DE1111409B - Aus einem Geraetekopf mit einem ueber einem Zifferblatt spielenden Zeiger und einem mit dem Geraetekopf elastisch nachgiebig verbundenen Geraeteschaft bestehendes Messgeraet - Google Patents

Aus einem Geraetekopf mit einem ueber einem Zifferblatt spielenden Zeiger und einem mit dem Geraetekopf elastisch nachgiebig verbundenen Geraeteschaft bestehendes Messgeraet

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DE1111409B DEM27319A DEM0027319A DE1111409B DE 1111409 B DE1111409 B DE 1111409B DE M27319 A DEM27319 A DE M27319A DE M0027319 A DEM0027319 A DE M0027319A DE 1111409 B DE1111409 B DE 1111409B
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Original Assignee
Manning Maxwell and Moore Inc
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Description

  • Aus einem Gerätekopf mit einem über einem Zifferblatt spielenden Zeiger und einem mit dem Gerätekopf elastisch nachgiebig verbundenen Geräteschaft bestehendes Meßgerät Die Erfindung betrifft ein Meßgerät, das aus einem Gerätekopf mit einem über einem Zifferblatt spielenden Zeiger und einem mit dem Gerätekopf elastisch nachgiebig verbundenen Geräteschaft besteht, in welchem ein die zu erfassende Zustandänderung als Drehbewegung über eine biegsame Welle auf die Zeigerwelle übertragendes Meßelement angeordnet ist. Die Erfindung ist vorzugsweise für industrielle Messungen bestimmt. Entsprechend der Erfindung ausgebildete Meßgeräte der gekennzeichneten Gattung können jedoch auch an irgendeiner anderen Stelle Verwendung finden, wo z. B. die Temperatur oder der Druck gemessen werden soll.
  • Das Meßgerät nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das den Geräteschaft mit dem Gerätekopf verbindende Zwischenglied verdrehungssteif ausgebildet ist, jedoch ein Verschwenken des Gerätekopfes in jede Richtung in bezug auf den Geräteschaft als Zentrum zuläßt. Durch die Erfindung wird erreicht, daß der Gerätekopf aus seiner ursprünglichen Lage verschwenkt werden kann, ohne daß es deshalb notwendig wäre, die genaue Einstellung des Gerätes in der endgültigen Lage vorzunehmen.
  • Durch die Erfindung ist es möglich, ein derartiges Meßgerät bereits bei der Herstellung zu justieren. Die Justierung bleibt dann auch nach der Montage erhalten, bzw. die Einstellung des Gerätes ist unabhängig von der Verschwenkung des Kopfes gegenüber dem Schaft.
  • Es sind Meßgeräte bekannt, bei denen zwischen dem Geräteschaft und dem Gerätekopf eine Schraubenfeder vorgesehen ist. Diese Schraubenfeder dient in erster Linie zur Ausschaltung von Vibrationen, die von dem zu messenden Gegenstand ausgehen und auf das Anzeigeinstrument übertragen würden, wodurch die Anzeige ungenau bzw. schlecht ablesbar würde. Die elastische Verbindung des Gerätekopfes mit dem Geräteschaft durch eine Schraubenfeder ermöglicht zwar eine Bewegung des Kopfes gegenüber dem Schaft. Da aber die Schraubenfeder nicht verwindungssteif ist, so ergibt sich bei der Auslenkung des Gerätekopfes eine Verdrehung um die Längsachse des Gerätes, so daß dadurch die Anzeige beeinfiußt wird.
  • In weiterer Ausbildung der Erfindung ist das Zwischenglied als balgähnliches Rohr ausgebildet, dessen eines Ende mit der Rückseite des Gerätekopfes und dessen anderes Ende mit dem Geräteschaft verbunden ist. Die das Meßelement mit der Zeigerwelle verbindende biegsame Welle ist vorteilhaft derart ausgebildet, daß ihre Verdfehungssteifigkeit verhältnismäßig groß ist im Vergleich zu ihrer Zug- und Biegungsfestigkeit.
  • Weitere Merkmale der Erfindung sind aus den Patentansprüchen ersichtlich.
  • Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen erläutert.
