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Z e i g e r w e r k
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Die Erfindung betrifft Zeigerwerke für Manometer mit RohrfedermeBglied
zur Umsetzung bzw. Obertragung des annähernd geradlinigen Federweges in eine von
einem Zeiger auszuführende Drehbewegung.
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Gewöhnlich bestehen diese Zeigerwerke aus zwei in einem bestimmten
Abstand flächenseitig und parallel einander zugeordneten Platinen* die mit Distanzbolzen
zusammengehalten werden. Zwischen den Platinen ist ein Zeigerwellenritzel gelagert,
in welchem ein Zahnsegment eingreift, welches vom Rohrfedermeßglied über eine Zugstange
und dem Zahnsegmenthebel
angelenkt wird, wodurch'das Zeigerwellenritzel
mit dem an der Zeigerwelle befestigten Zeiger eine Drehbewegung ausführt, dessen
Drehwinkel mit dem sich bei Druckbeaufschlagung des Rohrfedermeßgliedes ergebenden
Federweg proportional verläuft.
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Abgesehen von kinematisch bedingten Anzeigeungenauigkeiten, die sich
nie gänzlich korrigieren lassen, ist die Spanne von 270 Winkelgraden auf dem Zifferblatt,
die der Zeiger bei Druckbeaufschlagung im gesamten vorgegebenen Druckbereich durchläuft,
bei normalen Manometerausführungen mit Teilstrichen versehen, die untereinander
gleiche Abstände bzw. Winkelgrade aufweisen.
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In der Technik liegen Anwendungsfälle vor, bei denen neben einer hohen
Ablesegenaulgkeit auch ein großer zu messender Druckbereich gewünscht wird.
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Mittels großdimensionierter Manometer, beispielsweise Nenngröße 250,
ist es möglich, die Teilung bzw. Winkelgrade auf dem Zifferblatt so zu spreizen,
daß eine hohe Ablesegenauigkeit bei entsprechendem Druckbereich über die gesamte
Spanne gewährt wird. Derartige Geräte finden jedoch ausschließlich als Laborgeräte
Anwendung und sind, eben auf Grund ihrer Abmessungen und der hohen Herstellungskosten,
als Betriebsmeßgeräte ungeeignet.
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Bekanntlich ist es in der betrieblichen Praxis, von einigen Fällen
abgesehen, nicht unbedingt erforderlich, über die gesamte Spanne hinweg den genauen
vorherrschenden Druck ablesen zu können. Es kann daher der Anwendungsfall vorliegen,
daß eine große Ablesegenauigkeit z.B. bis zur Hälfte des Gesamtdruckbereiches bzw.
Spanne durch entsprechende Spreizung der Skalenteilung erforderlich ist und darüber
hinaus, im Bereich höheren Druckes, eine engere Skalenteilung ausreicht.
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Für diesen Zweck finden Manometer mit kleinerer Nenngröße als 250
mm Anwendung, wobei das Rohrfedermeßglied im niedrigen Druckbereich entsprechend
seiner Federkonstanten einen Federweg beschreitet, der auf einer Skala mit großer
Teilung ablesbar ist, so daß z.B. zwischen den Markierungen 1 und 2 bar weitere
Teilstriche angeordnet sind, die eine genaue Ablesung der Dezimalen ermöglichen.
Ab einer bestimmten Druckhöhe läßt man das Rohrfedermeßglied gegen eine zusätzliche
Feder anlaufen. Hierdurch ergibt sich eine änderung der Federkonstanten. Das Rohrfedermeßglied
kann mit einem höheren Druck beaufschlagt werden, wobei der Federweg jedoch geringer
ist und die Skalenteilung kleinere Abstände aufweist.
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Die DT OS 2528973 beschreibt eine Manometerausführung mit Meßbereichserweiterung.
Das Rohrfedermeßglied läuft dabei ab einem bestimmten Druck gegen eine Blattfeder,
die es
ermöglicht, den hohen Druckbereich zu justieren, da eine
Kinematikkorrektur, die Ublicherweise für den niedrigen Druckbereich am Zeigerwerk
vorgenommen wird, im hohen Druckbereich nicht durchführbar ist.
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Diese Anordnung weist den Nachteil auf, daß der Obergang vom niedrigen
auf den hohen Druckbereich sprunghaft, ohne kontinuierlichen Obergang erfolgt und
der eigentliche Obergangspunkt zwischen niedrigem und hohem Druckbereich verwischt.
Ebenso sind Anordnungen bekannt, bei welchem ein Teilstück des Rohrfedermeßgliedes
am Endpunkt des niedrigen Druckbereiches durch im Manometergehäuse angeordnete Schrauben
abgefangen wird. Somit wird das restliche Teilstück zwischen Rohrfedermeßgliedendstück
und Auflagepunkt der Schrauben für die Messung des hohen Druckbereiches verwendet.
