DE3204309C2 - - Google Patents
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- G—PHYSICS
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- G—PHYSICS
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- G01L9/14—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means involving the displacement of magnets, e.g. electromagnets
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung zur Überwachung
des Überschreitens einer be
stimmten Druckdifferenz in einem Druckfluidsystem nach Erreichen
einer bestimmten Fluidtemperatur, bestehend aus einem Gehäuse
mit einem darin abgedichtet gegen Federkraft verschieblichen
Kolben, dessen Seiten den zu vergleichenden Drücken ausgesetzt
sind, einem entgegengesetzt zu dem Kolben verschieblichen An
zeigeglied, einem Paar zusammenwirkender Permanentmagnete, von
denen der erste mit dem Kolben und der zweite mit dem Anzeige
glied entlang einer gemeinsamen Achse verschiebbar ist und deren magnetische Vorzugsrichtungen in
ein und dieselbe Richtung weisen, die mit einer der durch diese Achse bestimmten Richtungen zu
sammenfällt, sowie mit einem dem Fluid thermisch ausgesetzten Bimetall
streifen zum Verhindern der Betätigung des Anzeigegliedes bei
Temperaturen unterhalb der bestimmten Fluidtemperatur.
Anzeigeeinrichtungen dieser Art werden beispielsweise zur An
zeige der Verstopfung von Filtern in Ölumlaufsystemen verwendet,
um kenntlich zu machen, daß der Filter gereinigt oder ausge
wechselt werden muß. Da der Druckabfall am Filter proportional
zu seiner Verschmutzung zunimmt, läßt sich eine brauchbare
Anzeige durch Verwendung einer den Druckabfall am Filter
messenden Einrichtung erhalten, die anspricht, wenn der Druck
abfall am Filter einen vorbestimmten Wert erreicht.
Es sind verschiedene Einrichtungen bekannt, die das Ver
stopfen eines solchen Filters äußerlich anzeigen und da
bei gleichzeitig auch die Temperatur des Fluids berück
sichtigen, so daß ein falsches Verstopfungssignal bei
niedrigen Temperaturen vermieden wird, bei denen der Druck
abfall aufgrund der höheren Viskosität des Fluids größer
als bei der normalen Betriebstemperatur ist.
Bei einer bekannten Anzeigeeinrichtung der eingangs genann
ten Art (US-PS 29 42 572) ist ein erstes magnetisches Ele
ment so angeordnet, daß es ein zweites magnetisches Element
so lange anzieht, wie die beiden Elemente um weniger als
einen bestimmten Abstand voneinander getrennt sind. Ein Vor
spannmechanismus treibt das zweite magnetische Element in
eine Anzeigestellung, wenn immer der vorbestimmte Abstand
überschritten wird. Das erste magnetische Element ist zu
sammen mit einem Kolben hin- und herbeweglich, der auf
Druckänderungen anspricht und wird normalerweise gegen das
zweite magnetische Element durch eine vorbestimmte Kraft
vorgespannt. Das zweite magntische Element ist gleichfalls
mit einem Kolben hin- und herbeweglich und ist, während es
bei genügend nahem Abstand gegen das erste Element durch die
magnetische Anziehungskraft gehalten wird, normalerweise in
Richtung von dem ersten magnetischen Element weg vorgespannt.
Die Vorspannkraft ist so bemessen, daß sie die magnetische
Anziehungskraft zu überwinden vermag, wann immer das erste
und das zweite magnetische Element um den vorbestimmten Ab
stand voneinander getrennt werden. Die Größe der magneti
schen Anziehungskraft im Verhältnis zu der Vorspann-Feder
kraft bestimmt die vorausbestimmte Druckdifferenz, bei wel
cher die Einrichtung anspricht. Um ein Ansprechen bei nie
rigen Temperaturen zu verhindern, ist ein Bimetallstreifen
vorgesehen, der die Bewegung des zweiten magnetischen Ele
mentes verhindert, wenn die Temperatur unterhalb eines be
stimmten Wertes liegt. Der Bimetallstreifen besteht aus zwei
gebogenen Streifenabschnitten, die durch Schweißung mitein
ander verbunden sind und sich mit fallenden Temperaturen
nach einwärts verformen. Das Element zieht sich nach einwärts
zusammen, so daß der Innenstreifen über einen Flansch zu lie
gen kommt und dadurch die Betätigung des Druckanzeigers ver
hindert. Die Bimetallelemente sind somit bei niedrigen Tempe
raturen beträchtlichen Beanspruchungen unterworfen. Dies führt
zu gelegentlichen Ermüdungserscheinungen der Bimetallelemente
und dadurch zum Ausfall der Anzeigeeinrichtung. Darüber
hinaus ist diese Einrichtung kompliziert im Aufbau und teuer
in der Herstellung.
