DE2354808A1

DE2354808A1 - Druckmittelbetaetigte anzeigevorrichtung fuer mess- oder regelzwecke

Info

Publication number: DE2354808A1
Application number: DE19732354808
Authority: DE
Inventors: Gerhard Fischer; Helmut Groesch
Original assignee: JC Eckardt AG
Current assignee: JC Eckardt AG
Priority date: 1973-11-02
Filing date: 1973-11-02
Publication date: 1975-05-07
Also published as: DE2354808B2

Description

j.C. Eckardt AG Stuttgart, den 31.Oktober 1973

7OOO Stuttgart 50 ".,■ . . A-Nr. 388 - ; \ . Pragstraße 80-82. ^^ -" Λ ^;

Betr.: Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

Druckmittelbetätigte Anzeigevorrichtung für Meß- oder . Regelzwecke

Die Erfindung bezieht sich auf eine druckmittelbetätigte Anzeigevorrichtung für Meß- oder-Regelzwecke, bestehend aus einem entlang einer Skala bewegbaren Zeiger und einem druckmittelbeaufschlagten federnden Balg, der über ein flexibles Zugorgan und ein Hebelgestänge, dessen Endpunkt der Zeiger 1st, mit dem Zeiger. in Wirkverbindung steht«, - \

Bei derartigen Anzeigevorrichtungen tritt das Problem auf, daß der in den Balg eingeführte festgelegte Druckbereich jeweils in vollem Umfang auf die Skala übertragen werden soll, so daß also bei vollem Hub des Balges beispielsweise auch die Anzeige von Null bis 100/0 auf der; fest angeordneten Skala erfolgen soil. Solche festen, d»h» unverstellbaren Skalen sind beispielsweise an den bekannten pneumatischen Einschubeinheiten vorgesehen., Die Zeiger können dabei über eine Geradführung geführt werden oder eine Kreisbahn beschreiben ο " .

Nachdem aber bei der Fertigung nicht alle Bälge gleiche Eedereigenschaften aufweisen und deren tfirksame Flächen auch unter-

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schiedlich sind (Toleranzen), bedeutet das, daß je nach Balg dem festen Druckbereich ein unterschiedlicher Hub zukommt. Es ist daher bekannt geworden, hierfür eine Justiereinrichtung vorzusehen (Honeywell-Prospekt Vumatic). Bei dieser bekannten Justiereinrichtung der eingangs genannten Art ist der Zeiger mit einem Hebelarm versehen, an dem ein mit dem Balg in Verbindung stehendes Band (Zugorgan) angelenkt ist. Der Anlenkpunkt des Bandes an dem Hebel ist dabei über eine Verschraubung verstellbar. Verstellt man bei der bekannten Einrichtung den Anlenkpunkt, so ergibt sich eine Sinusabhängigkeit dieser Verstellung, was bewirkt, daß auch der ITullpunkt, der vorher durch eine andere Justiereinrichtung eingestellt wurde, sich mitverschiebt. Mit anderen Worten, bei der Verstellung des Anlenkpunktes des Bandes am Hebel ändert sich der .abstand zwischen dem Anlenkpunkt und dem freien Ende des Balges, wo das Band ebenfalls angelenkt ist. Dies wirkt sich in einer Schwenkbewegung des Zeigers aus.. Durch Korrektur der Länge des Bandes (ebenfalls mit einer Verschraubung) muß eine Dullpunktkorrektur vorgenommen werden. Nach der Hullpunktkorrektur muß dann nochmals der Hubbereich angepaßt werden. Es liegt auf der Hand, daß eine solche iterative Einstellung der Justiereinrichtung sehr umständlich ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die geschilderten Nachteile zu beheben und eine Justiereinrichtung vorzuschlagen, bei der der Hubbereich des Balges an den Skalabereich angeglichen werden kann, ohne daß die ITullpunlcteinstellung dadurch berührt wird. Es sollen also Bereichseinstellung und ITullpunkt einstellung voneinander unabhängig werden.

