DE2755355C2

DE2755355C2 - Manometer mit Bourdonfedermeßglied

Info

Publication number: DE2755355C2
Application number: DE19772755355
Authority: DE
Inventors: Siegfried 6000 Frankfurt Giegold; Werner 6380 Bad Homburg Schöse
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Vdo Dresser 6000 Frankfurt De GmbH
Priority date: 1977-12-12
Filing date: 1977-12-12
Publication date: 1986-01-02
Also published as: DE2755355A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Manometer mit Bourdonfedermeßglied, dessen Gesamtmeßbereich in zwei Druckmeßbereiche mit unterschiedlicher Charakteristik unterteilt ist, mit einem im Auslenkbereich des Bourdonfedermeßglieds angeordneten Anschlagelement.

Es ist bereits ein Manometer bekannt (US-PS 04 548), bei dem die Federkonstante des Bourdonfedertneßglieds dadurch geändert wird, daß beim Überschreiten eines vorgegebenen unteren Druckmeßbereichs das BourdonfedermeBglied gegen ein Anschlagelement stößt, so daß ein Teilstück der Gesamtlänge des Bourdonfedermeßglieds zwischen dem Ende, an dem das Bourdonfedermeßglied ortsfest in dem Manometer angeordnet ist und dem Anschlag bei einer weiteren Druckerhöhung für die Auslenkung des Zeigers unwirksam wird. In dem letztgenannten Fall bewirkt nur noch der Abschnitt der Gesamtlänge des Bourdonfedermeßglieds, das über das Anschlagelement hinausreicht und dessen Ende mit der Zeigerwelle verbunden ist, eine weitere Auslenkung des Zeigers, wenn auch in geringerem Maße. — Die Änderung der Federkonstanten des Bourdonfedermeßglieds ist also bei diesem Manometer allein auf eine Änderung der für die Zeigerauslenkung wirksamen Länge des Bourdonfedenneßglieds zurückzuführen. Mit diesem bekannten Manometer ist es möglich, gegenüber einem unteren normalen Drückmeßbereich den höher liegenden Dnickmeßbereich zusammenzudrücken.

Es ist des weiteren ein Manometer bekannt (US-PS 39 11 748), bei dem das Bourdonfedermeßglied aus einem flachen gewundenen Abschnitt und einem schraubenförmig gewundenen Abschnitt besteht Dadurch vrird ein Bourdonfedermeßglied erhalten, das die Vorteile einer flach gewundenen Eourdonfeder — einfache Herstellung und großer Bewegungsweg — mit den Vorteilen einer schraubenförmigen Bourdonfeder -■· Höhe, Genauigkeit und einfache Eichung — verbindet
Schließlich ist es bekannt, kreisförmig oder spiralför-

Zu inig gebogene Scurdonfcdem mit !ängsvsrlaufenden Einfaltungen zur Erhöhung der Empfindlichkeit und des Arbeitsvermögens zu versehen (DE-AS 11 70 159).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Manometer mit Bourdonfedermeßglied zu schaffen, das einen normalen oberen Druckmeßbereich aufweist, demgegenüber jedoch ein teuerer Druckmeßbereich praktisch beliebig gespreizt ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Manometer der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß zur Spreizung des unteren Druckmeßbereichs ein erstes Bourdonfederelement mit relativ niedrigem Widerstandsmoment zu einem zweiten Bourdonfederelement mit relativ hohem Widerstandsmoment in Reihe geschaltet ist daß ein der Übergangssteile von dem ersten zu dem zweiten Bourdonfederelement abgewandtes Ende des ersten Bourdonfederelements ortsfest angeordnet ist daß ein der Übergangsstelle von dem ersten zu dem zweiten Bourdonfedere'wnent abgewandtes Ende des zweiten Bourdonfederelements mit einer Zeigerwelle gekuppelt ist und daß der Anschlag im Auslenkbereich des zweiten Bourdonfederelements angeordnet ist

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Manometers ist im unteren gespreizten Druckmeßbereich im wesentlichen das erste Bourdonfederelement mit relativ niedrigem Widerstandsmoment wirksam, zusätzlich zu dem stets eingeschalteten zweiten Bourdonfederelement mit relativ honem Widerstandsmoment. Das Anschlagelement übt in diesem unteren gespreizten Druckmeßbereich keine Funktion aus. Die >nzeigek^nnlinie im unteren gespreizten Bereich zeigt einen hohen druckproportionalen Anstieg, da die Auslenkung des Endes des gesamten Bourdonfedermeßglieds, das mit der Zeigerwelle gekuppelt ist, infolge des wirksamen niedrigen Widerstandsmoments des ersten Bourdonfederelements pro Druckeinheit groß ist. Das Ende des unteren gespreizten Druckmeßbereichs wird erreicht, wenn das Bourdonfedermeßglied an das Anschlagelement gedrückt wird, so daß bei weiterer Druckerhöhung nur noch das zweite Bourdonieclermeßelement mit verhältnismäßig großem Widerstandsmoment zwischen dem Anschlagelement und dem Ende, das mit der Zeigerwelle gekuppelt ist, wirksam ist. Daher wächst nun die Auslenkung des Zeigers pro zusätzlieher Druckeinheit nur noch in der normalen, durch das relativ hohe Widerstandsmoment des zweiten Bourdonfederelements bestimmten Weise.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Manometers

