DE3803041A1 - Einrichtung zur druckanzeige - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Druckanzeige zur Verwendung in einem Druckluftkreis.

Es sind bereits eine Reihe von Druckanzeigern zur Direktan­ zeige des Drucks ohne Ablesen von Anzeigewerten für Druckluftkreise bekannt, bei denen in der Regel eine Membran verwendet wird, die beidseitig durch unterschiedlichen Druck beaufschlagt werden kann. Die durch den Luftdruckunterschied eintretende Bewegung der Membran wird über eine mechanische Verbindung, vorzugsweise über eine Hebelübersetzung auf eine Anzeigevorrichtung mit Bereichen unterschiedlicher Farbgebung übertragen, so daß der jeweils sichtbar werdende Farbbereich der Anzeigevorrichtung den jeweiligen Druckzustand direkt anzeigt.

Anzeigeeinrichtungen dieser Art sind wegen der erforder­ lichen mechanischen Bauteile relativ kompliziert, a es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine neue konstruktiv einfache Ausbildung einer solchen Druckanzeigeeinrichtung zu gestalten.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung wird das Druckan­ zeigeelement direkt über den nach innen gerichteten napfförmigen Abschnitt der Rollmembran bewegt, wodurch gesonderte mechanische Übertragungsmittel für diese Bewegung entbehrlich werden. Auf diese Weise wird eine sehr zuverlässige Funktion und gleichzeitig eine einfache Bauart erhalten. Die von dem napfförmigen Membranabschnitt nicht verdeckte Fläche des Anzeigeelementes zeigt die augenblick­ lichen Druckverhältnisse direkt an, wobei sich diese Anzeigefläche mit zunehmender Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Druckbereich, die durch zwischen Rollmembran und Gehäuse gebildete Kammern verkörpert sind, vergrößert.

Da das Druckanzeigeelement vorzugsweise aus einem Zylinderab­ schnitt besteht, dessen Außendurchmesser im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des napfförmigen Abschnittes der Rollmembran ist, und der Zylinderabschnitt eine geschlossene Stirnfläche aufweist, mit der er sich an der Bodenfläche dieses Abschnittes abstützt sowie ein entgegengesetztes offenes Ende aufweist, kann das Andrückelement für das Druckanzeigeelement auf einfache Weise als eine sich mit einem Ende an der geschlossenen Stirnfläche des Zylinderab­ schnittes abstützende Druckfeder ausgebildet sein.

Andere Ausgestaltungen des Druckanzeigeelementes sind ebenfalls möglich, wobei immer eine einfache Bauart gegeben ist, wenn die erfindungsgemäße Ausbildung beibehalten wird.

Das andere Ende der Druckfeder ist vorteilhafter Weise in einer gehäusefesten Federführung gehalten, die koaxial zum Zylinderabschnitt des Druckanzeigeelementes und an dessen Innenfläche anliegt und eine Führung des Druckanzeigeelemen­ tes bei dessen Bewegung aus dem napfförmigen Abschnitt der Rollmembran sicherstellt.

Durch den Führungseffekt des Druckanzeigeelementes erhöht sich die Stabilität der Anordnung. Bei einer solchen Ausbildung der Einrichtung sind das Druckanzeigeelement und die Federführung von unterschiedlicher Farbe, so daß die jeweils über den durchsichtigen Gehäuseabschnitt sichtbaren Flächen die gewünschte Druckanzeige liefern.

Vorteilhaft ist, daß die Druckanzeigeeinrichtung nach der Erfindung ohne großen Aufwand als eine Funktionseinheit herstellbar ist, die durch Befestigen mittels zweier Schraubbolzen in einfacher Weise in einem Druckluftkreis montiert werden kann.

Vorteilhaft ist ferner, daß mindestens einer der Schraubbol­ zen eine in Achsrichtung des Schaftes verlaufende Abflachung oder Anfräsung aufweist, über die der Druckluftkreis mit dem ersten Druckbereich der Anzeigeeinrichtung verbunden ist. Wenn ein Differenzdruck zwischen zwei Teilen eines Druckluftsystems angezeigt werden soll, dann sind beide Schraubbolzen mit derartigen Anfräsungen zu versehen, die jeweils mit den zugeordneten Teilen des Druckluftsystems in Verbindung stehen und mit dem ersten bzw. dem zweiten Druckbereich der Anzeigeeinrichtung kommunizieren.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Einrichtung zur Druckanzeige,

Fig. 2 einen Schnitt durch die in einem Teil eines Druckluftkreises eingebaute Einrichtung zur Druckanzeige und

Fig. 3 einen Schnitt ähnlich der Fig. 2, jedoch mit Darstellung einer anderen Betriebstellung der Einrichtung zur Druckanzeige.

