DE2328937C3 - Druckempfindliches Instrument - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein druckempfindliches Instrument mit einer druckempfindlichen Kapsel, deren eine Wand in Abhängigkeit von Änderungen eines Fluiddruckes beweglich ist und einen Betätigungshebel beaufschlagt, der mittels einer über eine Rolle geführte *o Schnur eine Zeigerachse betätigt.

Instrumente dieser Art werden als Anzeige-, Aufzeichnungs- und Warneinrichtungen, wie beispielsweise Barometer und Höhenmesser verwendet. Dabei weist die in Abhängigkeit von Änderungen des Fluiddruckes ■»■> bewegliche Wand der druckempfindlichen Kapsel einen sehr geringen Bewegungshub auf. Zur Anzeige der Bewegung als Maß für die Druckänderung des Fluids mit einem Zeiger muß daher dieser Bewegungshub verstärkt werden, damit eine überhaupt ablesbare Zeigeranzeige gewährleistet ist.

Ein druckempfindliches Instrument der eingangs genannten Gattung ist bereits in der US-PS 23 11 900 beschrieben. Bei diesem Barometer erfolgt die Bewegungsübertragung von der Membran der druckempfind- liehen Kapsel auf die Zeigerachse ausschließlich durch das Verhältnis von Hebelarmen eines Gestänges, insbesondere der Hebelarme eines schwenkbaren Betätigungshebels. Dadurch läßt sieh einerseits nur ein sehr geringes Übersetzungsverhältnis erzielen, anderer- wi seits ist bei der Herstellung schon auf die erforderliche Präzision zu achten, so daß nur geringste Toleranzen zugelassen werden können. Angesichts der sehr aufwendig konstruierten und komplizierten Schwenklagerung des Betätigungshebels mittels Federelementen ■ und der Verbindung des durch eine Schraube gebildeten Hebelarms mit der Membran über einen Federfinger muß diese Anordnung als äußerst kritisch im Aufbau und aufwendig in der Fertigung erachtet werden. Der Betätigungshebel des beschriebenen Barometers ist zwar über eine Rolle mit der Zeigerachse verbunden, doch dient diese Umlenkrolle lediglich einer Richtungsumlenkung der Bewegung des Betätigungshebels, sie trägt nicht ?ur Bewegungsübersetzung bei. Problematisch ist bei dieser bekannten Anordnung insbesondere, daß der komplizierte Aufbau des Hebelgestänges zu einer sehr unerwünschten Erschütterungsempfindlichkeit des Instruments führt und daß überdies aber auch die Eichung bzw. Justierung durch die gewöhnlich nicht beliebig veränderbaren Hebelarm-Verhältnisse erschwert wird. Gerade bei hohen Bewegungsübersetzungen, wie sie bei einem Barometer erforderlich sind, erweist sich dies in der Praxis als besonders störend.

Ein weiterer Aufbau einer Anordnung zur Bewegungsübersetzung für druckempfindliche Instrumente ist in der US-PS 33 97 578 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung ist eine durch den Betätigungshebel betätigte Schwenkeinrichtung vorgesehen, die aus einem zweiarmigen Hebel gebildet ist, an dessen Seite der Betätigungshebel angreift. Die Lange Seite des zweiarmigen Hebels ist gekrümmt und nimmt am Ende eine die Zeigerachse betätigende Schnur auf. Ändert sich bei dieser Anordnung der Druck, so wird der Betätigungshebel durch die Wirkung der druckempfindlichen Kapsel ausgelenkt und betätigt den die Schwenkeinrichtung bildenden zweiarmigen Hebel. Dadurch verändert der zweiarmige Hebel seine Lage und dreht die Zeigerwelle. Nachteilig ist hierbei, daß der zweiarmige Hebel in keiner Lage ausbalanciert ist. Der zweiarmige Hebel übt somit auf die Zeigerachse in jeder Lage eine Kraft aus, die bei der Eichung des gesamten Systems berücksichtigt werden muß. Darüber hinaus verändert sich bei einer Schwenkbewegung des zweiarmigen Hebels sein Schwerpunkt in der Weise, daß er etwas nach außen rückt. Damit ist jedoch zumindest bei Schräglage oder Horizontallage des Instruments keine genaue Proportiona'ität zwischen der Auslenkung der druckempfindlichen Kapsel und dem Ausschlag des Zeigers gegeben. Außerdem ist der Abstand von der Schwenkachse des Betätigungshebels zur Schwenkachse des zweiarmigen Hebels kritisch, da dieser Abstand den Proportionalitätsfaktor zwischen Auslenkung der Kapsel und Ausschlag des Zeigers beeinflußt. Hinzu kommt noch, daß sich die Richtung der von der Schnur auf die Zeigerwelle ausgeübten Kraft mit Erstellung des zweiarmigen Hebels ändert. Damit ändert sich aber auch die für die Drehung der Zeigerwelle verantwortlich tangentiale Komponente der übertragenden Kraft.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht demgemäß darin, ein druckempfindliches Instrument der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem auf mechanisch einfache Weise eine hohe Bewegungsübersetzung ermöglicht ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die mit der Schnur verbundene Rolle als Diffefentiälrölle mit zylindrischen Abschnitten unterschiedlichen Durchmessers ausgebildet ist und daß das zur Zeigerachse führende Ende der Schnur um den Zylinderabschnitt mit großem Durchmesser und das zum Betätigungshebel führende Ende um den Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser gewickelt ist.

