DE2607798A1

DE2607798A1 - Indicator for measurement and control instruments - with bellows regulator filled with pressure medium and connected to tension member to transmit length changes

Info

Publication number: DE2607798A1
Application number: DE19762607798
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing Bader
Original assignee: Eckardt AG
Current assignee: Eckardt AG
Priority date: 1976-02-26
Filing date: 1976-02-26
Publication date: 1977-09-01
Also published as: DE2607798C3; DE2607798B2

Abstract

Indicator for measuring and control instruments consists of a pointer moving over a scale and a bellows filled with a pressure medium whose change in length is converted through a tension member into a swivelling motion of a guide rod connected to the pointer, whereby part of the guide rod moves in a curved guide slot. The tensile member is a push rod (13) attached to the centre of the free end of the bellows (9) and jointed to a crank (20) on the guide rod. The shape of the guide slot (23) is such that the sinusoidal error in pointer deflection during transmission of the bellows motion is compensated. The curve of the guide slot may be determined by calculation or empirically.

Description

Anzeigevorrichtung für Meß- oder Regelgeräte Display device for measuring or regulating devices

Die erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für Meß- oder Regelgeräte bestehend aus einem entlang einer Skala bewegbaren Zeiger und einem druckmittelbeaufschlagten Balg, dessen Län£enänderung über ein Zugorgan in eine fchwenkbewegung eines mit dem Zeiger in Verbindung stehenden Geradführungsgestänger über tragen wird, das mit einem in einer ortsfesten ulisse geführten Teil versehen ist.The invention relates to a display device for measuring or control devices Consists of a pointer that can be moved along a scale and a pointer to which pressure medium is applied Bellows, the length of which changes via a pulling element in a pivoting movement of one with the pointer related straight guide rod will carry over that is provided with a part guided in a fixed ulisse.

Anzeigevorrichtungen dieser Art sind bekannt (DT-OS 2 354 808).Display devices of this type are known (DT-OS 2 354 808).

Bei diesen Anzeigevorrichtungen, bei denen es darauf ankommt, daß das Zeigerende, das rechtwinklig, zu dem eigentlichen schwcrkbaren Zeigerteil abgebogen ist, parallel vor einer ebenen und senkrecht angeordneten Skala bewegt wird, ist zur tbertragung der Längenbewgung des oder der Bälge auf das Ceradführungsgestange ein Netallband vorgesehen, das konentrisch zu dem Schwenkpunkt einer die Geradführung betötigenden kurbel aufgewickelt ist. Dadurch wird erreicht, daß der Anlenkpunkt des Bandes gegenüber der Kurbel immer gleichbleibt, auch wenn der Hubbereich des i>alges an den Skalabereich angepaßt wird. Bine gesonderte Nullpunktjustierung kann somit entfallen. solche .nzeigevorrichtungen wt isen aber trotz ihrer Vorteile den Nachteil auf, daß das hrbeitsvermögen des Balges, das wesentlich größer ist als das einer Bourdonfeder, an dem Geradführungsmechanismus nur bei fallenden Drucksignalen im Balg zur Verfügung steht, weil das Ebertragungsband nur Zugkräfte übertragen kann. Bei steigenden Drucksignalen d&gegen, d.h. also bei einer Bewegung des Zeigers von 0 gegen 100% - Anzeige wirkt lediglich eine zu diesem Zweck gesondert vorzusehende epiralfeder, die das Band spannt und in diesem Fall den Geradführungsmechanismus bewegt. Bei dieser Bewegung entspannt sich die Spiralfeder, und es hat sich gezeigt, daß im Bereich des maximalen I.usschlages nur noch abnehmende Federkräfte zur Verfügung stehen. Da es nicht möglich ist, die Vorspannung und damit die Federkonstante der Spiralfeder beliebig hoch zu wphlen, können sich in diesem Äusschlagsbereich daher Reibungfehler o.dgl. nachteilig auf die Anzeigegenauigkeit auswirken.In these display devices where it is important that the pointer end, which is bent at right angles, to the actual pivotable pointer part is, is moved in parallel in front of a plane and vertically arranged scale, is for transferring the longitudinal movement of the bellows or bellows to the cerad guide rod a Netallband is provided, which is conical to the pivot point of a straight line the pressing crank is wound. This ensures that the articulation point of the belt with respect to the crank always remains the same, even if the stroke range of the i> alges is adapted to the scale range. A separate zero point adjustment can therefore be omitted. Such display devices are, however, in spite of their advantages the disadvantage that the working capacity of the bellows, which is much greater than that of a Bourdon spring, on the straight-line mechanism only when falling Pressure signals is available in the bellows because the transmission band only transmit tensile forces can. With increasing pressure signals d & against, i.e. with a movement of the Pointer from 0 to 100% - only one has a special effect for this purpose epiral spring to be provided, which tensions the belt and in this case the straight-line guide mechanism emotional. During this movement, the spiral spring relaxes, and it has been shown that in the range of the maximum deflection only decreasing spring forces are available stand. Since it is not possible to adjust the preload and thus the spring constant of the Choosing a spiral spring as high as you like can therefore be in this range Friction errors or the like. adversely affect the accuracy of the display.

