-
Technisches Gebiet
-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen und Anzeigen
eines in einer Armatur eingestellten Drucks enthaltend
- (a) eine Ventilanordnung zur Beeinflussung des in der Armatur
herrschenden Drucks;
- (b) eine mit der Ventilanordnung zusammenwirkende Feder, über
deren Federkraft die Ventilstellung der Ventilanordnung einstellbar
ist;
- (c) ein Federwiderlager für die Feder in Form eines
auf einem Gewindestellglied axialbeweglich angeordneten Federtellers;
- (d) Mittel zum Einstellen der axialen Lage des Federtellers;
- (e) ein im wesentlichen parallel zum Gewindestellglied angeordneter,
drehbar gelagerter Steilgewindestift, wobei der Federteller in das
Gewinde des Steilgewindestifts derart eingreift, dass eine Axialbewegung
des Federtellers in eine Drehbewegung des Steilgewindestifts umgesetzt
wird; und
- (f) Anzeigemittel zur Anzeige des eingestellten Drucks mittels
der Winkelposition des Steilgewindestifts.
-
Eine
Ventilanordnung zur Beeinflussung des in der Armatur herrschenden
Drucks ist beispielsweise ein Druckminderer oder ein Differenzdruckregler. Derartige
Ventilanordnungen haben ein federbeaufschlagtes Ventil, bei dem
eine Feder eine Kraft beispielsweise auf einen Ventilteller oder
einen Membranteller ausübt. Die Federkraft bestimmt die
Ventilstellung und somit den eingestellten Druck oder Differenzdruck.
Als Federwiderlager dient ein Federteller. Der Federteller weist
ein Gewinde auf, mit dem er auf einem Gewindestellglied axialbeweglich
aufgeschraubt ist. Wenn der Federteller vom Ventil wegbewegt wird,
entspannt sich die Feder. Dadurch wird eine geringere Federkraft
ausgeübt. Die Ventilstellung und damit die Druckverhältnisse
in der Armatur verändern sich. Die Stellung des Federtellers
ist somit ein Maß für den eingestellten Druck.
-
Stand der Technik
-
Aus
der
DE 38 11 806 ist
eine Anordnung bekannt, bei der ein Druckmindererventil mit einer Druckanzeigevorrichtung
versehen ist. Die Anzeigevorrichtung umfasst einen Kolben und ein
um die Kolbenachse verdrehbares Anzeigeglied. Es sind ferner Übertragungsmittel
zum Übertragen der Hubbewegung des Kolbens bei einer Druckänderung
in eine Drehbewegung des Anzeigeglieds vorgesehen.
-
Aus
der
DE 10 2007
026 162 A1 ist eine Druckmindereranordnung mit einer Ventilspindel
und einem Federwiderlager für eine Ventilfeder bekannt. Eine
seitliche Anzeige ist mit einem Gewindestift versehen. Das Federwiderlager
greift in diesen Gewindestift. Auf diese Weise repräsentiert
die Anzeige die Lage des Federwiderlagers und damit die ausgeübte Federkraft.
Die Gehäusekappe der Druckmindereranordnung ist mittels
einer Überwurfmutter befestigt. Diese ermöglicht
die freie Drehbarkeit der Kappe. Die seitliche Anzeige an dem Gewindestift
kann dabei in eine geeignete Ableseposition gebracht werden.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der eingangs genannten
Art zu schaffen, welche kostengünstiger herstellbar ist,
leichter zu installieren und leichter abzulesen. Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe dadurch gelöst, dass
- (g) die
Anzeigemittel ein auf dem Gewindestellglied lose aufgesetztes, drehbewegliches
Zahnrad umfassen, welches in eine an dem Steilgewindestift vorgesehene
Verzahnung eingreift, und
- (h) das Zahnrad mit einer Anzeige zusammenwirkt, so dass die
relative Winkelposition der Anzeige den eingestellten Druck anzeigt.
