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Bereich der
Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf den
Bereich der Meßgeräte und insbesondere
auf einen Mechanismus, der in Verbindung mit Meßgeräten benutzt wird, der wirksam
anspricht und ferner eine einfache und bequeme Justierung ermöglicht.
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Hintergrund der Erfindung
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Es sind gewisse Meßgeräte bekannt,
so wie diese bei Sphygmomanometern (Blutdruckmanschetten) angetroffen
werden, welche einen pneumatischen Ballon oder Ball aufweisen, der
eine Druckkammer einer angeschlossenen Manschette aufbläst, die über den
Arm oder das Bein eines Patienten angebracht ist. Eine Balg-Anordnung,
die auf Veränderung
des Fluiddruckes in dem pneumatischen Ballon und in der Manschetten-Druckkammer anspricht,
ist in einem Gehäuse
eines Skalenscheiben-Meßgerätes angeordnet.
Der Zeiger des Skalenscheiben-Meßgerätes ist über einen Eich-Mechanismus
mit der Balg-Anordnung verbunden, wobei das Aufblasen des Ausdehnungskörpers oder
Balges eine korrespondierende Umfangsbewegung des Zeigers bewirkt.
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Typischerweise sind diese Mechanismen sehr
komplex und kompliziert und ähnlich
in der Art ihrer Herstellung und Genauigkeit einer schweizer Uhr.
Zum Beispiel sind in einem solchen Mechanismus ein paar Membranfedern
an entgegengesetzten Enden einer Spindel angebracht. Das untere
Ende der Spindel ist so angeordnet, daß es die aufblasbare Balg-Anordnung
berührt,
und ein verwundenes Bronzeband, das senkrecht am oberen Ende der
Spindel angeordnet ist, ist parallel dazu über eine horizontal angeordnete
gebogene Feder verbunden. Wenn sich die Spindel axial verlagert
aufgrund der Ausdehnung der Balg-Anordnung, wird die gebogene Feder
verlagert, wodurch das Band verdreht wird. Der Zeiger, der am Bronzeband
angebracht ist, wird dadurch relativ zur benachbarten Skalenscheibe
verdreht.
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Dieser bekannte Mechanismus weist
eine Vielzahl beweglicher Teile auf, von denen jedes mehrere Lagerflächen aufweist.
Daher müssen
solche Baugruppen mit einem beträchtlichen
Genauigkeitsgrad hergestellt werden, um Fehler auf ein Mindestmaß zu verringern,
wodurch ein entsprechend hoher Grad an Herstellungsaufwand verursacht
wird.
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Außerdem erfordert jede Justierung,
die nach dem Zusammenbau eines derartigen Mechanismus erforderlich
ist, wie das Auf-Null-Stellen der Zeigernadel oder das Einstellen
der Empfindlichkeit des Gerätes,
ein beträchtliches
Auseinandernehmen oder zumindest signifikante und unerwünschte Demontagen
des Meßgerätes.
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Das Dokument US-A-4 685 335 offenbart
ein Druckmeßgerät mit einem
Meßfühler, der
eine Helix trägt.
Das Druckmeßgerät weist
ferner eine axial festgelegte, drehbare Welle auf, die einen Zeiger
und einen befestigten seitlichen Stift trägt, der auf der Helix aufliegt.
Als Reaktion auf die Bewegung des Meßfühlers unter Druck wird die
Helix axial bewegt, und der Stift der drehbaren Welle gleitet entlang
der Spiralbahn der Helix über
eine Strecke, die proportional ist zum Druck, der auf den Meßfühler wirkt.
Als Ergebnis wird der Zeiger gedreht und zeigt Druckwerteauf einer
ordnungsgemäß kalibrierten
Skala an.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Ein erstes Ziel der vorliegenden
Erfindung ist, den Stand der Technik von Meßgeräten zu verbessern.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden
Erfindung ist, einen Bewegungsmechanismus für ein Meßgerät zu schaffen, der einfacher
und weniger aufwendig herzustellen und dennoch so zuverlässig ist,
wie die bekannten Mechanismen.
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Außerdem ist ein weiters Ziel
der vorliegenden Erfindung, ein Meßgerät zu schaffen, das leicht zu
justieren ist und das kein Auseinandernehmen des Instrumentes erfordert,
falls und sobald eine Eichung erforderlich ist.