In der Zeichnung ist ein Teil 1 eines Pneumatikkreises mit den Kanälen 2 und 3 dargestellt, über die es mit unterschied­ lichen Teilen eines nicht dargestellten Pneumatiksystems verbunden ist. Eine allgemein mit 4 bezeichnete Druckanzeige ist mit dem Teil 1 über Schraubbolzen 5 und 6 verbunden, wobei es Aufgabe der Druckanzeige ist, den Differenzdruck zwischen den beiden über die Kanäle 2 und 3 miteinander verbundenen Teilen des Pneumatiksystems anzuzeigen. Die Druckanzeige 4 liegt in einer Eindrehung 7 in der oberen Stirnseite des Teils 1. Die Eindrehung ist durch eine Abdeckplatte 8 verschlossen, durch die ein kuppelförmiger Körper 33 der Druckanzeige hindurchgeführt ist.

Die Druckanzeige 4 selbst umfaßt einen unteren und einen oberen Gehäuseteil 9 und 10, die hier jeweils als Spritzguß­ teile aus einem geeigneten Kunststoff ausgebildet sind. Das Gehäuseteil 10 ist durchsichtig und ist mit einem nach unten weisenden Bund 11 mit nach innen umgebogenen Klemmnasen 12 versehen, die beim Einsetzen unter einer Schulter 13 am unteren Gehäuseteil 9 eingreifen und die beiden Teile zusammenhalten.

Zwischen den beiden Gehäuseteilen 9 und 10 ist eine den Gehäuseinnenraum in einen ersten und einen zweiten gegeneinander abgedichteten Druckbereich - Kammer - 15 bzw. 16 unterteilende Rollmembran 14 vorgesehen. Die Rollmembran 14 weist einen ebenen Abschnitt 17 auf, die in einen nach oben weisenden hülsenförmigen Bereich 18 übergeht, die sich in einem innenliegenden, einen napfförmigen Bereich bildenden Abschnitt 19 fortsetzt. Die Innenfläche des hülsenförmigen Bereichs 18 und die Außenfläche des napfförmigen Bereichs 19 werden gemeinsam über den esten Druckbereich 15 beaufschlagt, der über eine Nut 20 auf der Oberseite des Gehäuseteils 9 und eine flache Anfräsung 21 in Längsrichtung des Bolzenschaftes 5 mit dem Kanal 2 verbunden ist.

Ein Druckanzeigeelement 22 ist innerhalb des napfförmigen Bereichs 19 angeordnet und besteht aus einem Zylinderab­ schnitt 23 mit einer am Boden dieses Bereiches aufsitzenden geschlossenen Stirnfläche 24.

Eine Federführung 25 ist mit der Kuppel 33 des oberen Gehäuseteils 10 verbunden, beispielsweise verklebt, wobei sich zwischen der Federführung 25 und der geschlossenen Stirnfläche 24 des Zylinders 22 eine Druckfeder 26 abstützt. Die Druckfeder 26 drückt den napfförmigen Bereich 19 gegen den Druckbereich 15 in die in Fig. 2 gezeigte Lage, also in eine Stellung, in der das Druckanzeigeelement 22 im wesentlichen vollständig innerhalb des napfförmigen Bereichs liegt und dadurch nicht sichtbar ist.

Die Federführung 25 ist konzentrisch im Zylinder 23 des Druckanzeigeelementes und dient somit als Führung für das Druckanzeigeelement bei dessen Aufwärtsbewegung.

In der Mitte des Druckanzeigeelementes befindet sich ein von der geschlossenen Stirnfläche 24 nach oben stehender Ansatz 27, der in eine Öffnung 28 in der Mitte der Federführung 25 eingreifen kann. Die Federführung 25 und das Druckanzeigeele­ ment 22 sind aus einem Werkstoff unterschiedlicher Farbe hergestellt. Wie aus dem Vorstehenden zu ersehen ist, werden das Druckanzeigeelement und folglich auch die Innenfläche des napfförmigen Bereichs 19 über den Druck in dem zweiten Druckbereich - Kammer 16 - beaufschlagt, die über eine Nut 29 in der Unterseite des oberen Gehäuseteils 10 und eine flache Anfräsung 30 in Längsrichtung des Bolzenschaftes 6 mit dem Kanal 3 verbunden ist.

