DE2607798B2

DE2607798B2 - Display device for measuring or control devices

Info

Publication number: DE2607798B2
Application number: DE19762607798
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Bader
Original assignee: Eckardt AG
Current assignee: Eckardt AG
Priority date: 1976-02-26
Filing date: 1976-02-26
Publication date: 1979-02-01
Also published as: DE2607798C3; DE2607798A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für Meß- oder Regelgeräte gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a display device for Measuring or control devices according to the preamble of claim 1.

Anzeigevorrichtungen dieser Art sind bekannt (DE-OS 23 54 864). Bei diesen Anzeigevorrichtungen, bei denen es darauf ankommt, daß das Zeigerende, daß rechtwinklig zu dem eigentlichen schwenkbaren Zeigerteil abgebogen ist, parallel vor einer ebenen und senkrecht angeordneten Skala bewegt wird, ist zur Übertragung der Längenbewegung des oder der Bälge auf das Geradführungsgestänge ein Metallband vorgesehen, daß konzentrisch zu dem Schwenkpunkt einer die Geradführung betätigenden Kurbel aufgewickelt ist. Dadurch wird erreicht, daß der Anlenkpunkt des Bandes gegenüber der Kurbel immer gleichbleibt, auch wenn der Hubbereich des Balges an den Skalenbereich angepaßt wird. Eine gesonderte Nullpunktjustierung kann somit entfallen. Solche Anzeigevorrichtungen weisen aber trotz ihrer Vorteile den Nachteil auf, daß das Arbeitsvermögen des Balges, das wesentlich größer ist als das einer Bourdonfeder, an dem Geradführungsmechanismus nur bei fallenden Drucksignalen im Balg zur Verfügung steht, weil das Übertragungsband nur Zugkräfte übertragen kann. Bei steigenden Drucksignalen dagegen, d. h. also bei einer Bewegung des Zeigers von 0 gegen 100%-Anzeige, wirkt lediglich eine zu diesem Zweck gesondert vorzusehende Spiralfeder, 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 Ausschlages nur noch abnehmende Federkräfte zur Verfugung stehen. Da es nicht mög'ich ist, die Vorspannung und damit die Federkonstante der Spiralfeder beliebig hoch zu wählen, können sich in diesem Ausschlagsbereich daher ReibungsfehlerDisplay devices of this type are known (DE-OS 23 54 864). With these display devices, where it is important that the pointer end that is bent at right angles to the actual pivotable pointer part, parallel in front of a flat and vertically arranged scale is moved, is to transfer the longitudinal movement of the bellows or bellows A metal band is provided on the straight guide rod that is concentric to the pivot point of a die Straight guide actuating crank is wound. This ensures that the articulation point of the belt compared to the crank always remains the same, even if the stroke range of the bellows is close to the scale range is adjusted. A separate zero point adjustment can therefore be omitted. Such display devices but despite their advantages have the disadvantage that the working capacity of the bellows is much greater is like that of a Bourdon tube on the straight-line mechanism only when the pressure signals in the bellows are falling is available because the transmission belt can only transmit tensile forces. With increasing pressure signals, however, i. H. i.e. when the pointer moves from 0 to 100% display, only a spiral spring, which is to be provided separately for this purpose, acts tensions the belt and, in this case, moves the linear guide mechanism. Relaxed during this movement the spiral spring, and it has been shown that only decreasing spring forces are available in the area of the maximum deflection. Because it does not it is possible to choose the preload and thus the spring constant of the spiral spring as high as desired There are therefore friction errors in this deflection area

o. dgl. nachteilig auf die Anzeigegenauigkeit auswirken.or the like adversely affect the accuracy of the display.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das freieAnother disadvantage is that the free Ende des Balges keinen geradlinigen Hub entlang derDo not have a straight stroke along the end of the bellows Mittelachse des Balges ausführt, sondern daß mit demCentral axis of the bellows executes, but that with the Hub auch eine seitliche Auslenkung verbunden ist ManStroke is also connected to a lateral deflection Man

hat sich daher bemüht, die Bälge stets so einzubauen,has therefore endeavored to always install the bellows in such a way that daß die ihnen anhaftende Abweichbewegung in einerthat the deviant movement attached to them in a senkrecht zur Drehachse der den Zeiger betätigendenperpendicular to the axis of rotation of the pointer actuating