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Deshalb und entsprechend einem bevorzugten
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bewegungsmechanismus
geschaffen mit
einer Welle, die ein erstes Ende und ein zweites
Ende aufweist und eine Achse, die zwischen diesen ersten und zweiten
Enden definiert ist und axialen Verschiebemittel, die das erste
Ende der Welle in axialer Richtung bewegen, gekennzeichnet durch:
mindestens
eine Feder, die relativ zur Achse der Welle koaxial angeordnet ist,
wobei diese Feder mit einem Ende an einem Mittelteil der Welle angebracht und
mit dem entgegengesetzten Ende an einem Halter angebracht ist, wobei die
Verschiebemittel bewirken, daß die
Welle sich in axialer Richtung verschiebt, die Feder sich biegt
und die Welle rotiert.
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Vorzugsweise ermöglicht es die Befestigung der
Feder, daß diese
während
des Hubes der Welle sich gelenkig verschwenkt, um eine Hysterese
oder nicht lineare Effekte zu vermindern.
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Der Bewegungsmechanismus entsprechend einer
bevorzugten Ausführungsform
umfaßt
eine Drehstellungs-Einstellvorrichtung zum Justieren der Umfangsstellung
des Zeigers und eine Verschiebungs-Einstellvorrichtung zum Vorspannen
der Feder um hierdurch die den entsprechenden Betrag der Drehung,
der durch eine spezifische axiale Bewegung der Welle herbeigeführt wird,
zu kontrollieren.
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Vorzugsweise weist die Drehstellungs-Einstellvorrichtung
ein drehbares Bauteil auf, das koaxial zur Welle ausgerichtet ist
und ein wahlweises Voreinstellen oder Ausrichten der Zeigerstellung
ermöglicht.
Die Verschiebungs-Einstellvorrichtung weist eine koaxiale Hülse auf,
die wahlweise die Feder vorspannt, wobei das Vorspannen der Feder
die Justierung des Betrages der Winkeländerung oder des Ausschlages
des Zeigers als Reaktion auf einen vorbestimmten Betrag der axialen
Verschiebung der Welle ermöglicht.
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Entsprechend einem anderen bevorzugten Aspekt
der vorliegenden Erfindung ist der Bewegungsmechanismus vorgesehen
für die
Verwendung in einem Meßgerät mit einem
Gehäuse,
Verschiebemitteln, die in diesem Gehäuse angeordnet sind, und Anzeigemitteln,
die auf die Verschiebemittel ansprechen, um einer Veränderung
in einem parametrischen Wert anzuzeigen, beruhend auf Verschiebung der
Verschiebemittel.
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Gemäß einem anderen bevorzugten
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Bewegungsmechanismus in
einem Blutdruck-Meßgerät vorgesehen,
wobei das Meßgerät eine Balg-Anordnung
aufweist, welche ein bewegliches Bauteil enthält, das auf einer Seite im
Gehäuseinneren
angeordnet ist, und eine Skalenscheibe, die auf der entgegengesetzten
Seite des Gehäuseinneren
angeordnet ist.
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Gemäß einem anderen bevorzugten
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Kalibrieren
eines Meßgerätes, das
den Bewegungsmechanismus der vorliegenden Erfindung enthält, bereitgestellt.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung
besteht darin, daß der
beschriebene Mechanismus ein Minimum an Lagerflächen verwendet und weniger bewegliche
Teile als die früher
bekannten Systeme. Weiterhin ist der beschriebene Mechanismus einfacher
und mit geringerem Aufwand herzustellen – obgleich ebenso zuverlässig – als andere
bekannte Systeme.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin,
daß der vollständige Mechanismus
in einem Minimum an Raum eingebaut werden kann und daß jede Eichung durchgeführt werden
kann, ohne daß ein
völliges Auseinandernehmen
des Mechanismus erforderlich ist.
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Noch ein anderer Vorteil der vorliegenden
Erfindung besteht darin, daß alle
Bauteile des beschriebenen Systems koaxial zur Welle montiert sind,
wodurch das System kompakt und zuverlässig ist.
