DE2247202C2 - Meßgerät - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Meßgerät, insbesondere ein Druckmeßgerät, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
Druckmeßgeräte, die als Meßglied ein Bourdon-Rohr verwenden, sind in den verschiedensten Ausführungen
bekannt.
Gemäß der DE-PS 8 38 657 ist mit dem einen Ende des Bourdon-Rohres ein Hebelsystem verbunden,
dessen eines Teil ein Zahnsegment aufweist. Dieses steht mit einem auf der Zeigerwelle angeordneten
Ritzel in Eingriff. Die Zeigerwelle ist dabei in einer mit dem Gehäuse verbundenen Halterung gelagert.
Ähnlich ist der Aufbau bei dem in der DE-OS 20 266 beschriebenen Druckmeßgerät.
Gattun^sbildend ist die US-PS 24 47 739 berücksichtigt
worden. Hierbei ist am Ende des Bourdon-Rohres ein Hebel angelenkt, der sich an einem ortsfesten Hebel
abstützt, der die Relativbewegung des Meßgliedes festlegt. Verbunden mit dem erstgenannten Hebel ist ein
gezahntes Element, das mit einem Ritzel auf der ortsfesten Zeigerwelle kämmt.
Allen diesen Geräten ist somit gemeinsam, daß die Zeigerwelle ortsfest ist und damit muß für diese Welle
eine Halterung am Gehäuse vorgesehen sein. Gehäuse und Meßanordnung bilden dabei ein komplettes System
und ein Schaden am Meßglied macht im allgemeinen den Austausch des gesamten Gerätes notwendig.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Meßgerätes, insbesondere Druckmeßgerätes, gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, das im Aufbau vergleichsweise einfach ist und damit kostengünstiger
hergestellt werden kann und das einen Austausch des Meßgliedes ohne gleichzeitigen Ausbau des Gehäuses
möglich macht
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemsß durch
die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.
Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bourdon-Rohr, Hebelsystem und Zeiger bilden bei dem erfindungsgemäßen Meßgerät eine Einheit, die in
das Meßgerätegehäuse einfach eingesetzt werden kann. Gegenüber den bekannten Anordnungen konnte der
Aufbau wesentlich vereinfacht und damit kostengünstiger werden, weil die Zeigerwelle vom Hebelsystem (also
letztlich vom Meßglied) getragen wird. Die Lagerung ist also schwimmend und auf diese Weise ist keine
Halterung für diese Welle am Gehäuse anzubringen bzw. vorgesehen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen
erläutert Dabei zeigt
F i g. 1 eine Vorderansicht des Meßgerätes, teilweise weggebrochen,
F i g. 2 einen Schnitt mJtSeitenansicht,
F i g. 3 das Hebelsystem in vergrößerter Darstellung, F i g. 4 eine Seitenansicht dieses Teiles,
F i g. 5 ein Bewegungsdiagramm, F i g. 6 und 7 die Justiereinrichtung, Fig. 8,9,10,11,12 die Nulleinstellung,
Fig. 13 ist ein Schnitt an der Linie 13-13 der Fig. 12, F i g. 14,15,16 abgewandelte Ausführungen,
Fig. 17 und 18 Schnittansichten an den Linien 17-17
bzw. 18-18 der F ig. 14.
Die F i g. 1 und 2 zeigen ein Beispiel des Hebelsystems
10 in Verbindung mit einem Druckmeßgerät 11. Das Gerät weist einen Sockel 12 auf mit eine«: Finlaß 13 und
einem Gewinde 14. Der Einlaß 13 steht mit einem Bourdon-Rohr 18 in Verbindung.
Das Gehäuse 24 besteht aus einem napfförmigen, schalenartigen Rückenteil, das über Schrauben 26 mit
dem Schaft 12 und einem Deckel 27 verbunden ist, der ■»5 teleskopartig an den Rückenteil 25 angepaßt ist und in
denn eine Kristallscheibe 28 zum Betrachten der Zeigerstellung an den Skalenwerten befestigt ist.
Die Fig.3, 4 und 5 zeigen das Hebelsystem 10 in
einem ersten Ausführungsbeispiel bei einem Druckmeßgerät nach den Fig. 1 und 2. Das Teil 32 mit den
Schenkeln 33,34 ist mit einem Bügel 35 verbunden, der an seinem anderen Ende u-förmig um das freie Ende des
Bouirdon-Rohres 18 gelegt und mit diesem bei 36 durch
"Verschweißen, Löten usw. verbunden ist Auf diese Weise führt das Teil eine druckbeeinflußte schwimmende
Bewegung aus.