Kurbel stehenden und durch das Band verlaufendenCrank standing and running through the belt

ίο Ebene liegtίο level lies

Es sind auch Anzeigevorrichtungen bekannt (DD-PS 24 893), bei denen ein Zeiger vorgesehen ist, der um seine Schwenkachse mit der Spitze einen Kreisbogen beschreibt Die Zeigeirspitze wird über ein darunter inThere are also display devices known (DD-PS 24 893), in which a pointer is provided to its pivot axis with the tip describes an arc of a circle

'5 etwa in Richtung des Zeigerverlaufes bewegtes Schreibpapier geführt Eine Geradführung ist nicht erforderlich. Dort ist zwar zur Übertragung der Kräfte der Kapselfederbälge ein relativ starres Betätigungsorgan vorgesehen. Dort wird aber nur die nichtlineare'5 moved approximately in the direction of the pointer course Writing paper guided A straight line guide is not required. There is indeed to transfer the forces the capsule bellows a relatively rigid actuator is provided. But there is only the non-linear Dehnung der druckbeaufschlagten Bälge ausgeglichen, was über ein sowohl in der Länge verstellbares Glied als auch über einen einstellbaren Kurbelradius und über eine einstellbare Winkellage dieser Kurbel erreicht werden soll. Der Kurbelarm ist zu diesem Zweck mitExpansion of the pressurized bellows compensated, which is via a member that is adjustable both in length and also achieved via an adjustable crank radius and an adjustable angular position of this crank shall be. The crank arm is used for this purpose

« einem Langloch hinsichtlich der Schwenkachse des Zeigers verstellbar und auch der Schwenkkopf selbst ist gegenüber dem Zeiger verstellbar, was jeweils durch Klemmschrauben erreicht wird. Wird der dort vorgesehene Zeiger vor einer geraden Skala geführt, so müßte«An elongated hole with regard to the pivot axis of the The pointer is adjustable and the swivel head itself is adjustable with respect to the pointer, which is due in each case Clamping screws is achieved. If the pointer provided there is guided in front of a straight scale, then it should

w ein Sinusfehler in Kauf genommen werden.w a sine error can be accepted.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigevorrichtung so auszugestalten, daß das Arbeitsvermögen des Balges in beiden Richtungen ausgenutzt werden kann, ohne daß jedochThe present invention is therefore based on the object of designing a display device in such a way that that the working capacity of the bellows can be used in both directions without, however die Anzeigegenauigkeit beeinträchtigt wird.the display accuracy is impaired.

Die Erfindung besteht darin, daß das Betätigungsorgan eine Zugstange ist die an der Kurbel des Geradführungsgestänge gelenkig angreift und daß die Kulisse eine solche Form aufweist, daß der bei derThe invention consists in that the actuator is a pull rod on the crank of the Straight guide linkage engages in an articulated manner and that the link has such a shape that the at the Übertragung der Balgbewegung auftretende Sinusfehler des Zeigerausschlages kompensiert wird. Dieser Erfindung liegt daher die Erkenntnis zugrunde, daß durch den Einsatz einer Zugstange das Arbeitsvermögen des Balges in beiden Wirkrichtungen ausgenutztTransmission of the bellows movement, sine errors of the pointer deflection that occur are compensated. This The invention is therefore based on the knowledge that the working capacity of the bellows is used in both directions of action by using a pull rod

