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PNEUMATISCHE LINnsICHTUNG ZUM MESSEN VON
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LÄNGENABMESSUNGEN Die vorliegende einrichtung betrifft Meßeinrichtungen,
insbesondere pneumatische Einrichtungen zum Messen von Långenabmessungen.
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Die erfindungsgemäß ausgeführte Einrichtung kann mit Brfolg zum Messen
mittels Druckgases von Längenabmessungen von Einzelteilen, und zwar von Länge, Durchmesser,
Formfehler verwendet werden, aie als Differenz von Abmessungen in mehreren Ebenen
u.ä. definiert wird.
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Die Linrichtung kann ferner zum Messen von anderen physikalischen
Größen wie Druck, Kraft, Temperatur, Deformation, Masse, Fläche, Einkelmaße u.a.m.
verwendet werden, die in der Meßvorrichtung in Änderungen der Gasdurchflußmenge
umgewandelt werden.
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Bekannt ist eine pneumatische Linrichtung zum Messen von Längenabmessungen,
die ein vertikal angeordnetes rotametrisches Indikatorrohr mit eimem ach in der
enthält.
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Das rotametrische Rohr ist kegelförmig und als sich zum oberen Ende
hin erweiternd ausgeführt. Die Höhenlage des Schwimmers im Rohr ist von der Menge
des durch das Rohr fließenden komprimierten Gases abhängig, die von der Größe des
zu messenden Einzelteiles bestimmt wird. Die Höhe des Schwimmerstandes im Rohr,
die der Größe der zu messenden Abmessung entspricht, wird an der Skale der ßinrichtung
abgelesen, die sich am rotametrischei Indikatorrohr befindet.
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Ein Stabilisator des Lintrittsdruckes des komprimierten Gases, der
vor dem Eingang des iotametrischen Indisatorrohres angeordnet ist, gewährleistet
die Stabilisierung des Druckes des von einer Speisequelle gelieferten Gases.
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An den Ausgang des rotametrischen Indikatorrohres ist eine Drossel
angeschlossen, die die Hegelungsmöglichkeit des Meßbereiches in weiten Grenzen gewährleistet.
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Zur Gewährleistung der kinstellung weist die Einrichtung zwei binstellventile
auf: das eine zur Einstellung des Meßbereiches, das andere zur Einstellung der Schwimmerlage.
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Das Ventil zur Einstellung des Meßbereiches ist zwischen dem Eingang
des rotametrischen Indikatorrohres und dem Drosselausgang parallel zum rotametrischen
Rohr angeschlossen. Beim Offnen dieses Ventils wird der Meßbereich der einrichtung
vergrößert, der Schwimmer sinkt hierbei ab.
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eines Die Schwimmerlage wird mit Hilfe ç Ventils zur Einstellung der
Schwimmerlage eingestellt, das mit dem Drosselausgang verbunden ist. Beim Öffnen
des Ventils zur Einstellung der
Schwimmerlage strömt ein Teil des
komprimierten Gases in die Atmosphäre ab, ohne in die Vorrichtung zum Messen der
Abmessungen von Einzelteilen zu gelangen. Hierbei steigt der Schwimmer hoch.
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Am Ausgang der Einrichtung ist die Vorrichtung zum Messen der Abmessungen
von Einzelteilen angeordnet, die zur Umwandlung des Abmaßes des zu messenden Einzelteiles
in eine Änderung des Gasdurchsatzes dient. Bei der Kontrolle vonlngenabmessungen
wird die bekannte EUlrichtung in den meisten Fällen zur Bestimmung des Bohrungsdurchmessers
angewendet. In diesem Fall stellt die Vorrichtung zum Messen der Abmessungen von
Einzelteilen einen pneumatischen Verschluß mit zwei Däsenöffnungen dar. In anderen
Fällen besitzt die Vorrichtung zum Messen der Abmessungen von Einzelteilen eine
oder mehrere Meisen, Der Luftdurchsatz durch die Vorrichtung zum Messen von Abmessungen
viird vom Spalt zwischen der Stirnfläcneeiner Düse und der Oberfläche des zu messenden
Einzelteiles oder aber des Einzelteiles der Vorrichtung bestimmt, dessen Lage von
der Größe dB zu messenden Einzelteiles abhängig ist (siehe den Urheberschein der
UdSSR Nr. 204606, Kl. GOIb).
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Das Messen von Abmessungen von hinzelteilen mit Hilfe der bekannten
pneumatischen Einrichtung geht folgenderweise vor sich.
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Zunächst wiid die Linstellung der Einrichtung vorgenommen.
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Hierzu werden in die Vorrichtung zum Messen von Abmessungen abwechselnd
zwei Binstellmaße bekannter Größe eingebrach, und durch abwechselnde Verstellung
der Ventile zur Einstellung der
Schwimmerlage und hinstellung des
Meßbereiches erreicht man, daß der Schwimmer beim einbringen der Maße in die Vorrichtung
im rotametrischen Indikatorrohr eine Lage einnimmt, die der Größe der Sinstellmaße
entspricht.
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Danach wird in die Vorrichtung zum Messen von Abmessungen von Einzelteilen
aas zu messende Teil eingebiacht, und nach - einstellenden der sich V Lage des Schwimmers
im rotametriscnen lawlsatorrohr wird die Abmessung dieses Sinzelteiles bestimmt.
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Eine allgemeine Forderung an pneumatische Eialichtungen zum Messen
von Langenabmessungen ist zur Erreichung einer hohen Meßgenauigkeit die Gewährleistung
der Arbeit der Einrichtung innerhalb des minimal gekrümmten Abschnittes der Durchflußkennlinie
der Düse der Vorrichtung zum Messen von Abmessungen von Einzelteilen. Alle auf diesem
Gebiet tätigen Fachleute wissen, daß die Durchflußkennlinie einer Düze die Abhängigkeit
der Menge des durch die Düse fließenden komprimieiten Gases vom Spalt an der Stirnflache
der Düse darstellt. Fiir bestimmte Parameter der Vorrichtung zum Messen von Abmessungen
von Einzelteilen (Durchmesser der Düsenöffnung, büsenanzahl) wird das optimale Arbeitsregime
in den bekannten Einrichtungen durch zweckdienliche Auswahl von Abmessungen und
Form des rotametrischen Indikatorrohres und des Schwimmers sowie durch Auswahl des
Druckwertes des komprimierten Gases am Ausgang des Eintrittsdruckstabilisators erreicht.
Technologische Abweichungen von den gewählten Vergrößerung Abmessungen führen zur
" v wdes Meßfehlers.
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Ein Nachteil der bekannten Einrichtungen besteht darin, daß bei der
Änderung irgendeines Parameters der Vorrichtung zum Messen von Abmessungen von Einzelteilen
die gewählten Parameter der
Elemente der Einrichtung das optimale
Arbeitsregime schon nicht mehr gewährleisten, und der Meßfehler nimmt zu.