Ei weiterer Nachteil besteht darin, daß das freie Ende des Balges keinen geradlinigen Nub entlang der Mittelachse des Balges ausführt, sondern daß mit dem IIub such eine seitliche Auslenkung verbunden ist. Man hat sich daher bemüht, die Balge stets so einzubauen, daß die ihnen anhaftende hbweichbewegung in einer senkrecht zur Drehachse der den Zeiger betätigenden Kurbel stehenden und durch das Band verlaufenden Ebene liegt.Another disadvantage is that the free end of the bellows does not perform a straight nub along the central axis of the bellows, but that a lateral deflection is associated with the IIub. One has therefore endeavored the bellows should always be installed in such a way that the inherent soft movement in one perpendicular to the axis of rotation of the crank actuating the pointer and through the Band lies in the running plane.

I,er vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigevorrichtung so auszugestalten, daß das Arbeitsvermögen des Balges in beiden Richtungen ausgenutzt werden kann, ohne caS äe doch die Anzeigegenauigkeit beeinträchtigt wird.I, the present invention is therefore based on the object of a Design the display device so that the working capacity of the bellows in both Directions can be exploited, without caS äe but impaired the accuracy of the display will.

(Betätigungsorgan) Lie Erfindung besteht darin, daß das Dugorgan cine fest im Zentrum der freien Balgstirnseite angebrachte Zugstange ist, die an einer Kurbel des Geradführungsgestänges gelenkig angreift und daß die Kulisse eine solche Form aufweist, daß der bei der Übertragung der Balgbewegung auftretende Sinusfehler des Zeigerausachalges kompensiert wird. Dieser Erfindung liegt daher die Erkenntnis zugrunde, daß durch den Einsatz einer Zugstange das Arbeitsvermögen des Balges in beiden Wirkrichtungen ausgenutzt werden kann, so daß auf die Anordnung von Rückzugsfedern, die in bestimmt Bereichen zu Fehlanzeigen führen können, verzichtet werden kann, wenn dafür gesorgt wird, daß der bei einer solchen Übertragung zwangsläufig auftretende Sinusfehler kompensiert wird. Das ist in sehr eines cher Weise durch die Erfindung dadurch verwirklicht, daß die bei Geradführungsgestängen zum Teil ohnehin schon vorhandene }ührungskulisse in ihrer Form entsprechend abgcwandelt wird. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung erhält man daher eine einwandfreie und der Belgbewegung zugeordnete Anzeige und den entscheidenden Vorteil, daß in beiden Hubbewegungsrichtungen diese Bewegung unmittelbar durch die Balgdehnung oder -zusammenziehung erreicht wird. (Actuator) Lie invention consists in that the Dugorgan cine is a tie rod firmly attached in the center of the free end of the bellows, which is connected to a crank of the straight guide rod engages articulated and that the backdrop a has such a shape that the sinusoidal error occurring in the transmission of the bellows movement of the pointer output is compensated. This invention therefore resides in the finding based on the fact that the work capacity of the bellows in both directions of action can be used, so that on the order of return springs, which can lead to incorrect displays in certain areas, is dispensed with can be, if it is ensured that the inevitable in such a transmission occurring sinus errors is compensated. That’s done in a very nice way the invention is realized in that the straight guide rods in part The form of the already existing guiding backdrop has been modified accordingly will. The design according to the invention therefore gives a flawless one and the display associated with the Belgian movement and the decisive advantage that in both directions of stroke movement this movement directly by the expansion of the bellows or -contraction is achieved.

