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Zeigerwerk für den Einbau in Messeinrichtungen
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Die Erfindung betrifft ein Zeigerwerk für den Einbau in Messeinrichtungen,
wie Manometer, Thermometer od.dgl., mit einer zwischen einer vorderen und einer
hinteren festen Trägerplatte in Abhängigkeit von einem Messwertgeber um eine Drehachse
bewegbaren und mit einem Istwertzeiger zusammenwirkenden Schwinge, sowie mit einem
von einem Schaltorgan betätigbaren Mikroschalter, der an einem an der vorderen Trägerplatte
anliegenden,
um die Drehachse bewegbaren und mit einem Sollwert
zeiger zusammenwirkenden Schwenkteil bewegungsstarr angeordnet ist, wobei ein Zahnsegment
des Schwenkteiles mit einem Ritzel der Drehachse des Sollwertzeigers im Eingriff
steht und ein zusätzliches Zahnsegment des Schwenkteiles mit einem seine Verschwenkung
bewirkenden, an einer Einstellwelle angeordneten Einstellritzel im Eingriff steht.
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Ein solches bekanntes Zeigerwerk ermöglicht es, einen bestimmten gewünschten
Messwert manuell einzustellen und anschließend einen Schaltvorgang automatisch auszulösen,
wenn dieser eingestellte Sollwert mit dem auftretenden Istwert übereinstimmt, wenn
also der Istwertzeiger mit dem Sollwert zeiger zur Deckung gekommen ist. Die Einstellung
des Sollwertes wird dabei durch Verdrehen der Einstellwelle durchgeführt. Dabei
bewegt das Einstellritzel das Schwenkteil und den Mikroschalter um deren gemeinsame
Drehachse, gleichzeitig erhält der Sollwert zeiger über sein mit dem Zahnsegment
des Schwenkteiles kämmendes Ritzel eine Verdrehung, bis der gewünschte Sollwert
erreicht ist.
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Das bekannte Zeigerwerk kann beispielsweise mit seinem Mikroschalter
ein Signal erzeugen, wenn der Istwertzeiger den eingestellten Sollwert erreicht
hat. Es ist mit diesem Zeigerwerk jedoch nieht möglich, den gesamten Bewegungsbereich
des Istwertzeigers zwischen einem unteren Sollwert und einem oberen Sollwert einzugrenzen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zeigerwerk zu schaffen,
an welchem zwei vorgegebene feste An-zeige-Grenzwerte für Schaltvorgänge unabhängig
voneinander eingestellt werden können, so daß eine Intervallschaltung möglich ist.
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Beispielsweise soll mit dem Zeigerwerk ein Kompressor in einem bestimmten
Schaltbereich ein- und ausgeschaltet werden können.
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Sinkt der Druck zum Beispiel auf 7,0 bar ab, so wird der Kompressor
eingeschaltet,
steigt der Druck dann auf 7,5 bar an, so wird der Kompressor wieder ausgeschaltet.
Das zu schaffende Zeigerwerk soll möglichst einfach und kompakt aufgebaut sein und
sich schnell und einfach aus dem Anzeigegerät auswe-chseln lassen, falls es einmal
defekt wird. Diese Bedingung ist besonders dann gegeben, wenn das Zeigerwerk für
Schiffsinstrumente verwendet wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein zweites,
gleichartig ausgebildetes Schwenkteil mit Mikroschalter an der vorderen Trägerplatte
anliegend vorgesehen ist, welches auf einen zweiten Sollwertzeiger einwirkt, wobei
das seine Verschwenkung bewirkende Einstellritzel der Einstellwelle mit dem zusätzlichen
Zahnsegment des zweiten Schwenkteiles in Eingriff bringbar ist.
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Bevorzugt ist die Ei-nstellwelle mit zu den Trägerplatten senkrechter
Achse angeordnet und in axialer Richtung verschiebbar.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen
enthalten.