Bei einer anderen bekannten Anzeigeeinrichtung zur Überwachung
des Überschreitens einer bestimmten Druckdifferenz unter Be
rücksichtigung der Fluidtemperatur (US-PS 31 25 062) ist gegen
einen der Druckdifferenz unterworfenen Kolben in dessen Ver
schieberichtung ein Steuerglied unter Federkraft angepreßt, das
von einem ringförmigen Bimetallstreifen unterhalb einer bestimm
ten Fluidtemperatur gegen die Kraft dieser Feder abgefangen ist.
Wird diese bestimmte Fluidtemperatur überschritten, folgt das
Steuerglied dem Kolben bei dessen Verschiebung und gibt über
ein dabei gelöstes Kugelgesperre ein unter derselben Feder in
Gegenrichtung belastetes Halteglied für einen hohlzylindrischen
Permanentmagneten frei, der einen davon umschlossenen, entgegen
gesetzt gepolten zweiten Permanentmagneten mit dem daran be
festigten Anzeigeglied in dessen Anzeigestellung mitnimmt.
Eine weitere bekannte Anzeigeeinrichtung zur Überwachung des
Überschreitens einer bestimmten Druckdifferenz unter Berück
sichtigung der Fluidtemperatur (US-PS 31 17 550) verwendet
ein elastisch instabiles Element in Gestalt einer sphärischen
oder konischen Bimetallscheibe, die längs ihres Umfangs einge
spannt und abgedichtet ist, so daß die auf die Scheibe wirkende
resultierende Kraft aus der Druckdifferenz in einer Richtung
wirkt, welche die Scheibe flachzudrücken versucht. Wenn eine
kritische Größe dieser Kraft erreicht ist, wird die Scheibe
jedoch augenblicklich mit beträchtlicher Kraft bei einer ge
wünschten Druck- und Temperaturkombination umschnappen und in
der umgeschnappten Stellung verbleiben, bis sie von Hand oder
automatisch zurückgestellt wird, wenn der Betätigungsdruck
abgebaut ist. Diese Einrichtung ist gleichfalls komplex im
Aufbau und erfordert eine genaue Kalibrierung der Scheibe
hinsichtlich ihres Ansprechens auf die Druck- und Temperatur
kombination.
Noch eine andere bekannte Anzeigeeinrichtung zur Überwachung
des Überschreitens einer bestimmten Druckdifferenz mit einem
temperaturempfindlichen Element (US-PS 38 12 816) weist einen
druckempfindlichen Mechanismus und ein davon betätigbares
Anzeigeelement auf. Der druckempfindliche Mechanismus bewegt
sich unter dem Einfluß der in einem Fluid-Handhabungssystem
erzeugten Differenzdrucks und gestattet eine geeignete Anzeige,
wenn eine bestimmte Druckdifferenz an den Teilen des Systems
herrscht. Die Einrichtung enthält ferner einen Verriegelungs
mechanismus, der sicherstellt, daß die Anzeige erhalten bleibt,
bis die Ursachen der Druckdifferenz beseitigt sind. Die Ein
richtung enthält auch ein temperaturempfindliches Element in
Gestalt eines bimetallischen Wendelstreifens, der mit einem
Ende an einem kolbenförmigen Körper und mit dem anderen Ende an
einem Kopfschaft und einem Kopf befestigt ist und diesem eine
Drehbewegung erteilt. Wenn die Fluidtemperatur zunimmt, wird
der Kopf von dem sich ausdehnenden Bimetallstreifen entgegen
dem Uhrzeigersinn verdreht, bis Rasten- oder Nockenflächen
in eine Stellung hinter Verriegelungskugeln bewegt sind. Die
Kugeln können sich dann frei aus einem teilweisen Eingriff mit
einem Schlitz zurückziehen, wodurch der Kolben sich frei in
Abhängigkeit von jeglicher Druckdifferenz des Fluids bewegen
vermag, so lange die Fluidtemperatur aufrechterhalten bleibt.
Auch diese Einrichtung ist im Aufbau kompliziert und erfordert
eine sehr genaue Bearbeitung der Einzelteile, die den Ver
riegelungsmechanismus bilden.
Alle vorerwähhnten bekannten Anzeigeeinrichtungen sind somit
aufwendig und teuer in der Herstellung. Darüber hinaus ver
suchen diejenigen Einrichtungen, welche Bimetallstreifen ver
wenden, die Bewegung eines Kolbens zu verhindern, wenn dieser
bei kaltem Fluid hohen Druckdifferenzen unterworfen ist. Dies
führt gegebenenfalls zu einer Überlastung der Teile mit mög
licherweise dem Ausfall der Bimetallelemente.