Es wird bei dieser Ausgestaltung auch nicht notwendig, wie das bei Ubertragungsmechanismen mit Metallbändern der Fall ist, daß dafür gesorgt werden muß, daß eine Verdrehung zwischen Metallband und B?lgbefestigung verhindert werden muß und daß die freie Band länge möglichst groß gewählt werden muß, um Querabweichungen des Balges bei seiner Längenausdehnung auffangen zu können, ohne einen Anzeigefehler in Kauf zu nehmen. Durch die erfindungsgemaBe Ausgestaltung, bei der die Zugstange fest im Zentrum einer Balgstirnseite angeordnet ist, wird auch eine recht gute Geradführung des Balges während seiner Hubbewegung erreicht, da die ugstange am anderen Ende festgehalten ist. Die bei der Schwenkbewegung des freien Zugstangenendes durch die Bewegung auf einer Kreisbahn auftretende Abweichung von der Geraden kann aufgenommen werder. Der dabei auftretende 'inusfehler bei der Übertragung wird durch die Rührung des Zeigers in der Kulisse kompensiert. Dabei läßt sich diese Anordnung in der Praxis recht gut verwirklichen, weil der Schwenkwinkel, über den das freie Ende der Zugstange bei der Balgbewegung geführt wird, durch geeignete Wahl der Abmessungen von Xurbel und tbertragungsgestänge so gewählt werden kann, daß er eine bestimmte Größe, die nicht mehr als 900 ist, nicht überschreitet.It is also not necessary with this configuration, as is the case with Transmission mechanisms with metal bands are the case that care is taken It must be ensured that twisting between the metal band and the bracket fastening is prevented must and that the free tape length must be selected as large as possible to avoid transverse deviations to be able to absorb the length of the bellows without a display error to accept. Due to the design according to the invention, in which the pull rod is arranged firmly in the center of a bellows front side, is also a very good straight line of the bellows during its lifting movement, because the ug bar is at the other end is held. The during the pivoting movement of the free end of the tie rod by the Movement on a circular path, deviation from the straight line can be recorded get. The resulting error in the transmission is caused by the stirring of the pointer in the backdrop. This arrangement can be used in practice Realize quite well because of the swivel angle over which the free end of the pull rod is guided during the bellows movement, by suitable selection of the dimensions of Xurbel and transmission linkage can be chosen so that it has a certain size, the is not more than 900, does not exceed.

Der Kurvenverlauf der Kulisse zur Kompensation des Sinusfehlers kann dabei rechnerisch oder empirisch bestimmt sein, und er ergibt sich gegenüber einer Kulissenführung, die lediglich der Geradführung dient, in einer etwas flacheren Kurvenform. Es ist zweckmäßig, wenn die Zugstange an einem seitlich von einer die Zeigerlagerung aufnehmenden Kurbel abragenden Arm gelenkig angeschraubt ist und dort mit einem Gelerkaue über eine die 'chwenkbewegung des Gelenkauges ermöglichende Schraube in einem nsschlitz befestigt ist. Durch diese Ausgestaltung läPt sich bei der Montage der Ausachlagbereich des Zeigers grot einstellen, während die Feineinstellung in üblicher Weise durch die Möglichkeit der Verlängerung der Zugstange gegeben ist. Weitere vorteile ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung, das in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist.The curve of the backdrop to compensate for the sine error can be determined mathematically or empirically, and it arises in relation to a Scenery guide, which is only the Straight guidance is used in one slightly flatter curve shape. It is useful if the pull rod on one side articulated by an arm protruding from a crank that takes up the pointer mounting is and there with a gel chew on a 'pivoting movement of the joint eye possible Screw is fastened in a slot. This configuration makes it easy to understand During assembly, set the pointer's range of movement to a large extent, while fine-tuning is given in the usual way by the possibility of extending the pull rod. Further advantages result from the further subclaims in connection with the following description of an embodiment of the invention, which is shown in is shown in the accompanying drawing.

In der Zeichnung ist an der Frontseite eines Rahmens 1 eine skala 2 angebracht, die auswechselbar in eine am Rahmen 1 vorgesehene Führung 3 eingesetzt ist. Vor dieser skala 2 wird ein vom Betrachter wegweisendes Zeigerende 4 parallel geführt, das an einem schwenkbaren Zeigerarm 5 angebracht ist. Der Rahmen 1 ist in nicht naher dargestellter Weise zur Kombination mit anderen Geraten in ein Gehäuse o.dgl. so einschiebbar ausgestaltet, daß seine Frontseite mit der Skala 2 nach vorne weist, während seine Rückwand C an Teilen des Gehäuses anliegt, an denen Druckanschlüsse vorgesehen sind, deren Druckwerte durch den Zeiger 4 angezeigt werden sollen.In the drawing, a scale is on the front of a frame 1 2 attached, which are inserted interchangeably in a guide 3 provided on the frame 1 is. In front of this scale 2, a pointer end 4 pointing away from the viewer is parallel guided, which is attached to a pivotable pointer arm 5. The frame 1 is in a manner not shown for combination with other devices in one housing or the like. designed so that its front side with the scale 2 to the front has, while its rear wall C rests against parts of the housing on which pressure connections are provided, the pressure values of which are to be indicated by the pointer 4.

