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Druckanzeigevorrichtung Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung
zum Messen des Betriebsdruckes eines in einem Behälter komprimierten Strömungsmittels,
insbesondere für Feuerlöscher, bestehend aus einem in die Behälterwand einsetzbaren
Gehäuse, mit einer druckempfindlichen Membran, einem mit der Membran antriebsmäßig
gekuppelten Winkelhebel sowie einem Übersetzungshebel für einen einer Shienplatte
zugeordneten und gegen die Kraft einer Rückstellfeder verschwenkbaren Zeiger.
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Es sind Druckanzeigegeräte für ein in einen Behälter unter Druck stehendes
Strömungsmittel bekannt, die mit einem Anschlußstutzen abgedichtet in eine Öffnung
des Behälters eingesetzt werden und bei denentber den Druck des Behälter inhaltes
druckempfindliche Einrichtungen, z,B. ein Bourdon-Rohr oder ein Faltenbalg und dadurch
eine Anzeigeeinrichtung
betätigt werden. Druckmesser dieser Art
haben einen ziemlich großen Platzbedarf für das Anzeigewerk und besitzen daher ein
großes Gehäuse, das an oder in der Nähe der Betätigungsarmatur angeordnet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckmeß-und Anzeigevorrichtung,
insbesondere in Kleinstbauart und zur Eignung bei rauhen Betriebsbedingungen, insbesondere
für Feuerlöscher, z.B. Kfz-Feuerlöscher, anzugeben, die sich nach der gesamten Konstruktion
und dem äußeren Aufbau bevorzugt für eine Massenproduktion eignet und dennoch die
erforderliche Anzeige- und Meßgenauigkeit gewährleistet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird für eine Anzeigevorrichtung zum Messen
des Betriebsdruckes der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen,
daß der mit Zeiger und Winkelhebel gekuppelte Übersetzungshebel auf einem Bolzen
gelagert ist, der auf einem Tragarm sitzt, welcher mit einem in der Skalenplatte
reibschlüssig gehalterten und von der Oberseite der Skalenplatte her unter Überwindung
des Reibschlusses verdrehbaren und als Schwenklager des Zeigers dienenden Achszapfen
fest verbunden ist.
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Aufgrund dieses Vorschlages entsteht ein Gerät in kompakter Bauweise,
in dem das Anzeigewerk und seine beweglichen Teile als Baueinheit vorgefertigt und
in das Gehäuse eingesetzt werden kann. Aufbau, Fertigung und Montage des Zeigerwerkes
sind besonders einfach und robust, weil keine Verzahnungen vorhanden sind, sondern
nur gestanzte Flachteile oder Automatendrehteile zur Anwendung kommen. Besonders
vorteilhaft ist der als Schwenklager des Zeigers dienende Achszapfen, über den mit
einem einfachen Werkzeug oder Schlüssel von außen der Zeiger des Manometers bezüglich
der Skala geeicht werden kann. Im Gegensatz zu bekannten Justiereinrichtungen zum
Eichen, wo mit Hilfe von kleinen Zangen und anderen Werkzeugen dieser
Justiervorgang
durch Biegen und Knicken von Flachteilen des Anzeigewerkes erfolgt, kann hier mit
Hilfe eines einfachen Steckschlüssels und einer Schwenkbewegung die Justage vorgenommen
werden, wonach man' die Anzeigevorrichtung durch Aufsetzen des Schauglases vervollständigt
und abschließt.
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Vorzugsweise bildet die Skalenplatte den Boden eines napfförmigen
Bauteils, der das gesamte Zeigerwerk aufnimmt und in dessen Seitenwand der Winkelhebel
gelagert ist. Durch diesen Vorschlag wird der erwünschte kompakte Aufbau erreicht,
bei dem das gesamte Anzeigewerk in dem napfförmigen Bauteil gekapselt und als Einheit
in das Gehäuse eingeführt werden kann.