-
Die
relative Winkelposition der Anzeige entspricht dem eingestellten
Druck nach Maßgabe der Übersetzungsverhältnisse
zwischen Gewindespindel und Steilgewindestift einerseits und Verzahnung
an dem Steilgewindestift und Zahnrad andererseits. Während
für größere Hübe des Federtellers
ggf. mehrere Drehungen des Gewindestellglieds erforderlich sind,
kann durch Wahl geeigneter Übersetzungsverhältnisse
diese auf maximal eine Umdrehung für den gesamten Hub reduziert
werden.
-
Die
Anordnung mit einem Zahnrad ermöglicht es, dass die Anzeige
von oben und damit leichter einsehbar ist. Eine freie Drehbarkeit
der Gehäusekappe ist nicht mehr erforderlich. Die Gehäusekappe kann
im Gegensatz zum Stand der Technik ohne zusätzliche Überwurfmutter
fest mit der Armatur verschraubt werden. Dies spart Material und
Installationsaufwand.
-
Vorzugsweise
umfasst die mit dem Zahnrad zusammenwirkende Anzeige eine mit dem
drehbeweglichen Zahnrad verbundene Scheibe mit einer Skala und einen
gehäusefesten Zeiger. Der gehäusefeste Zeiger
kann einen gehäusefesten Deckel, mit einer Anzeigeöffnung
umfassen, durch welche der Skalenausschnitt mit dem eingestellten
Druckwert angezeigt wird. Der gehäusefeste Zeiger kann
aber auch jede andere Art von Zeiger, etwa eine Markierung, Nute,
Vorsprung etc. im Bereich des Umfangs am Gehäuse sein.
-
In
einem alternativen Ausführungsbeispiel ist das Zahnrad
mit einem Zeiger, ähnlich einem Uhrenzeiger verbunden,
der in einer gehäusefesten Scheibe mit einer Skala den
Druck anzeigt. Die Zahnraddrehung bewirkt in beiden Ausgestaltungen
eine relative Drehung der Anzeigemittel, welche auf der Skala den
eingestellten Druck anzeigen.
-
Die
Anzeige, beispielsweise die drehbewegliche Scheibe mit der Skala
oder der Zeiger mit der gehäusefesten Skala, kann leicht
von oben abgelesen werden. „Oben” wird hier als
Griff-seitig verstanden und ist in den Figuren entsprechend dargestellt. Ablesen
und Einstellen erfolgen somit aus der gleichen, leicht zugänglichen
Richtung. Zur Fixierung des gehäusefesten Teils der Anzeige
kann diese mit einer Verzahnung versehen sein, welche in die Gehäusekappe
eingreift.
-
Die
vorliegende Erfindung erlaubt die werksseitige Einstellung derart,
dass der Zeiger bei einem üblicherweise verwendeten Einstelldruck,
beispielsweise 4 bar, immer in einer Position dargestellt wird, welche
bei herkömmlicher Einbauweise der Armatur gut ablesbar
ist. Da die Gehäusekappe fest in die Armatur eingeschraubt
ist, wird diese Einstellung anders als bei bekannten Vorrichtungen
nicht mehr verändert.
-
In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Mittel zum Einstellen
der axialen Lage des Federtellers von einem Handgriff gebildet.
Alternativ ist es auch möglich andere Stellmittel, etwa elektrisch,
hydraulisch oder pneumatische Stellmittel einzusetzen.
-
Vorzugsweise
ist das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Gewindestellglied
und dem Steilgewindestift größer als 5. In einer
besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Übersetzungsverhältnis
zwischen Gewindestellglied und dem Steilgewindestift etwa 20. Eine
volle Umdrehung des Steilgewindestifts entspricht dann 20 Umdrehungen
des Federtellers.
-
Das Übersetzungsverhältnis
zwischen der Verzahnung an dem Steilgewindestift und dem Zahnrad
ist vorzugsweise im wesentlichen 1:1. Dadurch bleibt das Übersetzungsverhältnis
erhalten, welches eine feine Druckeinstellung bei korrekter Anzeige
ermöglicht.
-
Die
Erfindung kann besonders vorteilhaft bei einer Druckmindereranordnung
oder einem Differenzdruckregler eingesetzt werden. Aber auch weitere
Armaturen zur Einstellung des Drucks können die Erfindung
sinnvoll einsetzen.
