DE2214750C3 - Kompensationswandler für den Druck eines Druckmittels in ein elektrisches Ausgangssignal - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kompensationswandler der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Gattung.

Ein solcher Wandler ist aus der DE-OS 20 09 896 bekannL Bei diesem Wandler ist das Verstellorgan über das flexible Verbindungselement mit dem kurzen Arm des zweiarmigen Hebels verbunden, während das bewegliche Ende des Faltenbalges mit dem langen Hebelarm verbunden ist. Aufgrund dieses Verhältnisses der beiden Hebelarme muß das Verstellorgan große Rückstellkräfte aufbringen, um die Verstellung des beweglichen Endes des Faltenbalges rückgängig zu machen. Bei diesem bekannten Kompensationswandler tind für den Faltenbalg keine Vorkehrungen getroffen, die ihn vor Vibrationen schützen, die zu falschen Meßergebnissen führen.

Ferner ist es bekannt, das bewegliche Ende eines Faltenbalges über ein Verbindungselement gelenkig mit einem Hebeiarm zu verbinden (GB-PS 8 04 812) oder mit relativ kurzen Hebelarmen zu führen (GB-PS 8 89 595). Bei diesen bekannten Konstruktionen wird eine Vibration vom Faltenbalg nicht ferngehalten und/oder durch den Hebelarm bei dessen Verschwenkung der Faltenbalg wegen des kurzen Hebelarmes verbogen. In beiden Fällen ergeben sich daraus Meßwertverfälschungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kompensationswandler der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß bei ihm die bei bekannten Kompensationswandlern durch mögliche Vibrationen des Faltenbalges bedingten Meßfehler ausgeschaltet sind und der mit möglichst kleinen Rückstellkräften des Verstellorgans auskommt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Aufgrund der Übersetzung des zweiarmigen Hebels kommt das Verstellorgan mit verhältnismäßig kleinen Rückstellkräften aus. Von der Bewegung des Endes des kurzen Hebelarmes auf einem Kreisbogen mit entsprechend kleinem Krümmungsradius geht kein meßwertverfälschender Einfluß aus, weil das zwischen dem Ende des kurzen Hebelarmes und dem beweglichen Ende des Faltenbalges zwischengeschaltete flexible Verbindungselement entkoppelnd wirkt. Das freie Ende macht nur die vom einarmigen Hebelarm vorgeschriebene Bewegung. Bei entsprechender Länge dieses einarmigen Hebels wird auf den Faltenbalg praktisch keine Seitenkraft ausgeübt, die den Meßwert verfälschen würde. Da bei der Erfindung für die Übertragung der Rückstellkraft des Verstellorgans und für die Führung des beweglichen Endes des Faltenbalges jeweils ein eigener Hebel vorgesehen ist, können die Hebel entsprechend ihren soeziellen Aufgaben, wie Übertragung der Rückstellkraft und Führung, ausgelegt werden. Die Patentansprüche 2 und 3 beschreiben bevorzugte Ausbildungen des Gegenstandes des Anspruchs 1.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt
Fig. i einen Kompensationswandler in Seitenansicht, F i g. 2 den Wandler gemäß F i g. 1 in Vorderansicht,

F i g. 3 den Wandler gemäß F i g. 1 im Schnitt nach der Linie 3-3 der F i g. 2,

F i g. 4 den Wandler gemäß F i g. 1 im Schnitt nach der Linie 4-4 der F i g. 3,

F i g. 5 ein Teil des Wandlers gemäß F i g. 1 im Schnitt nach der Linie 5-5 der F i g. 3,

Fig.6 ein Teil des Verstellorgans und einen zweiarmigen Hebel des Wandlers gemäß Fig. 1 in isometrischer Darstellung,

F i g. 7 ein Gehäuseteil mit einem einarmigen Hebel des Wandlers gemäß F i g. 1 in isometrischer Darstellung und

F i g. 8 ein Teil eines kapazitiv wirkenden Fühlers in isometrischer Darstellung.

Der dargestellte Kompensationswandler weist ein Gehäuse mit drei Grundteilen auf, und zwar einem Hauptteil 10, einer Scharnierhai terung 11 und einer Halterung 12 für einen Faltenbalg 20. Die Halterungen 11, 12 sind durch Schrauben 13,14 am Hauptteil 10 des Gehäuses befestigt. Die Scharnierhalterung 11 hat eine Gabelform und trägt an den Enden der Gabel zwei im Abstand liegende parallele Schenkel 11a. Die Scharnierhalterung 11 dient zur Schaffung einer Schwenklagerung für einen zweiarmigen Hebel 15 und einen

so einarmigen Hebel 16, der ebenfalls eine Gabelform hat.