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Diese und andere Ziele, Merkmale
und Vorteile werden in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung,
die in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen gelesen werden sollte, eingehender beschrieben.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Explosionsansicht eines Blutdruck-Meßgerätes (nur teilweise dargestellt),
das einen Mechanismus gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung verwendet;
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2 ist
eine vergrößerte perspektivische Explosionsansicht
des Mechanismus nach 1;
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3 ist
eine perspektivische teilgeschnittene Ansicht des Mechanismus nach 2 in einem Meßgerät montiert;
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3a ist
eine herausgehobene Ansicht des einen Endes der Schraubenfeder,
die im Mechanismus nach den 2 und 3 benutzt wird und die bevorzugte
Befestigungsmittel zeigt, welche ihre gelenkige Bewegung ermöglicht;
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4 ist
eine Frontansicht des Mechanismus nach den 1–3, die das Wirken des Mechanismus,
als Reaktion auf das Ausdehnen der Balg-Anordnung, zeigt;
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5 ist
eine Draufsicht auf die Ableseskala des Meßgerätes nach 4;
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6 ist
die Frontansicht nach 4,
die den Mechanismus vor dem Aufblasen der Balg-Anordnung zeigt;
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7 ist
eine Draufsicht auf die Ableseskala des Meßgerätes nach 6 und
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8 ist
eine Frontansicht, teilweise im Schnitt, eines Bewegungsmechanismus,
der einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung entspricht.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Im Verlauf der folgenden Diskussion
wird eine Zahl von Ausdrücken
benutzt, um einen Rahmen der Bezugnahme in bezug auf die beigefügten Zeichnungen
zu schaffen. Diese Ausdrücke,
welche "oberes Ende, "Boden", "höher",
"tiefer", "seitlich" usw. einschließen, sind nur als Bezugsrahmen
beabsichtigt und haben nicht die Absicht, die vorliegende Erfindung
zu einzuschränken.
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Außerdem ist jede im folgenden
beschriebene Ausführung
in Verbindung mit einem Blutdruck-Meßgerät bekannter Ausführung dargestellt. Aus
der folgende Diskussion jedoch sollte es für den Fachmann klar sein, daß der Mechanismus
nach der Erfindung auch in andere Blutdruck-Meßgeräte eingesetzt werden kann und
leicht abgeändert
werden kann, um in anderen Erscheinungsformen von Meßgeräten nützlich zu
sein, wie beispielsweise in Geräten
zum Messen der Distanz, des Fluiddrucks, der Kräfte und dergleichen.
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Daher und bezugnehmend auf die Zeichnungen
wird die Erfindung für
die Verwendung in einem Blutdruck-Meßgerät beschrieben, das teilweise
in 1 dargestellt ist.
Das Meßgerät weist
einen aufblasbaren Ärmel
oder eine aufblasbare Manschette auf (nicht dargestellt), die aus
vinylbeschichtetem Polyethylen oder einem anderen geeigneten Material hergestellt
ist. Die Manschette weist außen
typischerweise miteinander korrespondierende Ösen und Haken an ihrer Außenseite
auf, um die Manschette einstellbar um einen Arm oder ein Bein eines Patienten
anzulegen. Die Manschette ist über
einen Schlauch (nicht dargestellt) und eine Leitung 24,
die an einem Gehäuse 10 vorgesehen
ist, angeschlossen. Die Leitung 24 ist verbunden mit einem
daren Befestigten pneumatischen Ballon 18, um eine Fluid-Kommunikation
mit einer aufblasbaren Druckkammer zu schaffen, die in bekannter
Weise in der Manschette vorgesehen ist. Wenn der pneumatische Ballon 18 zusammengedrückt wird,
bildet er eine Druckfluidquelle (Luft) zum Aufblasen der Druckkammer (nicht
dargestellt) in der Manschette. Die oben erwähnten Einzelheiten dieser Meßgeräte sind
allgemein bekannt, wie zum Beispiel die von Tycos, Inc., eine Tochtergesellschaft
der Welch Allyn, Inc. und bedürfen
hier keiner weiteren Erörterung,
vorbehaltlich der Bedeutung für
die vorliegende Erfindung.
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Weiterhin Bezug nehmend auf 1 ist das Gehäuse 10 eine
kompakte Kapsel mit einer im wesentlichen zylindrischen Form, enthaltend
einen hohlen Innenraum 14, welcher umgrenzt ist von einer
peripheralen Innenwand 22, einem Boden 26 und
einem offenen oberen Ende 30. Der Innenraum 14 ist zur
Aufnahme einer Anzahl von Komponenten bemessen, die hier beschrieben
werden, einschließlich eine
Balg-Anordnung 34, die einen dünnen zylindrischen Körper 40 aufweist,
der aus flexiblem Material hergestellt ist und eine aufblasbare
Blase 38 (8) enthält, die
auf einer Seite einer flachen, kreisförmigen Tragplatte 42 aufgebracht
ist. Die Tragplatte 42 weist eine zentrale Öffnung 46 auf,
die eine Fluid-Kommunikation zwischen der aufblasbaren Blase 38,
der (nicht dargestellten) Manschette und dem pneumatischen Ballon 18 gestattet,
und zwar durch das Anbringen eines Gewindeabschnittes 48 in
ein Innengewinde des Durchgangs 50, der im Boden 26 des
Gehäuses 10 vorgesehen
ist.