Nach dem Grundgedanken der Erfindung wird das Problem dadurch gelöst, daß das am freien Ende des federnden Balges angreifende Zugorgan mit seinem anderen Ende konzentrisch zum Gelenkpunkt des Hebelgestänge aufgerollt ist und daß der Gelenkpunkt des HebeIge— stänges unabhängig von dessen übrigen 'Teilen gegenüber dem Gehäuse der Anzeigevorrichtung verstellbar ist. Nach der Erfindung ist also

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- abweichend von der "bekannten Lösung - die Zugverbindung zwischen den freien Balgende und dem Zeiger nicht an einem Hebelarm des Zeigers angelenkt, sondern konzentrisch zum Drehpunkt des Zeigers aufgerollt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Anzeige- bzw. Justiervorrichtung bleibt der Winkel, der der Anlenkpunlct gegenüber der Ze ig er richtung besitzt, auch bei einer Verstellung gleich. Das bedeutet, daß der KuIlpunkt nicht verändert wird, wohl aber eine Bereichseinstellung möglich ist.

Die Erfindung läßt sich nach einem weiteren. Merkmal dadurch in einfacher und vorteilhafter Weise ausgestalten, daß das Hebelgestänge eine exzenterbetätigte Verstellvorrichtung aufweist zur gleichzeitigen Verschiebung des Gelenkpunktesund Veränderung des wirksamen Hebelarmes des Zugorganes. Weiterhin ist es erforderlich, daß das Zugorgan den Gelenkpunkt des Hebelgestänges in einem derartigen Winkel umschlingt, daß eine dem Mäximalausschlag des Zeigers entsprechende Schwenkbewegung des Hebelgestänges bewirkt werden kann. :

Als Zugorgan dient zweckmäßig in an sich bekannter Weise ein ' flexibles Band, dessen seitliche Kanten vorzugsweise abgerundet ausgebildet sind, um die erreichbare Iiastwechselzahl zu erhöhen. Versuche haben gezeigt, daß bei Bändern mit abgerundeten Kanten die Million Lastwechsel ohne weiteres überschritten werden kann, was bei Bändern .mit rechteckigem Querschnitt und scharfen Kanten nicht der Fall ist. . . . .

Ungeachtet der geschilderten Vorzüge eines abgerundeten Bandes, liegt es aber auch durchaus im Bereich der Erfindung, als Zugorgan einen Draht oder einen Seilzug vorzusehen. -

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das flexible Zugorgan von einer der Feuerwirkung des Balges entgegenwirkenden Feder, vorzugsweise Spiralfeder, gespannt ist.

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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung "besteht der federnde Balg aus dem Werkstoff CuBe. In Verbindung mit einer besonderen Formgebung dor Balgwellung ist es dadurch, möglich, ohne Hysterese und ohne Meßfeder einen größeren Hub zu erhalten.

V/eitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind anhand eines Ausführungsbeispieles der Zeichnung und der nachstehenden Beschreibung zu entnehmen. Es zeigen:

Pig. 1 eine Anzeigevorrichtung nach der Erfindung in perspektivischer Darstellung und mit aufgeschnittenem Gehäuse und

Fig. 2 den Verstellmechanismus aus Fig. 1, von der Rückseite her gesehen.