Die beiden Gabelenden des einarmigen Hebels 16 sind gelenkig mit den beiden Schenkeln 11a durch bekannte, gekreuzte Blattfederscharniere 17 verbunden. Entsprechende Scharniere 18 verbinden den zweiarmigen Hebel 15 mit dem gegenüberliegenden Ende der Scharnierhalterung 11, so daß der zweiarmige Hebel 15 und der einarmige Hebel 16 um im Abstand liegende, parallele Achsen verschwenkbar sind. Das bewegliche Ende des einarmigen Hebels 16 ist mit einem Arm des zweiarmigen Hebels 15 über ein flexibles Verbindungselement 19 in Form eines Metallstreifens verbunden. Die Länge des einarmigen Hebels 16 ist wesentlich größer als die Länge des Arms des zweiarmigen Hebels 15, an dem das Verbindungselement 19 angreift

Die Halterung 12 ist mit einem Ende des flexiblen, federnden metallenen Faltenbalges 20 unter Zwischenschaltung eines Stöpsels 21 verbunden, der dichtend mit dem Ende des Faltenbalges 20 verbunden ist Ein

entsprechender Stöpsel ist dichtend in das bewegliche andere Ende 22 des Faltenbalges 20 eingesetzt und ist am beweglichen Ende des einarmigen Hebels 16 befestigt Der Faltenbalg 20 ist leergesaugt und spricht damit auf den Druck jedes Mediums an, z. B. Luft, das den Faltenbalg 20 umgibt Der einarmige Hebel 16 dient zur Stabilisierung des Faltenbalges 20 in einer Weise, daß er das bewegliche Ende 22 desselben vor einer seitlichen Vibration schützt, die auftreten würde, wenn der Stöpsel im beweglichen Ende 22 nur mi; dem flexiblen Verbindungselement 19 verbunden wäre. Die Länge des einarmigen Hebels 16 ist derart, daß die begrenzte seitliche Verlagerung, die der Stöpsel im beweglichen Ende 22 des Faltenbalges 20 ausführen kann (was nachstehend noch im einzelnen klargestellt wird), keine ausreichende Verformung des Faltenbalges 20 bewirkt, um irgendeinen signifikanten Wechsel in der effektiven Federcharakteristik desselben hervorzurufen.

Der zweiarmige Hebel 15 ist mit seinem kürzeren Arm mit dem als Verbindungselement 19 wirkenden Metallstreifen verbunden, wie vorstehend erwähnt Der längere Arm endet in einem Ring 15a, der einen Rohranker 23 eines Elektromagneten als Verstellorgan 24 umschließt Der Ring 15a weist Ansätze auf, die mit entsprechenden Ansätzen am Rohranker 23 fluchten und durch Schrauben damit verbunden sind. Das Verstellorgan 24 weist einen Kern 25 auf, der einstellbar am Hauptteil 10 des Gehäuses gelagert ist Gemäß der Darstellung in F i g. 3 sitzt eine Kugel 26 in gegenüberliegenden konischen Ausnehmungen in einem Ende des Kerns 25 und eines Einsatzes 27, der im Hauptteil 10 des Gehäuses eingesetzt ist Im gleichen Winkelabstand um diese Kugel 26 herum sind drei Schrauben 28 angeordnet, deren Schäfte frei durch Löcher in dem Hauptteil 10 des Gehäuses gehen und die in den Kern 25 eingeschraubt sind. Indem der relative Anzug der Schrauben 28 geändert wird, wird die Orientierung der Achse des Kerns 25 um die Kugel 26 herum geändert. Der Kern 25 hat im wesentlichen die Form eines Zylinders mit Endflanschen 25a, 256 und mit einem Zwischenflansch 25a Der Kern 25 trägt zwei Wicklungen in jedem der zwei Ringräume, die zwischen den Flanschen 25a, 256, 25c gebildet sind. Eine Wicklung ist im gleichen Sinne in beiden Zwischenräumen gewickelt, und diese beiden Teile der Wicklung sind in Reihe miteinander verbunden. Die beiden Teile der anderen Wicklung sind ebenfalls in Reihe miteinander verbunden, jedoch in entgegengesetztem Sinne gewickelt.