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Die Erfindung erstreckt sich nicht nur auf die beanspruchten Einzelmerkmale,
sondern auch auf deren Kombination.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig.1 eine Draufsicht auf ein
Messgerät mit einem Zeigerwerk, wobei das Zifferblatt des Messgerätes teilweise
aufgebrochen ist;
Fig.2 eine Seitenansicht des Zeigerwerkes in Richtung
des Pfeiles gemäß Fig.1 mit teilweisem Schnitt; Fig.3 einen Schnitt längs der Achse
der Zeiger; Fig.4 eine Ansicht der Einstellwelle mit einem Schnitt durch die Lagerplatte
und die Trägerplatten.
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Das Zeigerwerk ist in einem Gehäuse 10 eines Messgerätes unterhalb
des Zifferblattes 11 lösbar befestigt. Es ist aus einer vorderen Trägerplatte 12
und einer hinteren Trägerplatte 13 aufgebaut, die mit Hilfe von mehreren Säulen
14 in einem bestimmten festen Abstand zueinander gehalten sind. In den beiden Trägerplatten
12 und 13 ist eine senkrecht zur Plattenebene angeordnete Drehachse 15 einer mit
einem Messwertgeber 16 verbundenen Schwinge 17, die sich zwischen den beiden Trägerplatten
12 und 13 befindet, gelagert. Der Messwertgeber 16 kann eine mit Druck oder Temperatur
beaufschlagte Röhren- oder Plattenfeder sein.
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Die Schwinge 17 weist ein Zahnsegment 18 auf, welches sich mit einem
Ritzel 19 einer in den Trägerplatten 12 und 13 gehaltenen Drehachse 20 im Eingriff
befindet. Am vorderen Ende der Drehachse 20 ist auf diese ein Istwertzeiger 21 aufgesetzt.
Um die Drehachse 20 herum ist eine Spiralfeder 22 angeordnet, die die Drehachse
unter Drehspannung hält.
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An der Vorderseite der vorderen Trägerplatte 12 liegt ein um die Drehachse
15 der Schwinge 17 bewegbares Schwenkteil 23 an, an dem ein Mikroschalter 24 befestigt
ist. Der Mikroschalter 24 läßt sich an dem Schwenkteil 23 anschrauben. Das Schwenkteil
23 weist zwei Zahnsegmente mit unterschiedlichen Radien auf. Ein Zahnsegment 25
greift in ein Ei-nstellritzel 26 ein, welches an einer senkrecht zu den Trägerplatten
12 und 13 an
diesen gelagerten Einstellwelle 27 ausgebildet ist.
Mit Hilfe dieses Einstellritzels 26 läßt sich das Schwenkteil 23 um die Drehachse
15 verschwenken. Ein weiteres Zahnsegment 28 steht mit einem Ritzel 29 einer Hohlwelle
30 im Eingriff, die koaxial zu der Drehachse 20 angeordnet und um diese drehbar
ist. Sie trägt an einem ihrer Enden einen Sollwertzeiger 31.
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Hinter der vorderen Trägerplatte 12 ist an dieser parallel zu dem
Schwenkteil 23 ein gleichartig ausgebildetes Schwenkteil 32 angeordnet. Sein Zahnsegment
33 ist für den Eingriff mit dem Einstellritzel 26 vorgesehen, während sein Zahnsegment
34 sich mit einem Ritzel 35 einer Hohlwelle 36 im Eingriff befindet, die ebenfalls
koaxial zu der Drehachse 20 angeordnet ist und sich um diese drehen kann. An dem
von dem Ritzel abgewandten Ende der Hohlwelle 36 ist ein Sollwertzeiger 37 angeordnet.
Auch das Schwenkteil 32 ist mit einem Mikroschalter 38 versehen, der an seiner Unterseite
be-festigt ist.
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Durch Verdrehung des Einstellritzels 26 wird entweder das Schwenkteil
23 oder das Schwenkteil 32 um die Drehachse 15 verschwenkt und dabei wird entweder
der Mikroschalter 24 oder der Mikroschalter 38, der jeweiIs in einem Abstand zu
einem vom Messwertgeber 16 bewegbaren, an der Drehachse 15 angeordneten Schaltorgan
39 bzw. 40 steht, eingestellt. Die Schaltorgane 39 und 40 sind an der Drehachse
15 der Schwinge 17 befestigt, so daß sie sich mit der Schwinge 17 um die Drehachse
15 bewegen können.