  • In den Zeichnungen stellen dar: Fig. 1 eine Seitenansicht des Meßgerätes mit senkrecht zur Schaftachse stehendem Kopf, Fig. 2 das Gerät nach Fig. 1, von rechts gesehen, Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch ein Meßgerät mit im Winkel von 90° abgebogenem Kopf im größeren Maßstabe, Fig. 4 eine Ansicht des Meßgerätes mit abgebogenem Kopf und in eine Platte od. dgl. eingeschraubtem Gewindestutzen, von der Seite gesehen, nebst verschiedenen strichpunktiert angedeuteten möglichen Lagen des Gerätekopfes, Fig. 5 eine Seitenansicht des Gerätes, von der rechten Seite der Fig. 1 gesehen, mit eingeschraubtem Gewindestutzen und abgebogenem Kopf, so daß die Kopfvorderfläche parallel zum Geräteschaft verläuft, wobei verschiedene mögliche andere Lagen strichpunktiert angedeutet sind, Fig. 6 schematisch verschiedene durch die vielfache Verstellmöglichkeit nach Fig. 4 und 5 gegebene Gerätelagen, Fig. 7 schematisch verschiedene Schwenklagen, die die Geometrie des Hebelgestänges erkennen lassen, das den Kopf mit dem Gehäuseschaft verbindet, Fig. 8 eine abgeänderte Ausführungsform, von der Seite gesehen und mit nach links abgekipptem Kopf, Fig. 9 einen senkrechten Schnitt durch das Gerät nach Fig. 8 und Fig. 10 eine Ansicht der Fig.8, von rechts gesehen.
  • Das in den Zeichnungen dargestellte Gerät, das z. B. als Thermometer oder als Druckmesser ausgebildet sein kann, hat einen Kopf 10 (Fig. 3), der aus einem kreisrunden, becherförmigen Gehäuse 12 besteht, das die Rückseite des Gerätes bildet und vorn durch eine aufgeschraubte Kappe 14 verschlossen ist, die zum Befestigen eines durchsichtigen Abschlußglases 16 dient. In der Mittelöffnung des Teiles 12 sitzt eine Nabe 18, die z. B. mit diesem verschweißt ist und nach vorn und hinten aus dem Gehäuse hervorstehende Teile hat. Der nach vorn stehende Teil der Nabe 18 ist mit einem Zifferblatt 20 verbunden, das eine entsprechende eingravierte Teilung trägt oder mit einer solchen in anderer Weise verbunden ist. Die Nabe 18 ist in axialer Richtung durchbohrt. Diese Bohrung dient als Lager und liegt in dem Mittelpunkt des Kopfes. In der Bohrung befindet sich die Zeigerwelle 22, deren eines Ende nach vorn aus der Nabe herausragt und einen Zeiger 24 trägt, welcher über dem Zifferblatt 20 spielt. Das andere Ende der Zeigerwelle 22 ist mit einem Antrieb verbunden, der weiter unten beschrieben werden wird und zum Betätigen der Zeigerwelle und damit des Zeigers in Abhängigkeit von einem in einem Schaft 26 befindlichen empfindlichen Meßelerüent 25 dient. Der Schaft 26 hat Röhrenform und ist an seinem unteren Ende durch eine Kappe 28 verschlossen. Mit seinem oberen Ende sitzt er fest in einem Gewindestutzen 30, der zum Einschrauben in die Gewindeöffnung eines Trägers S (Fig. 4 und 5) dient, welcher zu der Anordnung gehört, für die das Gerät bestimmt ist. Das empfindliche Meßelement 25 ist schraubenförmig gewunden und dehnt sich bei Änderungen des Zustandes der Umgebung aus oder zieht sich zusammen. Das Element 25 ist als flaches Bimetall-Torsionselement ausgebildet, welches auf Temperaturänderungen anspricht und eine Drehung der Welle 32 bewirkt, welche fest mit dem oberen Ende dieses Elements verbunden ist. Wenn das Gerät zur Druckmessung benutzt wird, dann tritt an die Stelle des Bimetall-Torsionselements ein schraubenförmig gewundenes Bourdonrohr, das auf Druckänderungen anspricht und dabei in derselben Weise wie das Bimetallelement die Welle 32 verstellt. Das untere Ende des Torsionselements ist mit einem Zapfen 34 verbunden, der an der Innenseite der Kappe 28 sitzt, so daß das Torsionselement sich in dem Schaft 26 nicht frei drehen kann und jede Lageänderung eine Drehung der Welle 32 bewirkt. Im Innern des Schaftes 26 sitzen mehrere über die Länge der Welle 32 verteilte Führungen oder Lager 36. Eines dieser Lager oder Führungen 36 befindet sich in der Bohrung des Gewindestutzens 30 in der Nähe des oberen Endes.
