DE2112442A1

DE2112442A1 - Instrumentengehaeuse mit einer Einrichtung zur Entlueftung von innerem UEberdruck

Info

Publication number: DE2112442A1
Application number: DE19712112442
Authority: DE
Inventors: Bissell Robert Donald
Original assignee: Dresser Industries Inc
Current assignee: Dresser Industries Inc
Priority date: 1970-03-09
Filing date: 1971-03-09
Publication date: 1971-09-23
Also published as: US3630089A; FR2084356A5; CA928988A; GB1295998A; JPS5231185B1

Description

Patentanwälte Dipi.-ing. Walter Meissner Dipi.-ing. Herbert Tischer

1 BERLIN 33, Herbertstraße 22 MÜNCHEN

Fernsprecher: 8 87 72 37 -Drahtwort: Invention Berlin · 2 1 1 2 A A

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Bankkonto: W. Meissner, Berliner Bank A.-G., Depka 36, Q 1107 IM/I

Berlln-Halensee, KurfOrstendamm 130, Konto Nr. 96 716 1 BERLIN 33 (GRUNEWALD), den£ 3. FIlU.. I." *

HerbertatraBe 22

DRESSER INDUSTRIES, ING. Dallas, Texas 75221, USA

Instrumentengehäuse mit einer Einrichtung zur Entlüftung von innerem Überdruck

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Bauformen von Instrumentengehäusen, die eine Einrichtung zur Entlüftung von " innerem Überdruck haben.

Instrumente für die Messung und/oder Regelung von Raumbedingungen, wie beispielsweise Temperatur oder Druck, sind gewöhnlich in Abhängigkeit der Systembedingungen, auf die sie anzusprechen bestimmt sind, größeren Änderungen des inneren Druckes unterworfen. So enthält ein Druckmesser typischerweise ein Bourdonrohr, das sich in Abhängigkeit von Druckänderungen bewegt und in dem der von dem zu messenden System kommende innere Druck normalerweise eingeschlossen bleibt. Sollte das Bourdonrohr jedoch eine fehlerhafte Undichtigkeit aufweisen, so würde das im Bourdonrohr enthaltene λ Druckmittel schnell das Gehäuse füllen und sogar das Gehäuse oder das Deckglas explosionsartig zerreißen. Da eine solche Möglichkeit eine Gefahr für die Sicherheit der Einrichtung und Personen in der Umgebung darstellt, ist es üblich, den Aufbau eines Überdruckes im Gehäuse und das Herumfliegen von Splittern als Folge einer Explosion zu verhindern. Belüftungseinrichtungen der verschiedensten Formen für Messgehäuse und dergleichen sind bestens bekannt und werden im umfangreichen Maße kommerziell verwendet. Beispiele solcher Einrichtungen zeigen die USA-Patente 3 298 557$ 3 388 601 und 3 434 330.

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Wegen des weit verbreiteten und intensiven kommerziellen Gebrauchs solcher Geräte besteht unter den vielen Herstellern ein hohes Maß an Preiskonkurrenz. Folglich ist jeder Hersteller bemüht, die Kosten für das Produkt möglichst klein zu halten. Dies wird häufig durch Konstruktionen und Produktionstechniken erreicht, die eine erhebliche Ersparnis an Arbeit und/oder Material gestatten. Die Belüftungseinrichtungen nach den oben genannten Patenten arbeiten mit den Instrumenten, für die sie bestimmt sind, ordentlich. Es kann daher eine Kostenminderung der Belüftungskonstruktion selbst oder eine verbesserte Belüftungskonstruktion, die geeignet ist, in anderer Weise die Instrumentenkosten herabzusetzen, wesentlich zu dem kommerziellen Erfolg des Artikels beitragen, bei dem die Instrumente eingesetzt werden.

Die Erfindung bezieht sich somit auf ein Instrumentengehäuse mit einer neuen Einrichtung zur Entlüftung von internem Überdruck. Genauer gesagt, bezieht sich die Erfindung auf ein Instrumentengehäuse mit einer sehr empfindlichen Entlüftungseinrichtung, die zur Massenherstellung von Messgeräten kleiner Durchmesser in der Größenordnung von einem Zoll geeignet ist. Die Gehäuseanordnung, deren Konstruktion sich die Erfindung zum Ziel setzt, soll nicht nur in sparsamer Weise die gewünschte Entlüftung ermöglichen, sondern sie soll auch den H-illenring, der bei den bekannten Anordnungen gewöhnlich für die Befestigung des Deckglases in dem Gehäuse verwendet wird, überflüssig machen. Dieses letzte Merkmal hat den Vorteil einer weiteren Kostenverminderung der gesamten Anordnung.

