Luftdruckmesser
Die Erfindung betrifft einen Luftdruckmesser, und zwar jener Bauart, bei der das Messorgan die Messanzeige im Zusammenwirken mit einer Feder hervorbringt.
Bei einem solchen Luftdruckmesser, bei dem das Messorgan aus einer oder mehreren Membrankapseln besteht, will die Erfindung verbessernd erreichbar machen, dass die fragliche Feder, die bei der Messung für das Messorgan als Gegenkraft dient, das Messergebnis so wenig als möglich nachteilig beeinflussen kann. Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass die mit dem Messorgan, nämlich mindestens einer Membrankapsel, zusammenarbeitende Feder eine Feder ist, die weicher wird, das heisst, deren Federkonstante kleiner wird, wenn sich die Feder bei Erhöhung des seitens des Messorgans auf sie wirkenden Zuges zunehmend deformiert und umgekehrt.
Eine hierfür besonders geeignete Ausführungsform einer solchen Feder ist gegeben mit einer in sich geschlossenen Bandfeder, welche sich in einem sie aussen haltenden Ring abstützt und einen grösseren Umfang hat als der Innenumfang dieses Ringes, dadurch einen nach dem Mittelpunkt des Ringes weisenden Wulst bildend, an welchem Wulst dann der in gleicher Richtung auf das Messorgan wirkende Zug dieser Feder angreift, wobei die an der Verbindung dieser Teile auftretende Verschiebebewegung zur Messanzeige nutzbar gemacht ist.
Es hat sich gezeigt, dass eine solcherart ausgebildete und angeordnete Feder mit zunehmender Deformierung ständig weicher wird und anderseits ihre Zugkraft mit zurückgehender Federdefonnierung entsprechend wieder zunimmt. Diese Arbeitsweise der das Messorgan beeinflussenden Feder schafft für die bei Luftdruckmessern verwendeten Messkapseln ganz besonders günstige Verhältnisse, weil die Feder dabei dem Zusammendrücken dieser Kapseln bei steigendem Luftdruck von sich aus eine geringer werdende Kraft entgegensetzt, wodurch sich eine Steigerung der Empfindlichkeit und der Genauigkeit der Messung ergibt.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 den Luftdruckmesser in Ansicht von vorn,
Fig. 2 einen Axialschnitt zu Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2 und
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2.
Bei dem in den Figuren dargestellten Luftdruckmesser ist innerhalb des ihn geschlossen umgebenden Gehäuses 1 ein massiver Ring 2 eingelassen. In diesem Ring 2 liegt eine in sich geschlossene Bandfeder 3, deren Umfang etwas grösser ist als der Innenumfang des Ringes. Es bildet sich so ein nach dem Mittelpunkt des Ringes gerichteter Bandwulst 4 aus. An diesem Wulst ist die Feder 3 gefasst durch einen mit einem Durchlass 5 versehenen Haltebügel 6, durch den sie, wie aus Fig. 4 hervorgeht, hindurchgeführt ist. An diesem Haltebügel 6 sitzt ein am Gegenende mit Gewinde versehener Zapfen 7. Auf das Gewinde dieses Zapfens ist eine Spannmutter 8 aufgeschraubt, in welche auf der Gegenseite ein Gewindezapfen 9 eingedreht ist, der in der Buchse 10 der Membrankapsel 11 eingelassen ist.
12 und 13 sind zwei weitere Membrankapseln, die in Reihe hintereinanderliegen. Diese Membrankapseln sind durch einen Gewindezapfen 14 im Ring 2 verankert gehalten. 15 ist eine Stellmutter, mit der sich die Membrankapseln zusammen mit der gegenläufiges Innengewinde aufweisenden Mutter 8 im Zusammenwirken mit der Feder 3 auf die gewünschte Spannung einstellen lassen. Diese Feder 3 übt dabei auf die Membrankapseln eine gewisse Zugspannung aus, die bestrebt ist, die Kapseln entgegen dem auf sie einwirkenden Luftdruck auseinanderzuziehen.
