DE636567C

DE636567C - Device for remote display of a pressure or a quantity that can be measured by a pressure by means of a receiver that responds to the effects of heat

Info

Publication number: DE636567C
Application number: DES88947D
Authority: DE
Original assignee: FRANK MERRILL SLOUGH
Current assignee: FRANK MERRILL SLOUGH
Priority date: 1928-12-14
Filing date: 1928-12-14
Publication date: 1936-10-14

Description

Einrichtung zur Fernanzeige eines Druckes bzw. einer durch einen Druck meßbaren Größe mittels eines auf Wärmewirkung ansprechenden Empfängers Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Fernanzeige eines Druckes oder einer durch einen Druck meßbaren Größe.Device for remote display of a pressure or a pressure measurable quantity by means of a heat-responsive receiver. The invention relates to an arrangement for remotely displaying a pressure or by a pressure measurable size.

Es ist bei derartigen Anordnungen, bei denen der zu messende Druck auf ein bewegliches Glied einwirkt, z. B. eine nachgiebige Membran durchbiegt, bekannt, einen Gegendruck elektromagnetisch mittels einer Spule mit beweglichem Eisenkern durch einen elektrischen Strom zu erzeugen, dessen Stromkreis in Abhängigkeit von der Dur chbiegung der Membran in seinen Widerstandsverhältnissen so verändert wird, daß mit zunehmender Durchbiegung der Strom und damit der Gegendruck ansteigt. Die Stromstärke dient am Empfangsort als Maß für den zu messenden Druck. Bei dieser bekannten Anordnung wird die Durchbiegung der Membran durch den elektromagnetisch erzeugten Gegendruck nur zum Teil kompensiert.It is with such arrangements that the pressure to be measured acts on a movable member, e.g. B. deflects a flexible membrane, known a counter pressure electromagnetically by means of a coil with a movable iron core by generating an electric current whose circuit is dependent on the deflection of the membrane is changed in its resistance ratios in such a way that that with increasing deflection the current and thus the back pressure increases. the Current strength serves as a measure for the pressure to be measured at the receiving location. At this known arrangement, the deflection of the membrane by the electromagnetic generated back pressure is only partially compensated.

Es ist auch bekannt, den Druck dadurch zu messen, daß durch die Formänderung einer Membran eine von einem wärmeempfindlichen Glied getragene Kontaktanordnung geschlossen gehalten wird, über die ein bestimmter, von vornherein eingestellter Strom fließt, der das bei Erwärmung sich ausdehnende Glied beheizt. Je nach der Größe des zu messenden Druckes bzw. der Formänderung der Membran dauert dieser Strom verschieden lange an, und zwar so lange, bis die Erwärmung und Ausdehnung des Gliedes so groß geworden ist, daß die Kontaktanordnung durch das Wärmeglied geöffnet wird. Infolge der dann eintretenden Abkühlung wird die Kontaktanordnung wieder geschlossen. Der so entstehende intermittierende Strom wird in einem thermisch wirkenden Anzeigegerät zur Anzeige des Druckes benutzt. Auch bei diesem bekannten Verfahren ist die Größe der Formänderung der Membran die Grundlage für die Messung.It is also known to measure the pressure by changing the shape a membrane, a contact assembly carried by a heat sensitive member is kept closed, via which a certain, preset Current flows which heats the limb that expands when heated. Depending on the This current lasts for the size of the pressure to be measured or the change in shape of the membrane for different lengths of time, until the limb is heated and expanded has become so large that the contact arrangement is opened by the heating member. As a result of the cooling that then occurs, the contact arrangement is closed again. The resulting intermittent current is displayed in a thermally operating display device used to display the pressure. In this known method, too, is the size the change in shape of the membrane forms the basis for the measurement.

Ferner ist eine Anordnung vorgeschlagen worden, bei der der eine Kontakt der Kontaktanordnung feststeht. Bei dieser wird aber wie bei den Anordnungen nach dem letztgenannten Verfahren durch elektrische Mittel ein Gegendruck nicht erzeugt, und die Größe der Formänderung des dem zu messenden Druck ausgesetzten beweglichen Gliedes ist ebenfalls die Grundlage für die Messung.Furthermore, an arrangement has been proposed in which the one contact the contact arrangement is fixed. In this case, however, as in the case of the arrangements the latter method does not generate a counter pressure by electrical means, and the amount of change in shape of the movable one exposed to the pressure to be measured Limb is also the basis for measurement.