Die erstgenannte Wicklung hat einen konstanten Strom, der sie durchfließt, und sie dient zur magnetischen Polarisierung des Kerns 25. Die andere Wicklung hat einen veränderlichen Strom, der sie durchfließt, was noch im einzelnen zu erläutern sein wird. Als Folge davon unterscheidet sich der Ruß in den Spalten zwischen den Endflanschen 25a und 256 davon um ein Maß, das von der Größe und der Richtung des veränderlichen Stroms abhänge, und auf den Rohranker 23 wird eine axiale Kraft ausgeübt, die von dem veränderlichen Strom abhängt um damit ein Moment auf den zweiarmigen Hebel 15 auszuüben.

Am Hauptteil 10 des Gehäuses ist eine als Fühler ausgebildete Kondensatorplatten-Lageranordnung gelagert wie das in Fig.8 gezeigt ist Von dieser Kondensatorplattenanordnung in Verbindung mit einer nicht dargestellten Wechselstromquelle wird ein der Verstellung des beweglichen Endes des Faltenbalges entsprechendes, elektrisches Signal abgeleitet Diese Anordnung weist einen flachen U-förmigen Teil 29 auf, der einen Abstandshalter zwischen zwei im Abstand angeordneten parallelen Kondensatorplatteneinheiten 30 und 31 bildet Jede dieser Kondensatorplatteneinheiten weist eine Stützplatte 32, eine Isolierscheibe 33 an der Stützplatte 32 und eine leitende Scheibe 34 an der Isolierscheibe 33 auf. Die leitenden Scheiben 34 bilden die eigentlichen Kondensatorplatten, und an sie sind elektrische Verbindungen (nicht dargestellt) angeschlossen. Die beiden leitenden Scheiben 34 haben ebene Flächen, die parallel zueinander liegen und im Abstand zueinander in der Richtung angeordnet sind, in der der Stöpsel im beweglichen Ende 22 des Faltenbalges 20 bewegbar ist

Eine weitere Kondensatorplatte 35 sitzt zwischen den leitenden Scheiben 34 und ist am einarmigen Hebel 16 gelagert. Zu diesem Zweck weisen die Kondensatorplatte 35 und der einarmige Hebel 16 Ansätze 36,37 auf, zwischen denen sich elektrisch isolierende Zwischenräume 38 befinden. Um die Kondensatorplatte 35 genau mittig auszurichten, wenn der Kompensationswandler geeicht wird, können verschiedene Unterlegblättchen zwischen dem U-förmigen Teil 29 und dem Hauptteil 10 des Gehäuses oder der einen oder der anderen der Kondensatorplatteneinheiten 30 eingesetzt werden.

Der Kompensationswandler arbeitet in der Weise, daß eine Verstellung des beweglichen Endes 22 des Faltenbalges 20 gleichzeitig eine Verstellung der Kondensatorplatte 35 des kapazitiv wirkenden Fühlers 30 bis 35 bewirkt. Die Kapazitätsänderung des Fühlers 30—35 wird in einer nicht dargestellten Schaltung festgestellt. Die Schaltung erzeugt ein entsprechendes Stellsignal für den Rohranker 23 und das Verstellorgan 24. Die vom Rohranker 23 und Verstellorgan 24 erzeugte Rückstellkraft wird über den zweiarmigen Hebel 15 auf das bewegliche Ende 22 des Faltenbalges 20 übertragen, so daß dieser im Sinne einer Rückstellung verstellt wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kompensationswandler für den Druck eines Druckmittels in ein elektrisches Ausgangssigna! mit einem vom Gehäuse getragenen Faltenbalg, dessen in Abhängigkeit von Druckänderungen axial bewegliches Ende einen Fühler eines rückgekoppelten Verstellorgans steuert, das über einen am Gehäuse schwenkbar gelagerten, zweiarmigen Hebel und ein an seinem kürzeren Hebelarm befestigtes flexibles Verbindungselement auf das bewegliche Ende des Faltenbalges wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Verbindungselement (19) am beweglichen Ende (22) des Faltenbalges (20) befestigt ist und für das bewegliche Ende (22) des Faltenbalges (20) eine Zwangsführung in Form einer starren Befestigung am beweglichen Ende eines am Gehäuse (10,11,12) angelenkten einarmigen Hebels (16) besteht, sowie daß der Fühler (30—35) ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt

2. Kompensationswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einarmige Hebel (16) wesentlich langer als der kurze Hebeiarm des zweiarmigen Hebels (15) ist.

3. Kompensationswandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellorgan (24) elektromagnetisch arbeitet.