Bei steigendem Luftdruck werden die Messkapseln
11, 12, 13 weiter zusammengedrückt. Bei fallendem Luftdruck dehnen sie sich wieder aus. Dadurch findet ein Verschieben des Zapfens 7 statt. Diese Verschiebung wird zur Messanzeige nutzbar gemacht. Zu diesem Zweck ist auf dem Zapfen 7 ein mittels einer Klemmschraube 16 verstellbares Schieberstück 17 vorgesehen. Dieses trägt einen Stift 18 (Fig. 2).
Der genannte Stift stellt die Verbindung mit dem Übersetzungsmechanismus für das Zeigerwerk des Luftdruckmessers her. Dieser Mechanismus wird gebildet durch einen zweiarmigen Hebel 19, der mit seiner Schwenkachse 20 zwischen zwei Lagerplatinen 21 und 22 ruht. Der Stift 18 greift in den Schlitz 23 des kürzeren Armes des Schwenkhebels 19 ein und überträgt dadurch die Verstellbewegung des Stiftes 18 entsprechend übersetzt auf seinen langen Hebelarm.
An diesem langen Hebelarm ist ebenfalls wieder ein Stift 24 angebracht. Dieser greift in den Schlitz eines weiteren zweiarmigen Schwenkhebels 25. Dieser Schwenkhebel lagert mit seiner Achse 26 auf einer Platine 27, welche mit den Schrauben 28 auf dem Ring 2 festgeschraubt ist. Auf der anderen Seite ist die Achse 26 in einem Platinenbock 29 gelagert, der durch Tragbolzen 30 in entsprechendem Abstand gehalten ist. Die Achse 26 ist über den Piatinenbock 29 hinaus verlängert und hat dort einen Zeiger 31 aufgesteckt.
Starr mit der Achse 26 ist ferner als längerer Hebelarm des Schwenkhebels 25 ein Zahnsegment 32 vorgesehen. Die Zahnung dieses Segments 32 kämmt mit einem Ritzel 33, welches links (Fig. 2) ebenfalls auf der Platine 27 lagert und rechts von einem Lagerbock 34 gehalten ist. Die Achse des Ritzels 33 ist rechts verlängert und trägt am Ende einen Zeiger 35, der starr mit der Ritzelachse verbunden umläuft.
In der beschriebenen Weise wird also die Verschiebebewegung des Stiftes 18 zunächst übersetzt auf den Zeiger 31 und ferner ausserdem erheblich weiter übersetzt noch auf den Zeiger 35 iibertragen.
Der Zeiger 35 ist dabei der Hauptzeiger des Luftdruckmessers. Er spielt auf seiner Skala 36. Der für ihn gewählten Übersetzung entsprechend kann er beim vorliegenden Luftdruckmesser sieben volle Umdrehungen ausführen. Diese Umdrehungen entsprechen dann einem Höhenunterschied von 0-3500 m, wobei auf die einzelne Umdrehung des Zeigers jeweils ein Höhenunterschied von 500 m entfällt. Die einzelnen Messbereiche sind auf der Skala 36 durch die Kreisfelder A bis G gekennzeichnet. Der MeS bereich kann aber auch durch andere tlbersetzungs- verhältnisse und entsprechende Ausführungen der Messkapsel oder der Messkapseln noch wesentlich grö sser oder kleiner gewählt werden.
Um jede Stellung des Hauptzeigers 35 ohne Mühe richtig ablesen zu können, das heisst anzeigbar zu machen, auf welchem der Felder A bis G der jeweils zutreffende Messwert liegt, dient der Nebenzeiger 31, welcher dem Zeiger 35 gegenüber so untersetzt verstellt wird, dass er an einer besonderen Skala anzeigt, auf welchem der konzentrischen Messskalen zwischen 0 und 3500 m abgelesen werden muss. Die Skalenscheibe 37 des Nebenzeigers 31 ist dabei, wie aus Fig. 1 ersichtlich, durchsichtig ausgebildet und die auf ihr aufgebrachte Skala verläuft quer zur Hauptskala. So ist einfach und leicht ablesbar, welcher Messbereich jeweils für den Hauptzeiger 35 gilt.
Um das Zeigerwerk hinsichtlich des für die Zeigerstellung zu erzielenden Übersetzungsverhältnisses fein einjustieren zu können, sind die Platinen 21 und 22 mit ihren Distanzhaltebolzen 38 und 39 in Form eines verschiebbaren Schlittens ausgeführt, wobei sich dieser Schlitten mit der Regulierschraube 40 verstellen lässt. Diese Schraube 40 ist in einen Zapfen 41 eingeschraubt. Sie verschiebt beim Drehen mit ihrem vorderen Ende über einen Stift 42 die Platine 21.