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Beispielsweise erfordert die Vergrößerung der DEsenanzahl in der
Vorrichtung zum Messen von Abmessungen ums 2fache mit an jeder Düse beibehaltenen
Spalten die Überführung der Einrichtung auf den Betrieb mit zweimal so großen Durctisatzmengen,
was in den bekannten Einrichtungen nicht erreichbar ist.
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Ein ähnliches Ergebnis bringt beispilsweise die Anwendung in den
Voirichtungen zum Messen von Abmessungen von Einzelteilen solcher Düsen, bei denen
der Durchmesser der Düsenöffnuns anstatt 1 mm 2 mm beträgt. Dies erfordert eine
Vervierfachung der durch die Einrichtung fließenden Gasmenge.
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Außerdem tritt beim Strömen des komprimierten Gases durch die Bauelemente
der Einrichtung (Kanäle, Schläuche, Drosseln) ein Abfall des vom komprimierten Gas
auSgeübten Druckes ein, wodurch der Gasdruck am Eingang der Vorrichtung zum Messen
von Abmessungen von Einzelteilen nicht konstant ist und sich Je nach der Änderung
der Gasdurchsatzmenge ändert.
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Aus diesem Grunde nimmt die Krümmung der Durchflußkennlinie der DEse
der Vorrichtung zum Messen von Abmessungen von Einzelteilen im gewählten Spaltenbereich
zu, was zusätzliche Xeßfehler hervorruft.
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Dies führt ferner Zu gewissen Änderung des Meßbereiches bei der Verstellung
des Ventils zur Einstellung der Schwimmer lage, was den Einstellungsprozeß der Einrichtung
kompliziert macht,
Bei in weiten Grenzen regelbarem Meßbereich ruft
eine vergrößerte Krümmung der bulchflßkennlinie der Ddse in einem großen Spaltenbereich
auch die Meßfehlerzunahme hervor.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten
Nachteile.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine pneumatische Einrichtung
zum Messen von Längenabmessungen von Einzelteilen mit einer solchen konstruktiven
Ausführung zu schaffen, die es ermöglicht, die Meßgenauigkeit beim Messen von Abmessungen
in einem weiteren Meßbereich zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die pneumatische Einrichtung
zum Messen von Längenabmessungen, die ein vertikal angeordnetes rotametrisches Indikatorrohr
mit einem Schwimmer, dessen Eingang mit einer quelle komprimierten Gases über inen
Eintrittsdruckstabilisator, dessen Ausgang aber über eine Drossel mit der Vorrichtung
zum Messen von Abmessungen von Einzelteilen in Verbindung gesetzt ist, so.ie ein
Ventil zur Einstellung des Meßbereiches, das mit seinem Eingang an den Eingang des
rotametrischen Indikatorrohres, mit seinem Ausgang aber an den Drosselausgang angeschlossen
ist, sowie ein Ventil zur Einstellung der Schwimmerlage mit einem Ausgang zum Ausströmen
eines Teiles des komprimierten Gases in die Atmosphäre enthält, das mit seinem Eingang
an den Drosselausgang und die Vorrichtung zum Messen von Abmessungen von Einzelteilen
angeschlossen ist, erfindungsgemäß einen Austrittsdruckstabilisator besitzt, der
zwischen der Drossel und dem Ventil zur Einstellung der Schwimmerlage derart angeordnet
ist,
daß er mit seinem Ausgang an das Ventil zur Einstellung der
Schwimmerlage, mit seinem Eingang aber an den Verbindungsabschnitt der Drossel und
des Ventils zur Einstellung des Meßbereiches angeschlossen ist.
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Dank dieser konstruktiven Ausführung wird ein konstanter Druck des
komprimierten Gases am eingang der Vorrichtung zum Messen von Abmessungen von Einzelteilen
sowie am eingang des Ventils zur Binstellung der Schwimmerlage gewährleistet.
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Bei konstantem Druck am eingang der Vorrichtung zum Messen von Abmessungen
von Sinzelseilen ist die Durchflußkennlinie der Duse in der Vorrichtung geradliniger.
Dies gestattet es, bei Anwendung einer gleichmäßigen Skala der binrichtung eine
erhöhte Meßgenauigkeit sogar beim Betrieb mit <en größeren Spaltenbereic zu erzielen,
d.h. die Anforderungen an die Herstellungsgenauigkeit der Vorrichtung zum Messen
von Abmessungen von Einzelteilen können vermindert werden.
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Außerdem bleibt in diesem Fall der Druck am Einfang der Vorrichtung
zum Messen von Abmessungen von Einzelt;eilen bei der Verstellung des Ventils zur
Einstellung der Schwimmerlage konstant, d.h. die Abhängigkeit der Anderung der durch
die Vorrichtung fließenden Gasmenge von der Änderung der Größe des zu kontrollierenden
Einzelteiles bleibt bei der Verstellung des Ventils zur Einstellung der Schwimmerlage
unverändert, d.h.
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sie ist von den Öffnungsgrad dieses Ventils nicht abhängig.
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Außerdem gewährleistet der konstante Druck am Eingang des Ventils
zur Einstellung der Schwimmerlage eine konstante Menge des Gasdurchsatzes durch
dasselbe unabhängig von der Änderung
des Gasdurchsatzes durch die
Vorrichtung zum Messen von Abmessungen von Einzelteilen, der von der zu kontrollierenden
Abmessung abhängig ist.
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Es kommt hinzu, daß bei der Ausführung der Regelung der Schwimmerlage
mittels des Ventils zur hinstellung der Schwimmerlage keine Änderung des Meßbereiches
stattfindet. Dies vereinfacht den Einstellungsvorgang der Einrichtung vor dem Messen.
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Der Austrittsdruckstabilisator ist vorzugsweise in Gestalt eines
pneumatischen Folgers mit einer Führungskainnier und eines Drosselteilers ausgeführt,
dessen Eingang mit dem Ausgang des Lintrittsdruckstabilsators und der Ausgang mit
der Atmosphäre in Verbindung gesetzt ist, während an den zwischen den Drosseln liegenden
Abschnitt die Euhrungskammer des pneumatischen Folgers angeschlossen ist.
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Bei dieser konstruktiven Ausführung des Austrittsdruckstabilisators
wird zur Druckvorgabe am Ausgang desselben ein konstanter Gasdruck am Ausgang des
Eintrittsdruckstabilisators verwendet.
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Die Anwendung eines pneumatischen Folgers als Austrittsdruckstabilisator
läßt die Stabilisierungsgenauigeit des Gasaustrittsdruckes erhöhen und die Abuiessungen
des Stabilisators vermindern.
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Zweckmäßigerweise enthält die pneumatische Einrichtung ein zusätzliches
Ventil zur Binstellung der Schwimmerlage, das an den Ausgang des Eintrittsdruckstabilisators
und an den Ausgang des Austrittsdruckstabilisators angeschlossen ist.