Schließlich ist auch bereits eine Anzeigevorrichtung zur Über
wachung des Überschreitens einer bestimmten Druckdifferenz
ohne Berücksichtigung der Fluidtemperatur bekannt (DE-OS 26 27 288),
bei welcher ein der Druckdifferenz der Fluide ausgesetzter Kolben
einen hülsenförmigen Permanentmagneten haltert, der einen gleich
gepolten zentralen Permanentmagneten am inneren Ende eines An
zeigegliedes umschließt, welcher gleichsinnig zum hülsenförmigen
Permanentmagneten gepolt und derart angeordnet ist, daß der
hülsenförmige Magnet bei der Verschiebung des Kolbens aus einer
ersten stabilen magnetischen Stellung gegenüber dem zentralen
Magneten über eine instabile Zwischenstellung hinaus verschoben
wird, die aufgrund der Abstoßung der gleichnamigen Magnetpole
zur entgegengesetzten Verschiebung des zentralen Magneten mit
dem Anzeigeglied führt. Bei dieser bekannten Anzeigevorrichtung
besteht jedoch die Möglichkeit, daß sie bei tieferen Tempera
turen Fehlanzeigen aufgrund der höheren Viskosität des Fluids
führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anzeigeeinrichtung zur Über
wachung des Überschreitens einer bestimmten Druckdifferenz
in einem Druckfluidsystem nach Erreichen einer bestimmten
Fluidtemperatur zu schaffen, die bei einfachem Aufbau zuver
lässig arbeitet und bei welcher die Teile keinen gefährlichen
Beanspruchungen unterworfen sind, wenn die Temperatur des Fluids
unter dem bestimmten Niveau liegt.
Ausgehend von der bekannten Einrichtung der eingangs genannten
Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Bimetallstreifen als Kupplungsglied zwischen dem Kolben und
dem ersten Permanentmagnet ausgebildet ist, welches den
ersten Permanentmagnet nur beim Erreichen der bestimmten
Fluidtemperatur mit dem Kolben zur gemeinsamen Verschiebung
verbindet, und daß der erste Permanentmagnet
als den zweiten Permanentmagnet koaxial umschließende Hülse ausge
bildet ist und die Permanentmagnete derart zu
einander angeordnet sind, daß der erste Permanentmagnet bei seiner
Verschiebung mit dem Kolben aus einer ersten stabilen magneti
schen Stellung gegenüber dem zweiten Permanentmagnet über eine in
stabile Zwischenstellung hinaus verschoben wird, die aufgrund
der Abstoßung der gleichnamigen Magnetpole zur entgegengesetz
ten Verschiebung des zweiten Permanentmagneten mit dem daran festen
Anzeigeglied führt.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung als Kupplungsglied
ist die mechanische Beanspruchung des Bimetallstreifens
äußerst gering, da er im Fall der Kupplung nur den Magne
ten aus dessen stabiler Ruhelage heraus in die instabile
Lage und geringfügig darüber hinaus mitzunehmen braucht,
woraufhin der zweite Magnet mit dem Anzeigeglied von selbst
entgegengesetzt der Bewegung des ersten Magneten in die
Anzeigestellung bewegt wird. Die beiden Magneten wirken
somit ähnlich einer mechanischen Wippe zusammen, die zwei
stabile Endstellungen hat und bei der Bewegung des einen
Wippengliedes über eine instabile Lage hinaus zur Umschal
tung des anderen Wippengliedes in die zweite Endstellung
führt. Durch die geringe Beanspruchung ihrer Teile ver
mag die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung somit über lan
ge Zeit zuverlässig zu arbeiten und in erwünschter Weise
nur dann eine Anzeige zu liefern, wenn die Temperatur des
Fluids ihre gewünschte Größe erreicht hat.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeich
nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 ein Längsschnitt durch die beispielsgemäße
Anzeigeeinrichtung in deren Ruhe- oder Aus
gangsstellung,
Fig. 2 den gleichen Längsschnitt wie in Fig. 1, je
doch bei Überschreiten einer bestimmten Druck
differenz im kalten Zustand des Fluids und
Fig. 3 nochmals denselben Längsschnitt bei Über
schreiten der bestimmten Druckdifferenz im
warmen Zustand, d. h. der bestimmten Fluidtem
peratur entsprechenden Zustand.
