DE2354808C3

DE2354808C3 - Pressure medium-operated display device for measuring or regulating purposes

Info

Publication number: DE2354808C3
Application number: DE19732354808
Authority: DE
Inventors: Gerhard 7051 Kleinheppach; Grösch Helmut 7012 Schmiden Fischer
Original assignee: Eckardt AG
Current assignee: Eckardt AG
Filing date: 1973-11-02
Publication date: 1977-09-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine druckmittelbetätigte Anzeigevorrichtung für Meß- oder Regelzwecke, mit einem entlang einer Skala bewegbaren Zeiger und einer druckmittelbeaufschlagten Balgfeder, die über ein flexibles, mit einem Ende konzentrisch im Gelenkpunkt eines Hebelgestänges, dessen Endpunkt der Zeiger ist, aufgerolltes und entgegen der Federwirkung der Balgfeder von einer Rückzugfeder gespanntes Zugorgan "".it dem Zeiger in Wirkverbindung steht.The invention relates to a pressure medium-operated display device for measuring or control purposes, with a pointer that can be moved along a scale and a bellows spring acted upon by pressure medium, which has a flexible, with one end concentric at the hinge point of a lever linkage, the end point of which is the pointer, Rolled up tension member tensioned by a return spring against the spring action of the bellows spring "". is in operative connection with the pointer.

Bei Anzeigevorrichtungen dieser Art 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% auf der fest angeordneten Skala erfolgen soll. 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.In display devices of this type, the problem arises that the fixed inserted into the bellows Pressure range should be transferred in full to the scale, so that with the full stroke of the Bellows, for example, should also display from zero to 100% on the fixed scale. Such fixed, d. H. non-adjustable scales are, for example, on the known pneumatic slide-in units intended. The pointers can be guided over a straight line or a circular path describe.

Nachdem aber bei der Fertigung nicht alle Bälge gleiche Federeigenschaften aufweisen und deren wirksame Flachen auch unterschiedlich sind (Toleranzen), bedeutet das, daß je nach Balg dem festen Druckbereich ein unterschiedlicher Hub zukommt. Es ist daher bekanntgeworden zur Bereichseinstellung eine Justiereinrichtung vorzusehen (Honeywell-Prospekt Vumatic). Bei einer solchen Justiereinrichtung ist der Zeiger mit einem Hebelarm versehen, an dem ein mit dem Balg in Verbindung stehendes, als Band ausgebildetes Zugorg_an angelcnkt ist. Der Anlenkpunkt des Bandes an dem Hebel ist dabei über ein Verschraubung so verstellbar, daß sich sein Radius zur Schwenkachse des Zeigers verändert. Verstellt man bei der bekannten Einrichtung den Anlenkpunkt, so ergibt sich eine Sinusabliängigkeit dieser Verstellung, was bewirkt, daß sich auch der Nullpunkt mitverschiebt, dei vorher durch eine andere Justiereinrichtung eingestellt wurde. Bei der Verstellung ίο des Anlenkpunktes des Bandes am Hebel ändert sich also 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 NuII-punklkorrcktur vorgenommen werden. Nach der Nulipunktkorrektur muß dann nochmals der Hubbereich angepaßt werden. Es liegt auf der Hand, daß eine solche iterative Einstellung der Jusliereinrichiung sehr umständlich ist.However, since not all bellows have the same spring properties during manufacture and their effective areas are also different (tolerances), this means that depending on the bellows, the fixed pressure area has a different stroke. It has therefore become known to provide an adjustment device for setting the range (Honeywell brochure Vumatic). In such an adjusting device, the pointer is provided with a lever arm to which a pulling element _, which is connected to the bellows and is designed as a band, is articulated. The point of articulation of the tape on the lever is adjustable via a screw connection so that its radius changes to the pivot axis of the pointer. If the articulation point is adjusted in the known device, this results in a sinusoidal length of this adjustment, which has the effect that the zero point, which was previously set by another adjusting device, is also shifted. When adjusting ίο the articulation point of the belt on the lever, the distance between the articulation point and the free end of the bellows, where the belt is also articulated, changes. This results in a pivoting movement of the pointer. By correcting the length of the band (also with a screw connection) a zero point correction must be made. After the zero point correction, the stroke range must then be adjusted again. It is obvious that such an iterative setting of the Jusliereinrichiung is very cumbersome.