-
Ausgestaltungen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Ausführungsbeispiel ist
nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
näher erläutert.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Druckmindereranordnung für
Hauswasseranschlüsse.
-
2 ist
ein Längsschnitt durch die Druckmindereranordnung aus 1.
-
3 zeigt
die Druckanzeige mit Stellgriff der Anordnung aus 1 im
Detail.
-
4 ist
ein Längsschnitt durch die Druckanzeige mit Stellgriff
aus 3.
-
5 ist
eine Explosionsdarstellung der Druckanzeige mit Stellgriff aus 3 und 4.
-
6 ist
ein Querschnitt entlang der Schnittlinie C-C in 4.
-
7 ist
ein Querschnitt entlang der Schnittlinie B-B in 4.
-
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
-
1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Druckmindererarmatur. Druckminderer
dienen der Stabilisierung eines Flüssigkeitsdrucks in einem Flüssigkeitssystem,
welches von einem ggf. schwankenden Eingangsdruck unterliegt. Die
allgemein mit 10 bezeichnete Druckmindererarmatur weist
ein Armaturengehäuse 12 mit einem Einlass 14 und
einen Auslass 16 auf. Es sind ferner Prüfstutzen 18 und 20 für
die Druckmessung vorgesehen.
-
Eine
Gehäusekappe 22 ist fest auf das Armaturengehäuse 12 aufgeschraubt.
Ein Stellgriff 24 dient zur manuellen Einstellung des Ausgangsdrucks im
Auslass 16 auf die nachstehend beschriebene Weise. Der
eingestellte Druck kann von oben (griffseitig) auf einer Skala 26 abgelesen
werden. Die drehbewegliche Skala ist durch eine Ableseöffnng 28 in einem
Aufsatz 30 sichtbar, der gehäusefest auf die Gehäusekappe 22 aufgesetzt
ist. Die Gehäusekappe 22 ist in 3 noch
einmal im Detail dargestellt.
-
2 zeigt
einen Längsschnitt durch die Druckmindererarmatur 10.
Der Druckminderer ist in üblicher Weise aufgebaut und braucht
daher hier nicht näher erläutert werden. Eine
Feder 32 übt eine Federkraft auf den Membranteller 34 des
Druckminderers aus. Die Federkraft ist ein Maß für
den eingestellten Ausgangsdruck im Auslass 16. Die Feder 32 ist
um ein Gewindestellglied 36 herum angeordnet. Das Gewindestellglied 36 ist
fest mit dem Griff 24 verschraubt. Hierzu dient eine Schraube 38.
Ein Federteller 40 dient als Federwiderlager für
die Feder 32. Der Federteller 40 ist auf ein Außengewinde
des Gewindestellglieds 36 aufgeschraubt. Bei Drehung des Gewindestellglieds 36 durch
Betätigung des Stellgriffs 24 führt der
Federteller 40 neben einer Rotationsbewegung eine Axialbewegung
nach oben bzw. unten in 2 aus. Dadurch wird durch die
Feder 32 auf den Membranteller 34 ausgeübte
Kraft beeinflusst.
-
Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist hat das Gewindestellglieds 36 ein
M10-Gewinde, entsprechend 1 mm Steigung. Ein Hub des Federtellers 40 von
30 mm entspricht also 30 Umdrehungen. Es versteht sich, dass diese
Werte lediglich beispielhaft aufgeführt sind und an die
gewählten Materialien, geometrischen Gegebenheiten und
gewünschten Druckverhältnisse angepasst werden
können. Geringe Verdrehwinkel am Griff 24 führen
bei einer solchen Auslegung entsprechend zu einer feinen Einstellung
des Hubes.
-
Parallel
zur Langsachse des Gewindestellglieds 36 ist in der Gehäusekappe 22 ein
drehbar gelagerter Steilgewindestift 42 angeordnet. Dies
ist auch im Schnitt B-B in 7 dargestellt.
Der Steilgewindestift 42 hat eine erheblich größere
Steigung. Der äußere Rand des Federtellers 40 greift
in das Gewinde des Steilgewindestifts 42 ein. Eine Axialbewegung
des Federtellers 40 wird durch die damit verbundene Rotation
in eine Drehbewegung des Steilgewindestifts 42 umgesetzt.
