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Zeigermeßgerät Die Erfindung betrifft Zeigermeßgeräte mit einem eine
Winkeldrehung um seine Achse ausführenden Meßwerk, welches durch eine lose, durch
Federkraft formschlüssige Anlenkung mit dem Antrieb des Zeigerwerkes verbunden ist.
Die Meßwerke solcher Zeigermeßgeräte tragen auf dem verstellbaren Systemteil zur
Anlenkung des Zeigerwerkes einen Mitnehmer, gegen welchen ein Antriebsrad des Zeigerwerkes
durch eine Federkraft, die auch die Zeigerrückstellung bewirkt, in Anlage gehalten
ist.
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Der verstellbare Systemteil im Meßwerk führt entsprechend der Beaufschlagung
des Meßgerätes eine Drehung mit einem Gesamtwinkelausschlag aus, welche durch die
Anlenkung auf das Zeigerwerk übertragen wird und der ein Gesamtwinkelausschlag des
Zeigers zwischen den Skalengrenzwerten des Zifferblattes in vorbestimmter Größe
entspricht. Bei der Serienherstellung von solchen Meßgeräten, z. B. von Kraftfahrzeugmeßgeräten
für eine Druck- oder Temperaturanzeige; tritt nun die Schwierigkeit auf, daß durch
die unvermeidlichen Fertigungstoleranzen der Gesamtwinkelausschlag des drehbaren
Systemteiles gegenüber dem Sollwert unterschiedlich groß ausfällt. Da die Skalenteilung
des vorgefertigten Zifferblattes dem Sollwert des Ausschlagwinkels des Meßwerkes
angepaßt ist, ergeben eine Abweichung von diesem Sollwert und die übertragung auf
das Zeigerwerk einen zu kleinen oder zu großen Zeigerausschlag. Erfahrungsgemäß
ist nun die Streuung dei Abweichung vom Sollwert so groß, daß die dadurch verursachte
Anzeigeungenauigkeit die zulässige Toleranz überschreitet. Man war deshalb bisher
gezwungen, mehrere Sorten von Zifferblättern mit unterschiedlichen Skalenteilungen
herzustellen, z. B. drei verschiedene Zifferblätter, und mußte bei der Montage und
Eichung der Geräte das jeweils mit der zulässigen Anzeigetoleranz passende auswählen.
Bei Meßgeräten, die eine übersetzung im Zeigerwerk zur Erzielung einer Anzeigeskala
von z. B. 270° benutzen, mußte man außerdem zwei bis drei verschiedene Übersetzungen
des Zeigerwerkes bereithalten, um die Meßwerke mit den Abweichungen des Auschlagwinkels
vom Sollwert verwenden zu können. Durch diese Schwierigkeiten wurde die Herstellung
solcher Zeigermeßgeräte nicht unerheblich verteuert.
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Die Erfindung behebt diesen Nachteil und bildet die Meßgeräte derart
aus, daß die Verwendung einheitlicher Zifferblätter und Zeigerwerke zur Anpassung
unterschiedlicher Gesamtausschlagwinkel des Meßwerkes an einen bestimmten, durch
die Skalengrenzwerte des Zifferblattes vorgegebenen Gesamtausschlagwinkel des Zeigers
möglich ist. Die Erfindung besteht darin, daß die Achse des Meßwerkes und die Achse
des Antriebes des Zeigerwerkes gegeneinander derart verstellbar sind, daß die auf
das Zeigerwerk wirkende Anlenkung durch das Meßwerk stets den gleichen Gesamtausschlagwinkel
des Zeigerwerkes bewirkt. Da in der Regel das Zifferblatt und das Zeigerwerk bei
solchen Geräten im Meßgerätegehäuse ortsfest angeordnet sind, ist es zweckmäßig,
die Meßwerksachse gegenüber der Antriebsachse des Zeigerwerkes - vorzugsweise parallel
zu dieser -verstellbar anzuordnen. Die Verstellung der Meßwerksachse hat eine Verlängerung
oder Verkürzung des Anlenkabstandes zur Antriebsachse zur Folge und bewirkt dadurch
eine reziproke Änderung des Zeigerausschlagwinkels. Um diese Änderung gleichmäßig
über die Skala zu verteilen, ist es ferner zweckmäßig, die Meßwerksachse in der
Symmetrieebene des Gesamtausschlagwinkels der Anlenkung zu verstellen.