Die Erfindung besteht nun darin, daß bei Anordnungen, bei denen der Gegendruck auf elektrischem Wege erzeugt wird, durch den in einem fhirmisch wirkenden Ausgleichselement der Kompensationseinrichtung erzeugten Gegendruck das bewegliche Glied (Membran) in den Teilen, auf die der Gegendruck wirkt, in einer durch eine Kontaktanordnung bestimmten Ausgangslage gehalten wird.The invention consists in that in arrangements in which the Back pressure is generated electrically, by acting in a company Compensating element of the compensation device generated counter pressure the movable Member (membrane) in the parts on which the counterpressure acts, in one through one Contact arrangement is held certain starting position.

So bildet also im vorliegenden Falle der elektrothermisch erzeugte Druck die Grundlage für die Messung im Gegensatz zu mechanischen Kompensationseinrichtungen, bei denen der Druck; der beispielsweise auf eine Membran ausgeübt -wird, . eine Formveränderm@-, derselben mit den sich hieraus ergebend, Fehlerquellen hervorruft.So in the present case forms the electrothermally generated Pressure the foundation for measurement as opposed to mechanical Compensation devices in which the pressure; for example on a membrane is exercised,. a form changer @ -, the same with the resultant, Causes sources of error.

In Abb. i bis 3 der beiliegenden Zeichnurib#@ ist die Erfindung in drei Ausführungsbeispielen veranschaulicht.In Fig. I to 3 of the accompanying drawing # @ the invention is in three embodiments illustrated.

Mit i ist der Benzintank eines Automobiles bezeichnet, der mit einer mit Gewinde versehenen Öffnung 3 im Boden versehen ist; in diese ist ein Stutzen 8 eingeschraubt, der eine mit' Ringflansch 5 versehene Kappe 9 - trägt. Zwischen Stutzen ia und Kappe 2 ist ein Abdichtungsring j vorgesehen.With i denotes the gasoline tank of an automobile, which is provided with a threaded opening 3 in the bottom; In this a connecting piece 8 is screwed, which is provided with a 'ring flange 5 cap 9 - carries. A sealing ring j is provided between the connector ia and the cap 2.

Die Kappe 2 ist durch eine Membran 4 ab-,geschlossen, die zwischen dem Ringflansch 5 und einem ,gleichartigen Flansch 6 festgeklemmt ist. Die metallene Membran ragt zweckmäßig am Rande ein wenig über die Flansche heraus und kann dann mit dem oberen Flansch, wie das bei i i angedeutet ist, verlötet werden.The cap 2 is closed by a membrane 4, which is between the annular flange 5 and a similar flange 6 is clamped. The metal The membrane expediently protrudes a little over the flanges at the edge and can then be soldered to the upper flange, as indicated at i i.

' In den Stutzen 8 ist eüi offenes Rohr 12 eingesetzt, das bis nahezu an die Decke des Behälters reicht und -unten nahe am Boden des Behälters :eine kleine Bohrung 13 besitzt, durch die das Benzin durchfließen kann und die so bemessen'ist, daß Änderungen in der Standhöhe des Benzins im Behälter beim Fahren die Standhöhe des Benzins im Rohr 12 nicht merklich beeinflussen können, Auf einem erhöhten Teil i9 des Bodens der Kompensationseinrichtung ist das thermisch wirkende Ausgleichselement angeordnet, das aus zwei Streifen 14 und 15 besteht, die jeder 'aus zwei Metallen mit verschiedenem Ausdehnungskoeffizienten, sog. Thermostatstreifen, bestehen.An open pipe 12 is inserted into the connector 8, which extends almost to the top of the container and at the bottom close to the bottom of the container: has a small bore 13 through which the gasoline can flow and which is dimensioned so that Changes in the level of the gasoline in the container when driving cannot noticeably affect the level of the gasoline in the pipe 12, the thermally acting compensation element is arranged on an elevated part of the floor of the compensation device, which consists of two strips 14 and 1 5 , each of which 'consist of two metals with different expansion coefficients, so-called thermostat strips.