-
Am
griffseitigen, oberen Ende des Steilgewindestifts 42 ist
ein Zahnradkopf 44 vorgesehen (4, 6).
Der Kopf 44 hat die Form eines scheibenförmigen
Zahnrads mit einer Außenverzahnung 46. Der Zahnradkopf 44 greift
in ein weiteres Zahnrad 48 ein, wie dies im Schnitt C-C
in 6 dargestellt ist. Das Zahnrad 48 ist
lose drehbar auf den oberen Teil 50 des Gewindestellglieds 36 aufgesetzt
und liegt auf der Oberseite 52 der Gehäusekappe 22 auf.
Dies ist in 4 dargestellt. Das Zahnrad 48 ist
von dem Gewindestellglied 36 entkoppelt.
-
An
die Oberseite des Zahnrads 48 ist eine Scheibe 54 mit
einer Skala angeformt. Dies ist am besten aus der Explosionsdarstellung
in 5 ersichtlich. Die Scheibe 54 erstreckt
sich über den gesamten Durchmesser der Gehäusekappe 22.
Die Gehäusekappe 22 ist im oberen Bereich mit
einer Verzahnung 56 versehen (5). Auf
diese Verzahnung 56 ist der Aufsatz 30 mit einer
Innenverzahnung 58 verdrehsicher aufgesetzt. Dies ist auch
in 7 gut erkennbar. Der Aufsatz 30 ist mit
der Anhand von 1 bereits beschriebenen Ableseöffnung 26 versehen.
Die Ableseöffnung 26 kann werkseitig in eine gewünschte
Lage aufgesetzt werden, welche ein besonders leichtes Ablesen erlaubt.
-
Der
Griff 24 ist über einen Vierkant 58 mit dem
Gewindestellglied 36 verbunden. Griff und Gewindestellglied
drehen sich entsprechend um den gleichen Winkel und bewirken eine
Axialbewegung des Federtellers 40. Der Federteller 40 treibt
den Steilgewindestift mit dem Zahnradkopf 44 an. Durch das Übersetzungsverhältnis
wird ein kleinerer Drehwinkel am Zahnradkopf 44 erreicht.
Dieser Drehwinkel wird in einem Übersetzungsverhältnis
1:1 vom Zahnradkopf 44 auf das Zahnrad 48 mit
der Scheibe 54 übertragen. Wenn also der Griff 24 eine
Umdrehung ausführt, wird die Scheibe entsprechend dem hier
beispielhaft aufgeführten Übersetzungsverhältnis
von 1:30 um einen Winkel von lediglich 12° bewegt.
-
Auf
der Scheibe 54 ist eine geeignet kalibrierte Druckskala
mit Werten von 0 bis 6 bar angebracht. Diese Skala zeigt in der
Ableseöffnung 28 den eingestellten Druckwert an.
Zur Erhöhung der Ablesegenauigkeit ist die Öffnung
ferner mit einem Vorsprung versehen, welcher den genauen Wert anzeigt.
-
Bei
der vorliegenden Ausführungsform ist die Gehäusekappe 22 fest
mit dem Armaturengehäuse 12 verschraubt. Hierzu
ist ein Gewinde 60 vorgesehen (2). Eine Überwurfmutter
ist nicht erforderlich. Die Druckanzeige ist von oben aus jeder
Richtung ablesbar. Die Armatur kann daher in beliebiger Ausrichtung
eingebaut werden.
-
Es
versteht sich, dass statt einer Scheibe 54 und einem gehäusefesten
Aufsatz 30 auch ein Zeiger und eine gehäusefeste
Skala oder andere Anzeigemittel mit veränderlichem relativen
Winkel verwendet werden kann. Die Anzeigeanordnung wurde beispielhaft
für eine Druckmindereranordnung beschrieben. Alternative
Ausführungsbeispiele weisen statt einer Druckmindereranordnung
einen Differenzdruckregler oder andere Ventile zum Einstellen des
Drucks auf.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 3811806 [0003]
- - DE 102007026162 A1 [0004]