Nach der Zeichnung besteht die Anzeigevorrichtung aus einem Gehäuse 1, an dessen Stirnseite 2 eine Skala 3 und verschiedene, nicht gezeigte Schalter angebracht sind. Entlang der herausziehbaren Skala 3 sind zwei Zeiger 4-, 5 beweglich angeordnet, von denen einer 4- den jeweiligen Istwert und der andere 5 den Sollwert anzeigt. Der Zeiger 5 besitzt dabei eine durchsichtige Stirnseite mit einem Anzeigestrich 5a» durch die der Zeiger 4 erkennbar ist. In der gezeigten Stellung ist Sollwert und Istwert gleich groß. Sollwertzeiger 5 und Istwertzeiger 4- decken sich daher. Wie das seitlich offene Gehäuse 1 erkennen läßt, setzen sich die Zeiger 4, 5 im Inneren desselben jeweils als Iiebelgestänge 6 bzw. 7 fort, welche koaxial zueinander jeweils an einem Ende eines Winkelhebels 8 bzw. 9 in den Lagerstellen 10 angelenkt sind. Die jenseits der Lagerstellen 10 liegenden Enden 11 der Hebel 6, 7 nehmen die festen.Lagerstellen 12 für die Zeiger 4-, 5 im Gehäuse 1 auf.

V/ie weiterhin aus Pig. 1 ersichtlich ist, sind im Gehäuse 1 zwei druckluftbeaufschlagte Meßbälge 13» 14- angeordnet, von denen jeder einem der beiden Zeiger 4, 5 zugeordnet ist. Aufbau und

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Wirkungsweise der Meßbälge "13,14. entsprechen einander ,so daß sie im folgenden nur an dem auf den Zeiger 4 arbeitenden Meßbalg 13 erläutert werden sollen. Der Meßbalg 13 besitzt ein frei bewegliches Bodenstück 15V welches mit einem Stößel 14 starr verbunden ist. Am Ende des Stößels 16 greift ein dünnes flexibles Stahlband 17 an. Das Stahlband 17 umschlingt konzentrisch eine gehäusefeste Achse 18, die den Drehpunkt des Winkelhebels 8 bildet. Nach Umschlingung der Achse 18 ist - wie aus Fig* 2, ersichtlich - das Ende des Stahlbandes 17 am Winkelhebel 8 befestigt. Der Zeiger 4 wird also durch den Meßbalg 13 über den Stößel .16, das Stahlband 17 und den am Hebel 6 gelenkig angreifenden Winkelhebel 8 betätigt«, Der Hub des Meßbalges 13 ist also proportional dem Ausschlag des Zeigers 4 entlang der- Skala 3- Demnach muß der Umschlingungswinkel des Stahlbandes 17 um die Drehachse 18 so groß gewählt sein, daß das Stahlband über den gesamten Schwenkbereich des Zeigers 4 ein Drehmoment auf diesen bzw. unmittelbar auf· den Winkelhebel 8 auszuüben vermag.

Der v/irksame Hebelarm, mit dem das Stahlband am Winkelhebel 8 angreift, ist in Fig» 2 mit "a" bezeichnet» Der Hebelarm a könnte konstant gehalten werden, vorausgesetzt, Federcharakteristik und Hub eines jeden Meßbalges (z. B. 13) sind gleich. Da diese Forderung indessen fertigungstechnisch nicht verwirklichbar Ist," muß eine Justiermöglichkeit vorgesehen sein» Hierzu wird nach der Erfindung der Hebelarm a herangezogen. Dieser ist ~ wie insbesondere aus Fige 2 erkennbar - durch eine exzenterbetätigte Verstelleinrichtung 19 variierbar. Dreht man an einer Schraube 20 (Fig. 1), so läßt sich der Gelenkpunkt 18 in beiden Richtungen jeweils um den Betrag "e" verschieben„ Da das Stahlband 17 kon-\ zentrisch zu dem Gelenkpunkt 18 aufgerollt ist"," bewirkt die Verschiebung des letzteren zwar eine Inderung des wirksamen. Hebelarmes a, nicht jedoch eine Verkürzung des Stahlbandes 17 in bezug auf den Meßbalg 13» Es erfolgt.somit die gewünschte Anpassung des Meßbereiches an die Balgcharakteristik* ohne daß sich der Zeiger 4 bewegt„doho ohne gleichzeitige (unerwünschte) ITullpunktveränderungo

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Es "bleibt noch zu erwähnen, daß das Stahlband 17 möglichst dann ausgebildet und durch nachträgliches Schleifen abgerundete Kanten aufweisen soll. Eventuelle beim Schneiden des Bandes entstandene Risse des federharten Baudnaterials werden dadurch, wieder beseitigt bzw. es kann die Entstehung künftiger ßisr·" von vornherein verhindert werden. Das Resultat ist eine wese ,_iche Steigerung der Lastspielzahl und damit eine entsprechenuo Verlängerung der Lebensdauer der gesamten Anzeigevorrichtung.