Zwischen den Schenkeln 33 und 34 sind quer verlaufend im im Abstand zwei drehbare Wellen 39 und
40 vorgesehen. Die Welle 39 nimmt das gezahnte Element 41, das bei 44 befestigt ist, auf, während die
Welle 40 den Zeiger 19 trägt. Die Skalenscheibe ist mit 21 bezeichnet. Das Drehen des Zeigers 19 erfolgt über'
ein Ritzel 46, das mjt dem Zahnsegment 47 des Elementes 41 kämmt.
Μ Die Relativbewegung des Bourdon-Rohres wird
durch einen ortsfesten Hebel 50 festgelegt. Dieser kann an jeder Stelle am Gerät befestigt sein und bei einer
bevorzugten Ausführung des beschriebenen Beispiels
befindet sich in der Wand des Sockels 12 ein vertikal geschlitzter Einschnitt 53, der bei 54 nach innen
abgerundet ist, um das mit einer öse versehene Ende 55 des Hebels 50 aufzunehmen. An diesem Ende des
Hebels 50 ist das Außenende 56 einer Schraube 26 eingedreht Das entgegengesetzte Ende 57 ist in
ähnlicher Weise gebogen und nimmt eine Schiraube 58 zum Verbinden des Hebels 50 mit dem Element 41 auf.
Auf diese Weise ergibt der Hebel 50 eine Drehachse für das Elemeni 41 über der öffnung 51, was noch erläutert
werden wird.
Die bogenförmige Bewegung des Bourdori-Rohres
um die natürliche Drehachse 60 ist durch den Pfeil 61 dargestellt (Fig.5). Diese Bewegung erzeugt eine
ähnliche Bewegung des Teiles 33, 34 in. bezug auf die
feststehende Drehachse 51, die die Welle 39 beeinflußt,
wie durch den Pfeil 62 angezeigt wird, und die Welle 40 beeinflußt, wie durch den Pfeil 63 gezeigt wird Der
Bahnverlauf der durch die Pfeile 61, 62 und 63 dargestellt ist, ist somit eine Funktion der genauen
geometrischen Anordnung zwischen den entsprechenden Teilen und ihrer Beziehung zur Drehachse 60.
Welcher Bahnverlauf durch die Welle J3 auch immer
erfolgt, wie durch den Pfeil 62 dargestellt, ist, so wird
eine Drehbewegung des Elementes 41 erzeugt, wenn es sich um die Achse 51 dreht Dies ergibt wiederum einen
kämmenden Antrieb zwischen den Zähnen 47 und dem Ritzel 46 zum Drehen der Zeigerwelle 40, während der
Zeiger von der Skalenachse um eine Strecke bewegt wird, die durch den Pfeil 63 bestimmt ist Zur aixialen
Verschiebung der Welle 40 enthält die Skalenscheibe 21
eine Mittelöffnung 64 ausreichender Größe, so daß sie die Arbeitsweise nicht stören kann. Da die Abweichung
oder Verschiebung in der öffnung 64 sehr klein ist, fällt
sie kaum auf. Beispielsweise beträgt bei einem 50 Mülimeter-Druckmesser für Drücke vom 0 bis
7 kg/cm2 die ganze Bahn des Bourdon-Rohres etwa 2,5 mm, was eine Verschiebebewegung 62 der Welle 39
von etwa 2,38 mm erzeugt, was wiederum eine Verschiebebewegung 63 der Welle 40 von etwa 0,75 mm
ergibt, was etwa gleich V32" ist.
Ein zweites Ausführungsbeispiel wird in dem F i g. 6
und 7 beschrieben, die den Aufbau für die Beroichseinstellung
des Gerätes betreffen. Wie bekannt, dient diese Einstellung zum Erreichen der Zeigerbewe.gung in
Übereinstimmung mit dem Skatenbereich des Gerätes, wenn es am vollen Druckbereich liegt. Hierfür verläuft
der Hebel 50 nach unten in den Schaftausschnitt 53 bis gerade über dem Gewinde 14, wo er bei 66 irnit dem
Schaft fest verbunden wird. Vorzugsweise ist der Einschnitt 53 über seinen vertikalen Verlauf von einer
Weite, die nur wenig größer als die des Hebels 50 äst und diese ist bei 67 gekröpft, um eine unbeabsichtigte
Seitenverdrehung im Einschnitt zu verhindern. Aus dem Absatz 67 biept sich der Hebel 50 in das abgerundete
Einschnittgebiet, wodurch seine Seitenkante 65 sich gegen den konischen Vorsprung 68 eines Satzes
Schrauben 69 biegt, die in den Schaft 12 durch Schrauben eingestellt werden kann. Um diese Stelle
verläuft die Betätigungsvorrichtung vertikal nach oben in die Absatzbogenkröpfung in dem Längsschlitz 71 des
Elementes 4! zum Festlegen der Drehachse. Der Abschnitt 72 verläuft in Beziehung zur Drehbahn des
Elementes 41, um eine Überlastungsanhaltevonrichtung
für den Fall eines Überdrucks am Meßgerät zu ergeben.