Ein Ziel der Erfindung besteht daher darin, eine neue und verbesserte Gehäuseanordnung zu entwickeln, die zur Entlüftung des Inneren des Gehäuses von einem Überdruck im Stande ist. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin,

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eine neue und verbesserte Belüftungseinrichtung für Messgeräte zu entwickeln, die dann, wenn kein Überdruck abzuführen ist, wasserdicht und staubdicht verschlossen sind. Schließlich bezweckt die vorliegende Erfindung, daß die mit den vorgenannten Eigenschaften versehene Entlüftungseinrichtung bei Instrumentengehäusen sich für Messgeräte mit kleinem Durchmesser eignet und geringe Herstellungskosten verursacht.

Zur Lösung der der Erfindung im Sinne der eben genannten Zielsetzungen zugrunde liegenden Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das innsesentlichen kappenförmige Gehäuse des Instruments einen ringförmigen, sich radial erstreckenden Rand aufweist, auf dem ein ringförmiger '

Dichtungsring aus elastischem Material ruht, daß ein Deckglas aus flexiblem Material in dem vorderen Ende des Gehäuses ruht und an seiner Peripherie einen sich axial erstreck,-uddii .Vulst auf v/eist, aer am Dichtungsring anliegt, dais Befestigungsmittel am Gehäuse vorLanden sind, die an bestimmten über den Umfang verteilten Stellen der Außenseite des Deckglases angreifen und dieses zur Erreichung eines luftdichten Verschlusses gegen den Dichtungsring drücken, wobei diese Dichtung solange wirksam ist, wie kein Überdruck im Gehäuse herrscht, und daß ein innerer Überdruck den luftdichten Verschluß in den Bereichen des Deckglases aufhebt, die zwischen den Stellen liegen, an |

denen das Deckglas durch die Befestigungsmittel am Gehäuse gegen den Dichtring gedrückt wird.

In den Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert«

Fig. 1 zeigt die Vorderansicht eines Druckmessers, der gemäß der Erfindung aufgebaut ist.

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Fig. 2 zeigt eine Schnittansieht gemäß der Linie 2 - 2 in Fig. 1.

In Fig. 3 ist in vergrößerter Form der in Fig. 1 mit einem Kreis umrandete Teil dargestellt.

Fig. 4- zeigt eine vergrößerte Schnitt ansicht entlang der Linie 4- - M- in Fig. 1.

Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 5 - 5 in Fig. 1.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Gehäuseanordnung enthält ein durchsichtiges und aus geeignetem'biegsamem Material bestehendes Deckglas 10, das in der unten beschriebenen Weise in dem offenen Ende des kappenformigen Gehäuses 11 montiert ist, in welchem sich die aktiven Teile des Gerätes befinden. In dem Ausführungsbeispiel sind die aktiven Teile eines Druckmessers dargestellt, die im wesentlichen aus einem Bourdonrohr 18 bestehen. Gegenüber von dem Deckglas 10 befindet sich eine von der Vorderseite des Gerätes sichtbare, mit einer Gradeinteilung 15 versehene Skalenscheibe 12, auf der der Zeiger 14- die Druckwerte anzeigt, die das Gerät erfaßt.

Um das Druckmedium dem Bourdonrohr zuzuführen, hat dieses ein offenes Ende 19, das in der Bohrung 20 eines Sockels 21 gelagert ist, der mit einem Gewinde 22 versehen ist, das zum Anschluß an das System dient, in dem der Druckmesser Verwendung findet· Der Zeiger 14 kann beispielsweise direkt an das bewegliche Ende des Bourdonrohres angeschlossen sein, wie dies in dem USA-Patent 3 357 394 dargestellt ist. Der Zeiger verläuft vom Verbindungspunkt zunächst aufwärts, dann abgewinkelt durch die zentrale öffn,ung 24- der Skalenscheibe uod danach radial bis zu der Gradeinteilung der Skaleascheibe·

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Zur Beschreibung der Anordnung der Teile für die Verschluß- und Beiüftungseinrichtung wird auf die übrigen Figuren Bezug genommen. In diesen ist ein vorderer Teil 26 und ein hinterer Teil 27 des Gehäuses 11 dargestellt, die durch einen radial verlaufenden ringförmigen Rand 28 miteinander verbunden sind. Die Skalenscheibe 12 ruht an dem Rand 28 und wird gegen diesen durch die axiale Komponente einer Anpresskraft gedrückt, die auf einen elastischen Dichtungsring 30 ausgeübt wird, dessen Querschnitt keilförmig, rechtwinklig oder kreisförmig ausgebildet ist.