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Diese konstruktive Lösung gestattet es, den Einsttllbereich der Schwimmerlage
zu erweitern, wodurch die Arbeitsmöglichkeit bei größeren Gasdurchsatzwerten durch
die Vorrichtung zum Messen von Abmessungen von Einzelteilen gewährleistet wird,
ohne daß hierbei der Meßbereich verändert wird.
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Beim Öffnen des zusätzlichen Ventils zur Einstellung der Schwimmerlage
findet ein Absinken desselben statt.
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Da das zusätzliche Ventil zur Linstellung der Schwimmerlage an die
Stellen mit konstantem Druck (Ausgänge der Ein-und AustriQtsdruckstabilisatoren)
angeschlossen ist, wird der Gasdurchsatz durch dasselbe bei einer Änderung des Gasdurchsatz
es durch die Vorrichtung zum Messen von Abmessungen von Einzelteilen nicht verändert.
Dadurch wird erreicht, daß bei der Regelung der Schwimmerlage mit dem zusätzlichen
Ventil zur Einstellung der Schwimmelage der Meßbereich nicht verändert wird, was
die Einstellung der Einrichtung vereinfacht.
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Da die Einrichtung mit großen Gasdurchsatzmengen arbeiten kann, können
mit ein und derselben Einrichtung verschiedene Vorrichtungen zum Messen von Abmessungen
von Einzelteilen verwendet werden, die beispielsweise Düsen mit einem Öffnungsdurchmesser
von 0,7 bis 2 mm oder mehrere Dusen besitzen, die innerhalb der am wenigsten gekrUmmten
Abschnitte ihrer I)urchflußkennlinien arbeiten, es können ferner Vorrichtungen zum
Messen von Abmessungen verwendet werden, die für die Arbeit mit pneumatischen Einiichtungen
anderer Bauarten bestimmt sind.
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All dies gewährleistet eine hohe Einsatzuniversalität der pneumatischen
Einrichtungen zum Messen von Längenabmessungen.
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Außerdem werden beim Betrieb von mehreren Düsen der Vorrichtung zum
Messen von Abmessungen von ninzelteilen im optimalen Spaltenbereich die Anforderungen
an die Lage genauigkeit des zu kontrollierenden Einzelteiles in der Vorrichtung
vermindert. Bei einer Verlagerung des Linzelteiles in der Vorrichtung erfolgt eine
Umverteilung der Spalte an den Düsen. In diesem Fall wird die Erhöhung des Gasdurchflusses
bei den Düsen mit vergrößertem Spalt durch eine Verminderung des Gasdurchflusses
bei den Düsen mit vermindertem Spalt kompensiert, d.h. es entsteht kein zusätzlicher
Meßfehler.
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Die pneumatische Einrichtung zum Messen von Längenabmessungen enthält
vorzugsweise eine zusätzliche Drossel, die zwischen dem Ausgang des Eintrittsdruckstabilisators
und dem Eingang des rotametrischen Indikatorrohres geschaltet ist.
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Bei stabilisiertem Druck am Eingang der Vorrichtung zum Messen von
Abmessungen von Einzelteilen, der vom Austrittsdruckstabilisator gewährleistet wird,
ermöglicht es die zusätzliche Drossel, die Nichtlinearität der Kennlinie der Einrichtung
mit verschiedenen Vorrichtungen zum Messen von Abmessungen von Einzelteilen zu verringern
und hiermit die Meßgenauigkeit der Einzelteile mit Hilfe der pneumatischen Einrichtung
zum Messen von Längenabmessungen zu erhöhen.
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Durch Änderung der Qferschnittsfläche der zusätzlichen Drossel kann
die Meßgenauigkeit bei der Regelung des Meßbereiches in weiten Grenzen erhöht werden.
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Auf diese preise gestattet es die pneumatische Einrichtung zum Messen
von Längenabmessungen, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, Einzelteile
mit einem weiten Tolelanzenbereich der zu kontrollierenden Abmessungen zu messen,
nämlich dank der Anwendungsmöglichkeit der Vorrichtung zum Messen von Abmessungen
mit verschiedenen Düsendurchmessern und verschiedener Düsenanzahl.
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Bei der Anwendung der vorgeschlagenen pneumatischen Einrichtung wird
eine hohe Meßgenauigkeit dank der Verbesserung der CharakteristiK der Vorrichtungen
zum Messen von Abmessungen und der Möglichkeit der Fehlerkompensation in der Einrichtung
erzielt.
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Die vorgeschlagene Einrichtung ist auch deswegen bequem im Betrieb,
weil die Einstellung der Schwimmerlage die Einstellung des Meßbereiches nicht ändert.
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In folgenden wird die Beschreibung eines konkreten Ausfährungsbeispiels
der Erfindung unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen angeführt; in den Zeichnungen
zeigt: Fig. 1 - schematische Darstellung der pneumatischen Einrichtung zum Messen
von Längenabmessungen, gemäß der Erfindung; Fig. 2 - Ausführungsvariante der pneumatischen
Einrichtung zum Messen von Längenabmessungen gemäß der Erfindung, in der der Austrittsdruckstabilisator
in Gestalt eines pneumatischen Folgers ausgeführt ist;
Fig. 3 -
Ausführungsvariante der pneumatischen Einrichtung zum Messen von Längenabmessungen
gemäß der Erfindung, in der ein zusätzliches Ventil zur binstellung der Schwimmerlage
vorhanden ist; Fig. 4 - Ausführungsvariante der pneumatischen Einrichtung zum Messen
von Längenabmessungen gemäß der Erfindung, in der eine zusätzliche Drossel vorhanden
ist; Fig. 5 - Ausführungsvariante der pneumatischen Einrichtung zum Messen von Längenabmessuzigen
gemäß der Erfindung, die die vorstehend angeführten Varianten umfaßt.
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Die in Fig. 1 dargestellte pneumatische Einrichtung zum Messen von
Längenabmessungen besitzt einen Eintrittsdruckstabilisator 1, der die Druckstabilisierung
des von eier Speisequelle 2 gelieferten Gases gewährleistet, d.h. den Druck fließenden
Gases unabhangig von der änderung des Gasdruckes des durch die Einrichtung zum Messen
von Langenahmessungenz{Ln der Speisequelle 2 und der Gasdurchflußänderung konstant
hält.
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Die Einrichtung enthält ferner ein rotametrisches Indikatorrohr 3,
das vertikal angeordnet und an seinem Eingang 3a mit dem Ausgang lb des Lintrittsdruckstabilisators
1 verbunden ist. Im Innern des Rohres 3 befindet sich frei schwebend ein Schwimmer
4, und in der Nähe des rohres 3 ist eine Skala 5 angeordnet.
