (1) is accommodated.

3. Pressure cell according to claim 1, characterized in that the same is designed as a multiple socket by at least two, preferably several their circumference sealed by a common load-bearing plate (40) covered pistons (37, 38, 39) at equal radial distances from the longitudinal axis of symmetry the load cell and at equal pitch circle distances from one another, d. H. at an angle to each other, and coaxially to their assigned, also sealed on their circumference Pins (26, 27, 28) are arranged, which together with the pistons (37, 38, 39) of enclosed by a common annular component (48) and via their central channels (33, 34, 35) and radial channels (30, 31, 32) with a central passage (29) are connected.

4. Pressure cell according to claims 1 and 3, characterized in that that the piston (5; 22) or the piston (37, 38, 39) enclosing the annular Component (9; 21; 48) represents a floating sleeve.

5. Pressure cell according to claims 1, 3 and 4, characterized. that the pressure gauge of the individual pistons (37, 38, 39) the diameter the pins (27, 26, 28) arranged coaxially to the same are at least approximately the same is.

6. Pressure cell according to Claims 1 and 3 to 5, characterized in that that under the pins (26, 27, 28) at the ends of the radially extending channels (30, 31, 32) sealing rings (36) are provided in recesses in the base body (25).

7. Pressure cell according to claims 1 to 6, characterized in that that the elastic rings (6,10; 23,24; 42, 43, 44; 49, 50, 51) on the piston ben (5; 22) or on the piston (37, 38, 39) on the base body (1) or the pin (26, 27, 28) the same and the floating sleeve (9; 21; 48) by gluing or vulcanizing cling.

Publications considered: German Patent No. 440 258; Swiss Patent No. 294382; British Patent Specification No. 605 558, 737 271; "Engineering" magazine from December 29, 1950, p. 573