Manometer
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Manometer mit einem einseitig eingespannten, gebogenen Feder rohr, dessen freies, sich unter dem Einfluss des ver änderlichen Innendruckes bewegendes Ende über ein Band ein Zeigerwerk verstellt, wobei das eine Ende des Bandes an einem drehbaren Zylinder und sein anderes Ende mittels eines Bandkopfes an einem am freien Rohrende angeordneten Träger befestigt ist.
Wenn solche Rohre in Serie hergestellt werden, kann sich die Proportionalitätskonstante, das heisst der Quotient, der erhalten wird, wenn man den Verschiebeweg des freien Rohrendes durch die diese Verschiebung bewirkende Druckänderung dividiert, von Rohr zu Rohr um einige Prozent unterscheiden, so dass es erwünscht ist, die tÇbertragungsmittel so auszugestalten, dass sich deren Proportionalitätsfaktor mit einfachen Handgriffen innerhalb gewisser Grenzen ändern lässt, wobei sich der Nullpunkt der Anzeige nicht ändern darf und die einstellbare Proportionalitätskonstante über den ganzen Messbereich konstant sein soll.
Des weiteren ist es oft erwünscht, Skalen mit relativen Druckangaben, also z. B. Prozentwerte eines maximal zulässigen Druckes, zu verwenden. Auch solche Instrumente sind nur dann brauchbar, wenn sich der 100 /o-Ausschlag des Zeigers mit einfachen Handgriffen innert gewisser Grenzen dem gewünschten Maximaldruck anpassen lässt.
Diesen Erfordernissen genügt nun das Manometer nach der vorliegenden Erfindung, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Punkt des Bandkopfes auf dem Träger längs einer Kurve verschiebbar, und dass der Bandkopf an jedem Punkt dieser Kurve fixierbar ist, und dass diese Kurve ein Abschnitt einer dem Zylinder zugehörigen Evolvente ist, solange der Rohrinnendruck dem Aussendruck entspricht.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung beispielsweise dargestellt. In der Zeichnung zeigt die
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Manometer, bei welchem Zifferblatt und Zeiger weggenommen sind, während die
Fig. 2 einen vergrösserten Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 und die
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 darstellen.
Das mit 1 bezeichnete Manometerfederrohr ist in einem Anschlussstutzen 2 befestigt, der ein mit einem Gewinde versehenes Anschlussrohr 3 zum Anschluss von Messleitungen aufweist. Dieser Anschlussstutzen ist mit Schrauben 4 an der unteren Werkplatte 5 festgeschraubt. Am geschlossenen Ende besitzt das Feder rohr ein Gewinde la, auf welchem eine Mutter 6 festgeschraubt ist, die den Steg 7 festhält. An diesem Steg sind mit je zwei Schrauben 8 die beiden geschlitzten Führungsschienen 9 und 10 befestigt, die als ein Träger für einen Bandkopf wirken und zwischen denen der mit zwei Rippen lla und llb versehene Halteklotz 11 verschiebbar festgehalten wird.
Dieser Halteklotz weist drei zueinander senkrechte Bohrungen 11c, 11d und 11e auf. In der Bohrung 11c steckt die Schraube 12, die zusammen mit der auf ihr aufgeschraubten Rändelmutter 13 zum Festklemmen der beiden Führungsschienen 9 und 10 an den Halteklotz 11 dient, so dass dieser Klotz sich bei gelöster Klemmverbindung in den Schlitzen 9a und lOa verschieben und durch Anziehen der Rändelmutter 13 an jeder gewünschten Stelle fixieren lässt. In der Bohrung 1 ld steckt die Hülse 14, die sich durch Drehen der beiden aufgeschraubten Muttern 15 und 16 axial verschieben lässt.
Der Sicherung gegen eine Verdrehung dieser Hülse dient der in der Bohrung 1 le steckende Stift 17, der in den Schlitz 14a der Hülse 14 hineinreicht. Diese Hülse besitzt einen mit einem Loch 14b versehenen Boden 14c, auf welchem sich die Druckfeder 18 abstützt, die ihrerseits den Kopf 19a des Zugbolzens 19 gegen die Überwurfmutter 20 drückt. Die Gesamtheit der Teile 11 bis 21 wird als Bandkopf bezeichnet, denn unten am Zugbolzen 19 ist mittels eines Bandhalters 21 ein Stahlband 22 angehängt, dessen anderes Ende mittels einer Schraube 23a auf dem Zylinder 23 festgehalten wird. Ein zweites Stahlband 24 führt vom Zylinder 23, wo es ebenfalls mittels einer Schraube 23a befestigt ist, zu einem Bandhalter 25, der über eine Spannfeder 26 mit einem Hebel 27 verbunden ist.
Dieser um die Achse 33 schwenkbare Hebel trägt am anderen Ende eine Gleitstützte 28, die durch eine am Anschlussstutzen 2 befestigte Blattfeder 29 auf eine konische Auflagefläche des Abstützstiftes 30 gedrückt wird.