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß die erforderliche Bewegungsübersetzung unabhängig von einem Hebelsystem auf mechanisch denkbar einfache Weise erzielt wird. Der Betätigungshebel bzw. das

Verhältnis seiner Hebelarme spielt in diesem Zusammenhang nur noch die Rolle eines Verbindungsgliedes, für die Obersetzung der Bewegung kann er dagegen grundsätzlich außer Betracht bleiben. Bei der mit Zylinderabschnitten unterschiedlichen Durchmessers ausgestatteten Differentialrolle ist man hingegen innerhalb sehr weiter Grenzen frei in der Wahl des Übersetzungsverhältnisses. Als besonders hoch einzuschätzender Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist es zu betrachten, daß dia Stellung der Differentialrolle bezüglich der Schwenkachse des Betätigungshebels innerhalb weiter Grenzen frei gewählt werden kann und keinerlei Einfluß auf die Präzision der Bewegungsübersetzung hat Auf Genauigkeit braucht also bei der Herstellung und beim Zusammenbau des Instruments hier kein Wert gelegt zu werden, da die Bewegungsübersetzung ja allein durch das Umfangsverhältnis der unterschiedlichen Zylinderabschnitte der Differentialrolle festgelegt ist Die Herstellung der Differentialrolle mit ausreichender Genauigkeit hingegen wirft V .-inerlei Probleme auf, sie kann ohne weiteres als in üblicher Weise geformtes Teil, beispielsweise aus Kunststoff mit geringen Kosten angefertigt werden. Da die Abmessungen der Zylinderabschnitte der Differentialrolle auch durch grobe Gewalteinwirkung, insbesondere aber nicht durch Rüttelkräfte verändert werden können, ergibt sich im Vergleich zu einer Bewegungsübersetzung mit Hebelgestängen der unschätzbare Vorteil, daß eine Veränderung des Obersetzungsverhältnisses auch bei Betrieb des Instruments unter rauhen Umweltbedingungen nicht verändert wird, wie es bei einem Hebelgestänge dagegen durch Verbiegen einzelner Hebelteile leicht möglich wäre. Von besonderem Vorteil ist auch noch, daß bei der Differentialrolle gemäß der Erfindung keine versetzten Kräfte auftreten, so daß insbesondere auf die Zeigerachse keine sich in der Richtung ändernden Kräfte einwirken.

Dadurch ist .'ie Linearität der Anzeige des druckempfindlichen Instruments unabhängig von dem Mechanismus der Bewegungsübertragung nur noch von der Linearität der druckempfindlichen Kapsel abhängig.

Besonders bevorzugte Ausgestaltungen des erfin-Hnngsfjemäßpn Instrument«; sind in Hf*n Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht uuf ein druckempfindliches Instrument, wobei die Skalenplatte teilweise weggebrochen ist,

F i g. 2 eine vergrößerte Schnittansicht, die von der linken Seite in F i g. 1 aus gesehen ist,

Fig.3 einen vergrößerten Aufriß, der von der Vorderseite in Fig. I aus gesehen ist und weitere Einzelheiten des Antriebs zeigt,

Fig.4 eine Schnittansicht im vergrößerten Maßstab entlang Linie 4-4 in F i g. 3,

Fig.5 eine Ansicht mit Einzelheiten einer Differentialrolle,

Fig.6 eine Schnittansicht im vergrößerten Maßstab entlang Linie 6-6 in F i g. 2,

Fig. 7 eine Schnittansicht im vergrößerten Maßstab entlang Linie 7-7 in F! g. 6,

F i g. 8 eine Schnittansicht entlang Linie 8-8 in F i g. 6 und

Fig.9 eine Teilschnittansicht entlang Linie 9-9 in F i g. 8, in der der Schwenksitz für den Betätigungshebel dargestellt ist

In F i g. 1 ist ein druckempfindliches Instrument für ein Barometer 10 dargestellt, wobei das druckempfindliche Instrument getrennt von dem üblichen Gehäuse dargestellt ist Das druckempfindliche Instrument 10 umfaßt eine Basisplatte 12, die in dem Gehäuse oder einer anderen Umhüllung für das druckempfindliche Instrument angeordnet werden kann. Auf der Basisplatte 12 ist eine Kapsel 14 angebracht die eine im allgemeinen kreisförmige Gestalt aufweist und gegen-

lu überliegende, gewellte Membranplatten 14a, 14i> umfaßt, die entlang ihren Umfangen bei 14c fest miteinander verbunden sind. Die Kapsel 14 ist so ausgebildet, daß sich ein Wandabschnitt der Membranplatte 14a in Abhängigkeit von Änderungen des Fluiddrucks in der Kapsel 14 zu der Me'.nbranplatte 146 hin von dieser weg bewegt Die Kapsel 14 kann ähnlich der sein, wie sie in der Patentanmeldung P 21 33 118.0 beschrieben ist Die bewegliche Membronplatte 14a der Kapsel 14 ist mit einem zentral angeordneten Ansatz

14J ausgebildet, der eine flache Oberseite 14e (siehe F i g. 6) aufweist die sich in aufeinanderfolgende Ebenen parallel zur Basisplatte 12 in Abhängigkeit von Änderungen des Fluiddruckes bewegt und die Meßbewegung ausführt die durch eine Bewegungsübertragungs- und Verstärkungseinrichtung 18 auf einen Zeiger 16 übertragen werden soll.