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Das rotametrische Indikatorrohr 3 mit dem Schwimmer 4 und der Skala
5 ist zum Messen der Durchflußmenge des über den Eintrittadruckstabilisator 1 von
der Speisequelle 2 ankommenden Gases bestimmt, die von der Abmcssungsgröße eines
zu
kontrollierenden Sinzelteiles 6 abhängig ist.
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In Abhängigkeit von der Gasdurchsatzmenge durch das rotametrische
Indikatorohr 3 kommt der Schwimmer 4 in einer solchen Höhe zu stehen, in der aerodynamische
Kräfte des von unten nac;i oben fließenden Gases die Gewichtskraft des Schwimmers
4 ausgleichen.
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Die Lage des Schwimmers 4 im rotametrischen Indikatorrohr 3 wird
nach der Skala 5 bestimmt.
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An den Ausgang 3b des Rohres 3 ist ein eingang 7a einer Drossel 7
angeschlossen, die einen Widerstand für das durch sie fließende Gas darstellt und
eine beliebige zu diesem Ziel geeignete Konstruktion haben kann.
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In der Einrichtung zum Messen von Längenabmessungen ist ein Austrittsdruckstatilisator
8 vorgesehen, der einen konstanten Druck des in eine Vorrichtung 9 zum Messen der
Abmessungen des hinzelteiles 6 gelangenden Gases gewährleistet.
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Der Stabilisator 8 ist an seinem Eingang 8a mit dem Ausgang 7b der
Drossel 7 verbunden, und über seinen Ausgang 8b ist er an den Eingang 9a der Vorrichtung
9 angeschlossen.
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Der Stabilisator 8 leitet das gesamte Gas zu hat keine seinem Ausgang
8b und" Verbindung mit der Atmosphäre und kann eine beliebige zu diesem Ziel geeignete
Konstruktion haben.
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In der betrachteten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung
ist die Volrichtung 9 zum Messen von Abmessungen von Einzelteilen in Gestalt eines
pneumatischen Verschlusses zul Messen des Bohrungsdurchmessers des zu kontrollierenden
Einzelteiles
6 aufgeführt. Der pneumatische Verschluß stellt einen
die Konfiguration der Bohrung des zu kontrollierenden Einzelteiles besitzenden Körper
mit zwei diametral angeordneten Düsen dai, der mit einem Spalt in diese Bohrung
eingeführt wird.
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Die Konstruktion der Vorrichtung 9 kann beim Messen von Linzelteilen
einer anderen Form eine andere sein und wird von der Gestalt und uen Abmesungen
der zu messenden Einzelteile bestimmt.
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Zum Einstellen der Einrichturig ist ein Ventil 10 zur Einstellung
der Lage des Schwimmers 4 vorgesehen, dessen Bingang lOa an den Ausgang 8b des Stabilisators
8 angeschlossen ist. Das Ventil 10 besitzt eine Bohrung lOb zum Auslassen des durch
den Durchgangsquerschnitt des Ventils 10 gegangenen Gases in die Atmosphäre.
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Das Ventil 10 stellt ein Ventil mit einem kegeligen Verschluß dar,
der einen geringen Kegelwinkel besitzt und die Möglichkeit einer stetigen Änderung
des Durchgangsquerschnittes des Ventils 11 gewährleistet.
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Diese konstruktive Ausführung des Ventils 10 erlaubt es, die einstellung
der Lage des Schwimmers 4 durch Verschiebung desselben nach oben bis zur erforderlichen
Höhe beim Öffnen des Ventils 10 durchzuführen.
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Außerdem besitzt die Einrichtung zum Messen von Abmessungen ein Ventil
11 zur Einstellung des Meßbereiches, das mit seinem Eingang lla an den Eingang 3a
des Rohres 3, mit seinem Ausgang llb aber an den Ausgang 7b der Drossel 7 angeschlossen
ist,
d.h. das Ventil 11 ist parallel zum iotametrischen hohr 3 und zur Drossel 7 geschaltet.
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In der vorliegenden Erfindungsvariante stellt das Ventil 11 ein Ventil
mit einem Kegelverschluß dar, der einen geringen Kegelwinkel besitzt und uie Möglichkeit
einer stetigen Änderung des Durchgangsquerschnittes des Ventils 11 ohne Verbinden
desselben mit der Atmosphäie gewährleistet.
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Diese konstruktive Ausführung des Ventils 11 erlaubt es, die sinstellung
des Meßbereiches der Einrichtung durch Vergrößerung des Meßbereiches Leim Öffnen
des Ventils 11 durchzuführen.
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Der maximale Meßbereich beim größtmöglichen Öffnen des Ventils 11
wird vom Verhältnis des maximalen Durchgangsquerschnittes 11 und des Durchgangsquerschnittes
der Drossel 7 bestimmt.
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Der Betrieb der Einrichtung zum Messen von Längenabmessungen geht
auf die folgende Weise vor sich.
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Vor dem Durchführen der Messungen zur Bestimmung der Abmessungen
der Einzelteile erfolgt die Einstellung der Einrichtung.
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Zunächst wird die Einstellung des Druckes am Ausgang 8b des Austrittsdruckstabilisators
8 vorgenommen.
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Durch Einregelung des Stabilisators 8 wird der Druckwert an seinem
Ausgang 8b derartig eingestellt, daß ein konstanter Druck des in die Vorrichtung
9 gelaltienden Gases sogar bei maximalem Druckabfall im Abschnitt zwischen dem Ausgang
lb
des Stabilisators 1 und dem Eingang 8a des Stabilisators 8 gewährleistet wäre.
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Danach erfolgt die Einstellung des Meßbereich ches der Einrichtung,
wozu man in die Vorrichtung 9 anstatt des zu kontrollierenden Einzelteiles 6 Einstelimaße
(nicht abgebildet) einbringt. Die Sinstellmaße besitzen Meßflächen, die den Oberflächen
der zu kontrollierenden Einzelteile ähnlich sind, aber die zu messenden Abmessungen
sind bei den kinstellmaßen im voraus bekannt.
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Nach dem Anschalten der kinrichtung an die Speisequelle 2 gelangt
komprimiertes Gas von dieser Queile zum Stabilisator 1.
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Vom Ausgang Ib des Stabilisators 1 gelangt unter konstantem Druck
stehendes Gas zum Eingang 3a des rotametrischen Indikatorrohres 3, das Gas hebt
den Schwimmer 4 bis auf die Höhe, deren Größe von der Gasdurchflußmenge abhängig
ist.
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Im allgemeinen Fall kann die Abhängig&eit der Anderung des Gasdurchsatzes
G1 durch das rotametrische Rohr 3 von der Verschiebung 1 des Schwimmers 4 durch
die folgende Formel ausredrückt sein.