In der Zeichnung ist die Anzeigevorrichtung in ihrer Gesamt
heit mit 100 bezeichnet. Die Einrichtung 100 hat ein im
wesentlichen zylindrisches Gehäuse 2 mit einer radialen
Einlaßöffnung 4 und einer axialen Auslaßöffnung 6. An die
Einlaßöffnung 4 wird beispielsweise die Einlaßseite eines
Gas- oder Flüssigkeitsfilters angeschlossen und an die Aus
laßöffnung 6 dessen Auslaßseite. Alternativ dazu können
die Einlaßöffnung 4 und die Auslaßöffnung 6 auch mit den
stromaufwärts bzw. stromabwärts gelegenen Abschnitten eines
(nicht gezeigten) hydraulischen oder pneumatischen Systems
oder einer sonstigen Anlage verbunden werden. Das Gehäuse
2 enthält eine Kammer 8, die von dem einen (linken) Gehäuse
ende 10 ausgeht und sich in Richtung zum anderen Gehäuse
ende 12 erstreckt. Am Gehäuseende 12 ist ein die Öffnung 6
bildender Durchlaß 14 vorgesehen. Die Einlaßöffnung 4 und
die Auslaßöffnung 6 stehen daher mit der Kammer 8 in Ver
bindung, die eine Flüssigkeit oder ein Gas enthält, das ei
nen Kolben 20 beaufschlagt, der in der Kammer 8 des Gehäuses
2 dichtenverschieblich angeordnet ist.
Der Kopf 22 des Kolbens 20 ist in der Kammer 8 dergestalt
angeordnet, daß die Flüssigkeit bzw. das Gas von der Ein
laßöffnung 4 die eine Seite 24 des Kolbenkopfes 22 beauf
schlagt. Desweiteren beaufschlagt das Gas bzw. die Flüssig
keit von der Auslaßöffnung 6 die andere Seite 26 des Kol
benkopfes 22. Der Kolben 20 hat einen längsgerichteten An
satz 28, der am Kolbenkopf 22 ansetzt. Der Ansatz 28 er
streckt sich entlang der Längsachse 16 des Gehäuses 2. Das
eine Ende 29 des Ansatzes 28 erstreckt sich durch den
Durchlaß 14 nahe dem entgegengesetzten Ende 12 des Gehäuses
2. Am äußeren Ende 23 des Kolbenkopfes 22 ist eine ringför
mige Ausnehmung 32 ausgebildet, die sich von dem äußeren
Ende 23 zum Bodenende 21 des Kolbens 20 zu einem weiter
unten erläuterten Zweck erstreckt.
Der Kolben 20 hat ferner einen zylindrischen Ansatz 34, der
sich vom Bondenende 21 des Kolbens 20 in Richtung zum ersten
Ende 10 des Gehäuses 2 erstreckt und bei 35 endet. Der Auß
enumfang 36 des zylindrischen Ansatzes 34 hat einen klei
neren Durchmesser als der Außenumfang 35 des Kolbenkopfes 22.
Der zylindrische Ansatz 34 enthält eine erste Bohrung 38,
die sich entlang der Längsachse zu einem später erläuterten
Zweck erstreckt. In dem zylindrischen Ansatz ist im Anschluß
an das Bodenende 21 des Kolbenkopfes 22 eine Eindrehung 30
zu einem später erläuterten Zweck vorgesehen.
Zwischen dem Bodenende 18 der Kammer 8 im Gehäuse 2 und dem
Boden 31 der ringförmigen Ausnehmung 32 des Kolbenkopfes 22
befindet sich ein Vorspannglied 40. In einer bevorzugten
Ausgestaltung besteht das Vorspannglied 40 aus einer Konus
feder, welche bei der Bewegung des Kolbens 20 in der Kammer
8 gegen das Bodenende 18 zusammengedrückt wird. Somit ist
die Konusfeder zusammengedrückt und von der ringförmigen
Ausnehmung 42 aufgenommen, wenn das äußere Ende 23 des Kol
benkopfes 22 gegen das Bodenende 18 der Kammer 8 anliegt.
Das Vorspannglied 40 übt demgemäß auf den Kolben 20 eine
vom Bodenende 18 der Kammer 8 weggerichtete Kraft auf
den Kolben 20 aus.
In der Kammer 8 ist ein hülsenförmiger Magnet 50 mit ei
nem Ende 52 dem ersten Ende 35 des zylindrischen Ansatzes
34 benachbart angeordnet. Der hülsenförmige Magnet 50 hat
ferner ein entgegengesetztes Ende 54, das sich in Rich
tung zum ersten Ende 10 des Gehäuses 2 erstreckt. Ferner
hat der Magnet 50 einen inneren Umfang 56, welcher im
wesentlichen denselben Durchmesser wie die erste Bohrung
38 des zylindrischen Ansatzes 34 aufweist. Der Magnet 50
hat ferner einen Außenumfang 58. Der Nordpol 55 des Mag
neten 50 weist nach rechts und der Südpol 57 nach links
mit Bezug auf die Zeichnung.