^4Γ> werden kann, so daß auf die Anordnung von Rückzugsfedern, die in bestimmten Bereichen zu Fehlanzeigen führen können, verzichtet werden kann, wenn dafür gesorgt wird, daß der bei einer solchen Übertragung zwangsläufig auftretende Sinusfehler ^{4Γ>, so that the arrangement of return springs,} which can lead to incorrect displays in certain areas, can be dispensed with if care is taken to prevent the sinus error that inevitably occurs in such a transmission kompensiert wird. Das ist in sehr einfacher Weise durch die Erfindung dadurch verwirklicht, daß die bei Geradführungsgestängen zum Teil ohnehin schon vorhandene Führungskulisse in ihrer Form entsprechend abgewandelt wird. Durch die erfindungsgemäßeis compensated. This is achieved in a very simple manner by the invention in that the at Straight guide rods, in some cases already existing guide linkages, are modified accordingly in their shape. By the invention

'^r> Ausgestaltung erhält man daher eine einwandfreie und der Balgbewegung zugeordnete Anzeige und den entscheidenden Vorteil, daß in beiden Hubbewegungsrichtungen diese Bewegung unmittelbar durch die Balgdehnung oder -zusammenziehung erreicht wird.Is therefore ^'r> embodiment receives a proper and the bellows movement associated display and the crucial advantage that in both Hubbewegungsrichtungen this movement is achieved directly by the Balgdehnung or contraction.

^b" Es wird bei dieser Ausgestaltung auch nicht notwendig, wie das bei Übertragungsmechanismen mit Metallbändern der Fall ist, daß dafür gesorgt werden muß, daß eine Verdrehung zwischen Metallband und Balgbefestigung verhindert werden muß und daß die ^b "In this embodiment, it is not necessary, as is the case with transmission mechanisms with metal bands, that it must be ensured that a twisting between the metal band and the bellows attachment must be prevented and that the

^h> freie Bandlänge möglichst groß gewählt werden muß, um Querabweichungen des Balges bei seiner Längenausdehnung auffangen zu können, ohne einen Anzeigefehler in Kauf zu nehmen. Durch die erfindungsgemäße ^h > free tape length must be chosen as large as possible in order to be able to absorb transverse deviations of the bellows in its linear expansion without having to accept a display error. By the invention

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 Zugstange 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 werden. Der dabei auftretende Sinusfehler bei der Übertragung wird durch die Führung 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 Kurbel und Übertragungsgestänge so gewählt werden kann, daß er eine bestimmte Größe, die nicht mehr als 90° ist, nicht überschreitetDesign in which the tie rod is fixedly arranged in the center of a bellows face is also right good straight guidance of the bellows achieved during its lifting movement because the tie rod is at the other end The during the pivoting movement of the free end of the tie rod is held by the movement on a Deviations from the straight line occurring in a circular path can be recorded. The one that occurs Sinus errors in the transmission are compensated by the guidance of the pointer in the backdrop Realize this arrangement quite well in practice, because the pivot angle over which the free end of the Pull rod is guided during the bellows movement, by suitable choice of the dimensions of the crank and Transmission linkage can be chosen so that it does not have a certain size that is not more than 90 ° exceeds

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 der die Zeigerlagerung aufnehmenden Kurbel abragenden Arm gelenkig angeschraubt ist und dort mit einem Gelenkauge über eine die Schwenkbewegung des Gelenkauges ermöglichende Schraube in einem Längsschlitz befestigt ist. Durch diese Ausgestaltung läßt sich bei der Montage der Ausschlagbereich des Zeigers grob einstellen, während die Feineinstellung in üblicher Weise durch die Möglichkeit der Verlängerung der Zugstange gegeben ist. Die Erfindung wird im folgenden anhand tines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.The course of the curve of the backdrop to compensate for the sine error can be computational or empirical be determined, and it arises compared to a link guide, which only serves the straight line, in a slightly flatter curve shape. It is useful if the pull rod on a side of the Pointer bearing receiving crank protruding arm is articulated and there with a hinge eye Fastened in a longitudinal slot via a screw that enables the pivoting movement of the joint eye is. With this configuration, the deflection range of the pointer can be roughly adjusted during assembly, while the fine adjustment is given in the usual way by the possibility of extending the pull rod is. The invention is based on tines embodiment with reference to the Drawing explained in more detail.