Die Achse des Zylinders 23 ist wie die Achse 33 des Hebels 27 und die Achse 31 des Ritzeis 32 in der unteren Werkplatte 5 und in der mit strichpunktierten Linien gezeichneten oberen Werkplatte 34 gelagert.
Die beiden Werkplatten 5 und 34 werden durch in der Zeichnung nicht sichtbare Säulen im richtigen Abstand zueinander gehalten, an denen die obere mittels Schrauben 35 befestigt ist. Die Befestigungsschrauben der unteren Werkplatte 5 sind in der Zeichnung ebenfalls nicht sichtbar.
Am Zylinder 23 ist mittels zweier Schrauben 37 ein mit einem Zahnradsegment 3 6a versehener Hebel 36 befestigt. Das Zahnradsegment 36a kämmt mit dem Ritzel 32, das auf der Achse 31 sitzt, auf welche Achse auch der in der Figur nicht sichtbare Zeiger, sowie mittels eines ebenfalls in der Figur nicht sichtbaren Virols (Spiralrolle, Zwingenring) die Spiralfeder 38 befestigt ist. Das andere Ende dieser Spiralfeder 38 ist mittels des Stiftes 39 im Spiralklötzchen 40 befestigt, das seinerseits in der oberen Werkplatte 34 sitzt.
Die Funktionsweise des Instrumentes ergibt sich aus der vorstehenden Konstruktionsbeschreibung fast von selbst: Wenn der zu messende Druck im Inneren des gebogenen Federrohres 1 zunimmt, so streckt es sich, so dass sich sein freies Ende vom Zylinder 23 wegbewegt und diesen im Gegenuhrzeigersinn dreht, während die Spannfeder 26 dadurch etwas verlängert wird. Da die Bewegung des freien Rohrendes zur Druckänderung proportional ist, ist auch die Drehung des Zylinders 23 zur Druckänderung proportional.
Mit dem Zylinder 23 dreht sich auch der mit ihm verschraubte Hebel 36, dessen Drehbewegung auf die Achse 31 übertragen wird, die den Zeiger trägt. Mit diesem Instrument ist daher eine Skala mit linearer Einteilung zu verwenden.
Durch Verschieben des Halteklotzes 11, dessen beide Rippen lla und llb in den Schlitzen 9a und lOa der Führungsschienen 9 und 10 gleiten können, lässt sich das Verhältnis zwischen der Änderung des Druckes im Federrohr 1 und dem dadurch bedingten Zeigerausschlag stetig ändern: Wenn sich der Halteklotz 11 an dem dem Rohrende entfernten Schlitzende befindet, ist der durch eine bestimmte Druck änderung im Federrohr bewirkte Zeigerausschlag grö sser, als wenn sich der Halteklotz 11 am rohrnahen Schlitzende befindet.
Wichtig ist nun, dass die beiden Schlitze 9a und l0a der beiden Führungsschienen 9 und 10 nicht irgendeine beliebige Form haben: Damit beim Ändern der Proportionalitätskonstanten keine Verschiebung des Nullpunktes stattfindet, müssen diese beiden Schlitze die Form eines Abschnittes einer dem Zylinder 23 zugehörigen Evolvente haben, solange der Rohrinnendruck dem Aussendruck entspricht. Man kann also, wenn das Anschlussrohr 3 ge öffnet ist, den Halteklotz 11 verschieben, ohne dass dadurch die Zeigerstellung geändert wird.
Da es sich bei der Feder 26 nur um eine verhältnismässig schwache Spannfeder zum Spannen der Bänder 22 und 24 handelt, die praktisch keinen Einfluss auf die durch den Innendruck des Rohres bedingte Krümmung aus übt, ist der Ausschlag des freien Endes des Rohres 1 und der mit ihm starr verbundenen Führungsschienen 9 und 10 nur vom Innendruck des Rohres und nicht etwa von der Lage des Angriffspunktes der Kraft dieser Feder 26 auf das Rohr, also von der Stellung des Halteklotzes 11, abhängig.
manometer
The present invention relates to a pressure gauge with a cantilevered, curved spring tube, the free end of which moves under the influence of the ver changeable internal pressure via a band a pointer mechanism, with one end of the band on a rotatable cylinder and its other end by means of a tape head is attached to a carrier arranged at the free end of the pipe.
If such pipes are manufactured in series, the constant of proportionality, i.e. the quotient that is obtained when one divides the displacement of the free pipe end by the pressure change causing this displacement, can differ from pipe to pipe by a few percent, so that it is desirable is to design the transmission means in such a way that their proportionality factor can be changed with simple movements within certain limits, whereby the zero point of the display must not change and the adjustable proportionality constant should be constant over the entire measuring range.
Furthermore, it is often desirable to use scales with relative pressure information, e.g. B. percentages of a maximum allowable pressure to be used. Such instruments can only be used if the 100 / o deflection of the pointer can be easily adjusted to the desired maximum pressure within certain limits.