Es ist zwar auch druckmittelbetätigte Anzeigevorrichtungen der eingangs genannten Art bekanntgeworden (DT-AS Il 29 715), bei denen das freie Ende einer druckbeaufschlagbaren Bourdonfeder über einen Zugfaden mit einer Schnurrolle in Verbindung steht, auf welcher der Zugfaden aufgerollt ist und durch eine Spannbandanordnung stets unter einer gewissen Vorspannung gehalten wird. Mit der Schnurrolle verbunden ist ein Zeiger, dessen Ausschlag auf einer Skala angezeigt wird. Bei diesen Anzeigevorrichtungen können zwar Lagerreibung oder Hystereseerscheinungen vermieden werden, aber es ist nicht möglich, eine Bereichseinstellung vorzunehmen, wenn der Maximalausschlag der Bourdonfeder, bedingt durch Herstellungstoleranzen, dem dadurch hervorgerufenen Zeigerausschlag und dem entsprechenden Skalabereich nicht entspricht. Zwar ließe sich auch bei dieser Anordnung eine Nullpunkteinstellung noch verhältnismäßig einfach durchführen dadurch, daß die Länge des Zugfadens in ähnlicher Weise verändert wird, wie das bei einer anderen Anzeigevorrichtung für Manometer bekanntgeworden ist (DT-Gbm 18 81 771). Dort ist an dem freien Ende einer Bourdonfeder eine Zugstange angelenkt, und zwar mit Hilfe einer mit einem exzentrischen Stift versehenen Schraube, bei deren Verdrehung sich gegenüber einem Übertragungsgestänge die wirksame Länge der Stange verändert. Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, eine Nullpunkteinstellung vorzunehmen, jedoch nicht, die Größe des Zeigerausschlages bei vorgegebener Ausschlagbewegung der Bourdonfeder vorzunehmen.It is true that pressure medium-operated display devices of the type mentioned at the beginning have also become known (DT-AS Il 29 715), in which the free end of a pressurizable Bourdon tube via a Pull thread is connected to a pulley on which the pull thread is rolled up and through a Tension band arrangement is always kept under a certain bias. Connected to the line roller is a pointer whose deflection is displayed on a scale. In these display devices bearing friction or hysteresis phenomena can be avoided, but it is not possible to Adjust the range when the maximum deflection of the Bourdon tube, due to manufacturing tolerances, the pointer deflection caused thereby and the corresponding scale range not is equivalent to. It is true that a zero point setting would still be relatively easy with this arrangement perform by the fact that the length of the pull thread is changed in a manner similar to that of a Another display device for pressure gauges has become known (DT-Gbm 18 81 771). There is on that free end of a Bourdon tube articulated a pull rod, with the help of a with a eccentric pin provided screw, when rotated against a transmission linkage the effective length of the rod changed. With such an arrangement it is possible to carry out a zero point adjustment make, but not the size of the pointer deflection for a given deflection movement to make the Bourdon spring.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Justiereinrichtung für eine Anzeigevorrichtung vorzuschlagen, bei der der Hubbereich des Balges an den Skalabereich angeglichen werden kann, wie das auch bei den vorher erwähnten Anzeigevorrichtungen (Honeywell-Prospekt Vumatic) der Fall ist, bei der aber die Nullpunkteinstellung durch eine solche Bereichseinstellung nicht beeinflußt werden kann. Es sollen also Bereichseinstellung und Nullpunkteinstellung voneinander unabhängig sein.The present invention is therefore based on the object of an adjusting device for a display device to propose in which the stroke range of the bellows can be adjusted to the scale range, as is also the case with the aforementioned display devices (Honeywell prospectus Vumatic) however, the zero point setting cannot be influenced by such a range setting. It that is, the range setting and the zero point setting should be independent of each other.