Eine zylindrische Hülse 60 umschließt den hülsenförmigen
Magneten 50 und den zylindrischen Ansatz 34 des Kolbens 20.
Die zylindrische Hülse 60 hat einen ersten Innenumfang 62,
der im wesentlichen denselben Durchmesser wie der Innenum
fang 56 des hülsenförmigen Magneten 50 besitzt. Der erste
Innenumfang 62 erstreckt sich von dem einen Ende 64 der
zylindrischen Hülse 60 in Richtung zu deren anderen Ende
66. Mit Axialabstand benachbart zu dem ersten Innenumfang
62 ist ein zweiter Innenumfang 68 vorhanden, dessen Durch
messer im wesentlichen derselbe wie der Durchmesser des
Außenumfangs 58 des hülsenförmigen Magneten 50 ist. Auf
diese Weise befindet sich der hülsenförmige Magnet 50 inner
halb der zylindrischen Hülse 60 dergestalt, daß das entge
gengesetzte Ende 54 des hülsenförmigen Magneten 50 mit der
Schulter 61 abschließt, die zwischen dem ersten Innenumfang
62 und dem zweiten Innenumfang 68 gebildet ist. Die zylin
drische Hülse 60 hat ferner einen dritten Innenumfang 67,
der sich von dem entgegengesetzten Ende 66 zu einer Schulter
erstreckt, die zwischen dem dritten Innenumfang 67 und dem
zweiten Innenumfang 68 gebildet ist. Der zylindrische Ansatz
34 des Kolbens 20 befindet sich innerhalb des dritten Innen
umfangs 67 der zylindrischen Hülse 60. Der dritte Innenum
fang 67 hat ferner einen größeren Durchmesser als der
Außenumfang 36 des zylindrischen Ansatzes 34. Die zylindri
sche Hülse 60 hat ferner einen ersten Außenumfang 72. Dem
entgegengesetzten Ende 66 benachbart befindet sich ein zwei
ter Außenumfang 74, der an einer winkeligen Schulter 76 en
det, da der zweite Außenumfang 74 einen kleineren Durchmes
ser als der erste Außenumfang 72 aufweist. Der erste Außen
umfang 72 endet axial in Richtung zum ersten Ende 64 der
Hülse 60 an einer Kante 78, die zwischen dem ersten Außenum
fang 72 und einem dritten Außenumfang gebildet ist, welcher
im Durchmesser kleiner als der erste Außenumfang 72 ist.
Schließlich ist ein vierter Außenumfang 79 im Anschluß an
das erste Ende 64 der Hülse 60 mit einer Schulter 77 gebil
det, die zwischen dem dritten und dem vierten Außenumfang
liegt.
In der zylindrischen Hülse 60 ist eine längsgerichtete Aus
nehmung 75 ausgebildet, die sich von dem entgegengesetzten
Ende 66 zur Schulter 77 erstreckt. Innerhalb der Ausnehmung
75 ist mittels herkömmlicher Klemmittel auf dem vierten
Außenumfang 79 ein Bimetallstreifen 70 mittels seines Bime
tallelementes 71 befestigt. Das Bimetallelement 71 erstreckt
sich ferner über das entgegengesetzte Ende 66 der zylindri
schen Hülse 60 hinaus und hat einen radial nach einwärts ge
bogenen Teil 73, der sich in die Ausdrehung oder Ringnut 30
erstreckt.
In das offene Ende 10 des Gehäuses 2 ist ein Gehäuseeinsatz
80 mit einer darin ausgebildeten und nach innen offenen
ringförmigen Ausnehmung 68 und einer dazu koaxialen nach
außen offenen Bohrung 90 eingesetzt. Die ringförmige Aus
nehmung 88 erstreckt sich vom einen Ende 92 des Gehäuseein
satzes 80 in Richtung zu dessen entgegengesetzten Ende 94.