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Zweckmäßigerweise ist der napfförmige Bauteil in eine durch ein Schauglas
verschließbare Öffnung des Gehäuses eingeführt und an der Skalenplatte durch einen
Federring in einer Nut des Gehäuses nach oben fixiert, während der freie Rand der
Seitenwand auf einer zwischen Winkelhebel und druckempfindlicher Membran angeordneten
Tellerfeder aufsitzt. Dadurch wird die das Anzeigewerk enthaltende Baueinheit innerhalb
des Manometergehäuses eindeutig fixiert und gleichzeitig dazu ausgenutzt, die die
elastische Membran abstützende Tellerfeder seitlich zu unterstützen bzw. festzulegen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das
Manometergehäuse aus Kunststoff, wobei die vorzugsweise aus dem selben Material
bestehende Membran an die Seitenwand der Gehäuseöffnung angeschweißt ist. Als Kunststoff
kommt z.B. Polyazetal (bekannt unter der Marke "Delrin") zur Anwendung, ohne daß
jedoch die Erfindung auf diesen speziellen Kunststoff beschränkt ist. Aus der Verwendung
von
Kunststoff ergeben sich beträchtliche Vorteile, die zusätzlich zu den sehr großen
Kostenermäßigungen gegenüber dem sonst aus Buntmetall hergestellten Messing darin
bestehen, daß hier mit einer Spritzform das gesamte Gehäuse einschließlich der Gehäuseöffnung,
des Druckkanals mit Anschlußstutzen und Außengewinde in einem Arbeitsvorgang gespritzt
werden kann. Die Verwendung von Kunststoff hat sich außerdem gegenüber Messing bewährt,
weil bei diesem Buntmetall häufig ein ungleichmäßiges Gefüge mit Poren vorhanden
war, durch die schwer kontrollierbare Druckverluste aufgetreten sind. Bei dem verwendeten
Kunststoff handelt es sich um ein homogenes gleichmäßig verdichtetes Material, bei
dem diese Schwierigkeiten nicht auftreten.
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Weiterhin ist anzuführen, daß bei Verwendung eines Kunststoffgehäuses
der Kunststoff selbst ausreichend abdichtend wirkt, wenn der Schraubstutzen in die
Behälteröffnung eingeschraubt wird, so daß gegebenenfalls auf besondere Dichtringe
und andere Dichtmaßnahmen verzichtet werden können.
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Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist die aus Kunststoff
bestehende Membran durch eine auswechselbare metallische Tellerfeder abgestützt,
die, im Querschnitt gesehen, von ihrem an einem bezüglich des Gehäuses festen Anschlag
anliegenden Rand zur Mitte abwärts gewölbt ist.
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Durch die in das Kunststoffgehäuse mittels Ultraschall eingeschweißte
aus Kunststoff bestehende Membran ergeben sich ein einfacher Aufbau und niedrige
Gestehungskosten.
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Zur Anpassung der elastischen Kunststoffmembran an verschiedene Druckbereiche
wird erfindungsgemäß die Membran durch eine Tellerfeder abgestützt, wobei durch
Auswahl einer Tellerfeder mit geeigneter Stärke dem jeweilen
Druckwert
entsprochen werden kann, für den das Manometer eingesetzt werden soll. Die Tellerfeder
dient somit gleichzeitig zur Entlastung der Membran, die dadurch geschützt wird
und im wesentlichen nur noch eine Dichtungsfunktion zu übernehmen hat. Durch Auswåhl
einer geeigneten Tellerfeder ist ein Meßbereich bis 25 atü und mehr möglich, bei
beispielsweise einem Manometerdurchmesser von 24 mm.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen
und der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung
anhand der Zeichnungen. Es zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Anzeigevorrichtung
nach der Erfindung, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Anzeigevorrichtung
nach der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 einen senkrechten Schnitt nach der Linie
III-III in Fig, 2.
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Die bevorzugt bei Feuerlöschern zur Anwendung kommende Anzeigevorrichtung
nach der Erfindung besitzt ein flaches zylindrisches Gehäuse 10, an das sich ein
unterer Einschraubzapfenll mit geringerem Durchmesser anschließt. Gehäuse und Einschraubzapfen
bilden eine Einheit und sind vorzugsweise aus Kunststoff gespritzt. Durch den Einschraubzapfen
verläuft ein zentrischer Druckzuf<ihrungskanal 12, in dem ein Sintermetallfilter
13 eingesetzt ist, um das Eindringen von Pulver aus dem Feuerlöscher in die Druckkammer
unterhalb der Membran 14 zu verhindern, Am Umfang des Gehäuses sind gemäß Fig. 1
Rippen 15 angeformt, um den Ein- und Ausschraubvorgang in den Feuerlöscherbehälter
zu vereinfachen.
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An der Oberseite ist das Gehäuse 11 durch ein Schauglas 16 abgeschlossen,
durch das der Zeiger 17 beobachtet werden kann, der sich oberhalb einer Skalenplatte
18 mit den darauf markierten Druckbereichen befindet.
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Gemäß Fig. 2 und 3 bildet die Skalenplatte 18 die Unterseite des
Bodens eines napfförmigen Bauteils 19, in dem das gesamte Zeigerwerk aufgenommen
ist. Die Seitenwand 20 des napfförmigen Bauteils 19 liegt in der Gehäuseöffnung
21 des zylindrischen Gehäuses 11 an. Nach oben wird der napfförmige Bauteil 19 durch
einen in einer Umfangswand in der Gehäuseöffnung 21 eingesetzten Sprengring 22 fixiert.