  • Damit der Gerätekopf gegenüber dem Schaft frei verschwenkbar ist, ist die Welle 32 mit der Zeigerwelle 22 über ein biegsames, das Drehmoment übertragendes Zwischenglied 38 verbunden, das aus schraubenförmig gewundenem Flachdraht besteht und mit seinen Enden mit der Welle 22 und der Welle 32 über Verbindungsglieder 40 verbunden ist. Die Enden des Zwischengliedes 38 können dabei z. B. direkt mit den flachen tellerartigen Köpfen dieser Verbindungsglieder 40 verschweißt sein. Da das Zwischenglied 38 nach jeder Richtung biegsam ist, kann der Kopf 10 des Gerätes in jede Winkellage zu dem Schaft 26 gebracht werden, ohne daß dadurch die Antriebsverbindung zwischen dem Meßelement und dem Zeiger beeinträchtigt wird.
  • Der Gerätekopf muß dabei aber so befestigt werden, daß er sich nicht in der Ebene des Zifferblattes um die Achse des Schaftes dreht, damit eine feste Beziehung zwischen dem Zeiger und der Skala gesichert und damit dadurch die erforderliche Meßgenauigkeit erhalten bleibt. Zu diesem Zweck ist ein balgförmiges Rohr 42 vorgesehen, das den Gerätekopf 10 mit dem Stutzen 30 derart verbindet, daß der Kopf sich nicht um die Achse gegenüber dem Stutzen 30 drehen kann. Das balgförmige Rohr 42 ist in Längsrichtung biegsam, aber nicht um seine Längsachse drehbar. Es besteht vorteilhaft aus rostfreiem Stahl oder anderem korrosionsfestem Material und ist mit seinen Enden mit der Nabe 18 und dem oberen Ende des Gewindestutzens 30 verschweißt oder in anderer Weise fest verbunden. Das balgartige Rohr 42 schützt außerdem den Antrieb gegen Staub und korrodierende Einflüsse der Atmosphäre, so daß, falls erwünscht, für die Herstellung der Antriebsteile weniger kostspieliges Material verwendet werden kann, wie z. B. Kupfer, das hierfür sehr brauchbar ist, aber normalerweise nicht Säureangriffen widersteht. Das balgförmige Rohr 42 kann auch statt aus Metall aus bekannten Kunststoffen, z. B. solchen, wie sie unter der Bezeichnung »Nylon« bekannt sind, oder ähnlichen Preßmassen bestehen, welche widerstandsfähig sind gegen Korrosion, Hitze und Feuchtigkeit und doch ausreichende Festigkeit und Biegsamkeit im Sinne der Erfindung haben.