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Jedes Schaltorgan 39 bzw. 40 wirkt auf einen Schalthebel 41 bzw.
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42 ein, der an seinem Schwenkteil 23 bzw. 32 gelagert ist und mit
dem Druckteil des Mikroschalters 24-bzw. 38 in Berührung steht.
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Bei einer bestimmten Drehung der Schwinge 17-wird mit Hilfe des Schaltorganes
39 bzw. 40 über den Schalthebel 41 bzw. 42 der Druckteil des Mikroschalters 24 bzw.
38 betätigt. Die Schaltorgane 39 und 40 sind an ihrem Umfang mit Nocken versehen,
die
die Betätigung der Schalthebel 41 und 42 auslösen.
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Dabei hängt die Größe der Verschwenkung der Schwinge 17 und der Schaltorgane
39 und 40 jeweils von der Stellung der Schwenkteile 23 und 32 an der vorderen Trägerplatte
12 ab.
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Jeder möglichen Stellung des Schwenkteiles 23 entspricht ein von dem
zugehörigen Sollwertzeiger 31 angezeigter Messwert, während jeder möglichen Stellung
des Schwenkteiles 32 ein von dem Sollwertzeiger 37 angezeigter Messwert entspricht
Die mit der Drehung der Schwinge 17 um ihre Drehachse verbundene Bewegung des Istwertzeigers
21 ist bei dem Zeigerwerk durch die beiden Sollwertzeiger 31 und 37 lnsof-ern begrenzt,
da der vordere Mikroschalter 24 ausgelbtt Wird, wenn der Istwertzeiger 21 mit dem
Sollwertzeiger 31 zur Deckung kommt, der mit dem vorderen Schwenkteil 23 in Verbindung
steht, und da der hintere Mik-roschalter 38 ausgelöst wird, wenn der Istwertzeiger
21 mit dem Sollwertzeiger 37 zur Deckung kommt.
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der mit dem hinteren Schwenkteil 32 in Verbindung steht.
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Die Verschwenkung beider Schwenkteile 23 und 32 wird bei dem erfindungsgemäßen
Zeigerwerk mit Hilfe der einzigen Einstellwelle 27 durchgeführt. Zu diesem Zweck
ist das vordere Ende der Einstellwelle 27 als Vierkant 43 ausgebildet. Auf den Vierkant
43 Iäßt sich ein Handrad aufsetzen, um die Welle zu verdrehen. Zur Lagerung der
Einstellwelle 27 ist auf die vordere Trägerplatte 12 eine parallele Lagerplatte
44 mit Hilfe von Saulen 45 aufgesetzt. Die Einstellwelle 27 durch dringt zwischen
der Lagerplatte 44 und der hinteren Trägerplatte 13 die vordere Trägerplatte 12
längs ein-er Bohrung 46 Diese ist so groß ausgeführt, daß das Einstellritzel 26
in axialer Richtung durch die Bohrung 46 hindurchbewegt werden kann Die Einstellwelle
27 ist an dem Zeigerwerk in axialer Richtung
verschiebbar ausgebildet.