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dabei bedeutet: G1 - Durchsatzmasse des durch das rotametrische Rohr
3 nach Hochsteigen des Schwimmers 4 um den Betrag 81 Lage fließenden Gases; G01
- Gasdurchsatzmenge, die der ursprunglicnen Lage des Schwimmers 4 entspricht;
K1
- konstanter Faktor, der den Parametern des rotametrischen Rohres und des Schwimmers
entspricht; P1 - vom komprimierten Gas ausgeübter Druck am Eingang des rotametrischen
Rohres; P11 = dp1/d a 1 - Ableitung, die die Änderung von P1 bei der Änderung von
1 charakterisiert; # und #' = d # Funktion bzw. deren Ableitung, die die d # 1 Abhängigkeit
der Änderung des Gasduichsatzes von der Schwimmerverstellung charakterisieren, wobei
die Abweichung des Wertes #' von seiner konstanten Größe die Nichtlinearität der
Abhängigkeit von G1 von #1 im wesentlichen bestimmt.
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Nach Passieren des iotametrischen Rohres 3 und der Drossel 7 gelangt
das Gas in den Austrittsdruckstabilisator 8. Nach dem Stabilisator 8 gelangt das
unter konstantem Druck stehende Gas in die Vorrichtung 9 zum Messen von Abmessungen
von Einzelteilen, von wo es dann durch den Spalt zwischen den Stirnflächen der Düsen
9b der Vorrichtung 9 und dem Einstellmaß bzw. einem Element der Vorrichtung 9 in
die Atmosphäre abströmt, deren Lage von der zu messenden Abmessung abhängt..
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Die Durchsatzmenge G2 des durch die Vorrichtung 9 zum liessen von
Abmessungen fließenden Gases ist vom Durchmesser der Düse 9b der Vorrichtung 9,
dem Druck des komprimierten Gases P2 am Eingang 9a der Vorrichtung und der Spaltengröße
an der Stirnfläche der Düse 9b, und zwar des Anfangsspaltes So und der zu messenden
Größe z 5 abhängig.
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Bei konstantem Druck am Eingang der Vorrichtung zum Messen von Einzelteilen
und absolutem Betrag » dieses Druckes von
P2 zu 2 kp/cm2 kann die
Abhängigkeit der Änderung des Gasdurchsatzes G2 durch die Vorrichtung 9 zum Messen
von Abmessungen des Einzelteiles 6 von der Änderung des Spaltes aS an der Stirnfläche
der Düse 9b, die mit der jeweiligen Abmessung des zu kontrollierenden Einzelteiles
6 verbunden ist, durch die Formel ausgedrückt werden: # G2=G2-GO2=K2.P2.f=K2.p2.f'
. #S (2), wobei bedeutet: und und G2 - Durchsatzmengen, die dem Anfangs- und dem
Gesamtspalt So+ S entsprechen; K2 ~ konstanter Faktor, der den Parametern der Vorrichtung
zum Messen von Abmessungen von Einzelteilen entspricht; f und fe = df - Funktion
bzw. deien Ableitung, die die d S Abhängigkeit des Gasdurchsatzes Dadurch die Vorrichtung
9 zum Messen von Abmessungen von der Spaltgröße an der Stirnfläche der Düse 9b dieser
Vorrichtung charakterisieren. Die Abweichung des Wertes f von seiner konstanten
Größe bestimmt die Nichtlinearität der Abhangigkeit von G2 von as. Die Funktionen
f und f im ausgenutzten Spaltenbereich stellen graphisch monotone Kurven mit nach
oben gekehrtem konvexen Teil dar, d. h. die Vierte f nehmen mit größer werdendem
Spalt S monoton ab.
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In Abhängigkeit von der zu messenden Abmessung ändert sich der Spalt
an den Stirnflächen der Düsen 9b der Vorrichtung 9 und somit auch die Durchflußmenge
des komprimierten Gases, was zur Anderung der Lage des Schwimmers 4 im rotametrischen
Indikatorrohr
3 führt. Nach der Verschiebungsgröße des Schwimmers 4, die an der Skala 5 abgelesen
wird, bestimmt man den Wert der zu kontrollierenden Abmessung.
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Bei geschlossenen Linstellungßventilen strömt das durch das rotametrische
Rohr 3 gegangene Gas in die Atmosphäre durch die Düsen 9b der Vorrichtung 9 zum
Messen von Abmessungen aus, d. h. £ G1 =G2* In diesem Fall gewinnt man aus den Formeln
(1) und (2) den folgenden Ausdruck für das Verhältnis der Verschiebung 61 des Schwimmers
4 zur dieselbe bewilkenden Änderung des Spaltes dS an der Stirnfläche der Düse:
Die erhöhte Meßgenauigkeit von Abmessungen von Einzelteilen wird bei konstantem
Wert des Verhältnisses al erbS reicht.
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In der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung ist der Eingang des rotametrischen
Indikatorrohres unmittelbar an den Ausgang lb des Eintrittsdruckstabilisators 1
angeschlossen, der einen konstanten Druck PO auBrechterhält. In diesem Fall sind
der Druck PO am Ausgang des Stabilisators 1 und der Druck P1 am Bingang des rotametrischen
Rohres 3 gleich, und sie ändern sich bei einer Änderung der Gasdurchflußaenge nicht,
d. h. die Formel (3) nimmt die Gestalt an:
Für ein bestimmtes Intervall von Spalten und von Werten des Druckes P2 können die
Abmessungen des rotametrischen Rohres auf solche weise ausgeführt werden, daß die
Form der Funktion t mit der Form der Funktion # annähernd zusammenfallen würde,
wodurch die Konstanz des Verhältnisses 11 erzielt wird.
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SS Da in der vorliegenden Einrichtung die Funktion sich bei Änderungen
des ursprunglichen Spaltes in geringen Grenzen ändert, so können die Toleranzen
zur Herstellung der Baugruppen der Einrichtung unter Beibehaltung der Konstanz des
Verhältnisses bl erweitert werden.
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S In den bekannten Geräten (ohne Anwendung des Austrittsdruckstabilisators
8) bleibt der hert p2 bei Änderungen des Spaltes nicht konstant, was zur Inkonstanz
des Verhältnisses al sowie zur Änderung des Gasdurchsatzes durch das Ventil 10 bs
in Abhängigkeit von dem zu messenden Spalt führt, d. h. das Öffnen des Ventils 10
beeinflußt das Verhältnis al £5 Dadurch entsteht in den bekannten Einrichtungen
ein zusätzlicher Meßfehler beim Messen von Abmessungen von Einzelteilen.
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Beim Einstellen der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung bringt man
zunächst in die Volrichtung 9 ein Einstelimaß ein, bei dem der Schwimmer 4 im unteren
Teil des rotametrischen Rohres 3 bleiben soll.
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Beim Messen von Durchmessern von Bohrungen wird ein Einstellmaß geringerer
Größe verwendet, das der unteren Lage des Schwimmers 4 entspricht.