Hierbei verschiebt sich der Stift 18 im Schlitz des Schwenkarmes 19 und ebenso der Stift 24 im Schlitz des Schwenkarmes 25, wodurch eine Veränderung des Übersetzungsverhältnisses herbeigeführt wird. Der Verschiebeschlitten ist dabei getragen von einer als Brücke dienenden Platte 43, welche an beiden Enden mit Schrauben 44 und 45 am Ring 2 befestigt ist.
Die Skala des Luftdruckmessers ist durch eine Scheibe 46 abgedeckt. In der Mitte dieser Scheibe sitzt ein Drehknopf 47. Mittels dieses Drehknopfes lässt sich ein unter der Scheibe liegender Hilfszeiger 48 mitverstellen. Dieser Zeiger dient dazu, die Ver änderlichkeitsstellung zu markieren, die von Fall zu Fall verschieden sein wird.
Der vorbeschriebene Luftdruckmesser ist bevorzugt verwendbar als Höhenmesser.
Auf der Hauptskala 36 sind ausser den Messwerten von 0-3500 m Höhe in den einzelnen Messbereichen noch die entsprechenden Druckwerte der Normalatmosphäre (760-519 mm Hg) eingetragen. Hierdurch ist erreicht, dass der Luftdruckmesser nicht mehr, wie bisher erforderlich, auf einen bestimmten Veränderlichkeitspunkt eingestellt werden muss, wie er für den jeweiligen Aufstellungsort des Luftdruckmessers verschieden gegeben ist.
Air pressure meter
The invention relates to an air pressure meter, specifically of the type in which the measuring element produces the measurement display in cooperation with a spring.
In such an air pressure meter, in which the measuring element consists of one or more membrane capsules, the invention aims to make it possible to improve the fact that the spring in question, which serves as a counterforce during the measurement for the measuring element, can adversely affect the measurement result as little as possible. This is achieved according to the invention in that the spring cooperating with the measuring element, namely at least one membrane capsule, is a spring which becomes softer, i.e. whose spring constant becomes smaller when the spring acts upon it when the measuring element increases Increasingly deformed and vice versa.
A particularly suitable embodiment of such a spring is provided with a self-contained ribbon spring, which is supported in a ring holding it on the outside and has a larger circumference than the inner circumference of this ring, thereby forming a bead pointing towards the center of the ring on which The bead is then engaged by the tension of this spring acting in the same direction on the measuring element, the displacement movement occurring at the connection of these parts being made usable for the measurement display.
It has been shown that a spring designed and arranged in this way becomes continuously softer with increasing deformation and, on the other hand, its tensile force increases again accordingly with decreasing spring deformation. This mode of operation of the spring influencing the measuring element creates particularly favorable conditions for the measuring capsules used in air pressure gauges, because the spring itself opposes the compression of these capsules with a decreasing force as the air pressure rises, which increases the sensitivity and accuracy of the measurement results.
An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to drawings.
Show it:
1 shows the air pressure meter in a view from the front,
FIG. 2 shows an axial section to FIG. 1,
Fig. 3 shows a section along the line III-III in Fig. 2 and
FIG. 4 shows a section along the line IV-IV in FIG. 2.
In the air pressure meter shown in the figures, a solid ring 2 is embedded within the housing 1 surrounding it in a closed manner. In this ring 2 is a self-contained ribbon spring 3, the circumference of which is slightly larger than the inner circumference of the ring. A bead 4 is thus formed, directed towards the center point of the ring. On this bead, the spring 3 is held by a retaining bracket 6 provided with a passage 5, through which it is passed, as can be seen from FIG. 4. On this retaining bracket 6 sits a pin 7 provided with a thread at the opposite end. A clamping nut 8 is screwed onto the thread of this pin, into which a threaded pin 9 is screwed on the opposite side and is embedded in the socket 10 of the membrane capsule 11.