  • Bei einer Längenänderung des das Drehmoment übertragenden Zwischengliedes 38 dreht sich sein eines Ende gegenüber dem anderen. Dadurch ergeben sich natürlich unerwünschte Drehverstellungen der Zeigerwelle, und es leidet infolgedessen die Genauigkeit der Anzeige des Gerätes. Um also diese Genauigkeit zu gewährleisten, muß die Länge des Zwischengliedes 38 beim Verschwenken des Kopfes gegenüber dem Geräteschaft konstant gehalten werden, so daß es sich weder zusammenzieht noch ausdehnt. Das wird durch die Verwendung eines nicht dehnbaren mechanischen Bauelements 44 erreicht, das aus zwei sich kreuzenden starren Metallenkern (Fig. 1, 2 und 4) besteht, die den Kopf mit dem Gewindestutzen verbinden. Bei der einfachsten Ausführung sind nur zwei derartige Lenker 44 notwendig. Falls gewünscht, können aber zwecks besserer Handhabung und Symmetrie vier Lenker verwendet werden. Diese Lenker sind durch Lagerbügel 46, 48 drehbar mit dem Kopf und dem Gewindestutzen verbunden, die drehbar am Kopf und am Gewindestutzen angeordnet sind. Der Lagerbügel 46 besteht aus einer flachen starren Platte, die eine kreisförmige Öffnung hat und auf dem nach hinten vorstehenden Teil der Nabe 18 angeordnet und hier durch eine Federscheibe 50 gehalten wird, die in einer Nut 52 sitzt, welche in der Nabe hinter der Platte liegt. Diese Platte hat zwei sich gegenüberliegende, hintensitzende Ohren 54, die Gewindelöcher zur Aufnahme von Schrauben 56 aufweisen, mit denen die Lenker drehbar befestigt sind. Der Lagerbügel 48 besteht aus einer geschlitzten zylindrischen Klemmhülse, die den oberen Teil des Gewindestutzens 30 umfaßt und hier durch einen Bolzen 57 festgeklemmt ist, der mit seinem Ende in das eine Ohr 58 eingeschraubt ist. Damit die Klemmhülse sich nicht in axialer Richtung auf dem Gewindestutzen verschieben kann, ist dieser mit einer Umfangsnut 60 (Fig. 3) versehen und der Bolzen 57 derart angeordnet, daß ein Teil seines Schaftes in dieser Nut liegt. Von der Klemmhülse erstrecken sich nach oben zwei parallel verlaufende Arme 62, die mit Bohrungen zur Aufnahme der Bolzen 64 versehen sind, mit denen die unteren Enden der Lenker drehbar befestigt sind.
  • Der Schwenkweg des Kopfes und des federartigen Zwischengliedes ist schematisch in Fig. 7 durch den Bogen M-N dargestellt. Dieser Weg wird in der Weise konstruiert, daß zuerst eine Linie GJ gezogen wird, die der Mittellinie des Zwischengliedes 38 in gestreckter Stellung entspricht und so lang wie dieses ist. Dann wird die Linie K-J senkrecht zu der Linie G-J von J aus gezogen. Dann werden willkürlich Mittelpunkte auf der Linie K-1 gewählt und um diese Bögen geschlagen, die alle von J ausgehen. Diese Bögen stellen die Mittellinie des Zwischengliedes in den verschiedenen Schwenklagen dar. Dabei ist das Glied 38 kurvenförmig gebogen, da beide Enden unter gleichen und entgegengesetzt gerichteten Biegemomenten stehen. Demzufolge wirkt über die ganze Länge des Zwischengliedes ein konstantes Biegemoment, so daß dieses erstere einen konstanten Krümmungsradius hat. Wenn der Kopf beim Biegen des Gliedes geneigt wird, dann nimmt das Biegungsmoment zu und der Krümmungsradius ab. Das Zwischenglied legt daher einen Krümmungsweg zurück, der einen Radius mit Ausgangspunkt auf der Linie K-J hat. Wenn das Zwischenglied entlang der Linie J-G verläuft, dann ist der Krümmungsradius unendlich und das Biegungsmoment gleich Null. Die Mittellinie der Zeigerwelle muß im wesentlichen jeden vom Punkt J aus gezogenen Bogen tangieren. Demnach wird anschließend mit einem Zirkel auf jedem Bogen eine Entfernung abgesteckt, welche gleich der Entfernung J-G ist und in jedem Falle von dem Punkt J ausgeht. Die Enden der Bögen sind durch mehrere Punkte E, F usw. gekennzeichnet. Dann wird durch Ausprobieren ein Radius H-G ermittelt, der einen Bogen durch die Endpunkte der gewählten Bögen beschreibt. Dieser Bogen ist mit M-N bezeichnet.
  • Zwecks Bestimmung der Punkte A und B werden auf den Tangenten, die an die Punkte E, F, G an den Bogen M-N gelegt worden sind, Senkrechte errichtet. Auf diesen Senkrechten werden die Entfernungen Ci-Dl, C.-D., usw. abgeteilt, die dem Abstand der oberen Enden der Lenker 44 entsprechen. Kurze, um die Mittelpunkte Cl, C" C3 mit Radien von annähernd der Strecke H-C3 geschlagene Bögen schneiden sich im Punkt A. Der Punkt B wird in ähnlicher Weise bestimmt. Die Linien A-C3 und B-D3 ergeben die gewünschten Lenkerlängen.