Die Kapsel 14 ist zum Zwecke der Eichung des Werks oder der Mechanik des druckempfindlichen Instruments 10 mittels eines Eichungs- und Einstell-Gewindestiftes

je 20, der an einem zu dem Ansatz 14t/ gegenüberliegenden Wandteil befestigt ist, auf der Basisplatte 12 einstellbar angebracht Der Gewindestift 20 erstreckt sich axial zur Kapsel 14 und ist in einem entsprechenden mit Gewinde versehenen Loch oder einer Hülse 21 aufgenommen, die zentrisch in der Basisplatte 12 angeordnet ist. Das untere Ende des Einstell-Gewindestiftes 20 ist mit einer Quernut 20a ausgestattet, um das Einsetzen einer Schraubenzieherklinge od. dgl. zu ermöglichen, so daß die flache Oberseite 14e des Ansatzes 14c/ der Kapsel 14 in den erforderlichen Abstand von der Basisplatte 12 eingestellt werden kann, um das Instrument zu eichen.

Die Rewegiings-Übertragungs· und -Verstärkungseinrichtung 18 wird durch einen Halterungsrahmen 22

4·. getragen, der eine Halterungsplatte 24 im Abstand von der Basisplatte 12 und parallel zu dieser aufweist. Die Halterungsplatte 24 erstreckt sich in einer Ebene, die parallel zu der Kapsel 14 über dieser liegt. Von der Halterungsplatte 24 hängen nach unten Fingerelemente

in 26, 28 herab, die in entsprechende Fingeraufnahmeelemente 30, 32 im Paßsitz passen, welche sich aufwärts von det Basisplatte 12 erstrecken. Die Fingeraufnahmeelemente 30, 32 können entlang ihren Umfangska.iten einwärts gebogen sein, so daß sie einen Kanal bilden, in welchen die zugeordneten Fingerelemente passen (siehe F i g. 8).

Um eine Aufschnappverbindung zwischen dem Halterungsrahmen 22 und der Basisplatte 12 vorzusehen, weisen die Pingerelemente 26, 28 sich nach außen

·" erstreckende Eindrückungen 26a, 28a, auf, die in zugeordnete Löcher 30a, 32a in den Fingeraufnahmeelementen 30, 32 passen, wobei die Fingeraufnahmeelemente auf den Außenrhnken der Eindrückungen 26a, 28a ruhen, wie es in den F i g. 2 und 6 dargestellt ist.

Somit wird, wenn das Fingerelement 26 in das Fingeraufnahmeelement 30 eingesetzt wird, die Eindrückung 26* nahe der Oberseite des Loches 30a aufgenommen, so daß dort ein definierter Paßsitz

zwischen der Eindrückung und dem zugeordneten Loch besteht. Dieser Paßsitz bildet eine Schnapp-Paßsitz-Verbindung und spannt überdies den Halterungsrahmen 22 in Abwärtsrichtung relativ zu der Basisplatte 12 vor. Die Abwärts-Vorspannkraft wird durch das Angreifen der Fingeraufnahmeelemente an der oberen Hälfte der Außenflanken der Eindrückungen geliefert, da die Fingeraufnahmeelemente, die nach außen über die Spitze der Eindrückungen gebogen worden sind, sich einwärts biegen und eine Kraft normal zu den Eindrückungen ausüben. Diese Kraft kann in eine horizontale und eine vertikale Komponente aufgelöst werden, wobei die letztere eine abwärts gerichtete Kraft auf den Rahmen relativ zu der Basisplatte ausübt.

Der Halterungsrahmen 22 umfaßt ebenfalls parallele mit Abstand angeordnete Wände 34, 36, die sich im allgemeinen rechtwinklig von der Halterungsplatte 24 aufwärts erstrecken.

Eine Skalenplatte 38, die geeignete Eichungs-Kennzeichnungen auf ihrer oberen Oberfläche aufweist, kann an den Wänden 34, 36, durch eine geeignete Schnapp-Paßsitz-Verbindung angebracht werden. Von der Skalenplatte 38 hängt ein Skalenplatten-Halterungsrahmen 40 herab, der an der Skalenplatte 38 durch eine ringförmige Niete 42 in axialer Fluchtung mit dem \nsatz 14dder Kapsel 14 befestigt ist.

Nach den F i g. 2 und 6 umfaßt der SkalenpLrtun-Halterungsrahmen 40 in Abwärtsrichtung herabhängende Vorsprünge 44,46, die an den Enden des Skalenplatten-Halterungsrahmens gelegen sind und an den Wänden 34,36 des Halterungsrahmens 22 angreifen können, um dadurch die Skalenplatte an dem Halterungsrahmen zu befestigen. Der Vorsprung 44 weist Aussparungen 44a, 446 auf, die mit zugeordneten Flanschen der Wände 34, 36 in Eingriff treten können, um dadurch die Skalenplatte 38 an dem Halterungsrahmen 22 zu befestigen. Die Aussparung 44a des Vorsprungs 44 kann mit einem V-förmigen Flansch 36a an der Wand 36 in Eingriff treten, während die Aussparung 446 mit einem V-förmigen Flansch 346 der Wand 34 in Eingriff treten kann (siehe Fig. 2). Die Innenwände der Aussparungen 44a und 44b sind leicht angewinkelt und zentrieren dadurch die Skalenplatte relativ zu dem Halterungsrahmen 22.