Ein weiteres wichtiges lierlartal der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung besteht darin, die Meßbälge 13,' 14 aus federhartem Material CuBe herzustellen. Auf diese Weise wird eine zusätzliche Heßfeder, wie sie bei vergleichbaren bekannten Anzeigevorrichtungen unerläßlich ist, eingespart.■Vielmehr fungieren die Ileßbälge 15, 14 dank' dem federharten Material CuBe und einer besonderen .Formgebung, wie sie aus der Zeichnung hervorgeht, zugleich als pneumatischer Antrieb und Meßfeder.

Durch eine geringe Dicke des Stahlbandes 17 in Verbindung mit einem Aufrollen desselben auf möglichst kleinem Iiadius läßt sich der Sinusfehler bei einer Hebelübersetzung vermeiden und die Schwankung des freien Balgendes ohne nennenswerten Einfluß auf die Anzeige— Genauigkeit halten.

Um das Stahlband 17 ständig straff zu halten und damit eine optimale Effizienz desselben zu erreichen, ist eine Spiralfeder 21 vorgesehen, die mit ihrem innen liegenden Ende am Winkelhebel 8 angreift. Das andere Ende der Spiralfeder 21 ist - wie Fig. 1 zeigt im Gehäuse 1 befestigt (Festpunkt 22)»

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ORIGINAL

Claims

Patent- und SchutzanSprüche

. Druckmittelbetätigte Anzeigevorrichtung für Meß- oder Regelzwecke, bestehend aus einem entlang einer Skala bewegbaren Zeiger und einem druckmittelbeaufschlagten federnden Balg, der über ein flexibles Zugorgan und ein Hebelgestänge, dessen Endpunkt der.Zeiger ist, mit dem Zeiger in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das am freien Ende (I5i 16) des federnden Balges (13, Ή) angreifende Zugorgan (17) mit seinem anderen Ende konzentrisch zum Gelenkpunkt (18) des Hebelgentänges (8) aufgerollt ist und daß der Gelenkpunkt (18) des ilebelgestänges (8) unabhängig von dessen-übrigen Teilen gegenüber den Gehäuse (1) der Anzeigevorrichtung verstellbar ist.
2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebelgestänge (8) eine exzenterbetätigte Verstelleinrichtung (19, 20) aufweist zur gleichzeitigen Verschiebung des Gelenkpunktes (18)-und Veränderung des v/irksamen Hebelarmes (a) des Zugorganes (17)°
3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugorgan (17) den Gelenkpunkt (18) des Ilebelgestänges (3) in einem derartigen Uinkel umschließt,, daß eine dem Ilaximalaus schlag des Zeigers (4) entsprechende Schwenkbewegung des Hebelgestänge (8, 6) bewirkt werden kann.
4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Zugorgan in an sich bekannter Weise ein flexibles Band dient.

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BAD₃-ORfGSMAL
5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Kanten des flexiblen Bandes (17) abgerundet ausgebildet sind.
6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 bis 3■> dadurch gekennzeichnet, daß als Zugorgan ein Draht oder ein Seilzug vorgesehen ist. ·
7- Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Zugorgan (17) von einer der Federiirirkung des Balges entgegenwirkenden Feder, vorzugsweise Spiralfeder (31), gespannt ist..
8. Anzeigevorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der federnde Balg (13, 14) aus dem Werkstoff GuBe besteht;

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