In verschiedenen Bereichen der Feinwerk- oder Messtechnik führen Temperaturschwankungen zu mechanischen Abweichungen, die in der Regel nur durch Neukalibrierung ausgeglichen werden können. Die entstehende Abweichung ist direkt proportional zur Temperaturänderung, so dass eine gleichgeartete Bewegung zur Kompensation dieser Abweichungen benötigt wird.
Eine einfache aber wirkungsvolle Lösung besteht in der Verwendung von speziellen SERVOMETER-Nickelbälgen als Temperatur-Messumformer. Dabei macht man sich die federähnlichen Eigenschaften von Metallbälgen zunutze.
Die Baugruppe hat die Aufgabe, Temperaturänderungen in eine lineare Bewegung umzuwandeln. Im speziellen Anwendungsfall sollte die Auslenkung (bei einer hohen Wiederholgenauigkeit) 0,045 mm/K über einen Temperaturbereich von - 30° C bis + 50° C betragen.
Bei der Entwicklung waren folgende Probleme zu lösen:
1) Der Balg musste so konstruiert werden, dass die Volumenänderung einer Flüssigkeit bei Temperaturänderung im geforderten Temperaturbereich eine lineare Bewegung bewirkt.
2) Das "Füllen" der Baugruppe musste bei Raumtemperatur geschehen.
Um diese Probleme zu lösen, wurde bei SERVOMETER ein spezieller galvanisch abgeschiedener Nickelbalg entwickelt. Dabei wurde das Volumen auf die benötigte Bewegung abgestimmt. Um zu gewährleisten, dass der Balg auch tatsächlich die Expansion und Kontraktion der Flüssigkeit in eine proportionale Linearbewegung umwandelt, entschied man sich, die Inkompressibilität von Flüssigkeiten zu nutzen, und den Balg zu füllen.
Die Balggeometrie wird so entworfen, dass der Balg im entspannten Zustand länger als bei der größten geforderten Ausdehnung ist. Im Anschluss daran wird der Balg in einem speziellen, geschützten Wärmebehandlungsverfahren auf eine Länge vorgespannt, die kürzer ist, als bei Minimaltemperatur. Danach werden die Enden des Balges mit Edelstahlkappen verschlossen. Abschließend wird der Balg auf die Länge, die der spezifischen Fülltemperatur entspricht, gestreckt, befüllt und anschließend verschlossen. Die Flüssigkeit steht damit unter ständigen leichten Druck.
Die Baugruppe wird hauptsächlich in optischen Geräten zur Stabilisierung der Fokussierung, in mechanischen Messsystemen, sowie in der Luft- und Raumfahrttechnik eingesetzt.
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