Bei einer derartigen Anordnung tritt der Sprung vom niedrigen auf den hohen Druckbereich
noch stärker hervor.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Zeigerwerk für Manometer zu
entwickeln, welches eine große Spreizung zur genauen Ablesbarkeit des niedrigen
Druckbereiches auf dem Zifferblatt ermöglicht und ein kontinuierlicher Obergang
vom niedrigen auf den hohen Druckbereich gewährt wird.
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Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die das Rohrfedermeßgliedendstück
mit dem Zahnsegmenthebel
koppelnde Zugstange in ein dreiteiliges
Hebelsystem aufgeteilt ist, welches aus zwei Außenhebeln besteht, die von einer
dazwischen angeordnetem Gelenkstange drehbar zusammengefaßt sind, wobei das jeweilige
freie Ende der Außenhebel mit dem Rohrfedermeßgliedendstück bzw. mit dem Zahnsegmenthebel
starr verbunden ist.
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Der Erfindungsgegenstand wird an Hand einer Skizze dargestellt und
im folgenden näher erläutert.
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Es zeigen: Figur 1 Manometermeßsystem Figur 2 Im niedrigen Druckbereich
gespreizte Skalenteilung auf einem Zifferblatt.
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Das Manometermeßsystem (1) besteht aus einem Anschlußstück (2),in
welchem das Rohrfedermeßglied (3) eingelötet ist. Das Zeigerwerk (4) ist am Anschlußstück
(2) angeschraubt. Nicht dargestellt ist die Befestigung des Manometermeßsystems
(1) im Gehäuse sowie die Anordnung von Zifferblatt (5) und Zeiger.
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In bekannter Weise ist zwischen den Platinen des Zeigerwerkes (4)
das Ritzel (6) mit der Zeigerwelle (7) und dem im Ritzel (6) kämmenden Zahnsegment
(8) angeordnet.
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Die Verbindung vom RohrfedermeßgliedendstUck (9) zur Anlenkung am
Zahnsegmenthebel (10) wird erfindungsgemäß durch ein dreiteiliges Hebelsystem (11)
hergestellt, welches aus einem einerseits starr durch Lötung oder dgl. mit dem Zahnsegmenthebel
(10) verbundenen Außenhebel (12) und einem mit dem Rohrfedermeßgliedendstück (9)
ebenfalls starr verbundenen Außenhebel (13) besteht. Die Außenhebel (12 und 13)
sind andererseits gegeneinander drehbar mittels einer Gelenkstange (14) verbunden.
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Wird das Rohrfedermeßglied (3) mit Druckmedium beaufschlagt, bewegt
sich dieses in der eingezeichneten Richtung ZA".
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Gleichzeitig bewegt sich der Außenhebel 11 mit Drehpunkt um das Lager
(15) des Zahnsegments (8) in Richtung *B", wodurch sich der Winkels , der sich aus
den Längsachsen des Außenhebels (13) mit der Gelenkstange (14) ergibt, zunehmend
verringert.
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Das Zusammenwirken der Bewegungen des RohrfedermeBgliedes (3) des
Zahnsegmenthebels (10) und der stetigen Verringerung des Winkelso(bedingt, daß bei
Druckbeaufschlagung der Federweg des Rohrfedermeßgliedes (3) mit einem sich stetig
ändernden Obersetzungsverhältnis auf das Zeigerwerk (4) und damit auf den Zeiger
übertragen wird. Somit läßt sich bis zu einem bestimmten gewünschten Bereich eine
Spreizung der Skalenteilung erzielen, die genau ablesbar ist, wobei eine kontinuierliche
Verringerung der Teilungswinkel zwischen Anfang und
Ende der Skalenteilung
erfolgt, wie als Beispiel in Figur 2 aufgeführt ist.
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Um zu verhindern, daß infolge der freien Bewegungsmöglichkeiten der
Gelenkstange (14) das Zahnsegment (8) am Ritzel (6) außer Eingriff gerät, ist die
das Zahnspiel zwischen Zahnsegment (8) und Ritzel (6) ausgleichende, in der Zeichnung
nicht dargestellte Spiralfeder so angeordnet, daß ihr Drehmoment auf den Außenhebel
(12) eine in Richtung "B" gerichtete Kraft bewirkt.
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Erfindungsgemäß können die Außenhebel (12, 13) selbst als Zahnsegmenthebel
(10) bzw. als Rohrfedermeßgliedendstück (9) ausgebildet sein.
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Das erfindungsgemäße Zeigerwerk hat gegenüber den bekannten Ausführungen
den Vorteil, daß Rohrfedermeßglieder mit großer Federkonstanten auch zur Messung
niedriger Drücke eingesetzt werden können und der gesamte Meßbereich bei der vorbeschriebenen
Teilung ausgenutzt werden kann.