Diese beiden Streifen liegen verkehrt zueinander, indem das sich weniger stark ausdehnende Metall des ,einen Streifens (in der Abb. i des :oberen Streifens 14) unten und beim Streifen 15 oben, d. h. also der parallel über dem Streifen verlaufenden Membran 4 zugekehrt, liegt. Da die freien Enden der Streifen durch den Teil2o miteinander verbunden sind, so tritt bei gleichmäßiger Erwärmung eine Kompensation ein, und die beiden Streifen krümmen sich nicht. Die miteinander verbundenen Endteile der Streifen sind mit der Membran durch ein Verbindungsstück 16 verbunden, das an der Membran angelötet ist; Scheibe 2 i ist mit der Membran zur Versteifung verlötet; die Membran kann zum besseren Ansprechen auf den Druck des auf ihr lastenden Benzins mit Wellen 22 versehen sein.These two strips are reversed to one another by the less strongly expanding metal of a strip (in Figure i of: upper strip. 14), and turned down by the strip 1 5 above, that is, the over the strip running parallel membrane 4, lies. Since the free ends of the strips are connected to one another by the part 2o, compensation occurs if the heating is uniform, and the two strips do not bend. The interconnected end portions of the strips are connected to the membrane by a connector 16 which is soldered to the membrane; Disk 2 i is soldered to the membrane for stiffening; the membrane can be provided with corrugations 22 to better respond to the pressure of the gasoline on it.

Ein .elektrischer Kontakt 23, der zweckmäßig das untere Ende des durch den Streifen 15 hindurchgehenden Verbindungsstückes 20 bildet, steht mit der Membran in leitender .Verbindung und liegt gegenüber einer im ;Boden der Kammer 7 :einstellbar, aber elek-=_Wisch isolierten Kontaktschraube 25; diese `it:'zunächst so .eingestellt, daß ihre Spitze 24 .än dem Kontakt 23 anliegt. Da die Membran unter dem Gewicht der auf ihr ruhenden Benzinmindestmenge durchg:ehogen wird, wird die Kontaktschraube ein wenig zurückgeschraubt, so daß keine Berührung zwischen den Kontaktspitzen besteht, während eine solche eintritt, wenn sich so viel B; nzin im Tank befindet, daß seine Messung gewünscht ist. Die kritische Benzinmindestmenge im Tank ist vorzugsweise die, welche den Raum über der Membran bis zur Höhe des Tankbodens füllt plus der Benzinmenge, welche man im Tank aufrechterhalten möchte, ohne daß sie von der Anzeigevorrichtung 27 angezeigt wird. Feststellmuttern 26 dienen zum Feststellen der Stellschrauben 25.An electrical contact 23, which is expediently the lower end of the through the strip 15 through connecting piece 20 forms, stands with the membrane in conductive connection and lies opposite one in the bottom of the chamber 7: adjustable, but elek - = _ wiped insulated contact screw 25; this `it: 'initially set as follows, that its tip 24 .än the contact 23 rests. Because the membrane under the weight the minimum amount of petrol resting on it, the contact screw becomes screwed back a little so that there is no contact between the contact tips, while such occurs when there is so much B; nzin is in the tank that its Measurement is desired. The minimum critical amount of gasoline in the tank is preferable that which fills the space above the membrane up to the level of the tank bottom plus the Amount of petrol that you want to keep in the tank without being affected by the display device 27 is displayed. Locking nuts 26 are used to lock the set screws 25th

Die :elektrische Installation des Fahrzeuges besteht aus der Batterie z8, dem bereits genannten Kontaktpaar 23, 24, den Leitungen 32, 33, 42, einem Schalur 29 und einem Relais 3 i, das erregt wird, wenn beim Schließen des Schalters und der Kontakte 23, 24 Strom durch die Leitung geht.The: electrical installation of the vehicle consists of the battery z8, the aforementioned pair of contacts 23, 24, the lines 32, 33, 42, a shell 29 and a relay 3 i, which is energized when closing the switch and the contacts 23, 24 current goes through the line.