Um auf den Dichtungsring 30 einen Druck auszuüben, ist der Aulienrand des Deckglases 10 mit einem ringförmigen Wulst 31 versehen, an den, aus einem Stück bestehend, ein radialer Flansch 32 angeformt ist. An seiner Unterseite hat der Flansch 32 eine schräge Fläche 33» die an der benachbarten keilförmigen Seite des Dichtungsringes 30 anliegt. Auf diese Weise wird, wie leicht einzusehen ist, eine in axialer Richtung auf das Deckglas wirkende Kraft durch den Dichtungsring in eine axiale und eine radiale Komponente verlegt. An der der Frontseite des Gerätes zugewandten Seite des Flansches 32 ist eine gleichmäßig über den Umfang verteilte Anzahl von Erhebungen, Höckern oder Vorsprüngen 38 vorhanden, die sich von dem Rand des tragenden Flansches 32 aus radial nach innen erstrecken. Die Vorderseite 39 dieser Erhebung ist so abgeschrägt, daß sie etwa parallel zur Außenseite des konkaven Deckglases 10 verläuft.

Das vordere Ende 26 des Gehäuses 11 besteht aus einem leicht biegsamen und vorzugsweise korrosionsfesten Material, wie beispielsweise kommerziell verfügbare Qualitäten von rostfreiem Stahl oder ähnlichem. Dieser Teil 26 des Gehäuses umschlingt den Dichtungsring 30 und den Flansch 32 derart, daß ein Spielraum 40 entsteht. Zu diesem Zweck erstreckt sich der erweiterte Vorderteil des Gehäuses über den Flansch 32 hinaus

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nach vorne und wird dort an den Stellen, an denen sich ein "Vorsprung 38 befindet, derart gegen den Vorsprung gebogen oder gefaltet, daß er das Deckglas sichert und gegen den Dichtring 30 drückt. Während - - d- im Bereich der Vorsprünge 38 cLas Gehäuseende umgebogen wird, können die übrigen Bereiche des Gehäuses zwischen den Vorsprüngen 38 entweder in der geraden, axialen Stellung verbleiben oder ebenso umgebogen werden, ohne jedoch - wie dies Pig. 5 zeigt - das Deckglas 10 selbst zu berühren. Dadurch, daß das Gehäuse gegen die Vorsprünge des Deckglases gedrückt wird, wird der gesamte Dichtungsring nach hinten und außen gegen das Gehäuse gedruckt, so daß der Spielraum 40 gegenüber dem Gehäuseinneren verschlossen wird und ein luftdichter Verschluß des Gehäuses erzielt wird.

Im Falle eines Überdruckes im Gehäuse wird das aus einem bekannten biegsamen Material bestehende Deckglas an den ungesicherten Umfangbereichen zwischen den Vorsprüngen 3& nach außen gedruckt. Gleichzeitig wird in den entsprechenden Bereichen der Anpressdruck gegen den darunter liegenden Dichtungsring 30 gelockert, so daß sich der Dichtungsring in den Spielraum 40 verschieben kann, wie dies die gestrichelten Linien in Fig. 5 zeigen. Wenn diese letztgenannte Situation besteht, wird der luftdichte Verschluß an den entlasteten Stellen des Dichtungsringes gelockert, so daß allmählich der innere Überdruck abströmen kann. Sobald die Entlüftung beendet ist, kehrt das Deckglas in seine frühere Lage zurück und der ursprüngliche wasserdichte Verschluß der Teile wird augenblicklich wieder hergestellt.

Eine Gerätekonstruktion der oben beschriebenen Art wird im Betrieb in einem System eingesetzt, in dem ein Druck gemessen werden soll. Unter normalen Arbeitsbedingungen stellt die Gehäuseanordnung eine staub- und wasserdichte Konstruktion dar, die die inneren Teile sauber und frei von Feuchtigkeit

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hält. Wenn im Gehäuseinneren ein Überdruck auftritt, werden die peripheren Bereiche des Deckglases zwischen den Vorsprüngen 38 nach außen gedruckt mit der Folge, daß der Verschluß durch den Dichtungsring ausreichend gelockert wird, um die gewünschte Entlüftung zu erreichen.