Um den Skalenplatten-Halterungsrahmen 40 während des Zusammenbaus um die Wände 34, 36 des Halterungsrahmens 22 zu führen, ist der Vorsprung 44 mit zwei Verlängerungen versehen, die unter den V-förmigen Flanschen herumgebogen werden können. Eine solche Verlängerung 44c ist in F i g. 3 unter dem V-förmigen Flansch 34b dargestellt, wobei die Verlängerung im allgemeinen parallel zu der Wand 34 verläuft und sich über die gleiche Länge wie diese erstreckt. In einer ähnlichen Weise ist eine weitere nicht gezeigte Verlängerung des Vorsprungs 44 um die Wand 36 und parallel zu dieser unter dem V-förmigen Flansch 36a gebogen.

Der Vorsprung 46 ist im wesentlichen identisch mit dem Vorsprung 44. So ist nach F i g. 3 der Vorsprung 46 mit einer Aussparung 466 vorgesehen, die mit einem V-förmigen Flansch 346 der Wand 34 in Eingriff steht. Eine Verlängerung 46c des Vorsprungs 46 ist so gebogen, daß sie sich parallel zu der Wand 34 unter den V-förmigen Flansch über die gleiche Länge wie diese erstreckt. Wie in dem Fall des Vorsprungs 44 ist der Vorsprung 46 symmetrisch um die vertikale Achse und umfaßt eine nicht dargestellte Aussparung und eine Verlängerung, die um die Wand 36 gebogen ist und sich parallel zu dieser über die gleiche Länge wie diese erstreckt. Die Aussparung tritt in Eingriff mit einem nicht gezeigten entsprechenden V-formigen Flansch, der von der Wand 36 getragen wird.
Somit ist eine Schnapp-Paßsitz-Verbindung zwischen dem Skalenplatten-Halterungsrahmen 40 und dem Halterungsrahmen 22 vorgesehen und die Skalenplatte 38 wird insbesondere zentriert und fest gegen den Halterungsrahmen gehalten, so daß ein klapperfnier

ίο Aufbau für das druckempfindliche Instrument geschaffen wird.

Die Bewegungsübertragungs- und -verstärkungseinrichtung 18 umfaßt einen Betätigungshebel 48, dei m dem Halterungsrahmen 22 schwenkbar angelenkt ist, und /war um einen wählbaren Schwenkpunkt, der sich längsaxial zur Kapsel 14 erstreckt. Vorteilhafterweise ist die Halterungsplatte 24 des !!.ii'crungsrahmens nut gegenüberliegenden herabhängenden ösen 22a, 226 versehen, die aus der Halterungsplatte herausgestanzt sind und wählbare Paare von Lagern 22c, 22t/und 22e, 22/für einen Schwenkzapfen 50 für den Betätigungshebel 48 aufweisen.

Nnrb den F i g. 6, 8 und 9 ist der Betätigungshebel 48 mit einem Arm 48a versehen, der über dem Ansatz der Kapsel liegt und einen herabhängenden Vorsprung ("ic'io Fip 6) aufweist, der auf der flachen Oberseite 14c der Kapsel 14 gelagert ist. Wenn sich die flache Oberseite 14e des Ansatzes 14t/ in Abhängigkeit von einer Ausdehnung oder einem Zusammenziehen der

Ki Kapsel 14 bewegt, schwenkt der Bc-iangungshebel 48 um den Schwenkzapfen 50. Der Betätigungshebel 48 ist mit zwei wählbaren Sitzen für den Schwenkzapfen 50 versehen, um einen wählbaren Schwenkpunkt für den Betätigungshebel vorzusehen. Dies ist beispielsweise von Vorteil, um ein gewisses Maß an Flexibilität für die Änderung des Hebelverhältnisses und infolgedessen des Skalcnfakiors des druckempfindlichen Instruments vorzusehen. Nach den Fi g. 8 und 9 ist der Betätigungshebel 48 mit einem Paar von Preß-Stücken 48c, 48c/

4(i ausgebildet, wobei das Paar von Preß-Stücken entweder einen ersten Sitz S1 oder einen zweiten Sitz S2 für den Schwenkzapfen 50 definiert. Eine Querstange 48e, die ebenfalls aus dem Betätigungshebel 48 gepreßt ist, hält den Schwenkzapfen 50 entweder in dem einen oder in

■π dem anderen Sitz S1 oder S 2. Wenn der Schwenkzapfen 50 in den Sitz Sl eingesetzt ist, dann tritt der Schwenkzapfen mit den Lagern 22c, 22</ in Eingriff. Wenn andererseits der Schwenkzapfen den Schwenkhebel um den Sitz S 2 schwenkt, dann steht ^Aer

in Schwenkzapfen mit den Lagern 22e, 22/in Eingriff. Der Betätigungshebel 48 ist vorteilhafterweise um die Verbindungsstelle der Sitze Sl und S 2 ausbalanciert, um jegliche Stellungsfehler zu vermeiden, wenn die Einrichtung in verschiedenen Stellungen ausgerichtet wird.