Die Erfindung besteht darin, daß der Gelenkpunkt des Hebelgestänges unabhängig von dessen übrigen Teilen gegenüber dem Gehäuse der Anzeigevorrichtung überThe invention consists in that the pivot point of the lever linkage is independent of the other parts thereof over against the housing of the display device

eine exzenterbetätigte Verstelleinrichtung verstellbar ist, die zur gleichzeitigen Verschiebung des Gelenkpunktes und Veränderung des wirksamen Hebelarmes des Zugorganes dient. Durch diese Ausgestaltung wirdan eccentric adjusting device is adjustable, which is used for the simultaneous displacement of the hinge point and changing the effective lever arm of the pulling element is used. This configuration is

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es möglich, den Radius des Anlenkpunktes gegenüber der Schwenkachse des Zeigers zu verändern, ohne daß der Winkel, den der durch den Anlenkpunk» gehende Radius gegenüber der Zcigerrichtunp besitzt, sich ändert. Das bedeutet, daß der Nullpunkt nicht verändert wiru, wohl aber eine Bereichseinstcllung möglich ist.it is possible to change the radius of the pivot point relative to the pivot axis of the pointer without the angle which the radius passing through the point of articulation has with respect to the direction of the curve changes. This means that the zero point is not changed, but a range setting is possible.

Um eine dem Maximalausschlag des Zeigers entsprechende Schwenkbewegung des Hebelgestänges zu erreichen, ist ev vorteilhaft, wenn das Zugorgan den Gelenkpunkt des Hebelgestänges in einem entsprechenden Winkel umschlingt. Als Zugorgan kann zweckmäßig in an sich bekanntei· Weise ein flexibles Band dienen, dessen seitliche Kanten abgerundet ausgebildet sind. Versuche haben gezeigt, daß bei Bändern mit abgerundeten Kanten eine Million Lastwechsel ohne weiteres überschritten werden können, was bei Bändern mit rechteckigem Querschnitt und scharfen Kanten nicht der Fall ist. Ks ist natürlich auch möglich, als Zugorgan einen Draht oder einen Seilzug vorzusehen.By one corresponding to the maximum deflection of the pointer To achieve pivoting movement of the lever linkage is possibly advantageous if the pulling element is the The pivot point of the lever linkage wraps around at a corresponding angle. As a pulling organ It is useful to use a flexible band in a manner known per se, the lateral edges of which are rounded are trained. Tests have shown that for tapes with rounded edges, one million Load changes can easily be exceeded, which is the case with belts with a rectangular cross-section and sharp edges is not the case. Ks is of course also possible, a wire or a pulling element Provide cable.

Die Erfindung wird anhand eines Ausl'ührungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated using an exemplary embodiment explained in more detail in the description below with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 eine Anzeigevorrichtung in perspektivischer Darstellung und mit aufgeschnittenem Gehäuse undFig. 1 shows a display device in perspective and with a cut-open housing and

Fig. 2 den Verstellmechanismus aus Fig. 1, von der Rückseite her gesehen.FIG. 2 shows the adjustment mechanism from FIG. 1, of which Seen from the rear.

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 einein Anzeigestrich 5;j, durch die der Zeiger 4 erkennbat 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 Hebelgestänge 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.According to the drawing, the display device consists of a housing 1, on the end face 2 of which there is a scale 3 and various switches not shown are attached. Along the pull-out scale 3 are two Pointer 4,5 movably arranged, of which one 4 the respective actual value and the other 5 the target value indicates. The pointer 5 has a transparent face with an indicator line 5; j through which the Pointer 4 is recognizable. Is in the position shown Setpoint and actual value are the same. Setpoint pointer 5 and actual value pointer 4 therefore coincide. Like that on the side open housing 1 can be recognized, the pointers 4, 5 are set inside the same as a lever linkage 6 and 7, which are coaxial to one another at one end of an angle lever 8 or 9 in the bearing points 10 are hinged. The ends 11 of the levers 6, 7 lying on the other side of the bearings 10 take the fixed ones Bearing points 12 for the pointer 4, 5 in the housing 1.