Momentaner Schluß der Kontakte des Tastschalters 29 läßt Strom von der Batterie 28 über die Leiter 42, 32, 33 und die Kontakte 23, 24 durch die Relaisspule 3 i gehen, vorausgesetzt, daß die Kontakte geschlossen sind. Der Anker des Relais schließt dann die Kontakte 3o, die in dem beschriebenen Stromkreis an Stelle des Schalters 29 treten. Man braucht daher nur den Schalter momentan zu schließen, da die damit geschlossenen Kontakte 30 ein andauerndes Schließen überflüssig machen. Der Strom geht dann von der Batterie 28 über die Kontakte 30 oder 29, den Leiter 34, den Heizwiderstand 36 der Vorrichtung 44, den Leiter 3 5 und Heizdraht 43 der im Gehäuse 7 enthaltenen Vorrichtung, das Gehäuse und den Leiter 32 zur Batterie zurück. Die Erwärmung durch die Spule 43 bewirkt Öffnung der Kontakte 23, 24 und unterbricht damit den Stromkreis des Relais 3 i sowie der Heizspulen, und der geöffnete Relaisstromkreis bleibt infolge cler Öffnung seiner Kontakte 30 offen.Momentary closure of the contacts of the push button switch 29 allows current to go from the battery 28 via the conductors 42, 32, 33 and the contacts 23, 24 through the relay coil 3 i, provided that the contacts are closed. The armature of the relay then closes the contacts 3o, which take the place of the switch 29 in the circuit described. It is therefore only necessary to close the switch momentarily, since the contacts 30 thus closed make continuous closing superfluous. The current then goes from the battery 28 via the contacts 30 or 29, the conductor 34, the heating resistor 36 of the device 44, the conductor 35 and heating wire 43 of the device contained in the housing 7, the housing and the conductor 32 back to the battery. The heating by the coil 43 causes the contacts 23, 24 to open and thus interrupts the circuit of the relay 3 i and the heating coils, and the opened relay circuit remains open due to the opening of its contacts 30.

Schließt das Relais 3 i seine Kontakte, oder wird der Schalter 29 geschlossen, so geht Strom von der Batterie durch das Relais oder die Schalterkontakte oder beide, um die Spulen oder sonstige .elektrothermische Elemente, wie :etwa die Wicklung 36 auf dem unter Wärme sich ausdehnenden Streifen 38 einer Anzeigevorrichtung 44 und die Wirkung auf einem gleichen Metallstreifen 15, zu erhitzen. Diese erfolgt durch den den beschriebenen Stromkreis durchfließenden Strom. Die Metallstreifen sind so angeordnet, daß bei der Wärmeaufnahme der erstere sein oberes freies Ende nach links und der andere sein linkes Ende aufwärts biegt. Beide Heizdrähte sind mit einem Asbestmantel umkleidet, der durch gerade Linien auf beiden Seiten der Spulen oder Drähte angedeutet ist.If the relay 3 i closes its contacts, or if the switch 29 is closed, current from the battery goes through the relay or the switch contacts or both to the coils or other .electrothermal elements, such as the winding 36 on the under heat expanding strips 38 of a display device 44 and the effect on a same metal strip 1 5, to heat. This is done by the current flowing through the circuit described. The metal strips are arranged so that when heat is absorbed, the former bends its upper free end to the left and the other bends its left end upwards. Both heating wires are encased in an asbestos jacket, indicated by straight lines on either side of the coils or wires.

Der Metallstreifen übt einen Gegendruck auf die Membran aus, der das Gewicht des darauf lastenden Benzins überwindet und die Kontakte 21.24 öffnet. Mit dem Streifen 15 zugleich biegt sich auch der Metallstreifen 38 des Meßanzeigers seitlich um, und der Zeiger 27 wird dabei durch,ein Zahnstangengetriebe 4a, 39 zwischen Metallstreifen und Zeiger entsprechend über die Skala 41 bewegt.The metal strip exerts a counter-pressure on the membrane that causes the Overcomes the weight of the gasoline on it and opens the contacts 21.24. With At the same time as the strip 15, the metal strip 38 of the measuring indicator also bends laterally around, and the pointer 27 is thereby through, a rack and pinion 4a, 39 between Metal strips and pointer moved accordingly over the scale 41.