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Durch Verstellung des Ventils 10 zur Einstellung der Lage des Schwimmers
4 führt man den Schwimmer 4 zu dem Strich der Skala 5, der dem Abmessungswert des
geringeren Einstellmaßes entspricht.
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Die Durchsatzmenge G3 des durch das Ventil 10 zur Einstellung der
Schwimmerlage in die Atmosphäre ausströmenden Gases wird durch die Beziehung ausgedrückt:
3 = K3. P2 (4), wo P2 den Druck am Ausgang des Stabilisators 8 und K3 den Faktor
bezeichnen, der die Parameter des Ventils 10 und den Öfftungsgrad desselben charakterisiert.
Beim Öffnen des Ventils 10 wird die Größe des Faktors k3 gesteigert, und ein jeweiliger
Teil des komprimierten Gases strömt durch dieses Ventil in die Atmosphäre ab, ohne
in die Voirichtung 9 zum Messen von Abmessungen zu gelangen. Der Gasdurchsatz durch
die Einrichtung nimmt hierbei zu, was zum Hochsteigen des Schwimmers 4 im rotametrischen
Rohr 3 führt.
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Bei konstantem Druck am Ausgang des Austrittsdruckstabilisators 8
ändert sich der Gasdurchsatz G3 durch das Ventil 10 zur Einstellung der Schwimmerlage
während des Messens der Abmessungen der Einzelteile 6 nicht, weil gemäß der mathematischen
Formel (3) G3 von S unabhängig ist. Das Öffnen des Ventils 10 zur Einstellung der
Schwimmerlage beeinflußt das Verhältnis # 1 nicht.
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# S
Sodann bringt man in die Volricatung ein Linstelimaß
ein, das der oberen Lage des Schwimmers 4 (beim Messen von Vurchmessern von Bohrungen
benutzt man tin größeres Maß) entspricht. Durch Verstellung des Ventils 11 zur Einstellung
des Meßbereiches führt man den Schwimmcr 4 zu dem Strich der Skala 5, der dem Abmessungswert
des größeren hinstellmaßes entspricht.
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Beim Öffnen des Ventils 11 fließt ein Teil des komprimieiten Gases
zur Volrichtung 9 zum Messen von Abmessungen, ohne in das rotametrische Rohr 3 zu
gelangen.
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Dadurch nimmt bei gleichbleibendem gesamten Gasdurchsatz durch die
Einrichtung der Gasdurchsatz durch das rotametrische Rohr 3 ab, was zum Absinken
des Schwimmers 4 führt.
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Hierbei erfolgt gleichzeitig die Änderung des Meßbereiches.
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Der Druckunterschied zwischen dem Eingang lla und dem Ausgang llb
des Ventils 11 bleibt bei Änderungen der Abmessungen der zu kontrollieienden Teile
nicht konstant. Dieser Druckunterschied wird vom Druckabfall an der drossel 7 und
an anderen Elementen der Einrichtung im Abschnitt zwischen den Einschaltstellen
des Ventils 11 bestimmt. Der Druckabfall ist vom Gasdurchsatz durch das rotametrische
Rohr 3 abhängig, d. h. er ändert sich bei Änderungen der Lage des Schwimmers 4.
flacher ändert sich auch der Gasdutchsatz durch das Ventil 11 je nach der Änderung
der Lage des Schwimmers 4 im rotametrischen Rohr 3, und hiermit ändert sich proportional
auch der gesamte Gasdurchsatz durch die Einrichtung. Dadurch ist die Änderung des
Meßbereiches
in Abhängigkeit vom Öffnungsgrad des Ventils 11 bedingt. Beim Öffnen des Ventils
11 wiid der Meßbereich vergrößert.
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Nach der Einstellung des Schwimmers 4 durch Verstellung des Ventils
11 zur Einstellung des Meßbereiches bringt man erneut in die Vorrichtung 9 das kleinere
Eins te 11-maß ein und regelt das Ventil 10 erneut ein. Danach bringt man das größere
Binstellmaß erneut ein und nimmt die Einregelung des Ventils 11 zur Einstellung
des Meßbereiches vor.
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Durch aufeinanderfolgende iederholung dieser Operationen sucht man
zu erreichen, daß die Verschiebungsgröße des Schwimmers 4 im rotametrischen Rohr
3 beim Einbringen in die Vorrichtung 9 des kleineren und des größeren Einstellmaßes
der Differenz der Abmessungen derselben entspricht.
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Dank dem Anschalten der Vorlichtung 9 zum Messen von Abmessungen
und des Ventils 10 an den Ausgang des Austrittsdruckstabilisators 8 ändert die Regelung
der Lage des Schwimmers 4 mit Hilfe des Ventils 10 den Meßbereich nicht, was die
Einstellung der Einrichtung erleichtert.
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Nach der durchgeführten Einstellung der Einrichtung bringt man das
zu messende Einzelteil 6 in die Vorrichtung 9 ein. Das komprimierte Gas strömt durch
die Einrichtung in der vorstehend beschriebenen Weise. In Abhangigkeit von der Abmessung
des i.inzelteiles 6 bildet sich ein bestimmter Spalt an den Stirnflächen der Düsen
9b der Vorrichtung 9. Der diesem Spalt entsprechende Gasdurchsatz ruft das Hochsteigen
des
Schwimmers 4 im Xohr 3 bis zu einem bestimmten Strich der Skala
5 hervor. Die an der Skala 5 abgelesene Abweichungsgröße des Schwimmers 4 von der
der Abmessung des Einstellmaßes entsprechenden Lage bestimmt das Abmaß des zu messenden
binzelteiles 6 bezüglich der Abmessung des binstellmaßes.
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In Fig. 2 ist eine Ausführungsvariante der in Fig. 1 abgebildeten
Einrichtung dargestellt, in der der Gasaustrittsdruckstabilisator 8 in Gestalt eines
pneumatischen Folgers ausgeführt ist. Der Eingang ba des pneumatischen Folgers 8,
der an den Verbindungsabschnitt der Drossel 7 und des Ventils 11 zur Einstellung
des Meßbereiches angeschlossen ist, ist mit einer Eintrittskammer 12 des pneumatischen
Folgers verbunden. Der Ausgang 8b des pneumatischen Folgers 8, an den der Eingang
9a der Vorrichtung 9 zum Messen von Abmessungen angeschlossen ist, ist mit einer
Arbeitskammer 13 des pneumatischen Folgers verbunden. Die Kammer 13 ist von einer
Führungskammer 14 des pneumatischen Folgers durch eine elastische Membran 15 getrennt,
die mit einem Ventil 16 verbunden ist.
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Zur Zuführung des Gasdruckes zur Führungskammer 14 des pneumatischen
Folgers 8 wiid ein Drosselteiler angewendet, der aus zwei Drosseln 17 und 18 besteht.