Der Betätigungshebel 48 ist auch mit einem einstellbaren Anschlag 48/versehen, der an einem Ende des Betätigungshebels ausgebildet ist Der Anschlag 48/ ist unter einem Winkel, beispielsweise einem Winkel

M> von näherungsweise 20° zu dem Betätigungshebel angeordnet so daß sich der einstellbare Anschlag von dem Ende des Betätigungshebels aufwärts erstreckt (siehe Fig.3). Der Anschlag 48/ begrenzt durch Anschlagen an dem Boden der Halterungsplatte 24 die Bewegung des Betätigungshebels, wenn dieser entgegen dem Uhrzeigersinn (in F i g. 3 gesehen) in Abhängigkeit von einer Ausdehnung der Kapsel 14 schwenkt

Der Betätigungshebel 48 umfaßt ebenfalls einen

etwas schmaleren Armabschnitt 4Sg, der ein Ende 48Λ aufweist, das nach oben gebogen und nach innen gekrümmt ist, um eine Schnur 52 aufzunehmen, die durch eine öffnung 24a in der Halterungsplatte 24 verläuft (siehe F i g. 7). Das Ende der Schnur 52 verläuft über das sekrümmte Ende 48Λ und ist an dem Boden des Betätigungshebels 48 durch einen sich abwärts erstreckenden Vorsprung 48/ befestigt, der über die Schnur gequetscht ist. Um einen Anschlag für den Betätigungshebel 48 vorzusehen, wenn der Hebel im Uhrzeigersinn schwenkt, umfaßt die Halterungsplatte 24 einen einstellbaren Anschlag 24b, der sich unter einem kleinen ^'■r.kcl an der öffnung 24a der Halterun^splatte aufwärts erstreckt. Somit stößt, wenn sich der Betätigungshebel 48 im Uhrzeigersinn (in F i g. 6 gesehen) in Abhängigkeit von einem Zusammenziehen dCT Kapsel 14 bc w'Cgi, ucf AniTiäbSChnui 4Sg ΓιλΓπ cificT vorbestimmten Drehung des Hebels gegen den Anschlag 24b. wodurch die Bewegung des Betätigungshebels begrenzt wird. Somit wird durch den Anschlag 246 an der Halterungsplatte 24 und den Anschlag 48/an dem Betätigungshebel der Bereich der Schwenkbewegung des Betätigungshebels 48 kontrolliert.

Die Schnur 52 ist mit einer Differentialrolle 54 verbunden, die zwischen den aufrechten Wänden 34, 36 des Halterungsrahmens 22 angeordnet ist. Die Differentialrolle 54, die vorteilhafterweise aus Kunststoff gegossen bzw. gespritzt ist, umfaßt eine zentrale Bohrung 54a, durch welche ein Lagerzapfen 56 eingesetzt ist, der in Lagern 34c, 36c in den Wänden 34, 36 ruht. Der Ort der Lager 34c, 36c ist so vorgesehen, daß der Lagerzapfen 56 im allgemeinen parallel zu dem Schwenkzapfen 50 des Betätigungshebels und auf Abstand von diesem angeordnet ist. Der Lagerzapfen 56 weist vorteilhafterweise einen etwas größeren Durchmesser als die zentrale Bohrung 54a auf. so daß ein Festpaßsitz zwischen dem Schwenkzapfen und der Differentialrolle vorgesehen ist.

Nach F i g. 5 weist die Differentialrolle 54 Zylinderabschnitte 546 und 54c auf. Der Durchmesser des Zylinderabschnitts 546 ist kleiner als der des Zylinderabschnitts 54c, wobei die zwei Zylinderabschnitte durch einen zylindrischen Flansch 54c/getrennt sind. Beispielsweise kann der Durchmesser des Zylinderabschnitts 54c zweimal so groß sein wie der Durchmesser des Zylinderabschnitts 546. Die Schnur 52 erstreckt sich von dem Betätigungshebel 48 aufwärts und ist ein oder mehrere Male um den Zylinderabschnitt 54b gewickelt. Die Schnur verläuft dann durch einen Schlitz 54e im Flansch 54d. Der Schlitz 54e ist größenmäßig in bezug auf die Schnur 52 so bemessen, daß die Schnur in dem Schlitz verankert ist. Infolgedessen verbindet die Schnur 52 den Betätigungshebel 48 wirkungsmäßig mit der Differentialrolle 54, so daß eine Schwenkbewegung des Betätigungshebels auf die Differentialrolle übertragen wird. Die Schnur 52 tritt aus dem Schlitz 54e heraus und ist ein oder mehrere Male um den Zylinderabschnitt 54c gewickelt.

Die Schnur 52 verläuft tangential von dem Zylinderabschnitt 54c weg und ist um eine Welle 58 für einen Zeiger 16 gewickelt Die Schnur 52 ist um einen zylindrischen Wellenabschnitt 58a gewunden, der einen Schlitz 586 aufweisen kann (siehe F i g. 4), wodurch ein Gleiten der Schnur relativ zu der Welle ausgeschlossen wird.