Ob nun nach rechts oder nach links verschoben wird, wie F i g. 6 zeigt, ist es die Wirkung der Schraube <>9, die
Dimension »X« zu verändern, um die Stelle der Drehachse zu verschieben. Auf diese Weise kann die
Drehachse zurückgestellt werden, bis die Bereichseinstellung für die gewünschte Genauigkeit des Gerätes
erhalten ist Ein Verringern der Dimension »X« bewirkt ein Erhöhen des Verstärkungsgradesund umgekehrt
Die F i g. 8 bis 11 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel,
und zwar für die Nulleinstellung. Diese Einstellung ist wie bekannt, zum Erhalt einer übereinstimmenden
Justierung zwischen der Zeigerstellung und dem Skalenwert, für den das Gerät bestimmt ist Demgemäß
soll ein Betrieb bei fünfzig Prozent der bemessenen Kapazität die Drehachse 52 in eine gerade Linie
zwischen der Rohrachse 60 und der Drehachse 39 in der in F i g. 11 gezeigten Weise bringen. Dadurch wird
gemäß einer bevorzugten Technik möglich, das Gerät nur zu 50 Prozent seines Arbeitswertes dem Druck
auszusetzen, bei dem der Zeiger 19 den entsprechenden Wert 20 auf der Skalenscheibe anzeigt Zum Abstimmen
in der Weise nach F i g. 8 enthält hierfür das Element 41 einen Ausschnitt 74 mit einem in der Mitte gelegenen
Inselteil 75, der mit dem HaupfVörpertsil durch einen
dünnen Steg 76 verbunden ist Über Schraubenzieherschlitze
77 und 78 kann durch einen Schraubenzieher der mittlere Teil 75 um den Steg 76 gedreht werden, bis
die richtige Zeigerstellung erhalten ist In F i g. 9 ist das Prinzip der Nulleinstellung ähnlich, ausgenommen, daß
der mittlere Teil 75 besonders an der Achse 39 befestigt ist z. B. durch eine Federspannung oder einen Paßsitz
(nicht dargestellt). Dies ermöglicht eine relative Winkelverschiebung zwischen 75 und 41, die durch
einen Schraubenzieher in einer der vorhergehend beschriebenen ähnlichen Weise verändert werden. In
Fig. 10 ist die Arbeitslänge des Hebels 50 unmittelbar einstellbar. Eine kurze Länge 80. die vom Hauptkörper
J5 des Hebels 50 abweichen kann, greift an verteilt
angeordnete Glieder 81 und 82 an und diese können durch eine exzentrische oder andere entsprechende
Einstellung 83 enger zusammen und weiter voneinander gebracht werden, wenn es zur Nulleins:ellu;-g notwendig
ist
Wie die Fig. 12 und 13 zeigen, kann die Skalenvorderseite
zur Nulleinstellung mit einer im Werk einstellbaren Bereichseinstellung versehen sein. Hierfür
dient ein einstellbarer Segmentarm Ö4, der parallel neben dem Sektorenarm 81 verläuft. An einem Ende des
Segmentarmes 84 ist ein Stift 88 befestigt, der seitlich durch den Hebel 50 und den Sektorenschlitz 71
hindurchgeht und so die Drehachse für das Element bestimmt.
■Ι« In der Mitte und in Längsrichtung im Segmentarm 84
befindet sich ein Längsschlitz 89 mit in bezug auf die Ringnabe 90 an der Drehwelle 39 angepaßten kräftigen
Bemessung. Eine große Außennabe 91 hält den Arm 84 di 'Ist neben dem Element 41. Durch Drücken des Armes
84 in einer Richtung zur Nabe 90, durch das der Stift 88 näher oder weiter zur Drehwelle 39 gebracht wird, wird
die Dimension »X« verändert, bis die richtige Spannungseinstellung erreicht ist. Zur Nulleinstellung
ist der Hebei 50 am Schaft 12 in der in Fi g. 1 gezeigten
Weise befestigt. Anders als bisher beschrieben, ist jedoch das tragende Gewindeende 56 zu seiner
Gewindeachse so exzentrisch, daß bei Drehung der Schraube 26 der Träger des Endes 55 entsprechend dem
Pfeil 92 verschoben wird. Da die Schraube 26 von der Außenseite des Gehäuses zugänglich ist, können an
einer Stelle die Nullfeldeinstellungen leicht ohne Auseinandernehmen des Gerätes erfolgen.
