DE1944576B2 - Druckmesseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckmeßeinrichtung mit einem federnden Meßglied, das auf den einen beweglichen Teil eines Schalters wirkt, der im Steuerkreis eines elektrischen Stellmotors liegt, dessen Welle mit dem Anzeigeorgan und dem anderen Teil des Schalters in Wirkverbindung steht.

Bekannte Druckmeßeinrichtungen besitzen üblicherweise ein mechanisches Übertragungssystem, um den verhältnismäßig kleinen Weg des Meßgliedes, das beispielsweise eine Röhrenfeder, eine Kapselfeder, eine Balgfeder oder eine Membran sein kann, auf einen wesentlich größeren Zeigerweg zu übertragen. Bei einer bekannten Druckmeßeinrichtung (DT-PS 5 36 763) wirkt das Meßglied auf einen kegelförmigen Körper, der mit einer auf der Zeigerachse sitzenden Kurvenscheibe in Wirkverbindung steht, derart, daß bei einer Axialbewegung des kegelförmigen Körpers die Kurvenscheibe um ihre Drehachse gedreht wird. Andere bekannte Übertragungssysteme (DT-PS 3 63 421) bestehen aus schiefen Ebenen und Rotationskörpern irregulärer Form, auf deren Führungsflächen sich ein Abtastorgan abstützt. Die bekannte Druckmeßeinrichtung bzw. die bekannten Überwachungssysteme beeinflussen wegen ihrer mechanischen Reibung die Anzeigegenauigkeit nachteilig und haben aufgrund der auftretenden Abnutzung eine beschränkte Lebensdauer. Soll darüber hinaus bei der bekannten Druckmeßeinrichtung die Bewegung des Meßgliedes zum Antrieb zusätzlicher Baugruppen herangezogen werden, so wird die Meßgenauigkeit weiter verschlechtert.
^r> Diese Nachteile treten bei einer anderen bekannten Druckmeßeinrichtung der eingangs beschriebenen Gattung nicht auf (US-PS 24 86 587). Bei dieser Druckmeß einrichtung betätigt das Meßglied den beweglichen Teil eines Umschalters, der im Steuerkreis eines elektrischen

in Stellmotors liegt. Die Welle des Stellmotors ist mit dem Schleifer eines veränderbaren Widerstandes verbunden, der in einem Kompensationsstromkreis liegt. Der Kompensationsstromkreis enthält des weiteren eine mit dem beweglichen Teil des Umschalters verbundene, in ein elektromagnetisches Feldsystem tauchende Spule. Nach Auslenkung des beweglichen Teils des Umschalters wird der Stellmotor in Betrieb gesetzt und über den veränderlichen Widerstand der Strom im Kompensationsstromkreis so lange verändert, bis die durch das Feldsystem und die Spule auf den beweglichen Teil des Schalters ausgeübte Kraft gleich derjenigen ist, die das Meßglied auf den beweglichen Teil des Schalters ausübt. Diese Druckmeßeinrichtung hat den Nachteil, daß während des Betriebs im Kompensationsstromkreis dauern ein Strom fließt, der um so größer ist, je höher der auf das Meßglied wirkende Druck ist, also ein ständiger Energieverbrauch auftritt. Ist die Welle des Motors gleichzeitig mit dem Anzeigeorgan gekuppelt, was im allgemeinen der Fall ist, so treten bei Speisespannungsschwankungen oder einem Absinken der Speisespannung im Kompensationsstromkreis Anzeigefehler auf. Darüber hinaus besitzt die bekannte Druckmeßeinrichtung einen bauteilaufwendigen Aufbau.

j5 Diese Nachteile der bekannten Druckmeßeinrichtungen sollen durch die Erfindung überwunden werden. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Druckmeßeinrichtung mit einer hohen Anzeigegenauigkeit zu schaffen, die weder durch den Antrieb zusätzlicher Baugruppen durch das Meßglied noch durch Schwankungen der Versorgungsspannung beeinflußt wird. Zudem soll sie einen möglichst bauteilarmen und fertigungsgünstigen Aufbau besitzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

« daß die Motorwelie mit einem verschieb- oder drehbaren Element mit einer sich entlang des Verstellweges veränderlichen Führungsfläche gekuppelt ist, auf der sich mit seinem freien Ende ein den anderen Teil des Schalters tragender Hebel abstützt.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß Schwankungen in der Motorspeisespannung sich nicht auf die Anzeigegenauigkeit, sondern allenfalls auf die Einstellgeschwindigkeit des Anzeigeorgans auswirken, da nur während des Einstellvorganges Strom im Nachführsystem fließt. Durch letzteres bedingt hat die erfindungsgemäße Druckmeßeinrichtung einen äußerst geringen Energieverbrauch. Ein weiterer besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Druckmeßeinrichtung besteht darin, daß bei einem

bo Ausfall der Motorversorgungsspannung die Anzeige nicht, wie bei der bekannten Druckmeßeinr iitung, gänzlich ausfällt, sondern stehen bleibt, was für viele Anwendungszwecke erwünscht ist bzw. gefordert wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der

hs Erfindung ist der Schalter als Umschalter ausgebildet, über den der Motor jeweils an eine von zwei den Drehrichtungen zugeordnete Batterien anschaltbar ist. Eine solche Ausführungsform besitzt einen besonders

einfachen und robusten Aufbau.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, die Motorwelle und das Element über einen Exzenter- oder Spindeltrieb .Miteinander zu verbinden. Auf diese Weise lassen sich Motoren mit einem verhältnismäßig geringen Drehmoment verwenden.