Der Eingang 17a der Drossel 17 ist an den Ausgang lb des Stabilisators 1 angeschlossen,
und sein Ausgang 17b steht mit dem Eingang 18a der Drossel 18 in Verbindung. Der
Ausgang 18b der Drossel 18 ist mit der Atmosphäre in Verbindung gesetzt.
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Die Führungskammer 14 ist an den Abschnitt zwischen dem Ausgang 17b
der Drossel 17 und dem Eingang 18a der Drossel 18 angeschlossen.
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Diese konstruktive Ausführung des Scabilsators 8 gestattet es, seine
Abmessungen zu vermindern und die ganze Einrichtung (ausschließlich der Vorrichtung
9 zum Messen von Abmessungen von Linzelteilen) in Gestalt einer einheitlichen kompakten
Baugruppe auszuführen.
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Die Arbeit der in Fig. 2 gezeigten Einrichtung ist der Arbeit der
in Fig. 1 dargestellten Einrichtung analog.
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Eine Besonderheit in der Arbeit ist die Reihenfolge der Druckeinstellung
am Ausgang bb des pneumatischen Folgers.
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Zur Vorgabe des erforderlichen Druckes am Ausgang 8b des pneumatischen
Folgels wird die Einstellung des Drosselteilers mit den Drosseln 17, 18 vorgenommen.
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Durch Änderung des pneumatischen Widerstandes einer der Drosseln,
beispielsweise der Drossel lb, ändert man den Gasdurchsatz durch den Drosselteiler
so lange, bis der Druckabfall an der Drossel 17 die Gewinnung des erforderlichen
Druckes im Abschnitt zwischen den Drosseln 17 und 18 gewährleistet) an den die Führungskammer
14 des pneumatischen Folgers angeschlossen ist.
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Die Druckzuführung zur Kammer 14 des pneumatischen Folgers ruft die
Vcrschiebung der Membran 15 und des mit ihr verbundenen Ventils 16 hervor. Die Verschiebung
des Ventils 16 führt zur Änderung del Drosselung des Gasstromes, der aus der Kammer
12 in die Kammer 13 des pneumatischen Folgers fließt, und hierdurch zur Änderung
des Gasdruckes in der Kammer 13. Die Verschiebung der Membran 15 dauert so lange,
bis die Drücke in den Kammern 13 und 14 des pneumatischen Folgers einander gleich
geworden
sind. Da der Druck in der Kammer 14 konstant ist, gewährleistet die Gleichheit der
brücke in den Kammern 13 und 14 die Diuckkonstanz am Ausgang bb des Stabilisators
8.
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Infolge der niedrigen Steifheit der Membran 15 erhöht die Anwendung
des pneumatischen Folgers als Austrittsdruckstabilisator 8 die Genauigkeit aei Aufiechterhaltung
des Austrittsaruckes der Einrichtung.
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Die folgende Einstelluig und Arbeit der Einrichtung werden genauso
wie bei der vorstehend beschriebenen husführungsvariante gemäß Fig. 1 duichgeführt.
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Die Einrichtung nach einer weiteren AusführuE; svariante, die in
Fig. 3 dargestellt ist, besitzt ein zusätzliches Ventil 19. Das Ventil ist an dic
Ausgänge lb und 8b der Ein- und Austrittsdruckstabilisatoren 1 und 8 angeschlossen.
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Die Konstruktion des Ventils 19 ist der Konstruktion des Ventils
11 analog.
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Die Einstellung und Arbeit der Einrichtung nach der in Fig. 3 dargestellten
Ausführungsvariante ist der Einstellung und Arbeit der Einrichtung nach der in Fig.
1 dargestellten Ausführungsvariante analog.
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Einer der Vorteile der vorgeschlagenen Einrichtung nach Fig. 3 (Ausführungsvariante
mit dem zusätzlichen Ventil 19 zur Einstellung der Lage des Schwimmers 4) besteht
darin, daß eine Vorrichtung 9 zum Messen von Abmessungen verwendet werden kann,
in der Düsen größeren Durchmessers als die Düsen angebracht sind, für deren Arbeit
die jeweiiigen Abmessungen
des rotametrischen Rohres und des Schwimmers
4 gewählt wurden. Es ist auch die Anwendung einer Vorrichtung 9 mit mehr als zwei
Düsen möglich.
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In den beiden Fällen wird, wenn die Konstruktion der Vorrichtung
9 die Arbeit der Düsen mit den dem am wenigsten gekrümmen Abschnitt; der Durchflußkennlinie
entsprechenden Spalten vorsieht, der Schwimmer 4 im oberen Teil des rotametrischen
Indikatorrohres 3 sogar bei geschlossenem Ventil 10 zur Einstellung der Schwimmerlage
angebracht. Der Schwimmer kann in den unteren Teil des Rohres 3 mittels des Ventils
11 zur Einstellung des Meßbereiches nicht abgesenkt werden, weil hierbei der Meßbereich
geändert wird.
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Die Einführung des zusätzlichen Ventils 19 zur Einstellung der Lage
des Schwimmers 4 läßt dies erreichen. Beim Öffnen des Ventils 19 fließt ein Teil
des komprimierten Gases zur Vorrichtung 9 zum Messen von Abmessungen, ohne in das
rotametrische Rohr 3 zu gelangen. Wie auch beim Öffnen des Ventils 11 zur hinstellung
des Meßbereiches führt dies zum Absinken des Schwimmers im rotametrischen Rohr 3.
Jedoch bleibt beim Betrieb der Einrichtung der Gasdurchsatz durch das Ventil 19
unabhängig von der Größe des zu sontrollierenden Einzelteiles 6, da das an diesem
von den bin- und Austrittsdruckstabilisatoren 1 und 8 erzeugte Druckgefälle konstant
bleibt. Deswegen ändert die Regelung der Lage des Schwimmers 4 mit dem Ventil 19
den Meßbereich nicht.
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Somit erfolgt in diesem Fall bei der Anwendung der vorgeschlagenen
Eim ichtung die Einstellung der Lage des Schwimmers 4 beim Einbringen in die Vorrichtung
9 des kleineren Einstellmaßes
mittels des Ventils 19 anstatt der
Einstellung mit dem Ventil 10.
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Die weitere Einstellung und Arbeit der Linrichtung erfolgen ähnlich
wie in den vorstehend beschiiebenen Ausführungsvarianten der Einrichtung nach Fig.
1 und 2.
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Lie in Fig. 4 abgebildete Ausführungsvariante besitzt eine zusätzliche
Drossel 20. Die Drossel 20 ist zwischen dem Ausgang lb des Eintrittsdruckstabilisators
1 und dem Eingang 3a des rotametrischen Indikatorrohres geschaltet.
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In dieser Erfindungsvariante ist die Konstruktion der Drossel 20
der Konstruktion des Ventils 11 analog.