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hat den wesentlichen Vorteil daß die Anzeigecharakte- Kraft einer Spiralfeder 9 auslenkbar.

ristiken in dem unteren und in dem oberen Druckmeß- Im einzelnen besteht das Bourdonfedermeßglied aus

bereich sowie die Obergangsstelle des unteren Druck- einem ersten Bourdonfederelement, das als Schrauben-

meßbeieichs zum oberen Druckmeßbereich weitge- feder 10 ausgebildet ist

hend freizügig gewählt werden können. 5 Das Rohr des Bourdonfedermeßglieds ist im Bereich

In einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Ma- der Schraubenfeder 10 abgeflacht An einer Obergangs-

nometers ist vorgesehen, daß das erste Bourdonfeder- stelle 11 geht die Schraubenfeder in ein zweites Bour-

element aus einer Schraubenfeder besteht und daß das donfederelement über, das als '/«-C-Rohrfeder 12 ge-

zweite Bourdonfederelement als '/₄-C-Rohrfeder aus- formt ist Die '/«-C-Rohrfeder hat im Unterschied zu der

gebildet ist io Schraubenfeder hier einen runden Querschnitt

Diese Ausführungsform kann mit verhältnismäßig ge- Im Auslenkbereich der 'A-C-Rohrfeder 12, und zwar

ritigem zusätzlichen Aufwand gefertigt werden. Sie er- in der Nähe der Obergangsstelle 11 zu der Schraubenfe-

möglicht bei robuster Ausbildung des Meßwerks eine der 10, ist ein Anschlagelement 13 an dem Gehäuse

besonders große Spreizung des unteren Druckmeßbe- einstellbar angebracht

reichs, die von der Anzahl der Gänge der Schraubenfe- 15 Wenn das in F i g. 1 dargestellte Bourdonfedermeß-

der bestimmt wird. glied 2 mit einem wachsenden Druck beaufschlagt wird,

Besonders vorteilhaft ist die voranstehende Variante versucht sich die Schraubenfeder aufzudrehen und,

mit den Merkmalen ausgebildet daß die Schraubenfe- wenn auch in schwächerem Maße, die '/«-C-Rohrfeder

der und die '/«-C-Rohrfeder aus einem Rohrstück ge- zu strecken. Dadurch bewegt sich das zweite Ende 4 des

formt sind und daß das die Schraubenfeder bildende 20 Bourdonfedermeßglieds 2 nach oben, ^siese Bewegung

Teilstück des Rohrstücks einen abgeflachten Quer- wird auf die Zeigerwelle 7 übertragen, c"-:e um einen

schnitt aufweist druckproportionalen Winkel gedreht wird. Da infolge

Diese Ausführungsform ist besonders robust, da kei- des verhältnismäßig geringen Widerstandsmoments der

ne Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Bour- Schraubenfeder 10 die Auslenkung des zweiten Endes 4

donfederelement herzustellen ist vielmehr gehen beide 25 pro Rate des Druckanstiegs verhältnismäßig groß ist,

Bourdonfederelemente nahtlos ineinander über. Abge- liegt hier der gespreizte, untere Druckmeßbereich vor.

sehen davon läßt sich dieses Bourdonfedermeßglied aus Das Ende dieses unteren gespreizten Druckmeßbe-

einetn Rohrstück in besonders unkomplizierter Weise reichs wird erreicht, wenn die '/«-C-Rohrfeder 12 an das

herstellen. Anschlagelement 13 anstößt Bei weiterem Druckan-

Eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Mano- 30 stieg wirkt sich im wesentlichen nur noch die zunehmen-

meters besteht darin, daß die Bourdonfederelemente de Streckung des Teilstücks 14 der V₄-C-Rohrfeder auf

durch eine C-Rohrfeder mit elliptischem Querschnitt die Verstellung der Zeigerwelle aus. Da hierbei ein ver-

der in einen weiter abgeflachten Querschnitt mit einge- hältnismäßig großes Widerstandsmoment der üblichen

zogenen schmalen Seiten übergeht, gebildet werden. '/«-C-Rohrfeder überwunden werden muß, erfolgt hier

Bei dieser Variante wird nicht die Formgebung des 35 nur noch ein normaler druckproportionaler Anstieg der Bourdonfedermeßglieds als solche variiert die als Winkeiausienkung der Zeigerwelle Der Zeiger befindet C-Rohrfeder beibehalten werden kann. Dieses Bour- sich hierbei in dem zweiten normalen Druckmeßbe-

donf edcrmeßglied läßt sich also ohne jede andere Ände- reich.