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, daß an einem schwenkbaren Zeigerarm 5 angebracht ist. Der Rahmen 1 ist in nicht näher dargestellter Weise zur Kombination mit anderen Geräten in ein Gehäuse o. dgl. so einschiebbar ausgestaltet, daß seine Ϊ rontseite mit der Skala 2 nach vorne weist, während seine Rückwand 6 an Teilen des Gehäuses anliegt, an denen Druckanschlüsse vorgesehen sind, deren Druckwerte den Zeiger 4 angezeigt werden sollen.In the drawing there is a frame on the front 1 a scale 2 attached, which is inserted exchangeably in a guide 3 provided on the frame 1. before this scale 2 a pointing away from the viewer pointer end 4 is guided in parallel that on a pivotable Pointer arm 5 is attached. The frame 1 is in a manner not shown for combination with other devices in a housing or the like. Designed so that its front side with the scale 2 after has front, while its rear wall 6 rests against parts of the housing on which pressure connections are provided whose pressure values are to be indicated by 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 Schraubbolzen 10 eingesetzt ist. Mit dem Schraubbolzen 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 Schwenkachse 15, aber gelenkig an einem Arm 16 angebracht ist, der um die Achse 15 schwenkbar ist. Das kann in bekannter Weise dadurch geschehen, daß das Gelenkauge 14 mit einer mit einem Anschlag versehenen Schraube 17 gelenkig angebracht ist weiche die freie Drehbewegung des Gelenkauges 14 zuläßt aber eine feste Verbindung mit dem Arm 16 gewährleistet Das ist im gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch geschehen, wie nicht näher erläutert ist daß in den Schütz 18 eine mit einer Führung versehene Mutter eingesetzt ist 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 7 is provided in the frame 1, the is pressurized via the bore 8 and which is provided with an end face 9, tightly in the center a screw bolt 10 is inserted. 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 which Via a hinge eye 14 at a fixed distance from the pivot axis 15, but articulated on an arm 16 is attached, which is pivotable about the axis 15. This can be done in a known manner in that the Articulated eye 14 is articulated with a screw 17 provided with a stop, which soft Free rotary movement of the joint eye 14 allows but a firm connection with the arm 16 is guaranteed This is done in the embodiment shown, as is not explained in more detail that in the Contactor 18 a nut provided with a guide inserted with the screw 17 is a fixed Jamming in the slot 18 is effected while the hinge eye 14 rotates freely on the screw 17 can.