Mit Vorteil ist der Schalter aus Hall-Elementen aufgebaut, die beispielsweise an dem Hebel befestigt und durch einen am beweglichen Teil des Schalters angeordneten Magneten beeinflußt werden können. Derartige Schalter haben gegenüber mechanischen Schaltern den Vorteil, daß sie keinerlei Abnutzung unterworfen sind. Entsprechendes gilt für lichtelektrische Schalter, die ebenfalls mit Vorteil Verwendung finden können.

Zur Feineinstellung der gegenseitigen Lage des den anderen Teil des Schalters tragenden Hebels und des die Führungsfläche aufweisenden Elements hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Hebel über ein Stellglied auf der Führungsfläche des verschieb- oder drehbaren Elements abzustützen. Als Stellglied kann eine kleine Schraube verwendet werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der den anderen Teil des Schalters tragende Hebel in einem Federgelenk gelagert. Eine solche Lagerung bringt den Vorteil mit sich, daß sie besonders reibungsarm ist.

Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel enthält, näher erläutert.

Die Druckmeßeinrichtung enthält einen Druck- oder Unterdruckmesser mit einer Membran I₁ die sich unter dem Einfluß eines in der Richtung der gezeichneter,-Pfeile wirkenden Drucks durchbiegt, wobei ihre Durchbiegung aufgrund ihrer Eigenfederung oder durch eine zusätzliche Druckfeder 2 begrenzt ist. Die Bewegung der Membran 1 wird durch eine Übertragungsstange 3 auf einen Übersetzungshebel 4 übertragen, der an einem Ende den beweglichen Kontakt 5 eines Schalters aufweist. Der bewegliche Kontakt 5 arbeitet mit zwei Festkontakten 6 und 7 zusammen, die auf einem Hebel 8 sitzen. Der Hebel 8 ist über eine Feder 9 kraftschlüssig mit einer schiefen Ebene 10 verbunden. Diese wird durch eine vorn Motor 11 angetriebene Spindel 12 längsbeweglich verschoben. Anstelle der schiefen Ebene kann auch ein Rotationskörper vorgesehen werden, der vom Motor über geeignete Zwischenglieder angetrieben wird.

Die Stellung des Hebels 8 relativ zur schiefen Ebene 10 kann mittels einer Verstellschraube 13 fein eingestellt werden. Zur Verhinderung des Abstandes der beiden Festkontakte 6 und 7 ist eine Schraube 14 vorgesehen, die auf den Kontakt 7 wirkt.

Weitere Anzeige-, Regel-, Steuer- und Signaleinrichtungen können direkt oder indirekt von dem Motor 11, beispielsweise über das freie Wellenende 15, betätigt werden, ohne daß das Meßglied 1 und damit die Anzeigegenauigkeit beeinflußt werden.

Ein Anschlußkontakt des zweipoligen Gleichstrommotors 11 ist mit dem Verbindungspunkt zweier hintereinandergeschalteter Batterien 16 und 17 über den Schalter 18 verbunden, während der andere Anschlußkontakt des Motors mit dem beweglichen Kontakt 5 auf dem Übersetzungshebel 4 in Verbindung steht. Die Festkontakte 6 und 7 sind mit den freien Batterieanschlüssen verbunden.

Die Wirkungsweise der Anordnung besteht darin, daß bei einer Bewegung der Übertragungsstange 3 der bewegliche Kontakt 5 einen der beiden Fesikontakte 6 oder 7 berührt, wodurch der Gleichstrommotor bei betätigtem Schalter 18 in Betrieb gesetzt wird. Dadurch wird die schiefe Ebene 10 verschoben und mithin auch der Hebel 8 verschwenkt. Dies führt wieder zu einer Trennung des beweglichen Kontaktes 5 von einem der beiden Festkontakte, und der Motor kommt zum Stillstand. Die Bewegung des Zeigers 19 oder der Drehwinkel eines entsprechenden Rotationskörpers ist somit ein Maß für die Stellung der Übertragungsstange 3, die ihrerseits vom zu messenden Druck oder Unterdruck abhängt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Druckmeßeinrichtung mit einem federnden Meßglied, das auf den einen beweglichen Teil eines Schalters wirkt, der im Steuerkreis eines elektrischen Stellmotors liegt, dessen Welle mit dem Anzeigeorgan und dem anderen Teil des Schalters in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwelle mit einem verschieb- oder drehbaren Element mit einer sich entlang des Verstellweges veränderlichen Führungsfläche (10) gekuppelt ist, auf der sich mit seinem freien Ende ein den anderen Teil (6,7) des Schalters tragender Hebel (8) abstützt.

2. Druckmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalte.- als Umschalter (5, 6, 7) ausgebildet ist, über den der Motor

(11) jeweils an eine von zwei den Drehrichtungen zugeordnete Batterien (1!6,17) anschaltbar ist.

3. Druckmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwelle und das Element über einen Exzenter- oder Spindeltrieb

(12) miteinander in Verbindung stehen.

4. Druckmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus Hall-Elementen aufgebauter Schalter (5, 6, 7) vorgesehen ist.

5. Druckmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein lichtelektrischer Schalter (5,6,7) vorgesehen ist.

6. Druckmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Hebel (8) über ein Stellglied (13) auf der Führungsfläche (10) des verschieb- oder drehbaren Elements abstützt.

7. Druckmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (8) in einem Federgelenk (9) gelagert ist.