rung des Meßwerks in das Manometer einsetzen. Die F i g. 2 zeigt einen abgeflachten Querschnitt mit einunterschiedlichen Widerstandsmomente des ersten und 40 gezogenen schmalen Seiten 15 und 16, zu dem ein Bourdes zweiten Bourdonfederelements werden hier aus- donfederelement geformt ist das in ein zweites Bourschließlich durch die Querschnittsformen der Bourdon- donfederelement mit elliptischem Querschnitt übergeht federelemente bestimmt Das eine Bourdonfederelement entspricht dabei der

Schließlich können die unterschiedlichen Wider- Schraubenfeder 10 in F i g. 1 und das zweite Bourdonfestandsmomnnte beider Bourdonfederelemente in einfa- 45 derelement der '/«-C-Rohrfeder 12 in Fig. 1. Entsprecher Weise dadurch realisiert werden, daß die Bourdon- chend dem Verhältnis des Widerstandsmoments des federelemente durch eine C-Rohrfeder mit einem ersten Bourdonfederelements mit elliptischem Querschnitt zu schmalen Bourdonfederelement und einem zweiten dem Widerstandselement mit dem abgeflachten Querbreiteren Bourdonfedereisment gebildet werden. schnitt nach F i g. 2 werden auch hier zwei druckpropor-Sj Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ma- 50 tionale Druckmeßbereiche gebildet wobei der untere Sj nometers und eine Einzelheit eines zweiten Ausfüh- Druckmeßbereich gegenüber dem oberen normalen λ» rungsbeispiels des Manometers werden im folgenden Druckmeßbereich gespreizt ist.

|i anhand einer Zeichnung mit zwei Figuren erläutert Es

U zeigt Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

'■,', F i g. 1 das Meßwerk eines Manometers mit genpreiz- 55

V tem unteren Druckmeßbereich in einer schematischen
M Draufsicht und

|ä F i g. 2 den Querschnitt durch ein Bourrfonfederele-

Y ment einer zweiten Ausführungsform in einer vergreif Berten Darstellung. 60
ψ In F i g. I ist in einem Gehäuse 1 ein Bourdonfsder-

Γ, meßglied 2 untergebracht, dessen erstes Ende 3 an dem
-■■■ Gehäuse befestigt ist und mit einer Anschlußstelle für
; das Medium, dessen Druck zu messen ist, verbunden ist
• Das zweite Ende 4 des Bourdonfedermeßglieds ist über es

; ein Verbindungsglied 5 n ein Zahnsegment 6 angelenkt.

Das Zahnsegment greift in ein auf einer Zeigerwelle 7

sitzendes Ritzel 8 ein. Die Zeigerwelle ist entgegen der

Claims

Patentansprüche:

1. Manometer mit Bourdonfedermeßglied, dessen Gesamtmeßbereich in zwei Druckmeßbereiche mit unterschiedlicher Charakteristik unterteilt ist, mit einem im Auslenkbereich des Bourdonfedermeßglieds angeordneten Anschlagelement, dadurch gekennzeichnet, daß zur Spreizung des unteren Druckmeßbereichs ein erstes Bourdonfederelement (Schraubenfeder 10) mit relativ niedrigem Widerstandsmoment zu einem zweiten Bourdonfederelement ('/.«-C-Rohrfeder 12) mit relativ hohem Widerstandsmoment in Reihe geschaltet ist, daß ein der Übergangsstelle (11) von dem ersten zu dem zweiten Bourdonfederelement abgewandtes Ende (3) des ersten Bourdonfederelements ortsfest angeordnet ist, daß ein der Obergangsstelle (11) von dem ersten zu dem zweite* Bourdonfederelement abgewandtes Ende des zweiten Bourdonicdereiemenis mit einer Zeigerwelle (J) gekuppelt ist und daß das Anschlagelement (13) im Auslenkbereich des zweiten Bourdonfederelements angeordnet ist

2. Manometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bourdonfederelement aus einer Schraubenfeder (10) besteht und daß das zweite Bourdonfederelement als '/.»-C-Rohrfeder (12) ausgebildet ist

3. Manometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daO die Schraubenfeder (10) und die V₄-C-Rohrfeder (12) aus einem RpbrstQck geformt sind und daß das die Schraubenfeder bildende Teilstuck des Rohrstücks einen abgedachten Querschnitt aufweist.

4. Manometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bourdonfederelemente durch eine C-Rohrfeder mit elliptischem Querschnitt, der in einen weiter abgeflachten Querschnitt mit eingezogenen schmalen Seiten (15,16) übergeht, gebildet werden.

5. Manometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bourdonfederelemente durch eine C-Rohrfeder mit einem ersten schmalen Bourdonfederelement und einem zweiten breiteren Bourdonfederelement gebildet werden.