Der untere Rand der Seitenwand 20 des napfförmigen Bauteils liegt auf dem Rand einer
metallischen Tellerfeder 23 auf, die zur Abstützung der seitlich eingeschweißten
Kunststoffmembran 14 dient.
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Das Zeigerwerk wird über die elastische Membran 14 und die darauf
liegende Tellerfeder 23 angetrieben. Aus Fig. 3 erkennt man, daß auf der Oberseite
der Tellerfeder 23 ein unterer Schenkel eines Winkelhebels 24 aufliegt, wobei der
Winkelhebel gemäß Fig. 2 sich über den gesamten Durchmesser des napfförmigen Bauteils
erstreckt und mit ausgestanzten Zapfen 25 in öffnungen der Seitenwand 20 diametral
gelagert ist. Ein oberer Schenkel des Winkelhebels 24 greift in einen Kupplungsschlitz
eines Übersetzungshebels 26 ein, an dessen cregenüberliegendemEnde (Fig.(Fig. 2)
ein senkrechter Stift 27 befestigt ist, der entsprechend Fig. 1 durch einen Schlitz
28 in der Bainplatte 19 des napfförmigen Bauteils nach oben hindurchragt und in
einem Gabelende 29 des Zeigers 17 aufgenommen ist, um den Zeiger um seine Drehachse
zu verschwenken
Die Drehachse des Zeigers besieht aus einem in der
Platte des napfförmigen Bauteils 19 reibschlüssig gelagerten Achszapfen 30, um den
herum der Zeiger 17 frei drehbar ist. Am oberen Ende besitzt der Achszapfen 30 einen
Sechskant 31 oder einen Schlitz zum Ansetzen eines Justierwerkzeuges, wie dies in
Fig. 1 deutlich gezeigt ist.
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Fest mit dem unteren durch die Bodenplatte 19 hindurchragenden Abschnitt
des Achszapfens 30 ist ein Tragarm 33 verbunden, der an seinem gegenüberliegenden
Ende einen nach unten gebogenen Endabschnitt 34 mit darin angeordneten Öffnungen
35 besitzt.
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Der Tragarm 33 ist Träger eines Bolzens 36, auf dem der Übersetzungshebel
26 drehbar gelagert ist. Auf dem Bolzen 36 ist außerdem eine Schenkelfeder 37 befestigt,
deren in Fig. 2 linkes Ende an dem Übersetzungshebel anliegt, und dieses in eine
aus der Zeichenebene nach oben herausführende Schwenkrichtung vorspannt. Das andere
Ende der Schenkelfeder 37 ist in eine der öffnungen 35 an dem abgebogenen Abschnitt
34 des Tragarms 33 eingesteckt. Wenn im Betrieb der Druck des im Behälter komprimierten
Strömungsmitels auf die Membran 14 und die Tellerfeder 23 wirkt, so wird der Winkelhebel
24 um seine Lagerzapfen 25 verschwenkt. Dabei treibt der obere Schenkel des Winkelhebels
den übersetzungshebel 26 an, der über den Stift 27 mit dem Zeiger 17 in Eingriff
steht und dessen Anzeigebewegung veranlaßt. Der beschriebene Aufbau des Zeigerwerkes
gewährleistet eine hohe Anzeigegenauigkeit des Zeigers schon bei einem sehr niedrigen
Membranhub in der Größenordnung von 2/10 mm.
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Zur Justierung des Manometers auf einen vorbestimmten Druckwert, bei
dem sich der Zeiger 17 z.B. auf dem angedeuteten Index 39 für den normalen Betriebsdruck
befinden soll, wird über den Justierkopf 31 des Achszapfens 30 der unterhalb der
Bodenplatte 19 befindliche Tragarm 33 verdreht. Durch die Schwenkbewegung des Tragarms
33 wird auch der Schwenklagerbolzen 36 mitbewegt, auf dem der übersetzungshebel
26 gelagert ist. Da dieser Ubersetzungshebel 26 sowohl mit dem Winkelhebel 24 als
auch mit dem Zeiger in Eingriff steht, ist eine feinfühlige Einstellung und Arretierung
der Justage leicht möglich. Dies bedeutet eine wesentliche Vereinfachung gegenüber
der bisherigen Technik, wonach der Zeiger in die in einer bestimmten Stellung befindliche
Zeigerwelle aufgedrückt werden mußte.
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Nach der Einstellung des Manometers wird das Schauglas 16 aufgesetzt
bzw. in eine entsprechende Rille im Gehäuse 11 eingedrückt, so daß das Manometer
gegen Witterungseinflüsse und auch Erschütterungen beständig ist.