Ihr Einstellritzel 26 ist im Bereich der vorderen Platte 12 angeordnet, und zwar
hat die Ein-stellwelle 27 ihre vordere Endstellung, wenn sich das Einstellritzel
26 an der Vorderseite der Trägerplatte 12 befindet und seine hintere Begrenzungsebene
mit der vorderen Begrenzungsebene der Trägerplatte 12 zusammenfällt. Die hintere
Endstellung der Ein-stellwelle 27 ist dann erreicht, wenn sich das Einstellritzel
26 nach Durchlaufen der Bohrung 46 hinter der vorderen Trägerplatte 12 befindet,
wobei seine vordere Begrenzungsebene mit der hinteren ;Begrenzungsetene der Trägerplatte
12 zusammenfällt. Da an der Verderseite der Trägerplatte 12 das Schwenkteil 23 anliegt,
befindet sieh das Ein-stellritzel 26 mit dem Zahnsegment 25 des Schwenkteiles 23
im Eingriff, wenn die Einstellwelle 27 ihre vordere Endstellung einnimmt. Das Einstellritzel
26 befindet sich mit dem Zahnsegment 33 des hinteren Schwenkteiles 32, welches an
der Hinterseite der Trägerplatte 12 angeordnet ist, im Eingriff, wenn die Einstellwelle
27 ibre hintere Endstellung einnimmt.
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Die vordere Endstellung der Einstellwelle 27 wrd von einem an der
Einstellwelle 27 befestigten Bund 47 bestimmt, der dann an der Himterseite der Lagerplatte
44 anliegt Im Ruhezustand nimmt die Einstellwelle 27 diese Stellung ein, weil zwischen
ihrem hinteren Ende und der hinteren Tragerplatte 13 eine Druckfeder 48 angeordnet
ist die den Bund 47 an die Lagerplatte 44- andrückt. An ihrem hinteren Ende ist
die Einstellwelle -27 teleskopartig gelagert, und zwar ist ihr hinteres Ende als
Hohlwelle 49 ausgebildet, die auf einen in der hinteren Trägerplatte 13 befestigten
Führungsstift 50 aufgesteckt ist Der außere Durchmesser des Führungsstiftes, der
senkrecht aus der hinteren Tragerplatte 13 herausragt, entspricht dem inneren Durchmesser
der Hohlwelle 49. Die Druckfeder 48 ist im- Bereich von Führungsstift 50 und Hohlwelle
49 angeordnet und stützt sich mit einem Ende an der hinteren Trägerplatte 13 und
mit ihrem anderen Ende an einem Bund 51
ab, der im hinteren Endbereich
der Einstellwelle 27 ausgebildet ist.
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Die Einstellwelle 27 läßt sich also über den Vierkant 43 und das dort
aufgesetzte Handrad nicht nur um ihre Achse drehen, sondern auch längs ihrer Achse
nach hinten verschieben. Dabei nimmt sie ihre hin-tere Endstellung dann ein, wenn
das freie Ende der Hohlwelle 49 an einem Bund 52 in axialer Richtung anliegt, der
am unteren Ende des Führungsstiftes 50 ausgebildet ist. In dieser Endstellung befindet
sich das Einstellritzel 26 im Eingriff mit dem hinter der Trägerplatte 12 angeordneten
Schwenkteil 32.
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Diese Ausbildung der Einstellwelle 27 ermöglicht es, sowohl den Sollwert
zeiger 31, als auch den Sollwert zeiger 37 einzuder stellen. Befindet sich die Einstellwelle
27 in vorderen Endstellung, so bewirkt ihre Drehung über das Handrad eine Verschwenkung
des vorderen Schwenkteiles 23 und damit die Einstellung des Sollwertzeigers 31.
Wird die Einstellwelle 27 über das Handrad am Vierkant 43 in axialer Richtung entgegen
der Wirkung der Druckfeder 48 verschoben und dann im verschobenen Zustand in der
hinteren Endstellung verdreht , so wird durch eine Verschwenkung des Schwenkteiles
32 der Sollwertzeiger 37 eingestellt.
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Das Zeigerwerk ist durch die Ausbildung dieser einzigen Einstellwelle
kompakt ausgeführt. Mit ihr läßt sich sowohl ein unterer Sollwert als auch ein oberer
Sollwert in einfacher Weise einstellen.
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Als Schalter kommen für das. Zeigerwerk in Betracht: Mikroschalter,
Näherungsinitiatoren, Hall-Effekt-Schalter, optoelektronische Schalter und sonstige
magnetfeldgesteuerte Schalter, z.B. Reed-KontaRte.
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L e e r r s e e i t e