Die Bohrung 90 erstreckt sich von dem entgegengesetzten Ende
94 in Richtung zum ersten Ende 92 des Gehäuseeinsatzes. Die
zylindrische Hülse 60, der hülsenförmige Magnet 50 und der
zylindrische Ansatz 34 des Kolbens 20 sind innerhalb der
ringförmigen Ausnehmung 88 aufgenommen, derart, daß das
eine Ende 64 der Hülse 60 gegen den Boden 89 der ringför
migen Ausnehmung 88 anliegt und die erste Bohrung 38 des
zylindrischen Ansatzes 34 am Innenumfang 96 der ringförmi
gen Ausnehmung 88 des Gehäuseeinsatzes 80 verschieblich ge
führt ist. Der Gehäuseeinsatz 80 hat ferner ein Zwischen
ende 98′ da zwischen seinem einen Ende 92 und dem entge
gengesetzten Ende 94 liegt. Auf diese Weise ist der Ge
häuseeinsatz 80 mit einem kragenförigen Ansatz 91 ausge
bildet, der koaxial zum Innenumfang 96 verläuft. Der Gehäu
seeinsatz 80 trägt am Außenumfang 93 des kragenförmigen An
satzes 91 Gewindegänge 82, welche den Innenumfang 44 des
Gehäuses 2 im Gewindeeingriff erfassen. Der kragenförmige
Ansatz 91 enthält ferner an seinem Außenumfang 93 mit Ab
stand zum Zwischenende 98 eine Ringnut 84, in welche eine
O-Ringdichtung 86 eingesetzt ist. Es sollte beachtet werden,
daß, wenn der Gehäuseeinsatz 80 in das Gehäuse 2 einge
schraubt ist, sich das Zwischenende 98 im Abstand zu der
Schulter 46 befindet, so daß dazwischen eine Ausnehmung 48
gebildet ist.
Die zylindrische Hülse 60 und der Kolben 20 werden in einer
ersten oder Grundstellung von einer zu einem geschlosenen
Ring gebogenen und an den Enden verbundenen Schraubenfeder
42 gehalten, die der Ringschulter 76 der zylindrischen Hülse
60 benachbart angeordnet ist. Die Schraubenfeder 42 befindet
sich ferner in Anlage gegen eine Schulter 46 in der Ausneh
mung 48. Die Schraubenfeder 42 ist so bemessen, daß sie der
zylindrischen Hülse eine Axialbewegung längs der Achse 16
des Gehäuses 2 mit dem Kolben 20 von dessen Normalstellung
aus gestattet, wenn eine Druckdifferenz an den Öffnungen 4
und 6 auftritt, d. h., wenn der Einlaßdruck an der Öffnung 4
den Auslaßdruck an der Öffnung 6 übersteigt, so daß eine Un
zulänglichkeit des Systems, für welche die Erfindung benutzt
wird, angezeigt werden soll. Auf diese Weise wirkt der Druck,
wenn eine Druckdifferenz an den Öffnungen 4 und 6 auftritt,
auf den Kolbenkopf 22 und verschiebt den Kolben in Richtung
des Pfeils A in Fig. 1 gegen die Kraft, die von der Schrau
benfeder 42 in Richtung des Pfeils B ausgeübt wird.
Beim Überschreiten eines vorbestimmten Fluiddrucks überwin
det der Kolben 20 die Kraft der Konusfeder 40 und der
Schraubenfeder 42 und bewegt sich in Richtung des Pfeils A.
Gleichzeitig wird auch die zylindrische Hülse 60 zusammen
mit dem Kolben 20 infolge des Eingriffs des radial umgebo
genen Endes 73 des Bimetallelements 70 mitgenommen, welche
in die Ausdrehung 30 des Kolbens 20 eingreift. Dadurch ver
mag die zylindrische Hülse 60 die Kraft der Schraubenfeder
42, welche dieser auf die Ringschulter 76 ausübt, zu über
winden, indem die Schraubenfeder 62 sich radial aufweitet
und der zylindrischen Hülse 60 eine Bewegung in Richtung des
Pfeils A ermöglicht. Die Pole des hülsenförmigen Magneten 50
liegen innerhalb des Gehäuses 2 in dichter Nachbarschaft zu
den Polen des Magneten 112 des stiftförmigen Anzeigegliedes
110. Das Anzeigeglied 110 ist verschieblich von der Bohrung
90 mit Hilfe des Magneten 112 aufgenommen, der in der Ruhe
stellung gegen ein Anschlagglied 118 am Boden der Bohrung 90
anliegt. Wenn sich die zylindrische Hülse 60 bewegt, nimmt
sie folglich den hülsenförmigen Magneten 50 mit. Da die Pole
55, 57 des hülsenförmigen Magneten 50 in Richtung des Pfeils
A in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz am Kolben 20 be
wegt werden, verlagert der magnetische Fluß der entgegenge
setzten Pole den Magneten 112 entgegengesetzt in Richtung
des Pfeils C in Fig. 1, wodurch der Anzeigestift 110 veran
laßt wird, sich gleichfalls in Richtung C zu bewegen. Das eine
Ende des stiftförmigen Anzeigeglieds 110 steht dann über eine
Endkappe 120 vor, die an dem Gehäuseeinsatz 80 befestigt ist,
