DE2616315B2

DE2616315B2 - Druckmeßgerat

Info

Publication number: DE2616315B2
Application number: DE19762616315
Authority: DE
Inventors: Char-Shin Lee
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-04-14
Filing date: 1976-04-14
Publication date: 1979-09-13
Also published as: DE2616315A1; DE2616315C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckmeßgerät der irn Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Es sind bereits Druckmeßgeräte bekannt, die ein Bourdonrohr bzw. eine Rohrfeder als Wirkelement verwenden. Das im allgemeinen aus weichem Kupfer bestehende und an ein Paßstück angelötete Bourdonrohr hat nur eine begrenzte Genauigkeit, da es auf Druckänderungen mit hoher Empfindlichkeit reagiert. Bei der Benutzung eines solchen Rohrs über längere Zeiträume geht seine Elastizität verloren; außerdem kann das Rohr leicht bei Bedienungsfehler»! oder bei starken Druckschwankungen zerstört werden.

Ein weiterer Nachteil eines solchen Druckmeßgerätes liegt darin, daß zur Übertragung der Bewegung viele Zahnräder und entsprechende Elemente benötigt werden, wodurch es zu starken Toleranzschwankungen kommt, die sich bei der Anzeige bemerkbar machen. Außerdem müssen diese Druckmeßgeräte von Zeit zu Zeit über ihren ganzen Skalenbereich geeicht werden, was in der Praxis äußerst unzweckmäßig ist. Und schließlich sind diese bekannten Druckmeßgeräte sehr aufwendig.

Aus der US-PS 3523451 ist ein Druckmeßgerät bekannt, mit dem insbesondere der Luftdruck von Reifen gemessen werden kann. Dieses Druckmeßgerät weist mehrere, kuppeiförmige Bauteile auf, die sehr exakt zusammengesetzt werden müssen. Die Herstellungskosten dieses Druckmeßgerätes sind deshalb relat'v hoch. Weiterhin wird eine halbkugelförmige Membran aus elastomerem Material verwendet:, die einen verdickten Umfangs-Randbereich hat. Auch hierbei handelt es sich um ein Spezialteil, dessen Herstellung sehr exakt durchgeführt werden muß.

Vi Zur Übertragung einer Verformung der Membran bei einer Druckänderung und damit zur Anzeige des vorliegenden Druckes, liegt auf der Innenfläche der Membran ein kuppeiförmiges Betätigungsglied auf, das mit einer entsprechend geformten Anzeigeeinrichtung zusammenwirkt. Die Anzeigeeinrichtung enthält einen Vorsprung, der mit zwei einander diametral gegenüberliegenden, spiralförmigen 'Wüten versehen ist; diese Nuten wirken mit entsprechenden Stiften zusammen, um eine Verformung der Membran auf ein Anzeigeelement zu übertragen.

Das bekannte Druckmeßgerät hat also einen sehr komplizierten Aufbau, wobei die einzelnen Teile mit en^en Toleranzen zusammenwirken müssen.

Ein Druckmeßgerät der angegebenen Gattung ist aus der FR-PS 1084745 bekannt. Dabei ist auf einer Achse, die parallel zur Oberfläche der Membran verläuft, eine Feder angeordnet, deren Ende auf der Oberfläche der Membran aufliegt. Wenn sich die Membran verformt, bewegt sich das Ende und dementsprechend die gesamte Feder mit, so daß das andere Ende der Feder um einen kleinen, der Verformung der Membran entsprechenden Winkel verschwenkt wird. Weil das Ende an einem Ende einer weiteren Feder anliegt, wird auch diese Feder um eine senkrecht zur Oberfläche der Membran angeordnete Achse verschwenkt, so daß die Bewegung des anderen Endes dieser Feder ein Maß für die Verformung der Membran und damit ein Maß für den vorhandenen Druck darstellt. Dieses Ende der Feder wird also als rückstellbarer Zeiger verwendet.

Nachteilig ist bei dem bekannten Druckmeßgerät, daß das Ende der ersten Feder bei der Verformung der Membran nur etwas verschoben wird, das heißt, der Gesamtausschlag des Zeigers, der dieser Bewegung direkt proportional ist, ist relativ gering. Dies bedeutet wiederum, daß das bekannte Druckmeßgerät nur eine relativ geringe Empfindlichkeit hat.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Druckmeßgerät der angegebenen Gattung zu schaffen, das bei einfachem Aufbau eine sehr exakte Anzeige mit großem Meßbereich liefert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß der Zeiger mittels des schraubenförmigen Elementes um einen Winkel von mehr als 360° gedreht werden kann. Dadurch ergibt sich eine wesentliche Verbesserung der Genauigkeit und Empfindlichkeit der Anzeige und damit der Messung des vorhandenen Drucks. Außerdem läßt sich ein großer Meßbereich überstreichen. Trotz dieser wesentlichen Verbesserung hat das erfindungsgemäße Druckmeßgerät einen konstruktiv einfachen Aufbau; dabei ist insbesondere wesentlich, daß sich dieses Druckmeßgerät in einfacher Weise aus wenigen Teilen montieren läßt, so daß es wesentlich preisgünstiger hergestellt werden kann als die bekannten Druckmeßgeräte.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den Innenaufbau eines erfindungsgemäßen Druckmeßgerätes,

Fig. 2 die Einzelteile des Druckmeßgerätes nach

Fig. I, und zwar in einer explodierten Darstellung, und

Fig. 3 einen axialen Schnitt durch die Membran, den Zylindersitz und das schraubenförmige Element sowie die Verbindung dieser Teile miteinander.