Die Schnur 52 ist dann weiter um den Wellenabschnitt 58a gewickelt und verläuft im allgemeinen tangential von der Welle ab, wobei das Ende der Schnur 52 an einer Vorspannungs-Feder 60 dadurch befestigt ist, daß die Schnur in das bereits umgebogene Ende 60a der Vorspannungsfeder eingeklemmt wird. Es wurde gefunden, daß dies genügt, um die Schnur an der Vorspannungsfeder in auszeichnender Weise zu befestigen, ohne daß es erforderlich ist, die Schnur an die Vorspannungsfeder anzuknoten oder an dieser in anderer Weise anzubinden.

Die Vorspannungsfeder 60 weist eine im allgemeinen

ίο U-förmige Gestalt auf, erstreckt sich durch eine öffnung 34e in der Wand 34 (siehe F i g. 3) und ist an den Wänden 34, 35 des Halterungsrahmens 22 in in den Wänden vorgesehenen Halterungsschlitzen 34c/, 36c/angebracht. Wenn die Vorspannungsfeder 60 einmal in die Halterungsschlitze 34c/, 36c/ eingesetzt ist, neigt die Spannung der Vorspannungsfeder durch deren Verbindung mit uci Schmu 52 dazu, die Feuer fest in die Halterungsschlitze zu setzen. Die Vorspannungsfeder kann weiterhin in den Halterungsschlitzen durch die umgebogenen Verlängerungen des Vorsprungs 46, z. B. die Verlängerung 46c (siehe Fig. 3) befestigt sein, wodurch verhindert wird, daß die Vorspannungsfeder sich nach außen in einer Richtung parallel zu den Wänden 34, 36 bewegt. Zusätzlich kann die Vorspannungsfeder 60 mit Federteilen 606, 60c (siehe F i g. 7) versehen sein, die so gebogen sind, daß sie im allgemeinen parallel zu den Wänden 34, 36 verlaufen und dadurch eine Relativbewegung zwischen der Vorspannungsfeder und den Wänden 34, 36 in einer Richtung rechtwinklig zu den Wänden verhindern. Obgleich die Feder festgehalten wird, besteht normalerweise kein Kontakt zwischen den Wänden 34, 36 und den Federteilen 606, 60c und die Feder 60 kann in den Schlitzen 34c/, 36c/ schwenken, um sich selbst mit der Schnur 52 auszurichten.

Nach den Fig.3, 4 und 6 ist die Welle 58 auf dem Halterungsrahmen 52 gelagert, so daß die Welle im allgemeinen senkrecht zu der Ebene der Halterungsplatte 24, axial zur Kapsel 14 und rechtwinklig zum Schwenkzapfen 50 des Betätigungshebels angeordnet ist. Die Welle 58 weist eine Zeigerachse 58c auf, die an einem Ende in einem Lagerloch 24cder Halterungsplatte 24 gelagert ist. Das andere Ende der Zeigerachse 58c ist in einem Lagerloch 62a gelagert, das in einer Lagerplatte mit umgekehrter U-Form 62 (siehe F i g. 4) gebildet ist. Die Lagerplatte 62 umfaßt herabhängende Schenkel 626, 62c, die kreuzweise an der Oberseite der Wände 34, 36 sitzen. Um die Lagerplatte 62 relativ zu den Wänden 34, 36 richtig auszurichten, kann die Lagerplatte kreuzweise in Nuten 34/"(siehe F i g. 3) und 36/(siehe F i g. 6) ruhen, die an der Oberseite der Wände 34, 36 gebildet sind. Die Lagerplatte 62 ist ebenfalls so konstruiert, daß sie eine Schnapp-Paßsitz-Verbindung zwischen der Lagerplatte und den Wänden 34, 36 vorsieht. Nach F i g. 4 wird eine solche Schnapp-Psßsitz-Verbindung durch Ausschnitte 62c/, 62e vorgesehen, die in dem herabhängenden Schenkel 626 bzw. 62c der Lagerplatte 62 geformt sind. Der Boden dieser Ausschnitte tritt in Eingriff mit zugeordneten rampenähnlichen Vorsprüngen 34g, 36^· der Wände 34, 36. Somit sieht dieser Wechselpaßsitz der rampenähnlichen Vorsprünge der Wände 34, 36 mit den herabhängenden Schenkeln der Lagerplatte 62 eine rüttelfreie Anordnung vor, die die Lagerplatte in angemessener Weise an ihrem Platz hält.

Nach Fig.4 umfaßt die Lagerplatte 62 einen sich aufwärts erstreckenden Ansatz 62i wobei der Wellenabschnitt 58a der Welle 58 in den durch den Ansatz

gebildeten Raum im Paßsitz paßt. Ein besonderer Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, daß die obere Oberfläche 62g der Lagerplatte als ein Flansch wirkt und verhindert, daß die Schnur 52 von dem Wellenabschnitt 58a heruntirkriecht, sich um die Zeigerachse 58a wickelt und dadurch den Betrieb der Einrichtung beeinträchtigt.