und liefert eine Anzeige für eine übermäßige Druckdifferenz
und veranlaßt das eine Ende 29 des Ansatzes 28 sich über das
entgegengesetzte Ende 12 des Gehäuses 2 hinaus zu erstrecken,
wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
Wenn jedoch die Fluidtemperatur unter einer vorbestimmten
Höhe liegt, wie beispielsweise unterhalb etwa 50°C, bewegt
sich die radiale Abbiegung 73 des Bimetallelements 72 von
der Längsachse 16 des Gehäuses 2 weg und gestattet dem
Kolben 20, sich frei gegenüber der zylindrischen Hülse 60
zu bewegen. Demzufolge bewegt sich der Kolben bei Auftre
ten einer Druckdifferenz bei Temperaturen unterhalb der
vorbestimmten Fluidtemperatur in Richtung des Pfeils A,
ohne den hülsenförmigen Magneten 50 mitzunehmen, und der
Anzeigestift 110 wird nicht in seiner Anzeigestellung für
das Überschreiten einer bestimmten Druckdifferenz - wie in
Fig. 2 - mitgenommen. Der Fachmann weiß, daß der Bimetall
streifen 70 so kalibriert werden kann, daß er auf verschie
dene Fluidtemperaturniveaus, entsprechend dem jeweiligen
Anwendungsfall der Erfindung, anspricht.
Wenn sich die Fluidtemperatur oberhalb eines bestimmten Tem
peraturniveaus befindet, erfaßt der radial abgebogene Teil
73 des Bimetallelement 72 die Ausdrehung 30 am zylinder
förmigen Ansatz 34, so daß die zylindrische Hülse 60 und
der hülsenförmige Magnet 50 in Richtung des Pfeils A in Ab
hängigkeit von einer Druckdifferenz an den Öffnungen 4 und
6 bewegt wird, wie dies oben beschrieben wurde.
Um die Einrichtung zurückzustellen, d. h., in die Ausgangs
stellung zu bringen, wenn der Anzeigestift 110 über die
Endkappe 20 vorsteht, muß die Schraubenfeder erneut mit der
Schulter 76 der zylindrischen Hülse 60 in Eingriff gebracht
werden. Dies geschieht automatisch mit Hilfe der Konusfeder
40, welche den Kolben 20 in einer Richtung entgegengesetzt
zu dem Pfeil A verstellt, nachdem der Zustand der übermäßi
gen Druckdifferenz am Kolben korrigiert ist, sowie ferner
von Hand durch Druck auf den Anzeigestift 110 in Richtung
entgegengesetzt dem Pfeil C. Beim Rückstellen der Einrich
tung wird diese in die in Fig. 1 gezeigte Normalstellung zu
rückgeführt, und der Anzeigestift 110 wird in der Normalstel
lung unter der Wirkung des hülsenförmigen Magneten 50 gehal
ten, der auf den Magneten 112 am Anzeigestift 110 wirkt. Der
Fachmann wird erkennen, daß in der Normalstellung der Nordpol
55 des ringförmigen Magneten 50 jenseits des Nordpols 114
des Magneten 112 liegt. In ähnlicher Weise liegt der Südpol
57 des ringförmigen Magneten 50 vor dem Südpol 116 des Mag
neten 112. Wenn sich der hülsenförmige Magnet 50 in Rich
tung des Pfeils A bewegt, bewegt sich der Südpol 56 in Rich
tung zum Nordpol 114, was aufgrund der Anziehungswirkung
der Magnete dazu führt, daß sich der Anzeigestift 110 längs
der Achse 16 in Richtung C axial bewegt.
In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß, wenn die Einrich
tung bei einem Filter oder einem anderen System gemäß obiger
Beschreibung verwendet wird, die Einrichtung grundsätzlich
von einer Bohrung oder einem (nicht gezeigten) Gehäuse um
schlossen ist. Daher muß Zurückstellung der Einrichtung, wie
oben beschrieben, der Anzeigestift 110 in die Bohrung 90 zu
rückgeführt werden.
Es dürfte klar sein, daß mit der vorstehend beschriebenen
Konstruktion Fehlanzigen für übermäßige Differenzdrücke auf
grund von Erschütterungen oder Schwingungen auftreten können,
wenn sich die tatsächliche Druckdifferenz dem kritischen Wert
nähert, so daß der Kolben 20 betätigt wird. Ein Vorteil der
vorliegenden Erfindung besteht darin, daß solche Fehlanzeigen
leicht entdeckt werden können. Dies geschieht durch manuelles
Eindrücken des Anzeigestiftes 110 in die Bohrung 90. Wenn der
Stift 110 in der Stellung gem. Fig. 1 verbleibt, hat es sich
um eine Fehlanzeige gehandelt. Wenn jedoch der Stift 110 in
die in Fig. 3 gezeigte Stellung zurückkehrt, ist tatsächlich
eine übermäßige Druckdifferenz ermittelt worden, und der
Zweck der Erfindung ist erreicht worden.