Das geschieht dadurch, daß in dem Rahmen 1 mindestens ein Metalldruckbalg 7 vorgesehen ist, der-über die Bohrung 8 druckbeaufschlagt wird und der mit einer Stirnseite 9 versehen ist, in deren Zentrum dicht ein £chrcubbolzen 10 eingesetzt ist. Mit dem chraubbolzen 10 verbunden ist ein offenes Ende einer Schraubhülse 11, die an ihrem anderen Ende mit dem Schraubansatz 12 einer Zugstange 13 versehen ist, die über ein Gelenkauge 14 in festem Abstand zu der chwenkachse 15, aber gelenkig an einem Arm 16 angebracht ist, der um die Achse 15 schwenkbar ist. Das kann in bekannter Reise dadurch geschehen, daß das Gelenkauge 14 mit einer mit einem Anschlag versehenen Schraube 17 gelenkig angebracht ist, welche die freie Drehbewegung des Gelenkauges 14 zuläßt, aber eine feste Verbindung mit dem Arm 16 gewährleistet. Das ist im gezeigten Ausführungbeispiel dadurch geschehen, wie nicht näher erläutert ist, daß in den Schlitz 18 eine mit einer Führung versehene Mutter eingesetzt wirt, die mit der Schraube 17 eine feste Verklemmung in dem Schlitz 18 bewirkt, während das Gelenkauge 14 sich frei an der Schraube 17 drehen kann.This is done in that at least one metal pressure bellows in the frame 1 7 is provided, which is pressurized via the bore 8 and with a End face 9 is provided, in the center of which a chrcubbolzen 10 is inserted tightly is. Connected to the screw bolt 10 is an open end of a screw sleeve 11, which is provided at its other end with the screw attachment 12 of a pull rod 13, via a hinge eye 14 at a fixed distance from the pivot axis 15, but articulated is attached to an arm 16 which is pivotable about the axis 15. That can be done in known trip happen that the hinge eye 14 with a with a stop provided screw 17 is hinged, which the free Rotary motion of the joint eye 14 allows, but ensures a firm connection with the arm 16. In the exemplary embodiment shown, this is done in a way that is not explained in more detail is that a nut provided with a guide is inserted into the slot 18, which causes the screw 17 to be firmly clamped in the slot 18 while the hinge eye 14 can rotate freely on the screw 17.

Der Arm 16 ist seinerseits iiber eine Schraube 19 fest mit der Kurbel 20 verbunden, die ebenfalls schwenkbar um die Achse 15 gelagert ist. Arm 16 und Kurbel 20 könnten auch aus einem Stück sein.The arm 16 is in turn fixed to the crank by means of a screw 19 20 connected, which is also pivotably mounted about the axis 15. Arm 16 and Crank 20 could also be made of one piece.

Aus Montagegründen hat sich jedoch eine zweiteilige herstellung als besser erwiesen, insbesondere wenn die Kurbel 20 oder der Arm 16 noch mit mehreren Bohrungen zum Einsetzen der Schraube 19 verbunden sind. An der Kurbel 20 ist auf einem Lagerstift 21 der Zeigerarm 5 schwenkbar gelagert, der als Doppelhebel ausgebildet ist und mit seinem einstückig über den Lagerstift 21 hinausragenden Teil 5e die Aufgabe der Geradführung des Zeigers 4 vor der skala 2 übernimmt. Das geschieht dadurch, da2 am Ende des Teiles 5a des Doppelhebels 5, 5a ein Führungastift 22 angeordnet ist, der in einer Kulisse 23 geführt irt, die als kurvenförmiger schlitz in einer fest an dem Rahmen 1 angeordneten Metallplatte ,4 o.dgl.For assembly reasons, however, a two-part production has proven to be proved to be better, especially if the crank 20 or the arm 16 is still with several Holes for inserting the screw 19 are connected. The crank 20 is open a bearing pin 21 of the pointer arm 5 pivotally mounted, which is designed as a double lever is and with its integrally protruding beyond the bearing pin 21 part 5e Task of the straight guidance of the pointer 4 in front of the scale 2 takes over. This happens in that a guide pin 22 is arranged at the end of the part 5a of the double lever 5, 5a is, which irt out in a backdrop 23, which as a curved slot in a fixed to the frame 1 metal plate, 4 or the like.