Nach Herstellung der Einzelteile der Druckanzeige werden die Teile in ihrer vormontierten Stellung durch das Ineinander­ greifen von Klemmnasen 12 und Schulter 13 gehalten. Bei der Montage der Druckanzeige gemäß Fig. 2 werden die Schraubbol­ zen fest angezogen, wodurch die zwischen den Gehäuseteilen 9 und 10 liegende Rollmembran 14 fest dichtend eingespannt wird. An der Unterseite des unteren Gehäuseteils 9 sind außerdem Dichtringe 31 angebracht, während Dichtringe 32 an der Oberseite des oberen Gehäuseteils 10 vorgesehen sind, die zur Abdichtung des Bereichs um die Schraubbolzen 5 und 6 dienen.

Im Betriebszustand nehmen die beschriebenen Teile die in Fig. 2 dargestellte Stellung ein, sofern der zwischen den Kanälen bestehende Druckunterschied nicht größer ist als die Kraft der Feder 26. Das Druckanzeigeelement ist, durch den entsprechenden Teil der Rollmembran abgedeckt, durch die Kuppel 33 des Gehäuses 10 nicht sichtbar. Sobald der Druck in dem anderen Druckbereich, also der Kammer 15 gegenüber dem in der Kammer 16 ansteigt, bewegt sich der napfförmige Abschnitt der Rollmembran nach oben, wobei sich die Rollmembran zwischen dem napfförmigen Abschnitt und der Außenhülse abwälzt. Durch diese Verformung der Rollmembran wird das Druckanzeigeelement nach oben bewegt, so daß das Druckanzei­ geelement und durch die Kuppel 33 mit zunehmend größer werdender Fläche sichtbar wird, während sich die der Federführung 25 zugehörige sichtbare Fläche in gleichem Maße verringert. Da beide Teile unterschiedlich gefärbt sind, erhält man hierdurch eine qualitative Direktanzeige des Differenzdrucks.

Bei maximalem Differenzdruck nimmt das Druckanzeigeelement die in der Fig. 3 gezeigte Stellung ein, in der die Federführung 25 durch die Seitenfläche der Kuppel 33 nicht mehr sichtbar ist. Außerdem befindet sich der Ansatz 27 innerhalb der Öffnung 28, so daß auch von der Oberseite der Kuppel die Farbe des Druckanzeigeelementes und nicht die der Federführung sichtbar ist. Zur Verstärkung des Farbeindrucks des Anzeigeelementes kann der Mantel des Kegelstumpfes 34 der Federführung auch versilbert werden, so daß die Farbe des Anzeigeelementes auch durch die übrigen Teile der Kuppel reflektiert wird. In der Stellung bei maximalem Differenz­ druck wird durch die Kuppel also fast nur die Farbe des Druckanzeigeelementes sichtbar.

Bei der Beschreibung wurde davon ausgegangen, daß Druck sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Druckbereich (Kammer) erzeugt wird, doch kann die Einrichtung auch als Membran-Vakuummeter verwendet werden. In diesem Fall kommuniziert die Kammer 15 entweder mit der Atmosphäre oder mit einem niedrigeren Vakuum während die Kammer 16 mit einem höheren Vakuum in Verbindung steht.

Die Ausbildung des vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Druckanzeigeelementes kann auf vielfache Weise geändert werden. Soll mit ihm kein Differenzdruck angezeigt werden, entfallen die Nut 29 und Anfräsung 30 in Längsrichtung des Bolzenschaftes 6, so daß nur die erste Kammer 15 vom Systemdruck beaufschlagt wird. Es ist dann eine Entlüftung in das Freie von der zweiten Kammer vorzusehen, damit sich das Druckanzeigeelement über seinen gesamten Anzeigeweg verschieben kann.

Die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Kammer über Nuten und Anfräsungen an den Bolzen kann auch auf jede andere geeignete Art hergestellt werden. Entsprechende Änderungen in der Ausführung des Druckanzeigeelementes und der Federführung sind dann vorzunehmen.