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Bei der Anwendung einer bestimmten Vorrichtung 9 zum Messen von gleichartigen
Linzelteilen kann die Drossel 20 als nicht regelbar ausgeführt sein. Die Abmessungen
des Durchgrangsquerschnittes derselben müssen in diesem Fall einen solchen Druckabfall
an derselben gewährleisten, der die Fehler der Vorrichtung 9 kompensiert.
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Die Einstellung und Arbeit der gemäß dieser Ausführungsvariante der
Erfindung ausgeführten Linrichtung ist dem vorstehend beschriebenen analog.
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Die Anwendung dei zusätzlichen Drossel 20 läßt die Meßgenauigkeit
der Einzelteile mit Hilfe der vorgeschlagenen Einrichtung, insbesondere bei weitem
Regelbereich des erwähnten Meßbereiches, erhöhen.
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Bei der Regelung mit dem Ventil 11 des Meßbereiches in weiten Grenzen
sowie bei beträchtlicher Änderung des ursprüngliches
Spaltes,
die beispielsweise durch VeIgrößerung der Düsenanzahl in der Vorrichtung zum Messen
von Abmessungen bei an jeder der Düsen beibehaltenen ursprunglichen Spalten hervorgerufen
wird, die die Arbeit innerhalb der am wenigsten gekrümmten Abschnitte ihrer burchflußkennlinie
gewährleisten, erweist sich die Änderung der Funktion X als erheblich, und der Meßfehler
der Einrichtung nimmt zu.
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Die Einführung in die Schaltung der Einrichtung der in Fig. 4 dargestellten
zusätzlichen Drossel 20 läßt die entstandenen Fehler kompensieren und die Meßgenauigkeit
erhöhen.
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Wenn eine zusätzliche Drossel 20 vorhanden ist, die zwischen dem
Ausgang des Eintritsdruckstabilisators 1 und dem Eingang 3a des rotametrischen Indikatoriohres
3 geschaltet ist, so bleibt der Druck P1 am Eingang des rotametrischen Rohres 3
nicht konstant und wird kleiner als der Druck pO am Ausgang des Stabilisators 1
um einen Betrag bp des Druckabfalls an der zusätzlichen Drossel 20 sein. Mathematisch
wird dies durch die Formel ausgedrückt: P1 = Po - P (5).
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ber Druckabfall p an der Drossel 20 ist von der Menge des Gasdurchsatzes
durch die Drossel und folglich von der Verschiebungsgröße bs 1 des Schwimmers abhängig.
Hierbei nimmt mit dem Anstieg des Gasdurchsatzes, der mit der Vergrößerung des Spaltes
an den Stirnflächen der Düsen der Vorrichtung 9 zum Messen von Abmessungen verbunden
ist und das Hochsteigen des Schwimmers 4 bewirkt, der Druckabfall ap zu, und der
Wert des Druckes Pl am Eingang des rotametrischen Rohres 3
nimmt
ab. Folglich wird der Wert der Ableitung p1, die die Änderung des Druckes p1 bei
der Änderung der Verschiebungsgröße #1 des Schwimmers charakterisiert, negativ sein.
Dies wird durch die Formel ausgedrückt:
Durch Einsetzen der nach den Formeln (5) und (6) gewonnenen Ausdrücke für den Druck
Pl und seine Ableitung pl in die Formel (3), die die Abhangigkeit der Verschiebungsgröße
#1 des Schwimmers von der dies bewirkenden C,paltänderung dS angibt, erhält man:
In dieser Formel sind K1 und E2 konstante Faktoren, die den Parametern des rotametrischen
Rohres 3 und der Vorrichtung 9 zum Messen von Abmessungen entsprechen, während pl
f und # Funktionen bezeichnen, die die Abhängigkeit des Gasdurchsatzes von der Verschiebung
des Schwimmers 4 und der Spaltänderung an der Stirnfläche der Düsen 9b der Vorrichtung
9 charakterisieren.
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Bei größer werdendem Spalt an der Stirnfläche der Düsen der Vorric.ltung
9 nimmt der Druckabfall dp an der zusätzlichen Drossel 20 zu, was zur Verminderung
des Nenners in der Formel (7) und entsprechenden Zunahme des Verhältnisses dl führt.
Da, #S wie oben ausgeführt, der Wert der Funktion t mit größer werdendem Spalt abnimmt,
läßt sich durch Auswahl der Größe des
Durchgangsquerschnittes der
Drossel 20 eine solche Abhängigkeit der Änderung des Druckabfalls p an dieser vom
Spalt erzielen, die die Inkonstanz der Funktion 8 kompensieren und hierdurch die
Linearität der Kennlinie der Einrichtung gewährleil stet. In der Folge wird die
Meßgenauigkeit erhöht.
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In Fig. 5 ist die Einrichtung in der Ausführungsvariante dargestellt,
wenn sie alle in Fig. 1, 2, 3 und 4 dargestellten und vorstehend beschriebenen Elemente
der Einrichtung enthält.
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In baulicher Hinsicht sind alle Elemente der Einrichtung außer der
Vorrichtung 9 zum Messen von Abmessungen zu einer Baugruppe vereinigt. Diese Konstruktion
besitzt alle positiven Vorteile, die für die vorstehend beschriebenen Ausführungsvarianten
der Linlichtung charakteristisch sind.
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Die Einstellung und Arbeit der in Fig. 5 gezeigten Einrichtung wird
genauso wie bei der Ausführungsvariante gemäß Fig. 1, 2, 3, 4 durchgeführt.
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Die hergestellten Versuchsmuster der pneumatischen binrichtung zum
Messen von Längenabmessungen passierten allseitige Prüfungen, deren Ergebnisse bestätigten,
daß bei ihrer Ansendung die Meßgenauigkeit der Einzelteile, insbesondere bei erweiterten
Meßgrenzen, erhöht wird.
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Die Konstruktion der Einrichtung ermöglicht die Anwendung zusammen
mit ihr einer Vorrichtung zum Messen von Abmessungen mit verschiedener Düsenanzahl
und verschiedenem Durchmesser dieser Düsen. Hierbei wird die Arbeit der Vorrichtongen
bei optimalen Spaltgrößen an den Stirnflächen ihler Düsen gewährleistet.
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Außerdem ist die Anwendung ein und derselben Vorrichtungen zum Messen
von Abmessungen mit den Einrichtungen möglich, die für verschiedene Meßbereiche
bestimmt sind.
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Die Anforderungen an die Herstellungsgenauigkeit der Vorrichtung
zum Messen von Abmessungen und der anderen Baugruppen der Einrichtung sind vermindert.
Die Anforderungen an die Lage genauigkeit der zu kontrollierenden Einzelteile in
der Vorrichtung zum Messen von Abmessungen sind gleichfulls vermindert. Dabei ist
die Bequemlichkeit der Einstellung der Einrichtung während des Betriebes derselben
erhöht.