  • Zuletzt wird die Lage der strichpunktierten Linie bestimmt, welche die Endstellung des Kopfes und der Lager Cl, Dl usw. angeben, wobei die endgültig festgelegten Lenkerlängen A-C3 und B-D3 sowie die Mittelpunkte A und B verwendet werden. Zu diesem Zweck werden Kreise um die Punkte E, F, G geschlagen. Dann wird ein Radius, der A-C.3 entspricht und als Mittelpunkt A hat, genommen. Hierauf werden Kreise geschlagen, welche die Kreise schneiden, die um die Punkte E, F,. G geschlagen worden sind. Dadurch werden die Lagen der Punkte Cl, C" C3 in ähnlicher Weise wie die der Punkte Dl, D." D3 bestimmt. Die zwischen den Schnittpunkten gezogenen strichpunktierten Linien zeigen die Lage der Ebene des Zifferblattes, welches parallel zu diesen Linien verläuft. Auf diese strichpunktierten Linien gezogene Senkrechte stellen die Achsen der Zeigerwelle dar und verlaufen im wesentlichen tangential zu den Versuchsbögen an den Punkten E, F und G. Die strichpunktierten Linien Cl Dl. C, Dz, C3-D3 schneiden nicht genau die »Linien« E, F, G an den oben erläuterten Rändern, sind jedoch für praktische Zwecke nahe genug daran.
  • Da - bedingt durch den Aufbau der Lenker -der Mittelpunkt der Gerätsvorderfiäche sich entlang einer etwa elliptischen Bahn bewegt, sind die Lenkerlänge und die Entfernungen des Mittelpunktes des Lagers so gewählt, daß die größte und die kleinste Achse der Ellipse größenmäßig sich einander sehr nähern. Da außerdem etwa nur ein Viertel des Ellipsenbogens M -N benutzt wird, folgt, daß eine weite Annäherung an die benötigte Kreisbewegung durch die vorstehend erwähnte, sich kreuzende Lenkeranordnung gesichert ist.
  • Die Löcher in den Enden der Lenker 44, durch welche die Schraubenbolzen 56, 64 hindurchgehen, die zum verschwenkbaren Anschließen der Lenker an den Trägern 46, 58 dienen, sind gewindelos. Wenn daher die Schraubenbolzen in den Haltern festgezogen werden, nachdem die Einstellung des Kopfes und des Schaftes durch Verschwenken der Lenker gegenüber dem Schaft erfolgt ist, dann können die Lenker in ihrer Lage festgestellt werden, so daß der Kopf sich nicht genügend dem Schaft verschieben kann. Die Hülse 48 kann in gleicher Weise durch Anziehen des Schraubenbolzens 57 festgeklemmt werden.
  • Wie schon erwähnt, können zwei Paar Lenker 44 verwendet werden, wodurch die Festigkeit und Symmetrie des Gerätes erhöht wird. In der Praxis genügt an sich ein einziges Lenkerpaar.
  • Die Fig. 8 bis 10 stellen eine abgeänderte Ausführungsform dar, die den Vorteil hat, daß die Bewegung des Kopfes zu dem Geräteschaft im Gegesatz zu der Annäherung, die mit der vorstehend beschriebenen Lenkeranordnung erreichbar wird, genau ist. Ferner wirkt der Aufbau symmetrischer.