Claims (9)

1. Einrichtung zur Druckanzeige zur Verwendung in einem Druckluftkreis, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) in einem Gehäuse (9, 10) ist eine Rollmembran (14) angeordnet, die das Gehäuse in erste und in zweite gegeneinander abgedichtete Druckbereiche (Kammern 20, 29) unterteilt,
• b) die Rollmembran weist einen hülsenförmigen Außenabschnitt (18) auf, der in einen zu diesem konzentrischen napfförmigen Innenabschnitt (19) übergeht, der innerhalb des Außenabschnittes liegt,
• c) die Außenfläche des Innenabschnittes ist von dem ersten Druckbereich beaufschlagt während die Innenfläche des Innenabschnittes (19) und die Außenfläche des Außenabschnittes von dem zweiten Druckbereich beaufschlagt sind,
• d) ein Druckanzeigeelement (22) ist innerhalb des napfförmigen Innenabschnittes (19) angeordnet und von einem Glied (26) entgegen dem Druck in dem ersten Druckbereich derart beaufschlagt, daß das Druckanzeigeelement (22) im wesentlichen vollständig innerhalb des napfförmigen Innenabschnittes (19) von außen nicht sichtbar gehalten ist,
• e) ein Druckeinlaß (21) ist mit dem ersten Druckbe­ reich (Kammer 15) verbunden,
• f) das Gehäuse (9, 10) weist einen durchsichtigen Abschnitt (16) auf, durch den das Druckanzeige­ element (22) in seiner außerhalb des Innenabschnit­ tes (19) befindlichen Stellung aufgrund eines Druckunterschieds zwischen dem ersten und zweiten Druckbereich sichtbar gehalten ist.

2. Einrichtung zur Druckanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckanzeigeelement (22) aus einem Zylinderab­ schnitt (23) besteht, dessen Außendurchmesser im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des napfförmigen Innenabschnittes der Rollmembran (19) ist, wobei der Zylinderabschnitt eine geschlossene Stirnfläche (24) aufweist, mit der dieser an der Bodenfläche des Innenabschnitts (19) abgestützt ist, sowie ein entgegengesetztes offenes Ende, und daß das Glied (26) eine sich mit einem Ende an der geschlossenen Stirnfläche (24) des Zylinderab­ schnitts (23) abstützende Druckfeder (26) ist.

3. Einrichtung zur Druckanzeige nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das abgewandte Ende der Druckfeder (26) von einer gehäusefesten Federführung (25) gehalten ist.

4. Einrichtung zur Druckanzeige nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federführung (25) koaxial zum Zylinderabschnitt des Druckanzeigeelementes (23) angeordnet ist und eine Führung für das Druckanzeigeelement bei dessen Bewegung aus dem napfförmigen Innenbereich der Rollmembran bildet.

5. Einrichtung zur Druckanzeige nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckanzeigeelement (22) und die Federführung (25) mit unterschiedlichen Farben versehen sind.

6. Einrichtung zur Druckanzeige nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckanzeigeelement (22) in seiner Mitte einen von der geschlossenen Stirnfläche aufwärts gerichteten stiftförmigen Ansatz (27) aufweist, der in eine zentrale den Ansatz aufnehmende Öffnung (18) der Federführung (25) eingreift.

7. Einrichtung zur Druckanzeige nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie als Funktionseinheit ausgebildet ist, die über Schraubbolzen (5, 6) in einem Teil (1) eines Druckluftsystems befestigbar ist, und daß mindestens einer der Schraubbolzen eine Anfräsung (21, 30) in Längsrichtung des Bolzenschaftes aufweist, über die der Druckluft­ kreis mit dem ersten Druckbereich (Kammer 15) der Einrichtung zur Druckanzeige in Verbindung steht.

8. Einrichtung zur Druckanzeige nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schraubbol­ zen (5) eine Anfräsung (21) in Längsrichtung des Schaftes aufweist, über die die Verbindung zwischen einem ersten Teil (2) eines Druckluftkreises und dem ersten Druckbereich (Kammer 15) der Anzeige herstellbar ist, und daß der zweite Schraubbolzen (6) eine zweite Anfräsung (30) aufweist, über die ein zweiter Teil (3) des Druckluftkreises mit dem zweiten Druckbereich (Kammer 16) der Einrichtung zur Druckanzeige in Verbindung steht.

9. Einrichtung zur Druckanzeige zur Verwendung in einem Druckluftkreis, gekennzeichnet durch die in Verbindung mit der Zeichnung beschriebenen Merkmale.