These requirements are now met by the manometer according to the present invention, which is characterized in that a point of the tape head on the carrier can be displaced along a curve, and that the tape head can be fixed at any point of this curve, and that this curve is a section of the cylinder associated involute as long as the internal pipe pressure corresponds to the external pressure.
An embodiment of the invention is shown in the accompanying drawing, for example. In the drawing shows the
Fig. 1 is a plan view of a manometer, in which the dial and pointer are removed, while the
FIG. 2 shows an enlarged section along the line II-II in FIG. 1 and FIG
FIG. 3 shows a section along the line III-III of FIG.
The manometer spring tube designated by 1 is fastened in a connecting piece 2 which has a connecting tube 3 provided with a thread for connecting measuring lines. This connection piece is screwed to the lower work plate 5 with screws 4. At the closed end, the spring tube has a thread la on which a nut 6 is screwed, which holds the web 7 in place. The two slotted guide rails 9 and 10 are fastened to this web with two screws 8 each, which act as a carrier for a tape head and between which the retaining block 11 provided with two ribs 11a and 11b is slidably held.
This retaining block has three bores 11c, 11d and 11e which are perpendicular to one another. In the hole 11c is the screw 12, which, together with the knurled nut 13 screwed onto it, serves to clamp the two guide rails 9 and 10 to the holding block 11, so that when the clamp connection is released this block moves in the slots 9a and 10a and by tightening the knurled nut 13 can be fixed at any desired point. The sleeve 14 is inserted into the bore 11d and can be axially displaced by turning the two screwed-on nuts 15 and 16.
The pin 17, which is inserted into the bore 1 and extends into the slot 14a of the sleeve 14, serves to prevent this sleeve from rotating. This sleeve has a bottom 14c provided with a hole 14b on which the compression spring 18 is supported, which in turn presses the head 19a of the tension bolt 19 against the union nut 20. The entirety of the parts 11 to 21 is referred to as the band head, because a steel band 22 is attached to the bottom of the tension bolt 19 by means of a band holder 21, the other end of which is held on the cylinder 23 by means of a screw 23a. A second steel band 24 leads from the cylinder 23, where it is also fastened by means of a screw 23 a, to a band holder 25 which is connected to a lever 27 via a tension spring 26.
This lever, which is pivotable about the axis 33, carries at the other end a slide support 28 which is pressed onto a conical bearing surface of the support pin 30 by a leaf spring 29 fastened to the connection piece 2.
The axis of the cylinder 23, like the axis 33 of the lever 27 and the axis 31 of the scoring ice 32, is mounted in the lower work plate 5 and in the upper work plate 34 drawn with dot-dash lines.
The two work plates 5 and 34 are held at the correct distance from one another by columns (not visible in the drawing), to which the upper one is fastened by means of screws 35. The fastening screws of the lower work plate 5 are also not visible in the drawing.
A lever 36 provided with a gear segment 36a is attached to the cylinder 23 by means of two screws 37. The gear segment 36a meshes with the pinion 32, which sits on the axis 31, on which axis the pointer, which is not visible in the figure, as well as the spiral spring 38 is attached by means of a virol (spiral roller, ferrule ring) also not visible in the figure. The other end of this spiral spring 38 is fastened by means of the pin 39 in the spiral block 40, which in turn sits in the upper work plate 34.
The way in which the instrument works is almost self-evident from the above construction description: When the pressure to be measured inside the bent spring tube 1 increases, it stretches so that its free end moves away from the cylinder 23 and rotates it counterclockwise, while the Tension spring 26 is thereby somewhat extended. Since the movement of the free end of the pipe is proportional to the change in pressure, the rotation of the cylinder 23 is also proportional to the change in pressure.
With the cylinder 23 also rotates the lever 36 screwed to it, the rotary movement of which is transmitted to the axis 31 which carries the pointer. A linear scale should therefore be used with this instrument.
By moving the retaining block 11, the two ribs 11a and 11b of which can slide in the slots 9a and 10a of the guide rails 9 and 10, the ratio between the change in the pressure in the spring tube 1 and the pointer deflection caused by it can be constantly changed: When the retaining block 11 is located at the end of the slot remote from the pipe end, the pointer deflection caused by a certain pressure change in the spring tube is greater than when the retaining block 11 is located at the slot end near the pipe.
It is now important that the two slots 9a and 10a of the two guide rails 9 and 10 do not have any arbitrary shape: so that the zero point is not shifted when the proportionality constant is changed, these two slots must have the shape of a section of an involute belonging to the cylinder 23, as long as the internal pipe pressure corresponds to the external pressure. So you can, when the connecting pipe 3 is opened GE, move the holding block 11 without changing the pointer position.
Since the spring 26 is only a relatively weak tensioning spring for tensioning the straps 22 and 24, which practically has no influence on the curvature caused by the internal pressure of the pipe, the deflection of the free end of the pipe 1 and the one with Rigidly connected to it guide rails 9 and 10 only on the internal pressure of the pipe and not on the position of the point of application of the force of this spring 26 on the pipe, that is, on the position of the retaining block 11.