Die Zeigerachse 58c ist durch das Lagerloch 62a der Lagerplatte 62 hindurch fortgeführt und erstreckt sich aufwärts durch das Zentrum der ringförmigen Niete 42. Der Zeiger 16 wird von der Zeigerachse 58c getragen und ruht auf dieser durch eine geeignete Kappe 16a, die auf der Oberseite der Zeigerachse 58c ruht, so daß durch eine Drehung der Zeigerachse 58c, die durch eine Bewegung der Schnur 52 hervorgerufen wird, der Zeiger 16 im Bogen entlang der Oberseite der Skalenplatte 38 bewegt wird.

7iim K<»ce#»r#»n \ff»rciänArt'ic «i/irH i**t-rt eine iVCiSchc stellt die Differentialrolle ein perfekt symmetrisches und ausbalanciertes Element dar, so daß keine versetzten Kräfte auftreten, wie es bei einem Winkelhebel mit zwei verschiedenen Hebelarmen der Fall sein würde. Die Rolle ist in allen Stellungen oder Ausrichtungen des Barometers ausbalanciert bzw. befindet sich in allen Stellungen oder Ausrichtungen des Barometers im Gleichgewicht. Ein weiterer Vorteil dieses Typs einer Differentialrolle gegenüber einer Winkelhebeleinrichtung mit zwei Hebelarmen besteht darin, daß die Lage der Kupplungsrolle in bezug auf den Ort des Schwenkpunktes für den Kupplungshebel in keiner Weise kritisch ist. Schließlich weist diese Differentialrolle einen Vorteil gegenüber bekannten Winkelhebeleinrichtungen mit zwei Hebelarmen insofern auf, als die Schnur von der Differentialrolle in einer einzigen Ebene abgeht, während bei einem Winkelhebel sich der

Zusammenbaufolge und ein typischer Betriebsablauf beschrieben. Das druckempfindliche Instrument 10 ist allgemein aus drei Unteranordnungen aufgebaut, wobei die von der Basispiatte 12 getragene Kapsel 14 eine der Unteranordnungen bildet, während die Bewegungs-, Übertragungs- und -Verstärkungseinrichtung 18, die von dem Halterungsrahmen 22 getragen wird, die zweite Unteranordnung und die Skalenplatte 38 mit dem Skalenplatten-Halterungsrahmen 40 die dritte Unteranordnung bilden.

Die erste Unteranordnung wird zusammengebaut, indem die Kapsel 14 auf der Basisplatte 12 mittels des Eichungs- und Einstellungs-Gewindestiftes 20 angebracht wird, der in die Hülse 21 der Basisplatte geschraubt wird, so daß der Ansatz 14 nach oben und von der Basisplatte 12 weg gerichtet ist.

Die zweite Unteranordnung wird so zusammengebaut, daß der Betätigungshebel 48 unter der Halterungsplatte 24 angeordnet ist, wobei der Betätigungshebel um einen Gelenkpunkt schwenkbar ist, der in Abhängigkeit von dem Ort des Schwenkzapfens 50 in den Lagern 22c, 22</und des Sitzes 51 oder der Lager 22e, 22/"des Sitzes 52 wählbar ist. Die Schnur 52 wird an ihrem einen Ende an dem Ende des Betätigungshebels 48 befestigt, indem die Verlängerung 48/ über die Schnur gequetscht wird. Die Schnur wird um den Zylinderabschnitt 54f> der Differentialrolle 54 gewickelt, in den Schlitz 54e des Flansches 54d eingesetzt (wodurch die Schnur an diesem Punkt befestigt wird) und um den Zylinderabschnitt 54cder Differentialrolle gewickelt. Die Differentialrolle 54 wird an dem Halterungsrahmen 22 durch den Lagerzapfen 56 befestigt, der die Differentialrolle zwischen den Wänden 34, 36 des Halterungsrahmens haliert.

Es werden zahlreiche Vorteile bei Benutzung einer Differentialrolle, wie sie hier beschrieben ist, erreicht. Erstens ist die Differentialrolle 54 ein gegossenes bzw. geformtes Teil und es ist infolgedessen möglich, die Durchmesser der Zylinderabschnitte 546, 54c innerhalb geringerer Toleranzgrenzen zu halten, als es beispielsweise bei einem Winkelhebelsystem mit zwei verschiedenen Hebelarmen möglich wäre. Da dieses Teil gegossen bzw. geformt wird, ist es relativ billig herzustellen und die Schnur 52 kann leicht in dem Schlitz 54e befestigt werden, wobei die Elastizität des gegossenen Kunststoffs die Schnur an diesem Punkt ohne Ankleben od. dgl. verankert Die Schnur wird lediglich in den Schlitz hineingesteckt und an ihrem Platz gehalten, was es ermöglicht, eine kontinuierliche Schnur (anstatt zweier Schnüre) zu benutzen. Außerdem Winkelhebel dreht; infolgedessen schafft die Differentialrolle eine Einrichtung, die relativ leicht geeicht und eingestellt werden kann, da kein Problem bezüglich einer Verkantung der Einrichtung besteht, wie es bei bekannten Winkelhebeleinrichtungen gegeben ist.