Wie weiterhin aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind im Gehäuse 1 zwei druckluftbeaufschlagte Meßbälge 13,14 angeordnet, von denen jeder einem der beiden Zeiger 5, 4 zugeordnet ist. Aufbau und 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 15, welches mit einem Stößel 14 starr verbunden ist. Am Ende des Stößels 16 greift ein dünnes flexibles Stahlband 17 an. Das als Stahlband ausgebildete Zugorgan 17 umschlingt konzentrisch eine gehäusefeste Achse, die den Drehpunkt des Winkelhebels 8 bildet. Nach Umschlingung der Achse im Gelenkpunkt 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 Umsehlingungswinkel des Stahlbandes 17 um den auf der Drehachse liegenden Gelenkpunkt 18 so groß gewählt sein, daß das Stahlband 17 über den gesamten Schwenkbereich des Zeigers 4 ein Drehmoment auf diesen bzw. unmittelbar auf denAs can also be seen from FIG. 1, two measuring bellows 13, 14 to which compressed air is applied are located in the housing 1 arranged, each of which is assigned to one of the two pointers 5, 4. Structure and mode of operation of the Measuring bellows 13, 14 correspond to one another, so that they only work on the pointer 4 in the following Measuring bellows 13 are to be explained. The measuring bellows 13 has a freely movable bottom piece 15, which with a plunger 14 is rigidly connected. A thin, flexible steel band 17 engages at the end of the plunger 16. The tension member 17, designed as a steel band, concentrically wraps around an axis fixed to the housing, which forms the fulcrum of the angle lever 8 forms. After wrapping around the axis at the hinge point 18, as shown in FIG can be seen - the end of the steel band 17 attached to the angle lever 8. The pointer 4 is so by the Measuring bellows 13 over the plunger 16, the steel strip 17 and the angled lever 8 which acts in an articulated manner on the lever 6 actuated. The stroke of the measuring bellows 13 is therefore proportional to the deflection of the pointer 4 along the Scale 3. Accordingly, the angle of contact of the steel belt 17 must be around the one on the axis of rotation Articulation point 18 be chosen so large that the steel strip 17 over the entire pivoting range of the pointer 4 Torque on this or directly on the

ίο Winkelhebel 8 auszuüben vermag.ίο angle lever 8 can exercise.

Der wirksame Hebelarm, mit dem das Stahlband am Winkelhebel 8 angreift, ist in F i g. 2 mit »«·«< bezeichnet. Der Hebelarm ;j könnte konstant gehalten werden, vorausgesetzt, Federcharakteristik und Hub eines jedenThe effective lever arm with which the steel band engages the angle lever 8 is shown in FIG. 2 with »« · «< designated. The lever arm; j could be kept constant, provided the spring characteristics and stroke of each

• 5 Meßbalges (ζ. B. 13) sind gleich. Da diese Forderung indessen fertigungstechnisch nicht verwirklichbar ist, muß eine lustiermöglichkeit vorgesehen sein. Hierzu wird der Hebelarm n herangezogen. Dieser ist — wie insbesondere aus F i g. 2 erkennbar — durch eine exzenterbetätigie Verstelleinrichtung 19 variierbar. Dreht man an einer Schraube 20 (F i g. 1), so läßt sich der Gelenkpunkt 18 in beiden Richtungen jeweils um den Betrag »e« verschieben. Da das Stahlband 17 konzentrisch zu dem Gclenkpunkt 18 aufgerollt ist, bewirkt die Verschiebung des letzteren zwar eine Änderung des wirksamen Hebelarmes ;;, 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, d. h. ohne gleichzeitige (unerwünschte) Nullpunkt veränderung.• 5 measuring bellows (ζ. B. 13) are the same. Since this requirement, however, cannot be realized in terms of production technology, a possibility for lustrous equipment must be provided. The lever arm n is used for this purpose. This is - as in particular from FIG. 2 recognizable - variable by an eccentric adjusting device 19. If you turn a screw 20 (FIG. 1), the hinge point 18 can be shifted in both directions by the amount "e". Since the steel band 17 is rolled up concentrically to the pivot point 18, the displacement of the latter causes a change in the effective lever arm; Bellows characteristic without the pointer 4 moving, ie without a simultaneous (undesired) change in the zero point.