12 and 13 are two further membrane capsules, which are in a row one behind the other. These membrane capsules are held anchored in the ring 2 by a threaded pin 14. 15 is an adjusting nut with which the membrane capsules can be adjusted to the desired tension in cooperation with the spring 3 together with the counter-rotating internal thread. This spring 3 exerts a certain tensile stress on the membrane capsules, which endeavors to pull the capsules apart against the air pressure acting on them.
When the air pressure rises, the measuring capsules become
11, 12, 13 pressed together further. When the air pressure drops, they expand again. This causes the pin 7 to be displaced. This shift is used for the measurement display. For this purpose, a slide piece 17 adjustable by means of a clamping screw 16 is provided on the pin 7. This carries a pin 18 (Fig. 2).
Said pin establishes the connection with the transmission mechanism for the pointer mechanism of the air pressure meter. This mechanism is formed by a two-armed lever 19, which rests with its pivot axis 20 between two bearing plates 21 and 22. The pin 18 engages in the slot 23 of the shorter arm of the pivot lever 19 and thereby transmits the adjustment movement of the pin 18 accordingly translated to its long lever arm.
A pin 24 is again attached to this long lever arm. This engages in the slot of a further two-armed pivot lever 25. This pivot lever rests with its axis 26 on a plate 27 which is screwed onto the ring 2 with the screws 28. On the other hand, the axis 26 is mounted in a mounting bracket 29, which is held by support bolts 30 at a corresponding distance. The axis 26 is extended beyond the platform 29 and has a pointer 31 attached there.
A toothed segment 32 is also provided rigidly with the axis 26 as a longer lever arm of the pivot lever 25. The teeth of this segment 32 mesh with a pinion 33, which is also mounted on the left (FIG. 2) on the plate 27 and is held by a bearing block 34 on the right. The axis of the pinion 33 is extended to the right and carries a pointer 35 at the end, which rotates rigidly connected to the pinion axis.
In the manner described, the displacement movement of the pin 18 is first translated to the pointer 31 and further translated to the pointer 35.
The pointer 35 is the main pointer of the air pressure meter. He plays 36 on his scale. According to the gear ratio selected for him, he can execute seven full revolutions with the present air pressure meter. These revolutions then correspond to a height difference of 0-3500 m, whereby a height difference of 500 m is allotted to each single turn of the pointer. The individual measuring ranges are marked on the scale 36 by the circular fields A to G. The measuring range can, however, also be selected to be significantly larger or smaller by means of other transmission ratios and corresponding designs of the measuring capsule or measuring capsules.
In order to be able to correctly read each position of the main pointer 35 without any effort, i.e. to make it possible to display which of the fields A to G the respectively applicable measured value lies on, the secondary pointer 31 is used, which is adjusted in relation to the pointer 35 so that it is on A special scale indicates which of the concentric measuring scales between 0 and 3500 m must be read off. The dial 37 of the secondary pointer 31 is, as can be seen from FIG. 1, transparent and the scale applied to it runs transversely to the main scale. It is thus easy and easy to read which measuring range applies to the main pointer 35.
In order to be able to fine-tune the pointer mechanism with regard to the gear ratio to be achieved for the pointer position, the plates 21 and 22 with their spacer bolts 38 and 39 are designed in the form of a displaceable slide, which slide can be adjusted with the regulating screw 40. This screw 40 is screwed into a pin 41. As it rotates, its front end moves the circuit board 21 via a pin 42.
Here, the pin 18 shifts in the slot of the pivot arm 19 and likewise the pin 24 in the slot of the pivot arm 25, whereby a change in the transmission ratio is brought about. The sliding carriage is carried by a plate 43 serving as a bridge, which is fastened to the ring 2 at both ends with screws 44 and 45.
The scale of the air pressure meter is covered by a disk 46. A rotary knob 47 is located in the middle of this disk. An auxiliary pointer 48 located under the disk can also be adjusted by means of this rotary knob. This pointer is used to mark the changeability position, which will vary from case to case.
The above-described air pressure meter can preferably be used as an altimeter.
In addition to the measured values from 0-3500 m altitude in the individual measurement areas, the corresponding pressure values of the normal atmosphere (760-519 mm Hg) are also entered on the main scale 36. This means that the air pressure meter no longer has to be set to a specific variability point, as was previously necessary, as it is different for the respective installation site of the air pressure meter.