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte, erfindungsgemäße Druckmeßgerät weist einen Zeiger 30 auf, der auf einer drehbaren Welle 10 sitzt. Dieser Zeiger 30 bewegt sich über eine Skalenscheibe 31, die an einem Gehäuse 32 befestigt ist. In einem Rahmen 11 befin- μ det sich eine Spiralfeder 12, von der ein Ende an einer geeigneten Stelle 322 des Gehäuses 32 befestigt ist.

Ein Zapfen 13 der drehbaren Welle 10 liegt weich an einem als Antriebsglied dienenden, schraubenförmigen Element 23 an.

Eine gewellte Membran 21 ist an einem Gehäuse 35 über eine Buchse 33 und einen öldichtungsring 34 so fixiert, daß eine abgedichtete Kammer entsteht. Auf der Fläche der Membran 21 ist ein Zylindersitz 20 vorgesehen, um den die unteren Windungen 311 des schraubenförmigen Elementes 23 gelegt sind. Dadurch wird das untere Ende des schraubenförmigen Elementes 23 fixiert.

Für die Durchführung der Druckmessung wird ein Druckfluid durch eine als Drossel dienende, enge Bohrung 36 in eine Kammer 351 eingeführt, die durch das Gehäuse 35 und die Membran 21 begrenzt wird. Ein über oder unter Atmosphärendruck liegender Druck bewirkt eine konvexe bzw. konkave Durchbiegung der Membran 21. Entsprechend dieser Durch- so biegung der Membran 21 wird der Zylindersitz 20 und damit das schraubenförmige Element 23 nach oben bzw. nach unten bewegt.

Da ihr Zapfen 13 an dem schraubenförmigen Element 23 anliegt, wird bei dieser Bewegung die Welle s"> 10 in Richtung des Uhrzeigersinns bzw. in Richtung gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Die entsprechende Drehung führt dann auch der feste mit der Welle 10 verbundene Zeiger 30 aus.

Die auf die obenerwähnte Weise hervorgerufene Drehung der Welle 10 wird durch die Spiralfeder 17 verringert oder verstärkt.

Der Benutzer eines solchen Druckmeßgerätes kann den in der Kammer 351 herrschenden Druck aus der Stellung des !Zeigers 30 auf der geeichten Skalenscheibe 31 ablesen.

Nach Beendigung der Druckeinwirkung wird die Verformung der Membran 21 infolge ihrer Eigenelastizität wieder zurückgestellt, das heißt, die Membran 21 nimmt wieder ihre ebene Ausgangsform an. Der Zapfen 13 dei Welle 10 verläßt dann das schraubenförmige Element 23, weil sich das Element 23 zusammen mit der Membran 21 nach unten bewegt. Die Welle 10 wird dann durch die Rückstellkraft der Spiralfeder 12 in ihre Ausgangsstellung zurückgedreht.

Ein solches Druckmeßgerät kann auch zur Temperaturmessung !tierangezogen werden, indem die Kammer 351 flüssigkeitsdicht verschlossen und mit einem geeigneten, fluiden Medium gefüllt wird. Wird an den Ansatz 38 des Gehäuses 35 eine Wä-aiequelle angeschlossen, so dehnt sich das fluide Medium, beispielsweise eine Flüssigkeit, bei einer Erwärmung aus oder zieht sich bei einer Abkühlung zusammen; da die Membran 21 im entsprechender Weise verformt wird, läßt sich each entsprechender Eichung direkt aus dem angezeigten Druck die Temperatur ablesen.

Das Gehäuse 35, die Buchse 33 und an dem Gehäuse 32 sitzende Flansche weisen Bohrungen 350, 330 bzw. 320 auf, in die Schrauben 37 eingesetzt werden; diese Schirauben dienen zur festen Verbindung der verschiedenen Teile miteinander.

Die Welle ILO weist an ihrem zeigerseitigen Ende einen Ansatz 102 auf, an dem der Zeiger 30 mittels einer Steckhülse festgeklemmt ist. An ihrem anderen Ende enthält die Welle 10 einen stiftförmigen Fortsatz 202, der drehbar und verschiebbar im Gleitsitz in dem Zylindersitz 20 aufgenommen wird; dadurch entsteht ein der Membranauslenkung angepaßtes, axiales Spiel zwischen dem Zylindersitz 20 und der Welle 10, wie durch das Bezugszeichen 101 angedeutet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckmeßgerät mit einer duich ein Druckmedium beaufschlagbaren, durch eine verform- "' bare Membran verschlossenen Kammer, wobei die Bewegung der Membran mittels eines schraubenförmigen Elementes auf eine senkrecht zur Oberfläche der Membran angeordnete Welle eines rückstellbaren Zeigers übertragbar ist, dadurch »' gekennzeichnet,

a) daß auf der Membran (21) ein Zylindersitz (20) vorgesehen ist,

b) daß die Welle (10) drehbar in dem Zylindersitz (20) aufgenommen ist, '"·

c) daß die unteren Windungen (231) des schraubenförmigen Elements (23) um den Zylindersitz (20) gelegt sind, und

d) daß ein Zapfen (13) der Welle (10) an den Windungen des schraubenförmigen EIe- ai ments (23) anliegt.

2. Druckmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Welle (10) mittels einer Spiralfeder (12) in einem Rahmen (11) gehalten ist. ->

3. Druckmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das schraubenförmige Element (23) gleiche oder ungleiche Ganghöhen aufweisen kann.