Durch die obige Beschreibung wird eine Instrumentengehäuseanordnung offenbart mit einer neuen Sicherheitsvorrichtung zur Entlüftung innerer Überdrücke. Die.2 wird durch eine Kombination einfacher aber wirkungsvoller Eigenschaften erreicht, die tine hohe luasseaproduktion zu niedrigen Preisen gestattet. Die beschriebene Anordnung ist nicht nur billiger herstellbar uls andere ähnliche Anordnungen nach dem Stande der Tech- M nik, sie ist vielmehr auch geeignet zur Herstellung extrem kleiner Gerätekonstruktionen in der Größenordnung von einem Zoll und weniger, die normalerweise nur schwer herstellbar sind. Darüber hinaus gestattet die neue Konstruktion einen Verzicht auf Rillenringe, die bei den bekannten Anordnungen zur Befestigung des Deckglases im Gehäuse erforderlich sind. Dies bedeutet ebenfalls eine beträchtliche Kostenersparnis.

Gegenüber der oben beschriebenen Konstruktion sind eine Fülle von Änderuhgen sowie offensichtlich weit verschiedene Ausführungsformen möglich, die im Rahmen des offenbarten Erfindungsgedankens liegen. In der Erläuterung einer besonderen Ausführungsform in den Zeichnungen und der Beschrei- f bung ist daher keine Beschränkung des Schutzbegehrens auf diese konkrete Ausführungsform zu sehen.

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Claims

19. MRZ. 137t Patentan Sprüche

1. Instrumentengehäuse, das normalerweise luftdicht verschlossen ist, mit einer Einrichtung zur Entlüftung von einem inneren Überdruck, dadurch gekennzeichnet, daß das im wesentlichen kappenförmige Gehäuse(11)einen

ringförmigen, sich radial erstreckenden Rand (28) aufein
weist, auf dem Dichtungsring (30) aus elastischem Ma-

' terial ruht,

daß ein aus flexiblem Material bestehendes Deckglas (10) in dem vorderen Ende des Gehäuses ruht und an seiner Peripherie einen sieh axial erstreckenden Wulst (31) aufweist, der am Dichtungsring (30) anliegt,

daß' Befestigungsmittel am Gehäuse vorhanden sind, die an bestimmten über den Umfang verteilten Stellen der Außenseite des Deckglases (10, 31) angreifen und dieses zur Erreichung eines luftdichten Verschlusses gegen den Dichtungsring (30) drücken, wobei diese Dichtung solange wirksam ist, wie kein Überdruck im Gehäuse herrscht^ "

und daß ein innerer Überdruck den luftdichten Verschluß in den Bereichen des Deckglases aufhebt, die zwischen den Stellen liegen, an denen das Deckglas durch die Befestigungsmittel am Gehäuse gegen den Dichtungsring gedruckt wird.

2. Instrumentengehäuseanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einem hinteren Teil (27) und einem im Durchmesser größeren vorderen Teil (26) besteht, in dem das Deckglas (10) ruht, und daß der sich radial erstreckende Rand (28) des Gehäuses den vorderen und hinteren Teil des Gehäuses verbindet.

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3. Gehäuseanordnung nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der äußeren Peripherie des Deckglases (10, ' 31) und der inneren Gehäusewand (26) ein Spielraum (40) vorgesehen ist, der bei Überdruck im Gehäuse eine nach außen gerichtete Biegung des Deckglases (10) in den genannten Zwischenbereichen ermöglicht.

4-, Gehäuseanordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Skalenscheibe (12) zwischen dem Dichtungsring (30) und dem Rand (28).

5. Gehäuseanordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die "Verbindung zwischen Gehäuse (11) und Deckglas

(10) ohne eine sonst übliche Verschlußrille erfolgt. J

6. Gehäuseanordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Wulst (31) des Deckglases (10) einen ringförmigen, sich radial nach außen erstreckenden Flansch (32) aufweist, der an der Vorderseite Vorsprünge (38) enthält, die die vorbestimmten Stellen definieren, an denen die genannten .Befestigungsmittel des Gehäuses angreifen.

7· Gehäuse anordnung nach Anspruch. 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung zwischen Gehäuse und Deckglas durch Abschnitte des Gehäuses bewirkt wird, die gegen die Vorsprünge (38) des Flansches (32) gebogen sind.

ö. Gehäuseanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche, auf der sich der Flansch (32) und der Dichtring (30) berühren, so geneigt ist, daß die axiale Anpresskraft des Deckglases (10) sich in eine radiale und axiale Anpresskraft am Dichtungsring (30) aufteilt.

9. Gehäuseanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (30) zumindest teilweise eine ring-r

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förmige Abschrägung (33) besitzt, die ihren größten Durchmesser auf der der Vorderseite des Gerätes zugewandten Seite hat.

¹O. Gehäuseanordnung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (30) einen keilförmigen Querschnitt hat und eine Seitenfläche aufweist, die vorzugsweise, parallel zur abgeschrägten Fläche (33) des Flansches (32J liegt:

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