  • Wie die Darstellung erkennen läßt, ähneln die Hauptteile weitgehend der vorstehend beschriebenen Ausführung. Der Kopf 110 enthält ein kreisförmiges Gehäuse 112, dessen Vorderseite durch eine Kappe 114 gebildet wird, in welcher ein durchsichtiges, nicht dargestelltes Abschlußglas gehaltert ist. Auf der Rückseite des Gehäuses ist eine Nabe 118 befestigt, deren innenliegendes Ende als Stütze für ein Zifferblatt 120 dient und die außerdem ein Lager für die Zeigerwelle 122 enthält. Das nicht dargestellte empfindliche Meßelement ist in dem Schaft 126 untergebracht, der mit seinem oberen Ende in einer Schaftführung 125 sitzt, welche im oberen Ende des Gewindestutzens 130 eingelassen und hier durch eine Überwurfmutter 127 gesichert ist. Die Antriebswelle 132, die von den Meßelementen ausgeht, ist in Lagern 136 gelagert. Mehrere dieser Lager sind über die Länge des Schaftes 126 in dem Kanal, der durch die Schaftführung hindurchgeht, verteilt angeordnet. Die Antriebswelle 132 ist mit der Zeigerwelle 122 über ein das Drehmoment übertragendes Zwischenglied 138 verbunden, welches wie bei Ausführung nach Fig. 1 bis 5 aus einem federartigen Element besteht. Die Enden dieses Zwischengliedes 138 sind mit den Anschlußstücken 140 verschweißt oder in anderer Weise verbunden, welche ihrerseits an dem oberen Ende der Antriebswelle 132 und dem unteren Ende der Zeigerwelle 122 befestigt sind. Zwecks Verhinderung gegenseitiger Drehbewegung zwischen dem Kopf und dem Schaft ist ein balgartiges Element 142 vorgesehen, das den oben beschriebenen entspricht und mit seinen beiden Enden mit der Nabe 118 und einer Hülse 143 verlötet oder verschweißt ist, welche auf dem oberen Ende der Schaftführung 125 aufgeschrumpft ist.
  • Die vorstehend beschriebenen Teile ähneln in jeder Hinsicht denjenigen der Ausführung nach Fig.1 bis 5 und weisen auch alle Vorteile und Merkmale derselben auf. Die Ausführung nach Fig. 8 bis 10 unterscheidet sich aber von der nach Fig.1 bis 5 hinsichtlich der Bauart der Mittel, welche die Winkelbewegung des Kopfes gegenüber dem Schaft bestimmen und die gewünschte Beziehung zueinander während der Schwenkbewegung aufrechterhalten, d. h. dazu dienen, die Länge der Feder 138 konstant und die Achse der Zeigerwelle tangential zu dem Krümmungsbogen der Feder am Kopf zu halten, gleich welche Krümmung des Zwischengliedes vorhanden ist. Zu diesem Zweck sind statt sich kreuzender Lenkerpaare zwei parallele Lenker 144 vorgesehen, die mit ihren Enden verschwenkbar mit dem Kopf und dem Schaft über Lagerbügel 146, 148 und zwei Zahnsegmente 147, 149 verbunden sind, die an den Lagerschilden sitzen. Der Lagerbügel 146 besteht wie bei der zuerst beschriebenen Ausführung aus einer flachen starren Platte, die eine kreisförmige Bohrung hat, über welche sie mit dem nach hinten hervorragenden Teil der Nabe 118 verbunden ist. Ferner hat dieser Lagerbügel nach hinten vorstehende, im Abstand voneinander liegende parallele Ohren 154, die mit halbkreisförmigen Platten 155 verbolzt sind, welche im Abstand voneinander und parallel zueinander im wesentlichen rechtwinklig zu der Rückseite des Gehäuses nach hinten ragen. Die Hinterkante dieser Platten ist gezahnt. Diese Zahnung entspricht derjenigen der obenerwähnten Zahnsegmente 147.
  • Im Teilkreismittelpunkt dieser Zahnsegmente befinden sich Löcher in den Platten, die zur Aufnahme von Bolzen 156 dienen, durch welche die Enden der Lenker 144 drehbar miteinander verbunden sind. Der Lagerbügel 148 ist ebenso wie der bei der ersten Ausführung beschriebene als zylindrische, geschlitzte Klemmhülse ausgebildet und am oberen Ende der Schaftführung 125 angeordnet und hier durch einen Bolzen 157 festgeklemmt, der mit seinen Enden durch die Ohren 158 hindurchgeht. Zwecks Verhinderung einer Axialbewegung der Klemmhülse gegenüber der Schaftführung ist letztere mit einer Umfangsnut 160 versehen, in der ein Teil des Schaftes des Bolzens 157 liegt. Von der Klemmhülse ragen zwei parallele Arme 162 nach oben, deren oberes Ende mit einer Zahnung versehen ist, welche die obenerwähnten anderen Zahnsegmente 149 darstellt. In der Mitte des Teilkreises dieser Zahnung sind Löcher für die Bolzen 164 vorgesehen, die zum drehbaren Anschließen des unteren Endes der Lenker 144 dienen.