Es bleibt noch zu erwähnen, daß das Stahlband 17 möglichst dünn ausgebildet und durch nachträgliches Schleifen abgerundete Kanten aufweisen soll. Eventuel-Ie beim Schneiden des Bandes entstandene Risse des federharten Bandmaterials werden dadurch wieder beseitigt bzw. es kann die Entstehung künftiger Risse von vornherein verhindert werden. Das Resultat ist eine wesentliche Steigerung der Lastspielzahl und damit eine entsprechende Verlängerung der Lebensdauer der gesamten Anzeigevorrichtung.It remains to be mentioned that the steel strip 17 is made as thin as possible and can be made afterwards Sanding should have rounded edges. Eventual tears of the Spring-hard strip material is thereby removed again or future cracks can develop prevented from the outset. The result is a significant increase in the number of load cycles and thus a corresponding extension of the service life of the entire display device.

Die Meßbälge 13, 14 sind aus federhartem Material CuBe hergestellt. Auf diese Weise wird eine zusätzliche Meßfeder, wie sie bei vergleichbaren bekannten Anzeigevorrichtungen unerläßlich ist, eingespart. Vielmehr fungieren die Meßbälge 13, 14 dank dem federharten Material CuBe und einer besonderen Formgebung, wie sie aus der Zeichnung hervorgeht, zugleich als pneumatischer Antrieb und Meßfeder.The measuring bellows 13, 14 are made of a spring-hard material CuBe. This way it becomes an additional Measuring spring, as it is indispensable in comparable known display devices, saved. Much more the measuring bellows 13, 14 function thanks to the spring-hard material CuBe and a special one Shaping, as it emerges from the drawing, at the same time as a pneumatic drive and measuring spring.

Durch eine geringe Dicke des Stahlbandes 17 in Verbindung mit einem Aufrollen desselben auf möglichst kleinem Radius läßt sich der Sinusfehler bei einer Hebelübersetzung vermeiden und die Schwankung des freien Balgendes ohne nennenswerten Einfluß auf die Anzeigegenauigkeit hallen.Due to a small thickness of the steel strip 17 in connection with rolling it up as much as possible With a small radius, the sine error with a leverage can be avoided and the fluctuation of the reverberate free bellows without any noticeable influence on the accuracy of the display.

Um das Stahlband 17 ständig straff zu halten und damit eine optimale Effizienz desselben zu erreichen, ist eine Spiralfeder 21 vorgesehen, die mit ihrem innenliegenden Ende am Winkelhebel 8 angreift. Das andere Ende der Spiralfeder 21 ist — wie Fig. 1 zeigt — im Gehäuse 1 befestigt (Festpunkt 22).In order to keep the steel band 17 taut at all times and thus to achieve optimum efficiency of the same, is a spiral spring 21 is provided which engages the angle lever 8 with its inner end. The The other end of the spiral spring 21 is - as FIG. 1 shows - fastened in the housing 1 (fixed point 22).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

I. Pressure medium-actuated display device for measuring or control purposes, with a pointer that can be moved along a scale and a pressurized bellows spring, which is rolled up via a flexible, with one end concentric at the pivot point of a lever linkage, the end point of which is the pointer, and against the spring action of the bellows spring a retraction spring tension element is in operative connection with the pointer, thereby η η /. eich η et that the hinge point (18) of the lever linkage (8) can be adjusted independently of its other parts relative to the housing (1) of the display device via a cxzenterbc actuated adjusting device (19, 20), which for the simultaneous displacement of the hinge point (l8) and changing the effective lever arm (. · /) of the pulling element (17) is used.

2. Display device according to claim 1, characterized in that the pulling element (17) is the hinge point (18) of the lever length (8) encloses at such an angle that one corresponds to the maximum deflection of the pointer (4) Pivoting movement of the lever linkage (8, 6) can be effected.

J. Display device according to claim 1 and 2, characterized in that as a pulling element in itself known way a flexible band is used.

4. Display device according to claim 3, characterized in that the lateral edges of the flexible tape (17) are rounded.

5. Display device according to claim 1 and 2, characterized in that a pulling element Wire or a cable is provided.