Zur Temperaturkompensation eemäß weiterer Abän-
Zur Temperaturkompensation eemäß weiterer Abän-
derungen ist in dem Hebel 50, wie die Fig. 14 bis 18
zeigen, ein Bi-Metall-Element enthalten, das auf
Temperaturänderungen empfindlich ist, denen es ausgesetzt ist.
Es ist beispielsweise bei Dampf am Schaft bei 93° C eine Abweichung beim Rest des Gerätes, an das die
Schaftwärme durch Wärmeleitung übertragen wird, nicht ungewöhnlich. Darüber hinaus ist ein solcher
Temperaturfehler beim Gerätedruck Null vernachlässigbar, aber es ist bekannt, daß er dann ansteigt und bei
100% Gerätedruck sein Maximum erreicht.
Demnach ist eine Bi-Metall-Betätigungsvorrichtung im Schaft 12 bei 66 befestigt, ähnlich wie in Fig. 6
beschrieben, was der Vorrichtung eine gemeinsame, parallel thermische Ausdehnung mit dem Bourdon-Rohr
18 verleiht. Um den Nullpunkt nicht zu beeinflussen, besitzt der Querschnitt der Vorrichtung 50
im allgemeinen unter dem Absatz 94 einen Längsgrat 93 /pio_ 17^ Apr Αρη Län^StCÜ thermisch St?if rnacht.
während der obere Querschnitt, der etwas über dem Absatz 94 liegt, praktisch rechteckig und flach ist, wie
Fig. 18 zeigt, und die thermische Aktivität erhöht. Bei dieser Anordnung kann eine Einstellschraube 69 mit
konischem Sitz 68 verwendet werden, bevor eine
Bereichseinstellung durch Drehen der Vorrichtung 50 entsprechend dem Pfeil 70 um den Teil 66 erfolgt ist.
Andererseits wird der obere Teil, der thermisch aktiver ist, in ähnlicher Weise um die Schraube 69 entsprechend
der Temperaturschwankung, der er ausgesetzt ist, gebogen, um den Bereich mit der Temperatur zu
verändern. Durch solche Schwankungen, die thermisch durch die Betätigungsvorrichtung induziert sind, wird
die Drehachse auf einer Bahn zurückgebracht, die neutral ist, wenn das Meßgerät und damit der
Segmentschütz 71 sich in seiner Nullstellung befindet. Entsprechend einem Temperaturanstieg wird der
Kurbelstift 52 von der Drehwelle 39 wegbewegt, um die Dimension »X« zum Verringern der Verstärkung zu
vergrößern und umgekehrt. Wenn in ähnlicher Weise eine temperaturkompensierte Nulleinstellung erwünscht
ist, kann die Konstruktion der Fig. 16 verwendet werden, die das zusätzliche Merkmal einer
thermischen Atisdehnungsschleife 95 enthält. Ausdehnung und Zusammenziehen der Schleife 95 bei einer
Temperaturschwankung erzeugt eine wesentliche lineare Bewegung der Betätigungsvorrichtung und bewirkt
dadurch Änderungen der Nulleinstellung, ähnlich wie beschrieben.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Meßgerät, insbesondere Druckmeßgerät, bei
dem das auf die Umstandsänderung ansprechende Meßglied eine Bewegung ausführt und über ein
Hebelsystem und ein gezahntes Element und Ritzel bestehenden Zahntrieb mit dem die Zustandsänderung
anzeigenden Zeiger verbunden ist, bei dem mit dem Meßglied (18) ein Teil (33,34) fest verbunden ist,
in dem die das gezahnte Element (41) tragende Welle (39) gelagert ist und daß ein ortsfester Hebel
(50) die Relativbewegung des Meßgliedes (18) festlegt, dadurch gekennzeichnet, daß die
das Ritzel (46) tragende Zeigerwelle (40) ebenfalls in dem Teil (33,34) gelagert ist und daß der Hebel (50)
mit dem gezahnten Element (41) gelenkig verbunden ist
2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand (x) zwischen dem Stützpunkt (52) des Hebels (50) und der Welle (39)
verstellbar ist.
3. Meßgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Hebels
(50) veränderbar ist.
4. Meßgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (50) an der
ortsfesten Seite mittels einer Exzewterschraube (56) gehalten ist
5. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (50) als
Temperaturkompensator ausgebildet ist
6. Meßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (50>aus BL-jetall-Elementen
besteht.
7. Meßgerät nach Anspruch 5, d* *urch gekennzeichnet,
daß der Hebel (50) eine Ausdehnungskrümmung (95) aufweist.
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