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Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel, und zwar an einem
Temperaturmeßgerät mit einer spiralförmig in mehreren Windungen gebogenen Röhrenfeder
als Meßglied, näher erläutert. Die Zeichnung zeigt von diesem Ausführungsbeispiel
in F i g. 1 eine auseinandergezogene schrägbildliche Darstellung des Meßwerkes und
des Zeigerwerkes sowie in F i g. 2 eine Prinzipskizze der Achsenverstellung und
ihre Wirkung auf die Anlenkung des Zeigerwerkes.
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Im nicht dargestellten Gehäuse des Zeigermeßgerätes ist eine Platine
1 befestigt, auf der ein Meßwerk 2 und ein Zeigerwerk 3 aufgebaut sind. Das Meßglied
4 des Meßwerkes ist im Ausführungsbeispiel eine mehrfach spiralförmig gewundene
Röhrenfeder 4 für eine Temperaturfemmessung, die über einen an das äußere Ende 4a
der Röhrenfeder 4 angeschlossene
Zuleitung 5 in bekannter Weise
von einem temperaturabhängigen Flüssigkeitsdruck beaufschlagt wird. Das äußere Ende
4a der Röhrenfeder ist in dem gabelförmig gebogenen Teil 6a einer Platte 6 eingelötet,
mit der ein Achsbolzen 7 fest verbunden ist. Dieser Achsbolzen 7 stellt die Achse
des Meßwerkes dar, und auf seinem oberen, abgesetzten, als Achszapfen ausgebildeten
Ende ist eine Buchse 9 frei drehbar angeordnet, die am inneren Ende 4 b der
Röhrenfeder 4 befestigt ist. Mit der Buchse 9 und über diese mit dem inneren Ende
4 b der Röhrenfeder ist ein Mitnehmer 8 fest verbindbar. Wird die Röhrenfeder durch
einen Druck beaufschlagt, dann sucht sie sich aufzubiegen und bewirkt eine Verdrehung
des Mitnehmers 8 im Gegenuhrzeigersinn um die Meßwerksachse 7.
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über dem Meßwerk 2 ist auf mit der Platine 1 vernieteten Stehbolzen
10 das Zeigerwerk 3 befestigt. Das Zeigerwerk besteht im Ausführungsbeispiel aus
einem zwischen zwei Platinen 11 gelagerten übersetzungsgetriebe und einem durch
den Mitnehmer 8 angelenkten Antriebsrad 12, das mit einem auf einer Zeigerwelle
13 sitzenden Zahnrad 14 kämmt. Zwischen der Zeigerwelle 13 und der
Platine 11 ist mit Vorspannung eine Rückstellfeder 15 angeordnet, die über
die übersetzungsräder das Antriebsrad 12 in Anlage gegen den Mitnehmer 8
hält. Auf der Zeigerwelle 13 ist ein Zeiger 16 aufgesetzt und befestigt.
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Bei den bekannten Ausführungen solcher Zeigermeßgeräte ist die Meßwerksachse
7 mit der Platte 6 ; auf der Platine 1 drehbar angeordnet. Ein Randsegment der Platte
6 ist mit einer Verzahnung 17 versehen, mittels der das ganze Meßwerk
2 durch einen von außen durch eine Ausnehmung 18 in der Platine 1 einsteckbaren
Einstellschlüssel 19 zur Nullpunkt- ; korrektur um die Achse 7 drehbar ist. Nach
der Erfindung ist dagegen die Meßwerksachse 7 mit der Platte 6 auf einer zusätzlichen
Platte 20 drehbar angeordnet. Die Platte 20 und mit ihr das ganze Meßwerk
2 ist auf die Platine 1 aufgesetzt und auf dieser , mit Ansätzen 21 in Führungen
22 in Richtung A oder B verstellbar. Zu diesem Zweck ist auf der Platte 20
ebenfalls eine Verzahnung 23 vorgesehen, mittels welcher durch einen ebenfalls von
außen durch die Ausnehmung 24 in der Platine 1 einsteckbarer Einstellschlüssel 25
eine achsparallele Verstellung des Meßwerkes möglich ist. Die Platten
20
und 6 sind in ihren Einstellagen durch die Schrauben 26 bzw. 28
auf der Platine 1 fixierbar.