Die Schnur 52 läuft von der Differentialrolle herunter und wird um die Wellenabschnitte 58a der Welle 58 gewickelt. Die Welle wird in ihrer aufrechten Stellung durch die Zeigerachse 58c gehalten, die an der Halterungsplatte 24 und der Lagerplatte 62 angelenkt ist, wobei die letztere im Schnapp-Paßsitz an ihre Stelle an den Wänden 34, 36 des Halterungsrahmens 22 gebracht wird. Die Schnur wird um die Welle gewickelt (an der Welle mittels des Schlitzes 5Sb befestigt) und an der Vorspannungsfeder 60 befestigt, indem die Schnur in das umgebogene Ende 60a der Feder eingesetzt wird.

Die Vorspannungsfeder wird in die in den Wänden 34, 36 vorgesehenen Schlitze eingesetzt und die Vorspannungskraft der Schnur bewirkt, daß die Feder an ihrem Platz bleibt.

Die die Bewegungsübertragupgs- und -Verstärkungseinrichtung 18 umfassende Unteranordnung w-d auf die die Kapsel 14 tragende Unteranordnung mit Schnapp-Paßsitz aufgesetzt. Mit anderen Worten, die Fingerelemente 26, 28 des Halterungsrahmens 22 werden in die Fingeraufnahmeelemente 30, 32 der Basisplatte eingesetzt. Eine Schnappverbindung wird durch die Wechselwirkung der Eindrückungen 26a, 28a mit den Löchern 30a, 32a erreicht.

Wenn sich diese zwei Unteranordnungen an ihrem Platz befinden, wird die Skalenplatten-Unteranordnung

so mit diesen verbunden, wobei die ringförmige Niete 42 um die sich aufwärts erstreckende Zeigerachse 58c angeordnet wird. Die Skalenplatten-Unteranordnung wird an ihre Stelle im Schnapp-Paßsitz gebracht, wobei die abwärts hängenden Vorsprünge 44, 46 des Skalenplatten-Halterungsrahmens 40 mit den V-förmigen Flanschen in Eingriff treten, die von den Wänden des Halterungsrahmens 22 getragen werden.

im Betrieb bewirken Änderungen des atmosphärischen oder eines anderen Druckes in der Kapsel 14 ein Anheben und Absinken des Ansatzes 14c/ in zu der Basisplatte 12 parallel angeordneten Ebenen. Dadurch wird wiederum eine Schwenkbewegung des Betätigungshebels 48 hervorgerufen, wobei diese Bewegung ■"'!'er die Schnur 52 zu der Differentialrolle 54 übertragen wird. Die Bewegung der Differentialrolle 54 (die durch das Übersetzungsverhältnis zwischen den zwei Zylinderabschnitten 546, c verstärkt wird) wird zu der Welle 58 übertragen, die wiederum den Zeiger 16

bewegt und Hadurch den richtigen Atmosphärendruck nzeigt. Die Vorspannungsfeder 60 ist vorgesehen, um die Einrichtung vorzuspannen. Die Anschläge 4Λ/ an dem Betätigungshebel und 26b an der Halterungsplatte begrenzen die Schwenkbewegung des Betätigungshebels.

Durch die Erfindung wird also eine relativ einfache und infolgedessen billige Bewegungs-Verstärkungseinrichtung für ein druckempfindliches Instrument geschaffen, das den vorgesehenen Anforderungen genügt. Die Konstruktion ist so ausgebildet, daß sie in einer

Massenproduktion hergestellt und die Eichung einfach, leicht und direkt ausgeführt werden kann. Weiterhin ist die Konstruktion des druckempfindlichen Meßgerätes so ausgebildet, daß die Gesamtmechanik robust ist, wobei rüttelfreie Verbindungen zwischen den verschiedenen Teilen vorgesehen sind. Es wurde gefunden, daß die zusammengebaute Einrichtung über eine Strecke von näherungsweise 1,20 m bis !,80 m im freien Fall auf eine harte Oberfläche fallengelassen werden kann, ohne daß Schäden auftreten.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Druckempfindliches Instrument mit einer druckempfindlichen Kapsel, deren eine Wand in Abhängigkeit von Änderungen eines Fluiddruckes beweglich ist und einen Betätigungshebel beaufschlagt, der mittels einer über eine Rolle geführte Schnur eine Zeigerachse betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Schnur (52) verbundene Rolle als Differentialrolle (54) mit zylindrischen Abschnitten (546, 54c) unterschiedlichen Durchmessers ausgebildet ist und daß das zur Zeigerachse (5Sc) führende Ende der Schnur (52) um den Zylinderabschnitt (54c) mit großem Durchmesser und das zum Betätigungshebel (48) führende Ende um den Zylinderabschnitt (54b) mit kleinem Durchmesser gewickelt ist

2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnur (52) mehrmals um jeden der beiden Zylinderabschnitte (Mb, 54c^gewickelt ist.

3. Instrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den um die Zylinderabschnitte (54b, 54c) gewickelten Teilen der Schnur (52) liegende Abschnitt der Schnur (52) in einem Schlitz (54e,> verankert ist

4. Instrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Differentialrolle (54) mittels einer zentralen Bohrung (54a,} drehbar auf einem im Abstand zum Sitz (Si, 52) des Schwenkzapfen (50) des Betätigungshebels jo (48) angeordneten Lagerzapfen ( ~j6) gelagert ist.