Zweckmäßig werden die Biegestreifen für Temperaturen, die nicht durch die Heizdrähte erzeugt werden, durch gleichartige Gegenstreifen, wie 14 bei 15 und 37 bei 38, ausgeglichen. Diese Metallstreifen und Heizspulen der Membran und der Anzeigevorrichtung brauchen keineswegs gleichförmig zu sein, da in anderem Falle nur die Meßskala für die Anzeigen der Gewichtswirkung des Benzins auf die Membran entsprechend beziffert zu werden braucht.The bending strips for temperatures that are not generated by the heating wires are expediently compensated for by counter-strips of the same type, such as 14 at 15 and 37 at 38. These metal strips and heating coils of the membrane and the display device do not need to be uniform, since in other cases only the measuring scale for displaying the weight effect of the gasoline on the membrane needs to be numbered accordingly.

Da der Gewichtsdruck des Benzins auf die Membran stets im Verhältnis zur Gesamtmenge Benzin im Tank steht, so entspricht auch immer ein bestimmter Ausschlag des Zeigers 27 einer bestimmten Benzinmenge im Tank.Since the weight pressure of the gasoline on the membrane is always in proportion there is always a certain amount of gasoline in the tank the pointer 27 of a certain amount of petrol in the tank.

Eine Klinke 45 verhindert durch ihren Eingriff in die Verzahnung des Rades 4o den Rücklauf des mit diesem Rade verbundenen Zeigers 27 aus einer Anzeigestellung, wenn der Kontakt bei 23, 24 aufgehoben und damit die Batterie vom Relais und den Heizspulen, wie beschrieben, abgeschaltet wird. Beim Drücken auf den Knopf 48 des Schalters 29 wird der Zeiger 27 entklinkt, so daß er sich auf einen neuen Wert einstellen kann. Durch Ausklinken der Klinke 45 mittels einer beliebigen Griffvorrichtung kann man ihn in seine Ausgangsstellung zurückgehen lassen. Beispielsweise kann man auch hierzu den Druckknopf 48 am Schalter 29 verwenden, der durch eine Verbindung 46 kraftschlüssig mit der Klinke gekuppelt ist und die Zurückstellung des Zeigers auf den Nullpunkt ermöglicht.A pawl 45 prevents its engagement in the toothing of the Wheel 4o the return of the pointer 27 connected to this wheel from a display position, if the contact is canceled at 23, 24 and thus the battery from the relay and the Heating coils, as described, is switched off. When you press button 48 of the Switch 29, the pointer 27 is unlatched so that it is set to a new value can. By releasing the pawl 45 by means of any handle device let it go back to its original position. For example, you can also to do this, use the push button 48 on the switch 29, which is activated by a connection 46 is positively coupled to the pawl and the pointer is reset enables the zero point.

In der Ausführung nach Abb. 2 fehlen das Relais 3 i und der Druckknopfschalter, und die Vorrichtung zeigt das Benzingewicht im Tank ununterbrochen an. Die Batterie 28, Heizspulen 36 und 43 und Kontakte 49 sind durch die Leiter 32, 34, 35 in Reihe geschaltet. Die Kontakte 49 stehen geschlossen, wenn der Gewichtsdruck des Benzins auf die Membran die auf die Membran wirkende Hubkraft des Streifens 15 übertrifft, der bis zu einem Grade erwärmt wird, welcher von der Länge und Zahl der Schließperioden der Kontakte 49 abhängt.In the embodiment according to Fig. 2, the relay 3 i and the push-button switch are missing, and the device shows the weight of petrol in the tank continuously. The battery 28, heating coils 36 and 43 and contacts 49 are connected in series by the conductors 32, 34, 35. The contacts 49 are closed when the equilibrium pressure of the gasoline exceeds the membrane acting on the diaphragm lifting force of the strip 1 5, which is heated to a degree which depends on the length and number of closing cycles of the contacts 49th