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Im Aufbau des Meßgerätes liegen die Meßwerks- ; achse 7 und die Achse
27 des Antriebsrades 12 achsgleich übereinander. Von der Beaufschlagung Null bis
zum Maximalwert bewirkt die Röhrenfeder 4 eine Verstellung des Mitnehmers
8 um einen Winkel a, dessen Sollwert beispielsweise 90° ist. An den Mit- ; nehmer
8 ist mit einem radialen Arm das Antriebsrad 12 des Zeigerwerkes 13 durch die Kraft
der Feder 15 angelenkt, und der Zeiger vollführt bei einer übersetzung des Zeigerwerkes
von 1:3 einen Gesamtwinkelausschlag von 270°. Ist nun infolge der Fertigungstoleranzen
der Gesamtwinkelausschlag des Mitnehmers 8 größer oder kleiner als der Sollwert
a= 90°, dann ist dementsprechend der Gesamtwinkelausschlag des Zeigers 16 größer
oder kleiner als 270°. Die Erfindung soll die Bedingung erfüllen, daß der Gesamtwinkelausschlag
/3 des Antriebsrades 12 des Zeigerwerkes 3 konstant ist, so daß der Gesamtwinkelausschlag
des Zeigers 16 stets 270° beträgt. F i g. 2 zeigt, wie dies durch die erfindungsgemäße
Verstellbarkeit der Meßwerksachse 7 zur Antriebsachse 27 des Zeigerwerkes erreicht
wird. Ist der Gesamtausschlagwinkel a1 des Mitnehmers 8 kleiner als a, dann
muß die Meßwerksachse 7 in Richtung A um den Betrag a, ist der Winkel a, größer
als a, dann muß die Achse 7 in Richtung B um den Betrag b verstellt
werden. Um diese Korrektur des Zeigerausschlages gleichmäßig über die Skala zu verteilen,
erfolgt die Verstellung der Meßwerksachse 7 in der Symmetrieebene des Gesamtausschlagwinkels
a des Mitnehmers B.
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In der praktischen Ausführung wird diese Korrektur zur Erzielung eines
konstanten Zeigerausschlages trotz der Fertigungstoleranzen des Meßwerkes wie folgt
durchgeführt: Das vorgefertigte Meßwerk mit Ausnahme der festen Verbindung zwischen
dem Mitnehmer 8 und dem inneren Ende 4 b der Röhrenfeder 4 wird auf die Platine
1 aufgebaut. Dann wird die Röhrenfeder mit einem Druck beaufschlagt, der dem Meßwert
des halben Gesamtausschlagwinkels des Zeigers 16 entspricht. Der Mitnehmer 8 wird
nun möglichst genau in die Richtung der Verstellebene AB
eingestellt und dann
mit der Buchse 9 durch Löten oder auch durch eine Klemmverbindung fest verbunden.
Dabei sich ergebende geringfügige Abweichungen von der Symmetrielage des Mitnehmers
8
werden durch Drehen der Platte 6 mit dem Einstellschlüssel 19 korrigiert.
Darauf wird das Zeigerwerk 3 auf die Stehbolzen 10 aufgesetzt, das Antriebsrad
12
durch Spannen der Feder 15 in Anlage mit dem Mitnehmer 8 gebracht
und der Zeiger 16 auf der Zeigerwelle 13 in übereinstimmung mit der Beaufschlagung
der Röhrenfeder 4 auf den entsprechenden Skalen-; wert eingestellt und auf der Welle
13 befestigt. Dann wird die Röhrenfeder 4 entlastet, worauf sich durch die Rückstellkraft
der Feder 15 der Zeiger 16 auf den Nullwert einstellen soll. Trifft diese Übereinstimmung
mit dem Nullwert nicht zu, so wird sie durch Verstellen des Meßsystems 2 in Richtung
A oder B mit Hilfe des Einstellschlüssels 25 richtiggestellt. In gleicher
Weise kann die übereinstimmung des Zeigerausschlages mit dem Skalenendwert korrigiert
und eventuell noch verbliebene restliche Abweichungen des Zeigerausschlages von
den Skalengrenzwerten durch wiederholtes Drehen und Verschieben der Meßwerksachse
7 ausgeglichen werden. In der Zeichnung sind zur besseren Veranschaulichung (insbesondere
in F i g. 2) die Verstellagen der Meßwerksachse 7 sowie des Mitnehmers 8 strichpunktiert
in vergrößerten Abständen eingezeichnet. In der Praxis haben die Verstellwege
a und b eine Größe von etwa 1 bis 11/Q mm.
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Statt einer achsparallelen Verstellung der Meßwerksachse 7 kann auch
ein Verschwenken dieser Achse in der Symmetrieebene des Gesamtausschlagwinkels a
des Mitnehmers 8 vorgesehen sein und dadurch eine gleichartige Veränderung der Anlenkung
des Antriebsrades 12 des Zeigerwerkes 3 und eine Korrektur des Zeigeranschlages
bewirkt werden.