  • Der Teilkreismittelpunkt des Zahnsegmentes 149 fällt mit dem Punkt H (Fig. 7) zusammen, dem Mittelpunkt des Bogens M-N, den das Ende des Zwischengliedes 138 beschreibt, wenn es aus einer Lage, die 90° nach links weist, über die senkrechte Stellung um 90° nach rechts verschwenkt wird, wobei ihre freie Länge konstant bleibt. Der Teilkreismittelpunkt des Zahnsegmentes 147 liegt in Höhe des Kopfendes des Gliedes 138, welches sich entlang dem Bogen M-N bewegen muß (Fig. 7). Damit diese Bahn mit Sicherheit verfolgt wird, sind zwecks Führung zwei Lenker 144 vorgesehen, deren Lagermittelpunkte die Teilkreismittelpunkte der Zahnsegmente 147, 149 sind. Dadurch bewegt sich das Ende des Gliedes 138, das mit der Zeigerwelle 122 verbunden ist, entlang dem Bogen M-N (Fig. 7).
  • Die Vorderseite des Kopfes 110 muß immer senkrecht zu dem Ende des Zwischengliedes 138 liegen, ohne Rücksicht auf die Schwenklage des Kopfes. Dieses ist schematisch in Fig.7 dargestellt, wo die Linien Cl Dl, C2 D2 und C3 D3 eine Ebene darstellen, die parallel zu derjenigen des Kopfes 110 in den drei veranschaulichten Lagen verläuft und senkrecht zu den Tangenten an den Punkten E, F und G ist. Wenn der Kopf aus der parallel der Linie C, -D, verlaufenden Stellung in eine parallel der Linie C3 D3 gerichtete Lage gelangt, dann hat er sich 90J' um einen Mittelpunkt gedreht, der auf dem Bogen E-G liegt. Gleichzeitig müssen sich die Lenker 144 aus einer Lage, welche mit der Linie H-E zusammenfällt, in eine Stellung bewegen, die der Linie H-G entspricht. Das bedeutet eine Drehung um den Punkt H von 60°. Zu diesem Zweck müssen die Zahnsegmente 149, 147 eine Übersetzung von etwa 2 : 3 haben.
  • Wie bei der ersten Ausführung dienen die Bolzen 156, 157 und 164 zum Festlegen des Kopfes gegenüber dem Schaft des Gerätes in der gewünschten Schwenklage.
  • Die verschiedenen Lagen des Schaftes zum Kopf oder umgekehrt ergeben sich aus Fig. 6. Jede dort dargestellte Stellung kann entweder durch Verschwenken des Schaftes gegenüber dem Kopf oder umgekehrt des Kopfes gegenüber dem Schaft erreicht werden. In der unteren Stellung der Fig. 6, in der das Zifferblatt nach vorn weist und der Kopf festgestellt ist, weist der Schaft in irgendeine Kompaßrichtung (Nord, Süd, Ost oder West). Wenn der Schaft in senkrechter Lage festgehalten wird, wie es der obere Teil der Fig. 6 veranschaulicht, dann kann der Kopf um einen Bogen von annähernd 180'- zu der Waagerechten verschwenkt werden.
  • Die wesentlichsten Vorteile der Erfindung, und zwar beider hier gezeigten Ausführungsformen, bestehen in der völligen Bewegungsfreiheit des Gehäusekopfes gegenüber dem Schaft, ohne Änderung der Länge des das Drehmoment übertragenden Zwischengliedes, welches das empfindliche Meßelement mit der Zweigstelle verbindet, und ferner in der Aufrechterhaltung der Lage der Zeigerwelle tangential zu dem Ende des Bogens, den das Zwischenglied beschreibt, gleich in welcher Schwenklage es sein mag. Ferner kommt die starre Verbindung zwischen dem Kopf und dem Schaft hinzu, durch die ein Verdrehen beider Teile gegeneinander verhindert wird, so daB die geeichte Meßgenauigkeit aufrechterhalten bleibt. Außerdem ist die Abdichtung der arbeitenden Teile nach außen zu erwähnen, wodurch die Abnutzung vermindert und größere Genauigkeit gegeben ist. Hinzu kommen die Einfachheit im Aufbau, die Stabilität, die gute Wirkung und das gute Aussehen.