vorgesehen ist. Um zu gewährleisten, daß der Führungsstift pp stets spielfrei an einer eite der Kulisse 23 anliegt, ist um den Lagerstift 21 herum eine Spiralfeder 25 aufgewickelt, die im Punkt 26 fest mit der Kurbel 20 verbunden ist. Die Form der Kulisse 3 ist zunächst so gewählt, daß bei einer durch längenänderung des Balges 7 bewirkten Schwenkbewegung der Kurbel £0 eine Bewegung des Zeigers 4 perallel zu der Skala 2 erfolgt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Form der Kulisse 23 gleichzeitig aber auch noch so ausgelegt, daß der über den Schwenkwinkel des Armes 16 zu erwartende Sinusfehler der Anzeige, die durch die Umwandlung der geradförmigen Bewegung der Zugstange 13 in eine kreisförmige Bewegung auftritt, bei der Bewegung des Zeigers 4 kompensiert ist. Es hst sich gezeigt, daß eine solche Abänderung der Kurvenform der Kulisse 23 verhältnismäßig einfach entweder rechnerisch oder empirisch zu bestimmen ist, so daß.auf diese Weise eine sehr einfach aufgebaute Anzeigevorrichturg für ein druckmittelbetriebenes Meßwerk geschaffen ist, deS die eingangs genannten Vorteile gegenüber bekannten Ausführungsformen aufweist. Vorteilhaft ist gegenüber Meßwerten mit einem Metallband anstelle der Zugstange 13 vor allen Dingen, daß das Arbeitsvermögen des Balges 7 in beiden Bewegungsrichtungen ausgenützt werden kann und daß dadurch auch die Anordnung einer weiteren spiralförmigen Rückstellfeder, die die Bewegung der Kurbel 20 bei einer Ausdehnung des Balges 7 bewirken müßte, eingespart werden kann. Dadurch ergibt sich ein wesentlich einfacherer Aufbau, der durch die andere Formgebung der Kulisse 23 nicht aufwendiger wird.is provided. To ensure that the guide pin pp always rests on one side of the link 23 without play, there is one around the bearing pin 21 Coiled spring 25, which is firmly connected to the crank 20 at point 26. The shape of the backdrop 3 is initially chosen so that when there is a change in length of the bellows 7 caused the pivoting movement of the crank £ 0 to move the pointer 4 takes place parallel to the scale 2. In the embodiment shown, the shape is Link 23 at the same time but also designed so that the pivot angle of the arm 16 expected sine errors of the display, which are caused by the conversion of the straight movement of the tie rod 13 occurs in a circular movement, is compensated for in the movement of the pointer 4. It has been shown that such a Modification of the curve shape of the backdrop 23 is relatively easy either arithmetically or to be determined empirically, so that in this way a very simply structured Display device is created for a pressure medium-operated measuring mechanism, the has advantages over known embodiments mentioned at the outset. Advantageous is compared to measured values with a metal band instead of the pull rod 13 above all Things that the working capacity of the bellows 7 is used in both directions of movement can be and that thereby the arrangement of a further spiral return spring, which would have to cause the movement of the crank 20 upon expansion of the bellows 7, can be saved. This results in a much simpler structure, the the other shape of the backdrop 23 is not more expensive.

Claims

Patent and protection claims 1. Display device for measuring or control devices Consists of a pointer that can be moved along a scale and a pointer to which pressure medium is applied Bellows, whose length change via a pulling element in an Ochwenkbewegung one with the heater-related straight guide rod is transferred that with a part guided in a fixed backdrop is provided, characterized in that that the pulling element is firmly attached in the center of the free end face of the bellows (9) Pull rod (13) is articulated on a crank (20) of the straight guide rod attacks and that the backdrop (3, 3) has such a shape that the transmission sine errors of the pointer deflection occurring during the movement of the bellows is compensated.

2. display device according to claim 1, characterized in that the course of the curve of the backdrop (23) is determined mathematically or empirically.

3. Display device according to claims 1 and 2, characterized in that that the pull rod (13) on one side of a pointer bearing (21) receiving Crank (20) sbragenden arm (16) is articulated.

4. Display device according to claims 1 to 3, characterized in that that the tie rod (13) is provided with a hinge eye (14) and with this via a the pivoting movement of the joint eye is made possible by screw (17) in a longitudinal slot (18) is attached.

* Actuator

5. Display device according to the Claims 1 to 4, characterized in that the crank (20) with the arm (16) is detachable is screwed.

C. Display device according to claims 1 to 5, characterized in that that the crank (20) has a pivot pin (21) for the pointer (5), which acts as a double lever with pointer part (5, 4) attached on one side and on the other side (usa) attached guide pin (22) for the gate (23) is provided.