Das Anheben der Membran durch den Aufwärtsausschlag des erwärmten Streifens 15 hat ein Öffnen des Kontaktes bei 49 zur Folge, bis dann durch die damit erzeugte Unterbrechung des Stromflusses durch die Spule 43 der Streifen 15 sich abkühlt und seine normale Form wieder anzunehmen sucht, wodurch der Kontakt wieder geschlossen wird und das Spiel sich wiederholt. So öffnen und schließen sich hier die Kontakte bei 49 ununterbrochen und erhalten in dem Streifen 15 eine so große Wärmemenge, daß er bei seiner Wirkung auf die Membran gerade noch die Gewichtswirkung des die Membran belastenden Benzins, die angezeigt werden soll, ausgleicht. Der Metallstreifen 38 des Anzeigers wird hier immer entsprechend erhitzt wie der Streifen 15, und diese Erhitzung wird durch den Zeiger auf der Skala angezeigt. Ein Klinkengesperre, wie bei der Ausführung nach Abb. i zum Festhalten des Zeigers empfehlenswert ist, erübrigt sich hier. Die Kontaktschraube 25 ist gegen das schalenartige Gehäuse 7 auch hier, wie in der Ausführung nach Abb. i, gehörig isoliert.The lifting of the membrane by the upward deflection of the heated strip 1 5 results in an opening of the contact at 49, until the resulting interruption of the current flow through the coil 43 of the strip 1 5 cools down and tries to resume its normal shape, whereby the contact is closed again and the game is repeated. To open and close at the contacts at 49 continuously and get in the strip 1 5 such a large amount of heat that it just the weight effect of the membrane stressful gasoline, to be displayed compensates for its effect on the membrane. The metal strip 38 of the indicator is always heated in the same way as the strip 15, and this heating is indicated by the pointer on the scale. A ratchet lock, as recommended for holding the pointer in the version according to Fig. I, is not necessary here. The contact screw 25 is also properly insulated from the shell-like housing 7 here, as in the embodiment according to FIG.

In der Ausführungsart nach Abb.3 wird der Druck zur Zurückführung der Membran in die den Kontakt aufhebende Stellung entgegen dem Gewicht der Benzinlast durch Erwärmung eines ausdehnungsfähigen Mediums, wie Luft, Alkohol- oder Wasserdampf, im Gehäuse 49 erzeugt. Der Luft- oder Dampfdruck hebt die Membran 5o an und den Kontakt bei 5 r auf, so daß der die Batterie 52 und die Heizspule 53 im Gehäuse 49 einschließende Stromkreis geöffnet wird. Am Anzeiger 55 kann eine zweite Heizspüle 54 in einem ebenfalls gasdicht geschlossenen Gehäuse 56 :angeordnet werden, dessen Zwischenwand 57 aus ,einer Membran besteht, die wie jene im Gehäuse 49 durch ein ausdehnbares Medium beeinflußt ist.In the embodiment according to Figure 3, the pressure is used to return the diaphragm to the canceling position against the weight of the gasoline load by heating an expandable medium such as air, alcohol or water vapor, generated in the housing 49. The air or vapor pressure lifts the membrane 5o and the Contact at 5 r so that the battery 52 and the heating coil 53 in the housing 49 enclosing circuit is opened. A second heating sink can be found on the indicator 55 54 in a likewise gas-tight closed housing 56: are arranged, whose Partition 57 from, a membrane, which like those in the housing 49 by a expandable medium is affected.

Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform entspricht im wesentlichen der der Abb. i und 2. Die der Kontaktschraube 25 der Abb. i und 2 entsprechende Schraube der Abb. 3 ist ebenfalls gegen die Kammer 49 isoliert.The mode of operation of this embodiment is essentially the same that of Figs. i and 2. The one corresponding to the contact screw 25 of Figs The screw of Fig. 3 is also insulated from the chamber 49.

Claims

PATENT CLAIM: Device for remote display of a pressure or a measurable by a pressure by means of a receiver that responds to the effect of heat, in which the heating is caused by an electric current, the by a compensation device which is arranged on the transmitter and is also based on a thermal effect periodically in accordance with the to. measuring pressure 'is interrupted, characterized in that that by the thermally acting compensation element of the compensation device generated counter pressure the movable member (membrane) under the measuring pressure in a starting position determined by the contact arrangement of the compensation device is held.