  • Die beschriebenen Geräte sind besonders für Temperatur- und Druckmessungen bestimmt und haben den üblichen kreisförmigen Kopf mit einem Zifferblatt und einem darüber bewegten, um einen Drehzapfen drehbaren Zeiger. Die Erfindung kann auch in den Fällen Anwendung finden, wo ein Meßkopf ablesbar in einer besonderen Stellung vorgesehen sein rnuß und das empfindliche Element, das mit dem zu messenden Mittel in Berührung kommt, winklig zu dem Kopf liegen soll.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Meßgerät, bestehend aus einem Gerätekopf mit einem über einem Zifferblatt spielenden Zeiger und einem mit dem Gerätekopf elastisch nachgiebig verbundenen Geräteschaft, in welchem ein die zu erfassende Zustandsänderung als Drehbewegung über eine biegsame Welle auf die Zeigerwelle übertragendes Meßelement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das den Geräteschaft (26, 126) mit dem Gerätekopf (10, 110) verbindende Zwischenglied (42, 142) verdrehungssteif ausgebildet ist, jedoch ein Verschwenken des Gerätekopfes in jede Richtung in bezug auf den Geräteschaft als Zentrum zuläßt.
  2. 2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (42, 142) als balgähnliches Rohr ausgebildet ist, dessen eines Ende mit der Rückseite des Gerätekopfes (10, 110) und dessen anderes Ende mit dem Geräteschaft (26, 126) verbunden ist.
  3. 3. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Meßelement (25) mit der Zeigerwelle (22, 122) verbindende biegsame Welle (38, 138) so ausgebildet ist, daß ihre Verdrehungssteifigkeit verhältnismäßig groß ist im Vergleich zu ihrer Zug- und Biegungsfestigkeit.
  4. 4. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des das Drehmoment übertragenden Gliedes (38, 138) bei den Schwenkbewegungen des Gerätekopfes (10, 110) konstant bleibt, ohne Rücksicht auf die Lage des Zifferblattes zum Geräteschaft.
  5. 5. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gerätekopf mit dem Geräteschaft über Lenker (44) verbunden ist, die sich kreuzen und deren Kopfenden drehbar mit der Rückseite des Gerätekopfes in gleicher Entfernung von der Mitte des Zifferblattes an gegenüberliegenden Seiten angeschlossen sind, während ihre mit dem Schaft verbundenen Enden an sich gegenüberliegenden Seiten der Schaftlängsachse in gleichem Abstand von dieser liegen.
  6. 6. Meßgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine festklemmbare Verbindung der Lenker (44) mit dem Gerätekopf (10, 110) und dem Geräteschaft (26, 126), so daß der Gerätekopf in jeder gewünschten Einstellung feststellbar ist.
  7. 7. Meßgerät nach Anspruch 1 und 4, gekennzeichnet durch zwei im Abstand voneinander angeordnete parallele Lenker (144) als Verbindungsmittel des Gerätekopfes mit dem Geräteschaft zum Konstanthalten der Länge des das Meßdrehmoment übertragenden Gliedes (138) und ferner durch miteinander im Eingriff stehende Zahnsegmentpaare (147, 149), die eine Übersetzung von 3:2 haben und von denen das eine (147) mit dem Gerätekopf (110) und das andere (149) mit dem Geräteschaft (130) verbunden ist und deren Teilkreismittelpunkte in der Höhe der Drehpunkte der Lenker liegen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 734 090, 741560, 844 831; britische Patentschriften Nr. 490 420, 622 366.
DEM27319A 1954-12-27 1955-06-06 Aus einem Geraetekopf mit einem ueber einem Zifferblatt spielenden Zeiger und einem mit dem Geraetekopf elastisch nachgiebig verbundenen Geraeteschaft bestehendes Messgeraet Pending DE1111409B (de)

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