Claims (7)
1. Anzeigeeinrichtung zur Überwachung des Überschreitens einer be
stimmten Druckdifferenz in einem Druckfluidsystem nach Erreichen
einer bestimmten Fluidtemperatur, bestehend aus einem Gehäuse
mit einem darin abgedichtet gegen Federkraft verschieblichen
Kolben, dessen Seiten den zu vergleichenden Drücken ausgesetzt
sind, einem entgegengesetzt zu dem Kolben verschieblichen An
zeigeglied, einem Paar zusammenwirkender Permanentmagnete, von
denen der erste mit dem Kolben und der zweite mit dem Anzeige
glied entlang einer gemeinsamen Achse verschiebbar ist und deren magnetische Vorzugsrichtungen in
ein und dieselbe Richtung weisen, die mit einer durch die Achse bestimmten Richtungen zu
sammenfällt, sowie mit einem dem Fluid thermisch ausgesetzten Bimetall
streifen zum Verhindern der Betätigung des Anzeigegliedes bei
Temperaturen unterhalb der bestimmten Fluidtemperatur, da
durch gekennzeichnet, daß der Bimetall
streifen (70) als Kupplungsglied zwischen dem Kolben (20) und
dem ersten Permanentmagnet (50) ausgebldet ist, welches den
ersten Permanentmagnet (50) nur beim Erreichen der bestimmten
Fluidtemperatur mit dem Kolben (20) zur gemeinsamen Verschiebung
verbindet, und daß der erste Permanentmagnet
(50) als den zweiten Permanentmagnet (112) koaxial umschließende Hülse
ausgebildet ist und die Permanentmagnete (50, 112)
derart zueinander angeordnet sind, daß der erste Permanentmagnet (50)
bei seiner Verschiebung mit dem Kolben (20) aus einer ersten
stabilen magnetischen Stellung gegenüber dem zweiten Permanentmagnet
(112) über eine instabile Zwischenstellung hinaus verschoben
wird, die aufgrund der Abstoßung der gleichnamigen Magnetpole
zur entgegengesetzten Verschiebung des zweiten Permanentmagnets (112)
mit dem daran festen Anzeigeglied (10) führt.
2. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der erste
als Hülse ausgebildete Permanentenmagnet
innerhalb einer Kupplungshülse (60) angeordnet ist, wel
che einen zylindrischen Ansatz (34) des Kolbens (20) ver
schieblich übergreift.
3. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kupplungshülse (60) an
ihrer dem Fluid ausgesetzten Außenseite den Bimetallstreifen (70)
trägt, dessen axial zum Kolben vorstehenden Ende (73) radial
nach einwärts abgebogen ist und bei Erreichen der bestimmten
Fluidtemperatur in eine Einsenkung (30) am zylindrischen
Kolbenansatz (34) eingreift.
4. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Anzeigeglied (110) stift
förmig ausgebildet und mit dem an ihm festen zweiten Permanentmagnet
(112) innerhalb einer am inneren Ende geschlossenen ge
häusefesten Hülse aus unmagnetischem Material verschieblich
geführt ist, welche die Kupplungshülse (60) mit dem ersten
Permanentmagnet (50) durchsetzt und in das hohle Innere
des zylindrischen Ansatzes (34) am Kolben (20) hineinragt.
5. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekenn
zeichnet durch eine nachgiebige Rastvorrich
tung (42) zwischen der Kupplungshülse (60) und dem Gehäuse
(2) mit einer ersten Raststellung in der ersten stabilen
Stellung der Permanentmagnete (50, 112) und einer zweiten Raststel
lung nach Überschreiten der instabilen Zwischenstellung der
Permanentmagnete.
6. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Rastvorrichtung von ei
nem innerhalb des Gehäuses (2) axial unverschieblich aber
radial aufweitbar angeordneten Federglied (42) gebildet ist,
das die Kupplungshülse (60) umschließt, und daß die Kupp
lungshülse (60) Schulterflächen (72, 78) zur Bildung der
Rasten aufweist.
7. Anzeigeneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Federglied (42) von ei
ner zu einem geschlossenen Ring gebogenen und an den Enden
miteinander verbundenen Schraubenfeder gebildet ist.
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