Der Arm 16 ist seinerseits über 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. 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 5a die Aufgabe der Geradführung des Zeigers 4 vor der Skala 2 übernimmt. Das geschieht dadurch, daß am Ende des Teiles 5a des Doppelhebels 5, 5a ein Führungsstift 22 angeordnet ist, der in einer Kulisse 23 geführt ist, die als kurvenförmiger Schlitz in einer fest an dem Rahmen 1 angeordneten Metallplatte 24 o. dgl. vorgesehen ist. Um zu gewährleisten, daß der Führungsstift 22 stets spielfrei an einer Seite 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 23 ist zunächst so gewählt, daß bei einer Längenänderung des Balges 7 bewirkten Schwenkbewegung der Kurbel 20 eine Bewegung des Zeigers 4 parallel 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 hat 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 Anzeigevorrichtung für ein druckmittelbetriebenes Meßwerk geschaffen ist, das die eingangs genannten Vorteile gegenüber bekannten Ausführungsformen aufweist. Vorteilhaft ist gegenüber Meßwerken 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.The arm 16 is in turn fixed by means of a screw 19 connected to the crank 20, which is also pivotably mounted about the axis 15. Arm 16 and crank 20 could also be made of one piece. 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 still has several bores for Inserting the screw 19 are connected. On the crank 20, the pointer arm 5 is on a bearing pin 21 pivotally mounted, which is designed as a double lever and with its one piece over the bearing pin 21 protruding part 5a takes on the task of guiding the pointer 4 in front of the scale 2. This happens in that at the end of the part 5a of the double lever 5, 5a, a guide pin 22 is arranged in a Link 23 is guided, which is a curved slot in a fixedly arranged on the frame 1 metal plate 24 or the like. Is provided. In order to ensure that the guide pin 22 is always free of play on one side of the link 23 is applied, a spiral spring 25 is wound around the bearing pin 21, which is fixed at point 26 with the Crank 20 is connected. The shape of the gate 23 is initially chosen so that when the length changes The bellows 7 brought about a pivoting movement of the crank 20, a movement of the pointer 4 parallel to the scale 2 he follows. In the embodiment shown, the shape of the backdrop 23 is also designed at the same time, that the sine error of the display to be expected over the pivot angle of the arm 16, which is caused by the Conversion of the straight movement of the pull rod 13 into a circular movement occurs at the movement of the pointer 4 is compensated. It has been found that such a change in the shape of the curve the backdrop 23 is relatively easy to determine either mathematically or empirically, so that on this way a very simply constructed display device for a pressure medium-operated measuring mechanism is created, which has the advantages mentioned above over known embodiments. It is advantageous over measuring mechanisms with a metal band instead of the pull rod 13, above all, that the working capacity of the bellows 7 can be used in both directions of movement and that thereby also the arrangement of a further helical return spring, which controls the movement of the crank 20 would have to cause an expansion of the bellows 7, can be saved. This results in a Much simpler structure, which is not more complex due to the different shape of the gate 23.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Anzeigevorrichtung für Meß- oder Regelgeräte, bestehend aus einem entlang einer Skala bewegbaren Zeiger und einem druckmittelbeaufschlagten Balg, dessen Längenänderung über ein Betätigungsorgan, das einerseits fest mit dem Zentrum der freien Balgstirnseite andererseits mit einer Kurbel eines Geradführungsgestänges verbunden ist, in eine Schwenkbewegung des Zeigers übertragen wird, wobei das Geradführungsgestänge mit einem in einer ortsfesten Kulisse geführten Teil versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan eine Zugstange (13) ist, die an der Kurbel (20) gelenkig angreift, und daß die Kulisse (23) eine solche Form aufweist, daß der bei der Übertragung der Balgbewegung auftretende Sinusfehler des Zeigerausschlages kompensiert wird.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 changes via an actuator that is firmly attached to the center of the free one on the one hand The other side of the bellows is connected to a crank of a straight guide rod, in a Pivoting movement of the pointer is transmitted, the straight guide rod with an in a fixed link is provided, characterized in that the actuating member is a pull rod (13) which is attached to the Crank (20) engages in an articulated manner, and that the link (23) has such a shape that the at the Transmission of the bellows movement, sine errors of the pointer deflection that occur are compensated.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (13) an einem seitlich von der die Zeigerlagerung (21) aufnehmenden Kurbel (20) abragenden Arm (16) gelenkig angeschraubt ist2. Display device according to claim 1, characterized in that the tie rod (13) is articulated on a crank (20) projecting arm (16) laterally from the pointer bearing (21) receiving it

3. Anzeigevorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (13) mit einem Gelenkauge (14) versehen und mit diesem über eine die Schwenkbewegung des Gelenkauges ermöglichende Schraube (17) in einem Längsschlitz (18) befestigt ist3. Display device according to claims 1 and 2, characterized in that the pull rod (13) provided with a joint eye (14) and with this via a pivoting movement of the joint eye enabling screw (17) is fastened in a longitudinal slot (18)