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Eine kleine kreisförmige Lagerfläche 54 ist vorzugsweise
an der Oberseite des flexiblen Körpers 40 vorgesehen.
Die obere Lagerfläche 54 ist
vorzugsweise zentral angeordnet und aus einem harten Edelstein-Material
hergestellt, welches verhindert, daß das distale Ende 100 (2) einer vertikal sich erstreckenden
Welle 96 (2)
unmittelbar auf die Balg-Anordnung 34 stößt. Entsprechend
der bevorzugten Ausführung
ist die Fläche 54 aus
Saphir hergestellt, obgleich auch anderes hartes Material verwendet
werden kann, um ein Durchstechen oder eine Zerstörung der Balg-Anordnung 34 zu
vermeiden und um die Drehreibung zwischen der Welle 96 (2) und der Balg-Anordnung 34 zu
vermindern.
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Ein im Innenraum 14 des
Gehäuses
angrenzend angeordnetes Brückenteil 58 trägt die Balg-Anordnung 34 im
Gehäuse 10.
Das Brückenteil 58 ist aus
einem im wesentlichen rechteckigen und verdickten Abschnitt aus
Aluminium oder einem anderen geeigneten Material hergestellt, das
ein Paar entgegengesetzte seitliche Enden 62 aufweist,
die jeweils eine Durchgangsöffnung 72 aufweisen,
die mit ähnlichen Öffnungen 70 fluchten,
die in der äußeren Peripherie
der runden Tragplatte 42 angeordnet sind, um einen Eingriff
der Schrauben 64 oder anderer mit Gewinde versehener Befestigungsmittel
zu ermöglichen.
Die Schrauben 64 sind vorzugsweise von der oben liegenden
Seite des Brückenteils 58 angebracht
und sind in den Öffnungen 70 der
Tragplatte 42 oder alternativ gegenüber dem Gehäuseinnenraum 14 gesichert.
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Die Balg-Anordnung 34 ist
schichtweise zwischen einer Oberseite der Tragplatte 42 und
dem Boden des Brückenteils 58 angeordnet.
Die Balg-Anordnung
ist in einer Ausnehmung 65 zwischen den seitlichen Enden 62 gehalten,
wie dies am deutlichsten in 4 und 6 dargestellt ist. Außerdem hat jedes der seitlichen
Enden 62 auf der Oberseite des Brückenteils 58 eine
Ausnehmung, so daß die
Köpfe der Schrauben 64 nicht über die
Oberseite 75 hervorragen. Eine zentrale Durchgangsöffnung 76 ist
nach dem Zusammenbau koaxial zu der oberen Lagerfläche 54 auf
der geschichteten Balg-Anordnung 34 ausgerichtet. Kurz 3 zugewandt, die Ausnehmung 76 enthält einen
oberen und einen unteren bearbeiteten Bereich 77 und 78,
um den Mechanismus 80 der vorliegenden Ausführungsform
aufzunehmen, wie ausführlicher
nachfolgend beschrieben wird.
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Bezug nehmend auf die 1,2,4 und 5 ist innerhalb des Gehäuses 10 in einem vorbestimmten Abstand über der
oben liegenden Fläche 75 des Brückenteils 58 auf
beabstandeten und am Umfang angeordneten Auflagern 27 (nur
eines in 1 dargestellt) eine Skalenscheibe 84 aufgelagert,
die einen ablesbaren Anzeigebereich 85 aufweist. Am offenen
oberen Ende 30 des Gehäuses 10 ist
mit bekannten Mitteln eine Abdeckung oder ein Fenster 88 aus
Glas oder durchsichtigem Kunststoff angebracht. Am oberen oder proximalen
Ende 104 einer senkrecht angeordneten Welle 96 ist
ein Zeiger 92 aufgepreßt
oder in anderer Weise befestigt. Die Welle 96 erstreckt
sich durch die zentrale Öffnung 76 im Brückenteil 58 und
durch die Öffnung 83 in
der Skalenscheibe. Der Zeiger 92 ist zu dem ablesbaren
Anzeigebereich 85 der Skalenscheibe 84 ausgerichtet, wie
er durch das durchsichtige Fenster 88 betrachtet wird.
Die Ausrichtung des Zeigers 92 wird in einem späteren Teil
der Beschreibung vollständig
erläutert.
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Nach den 2 und 3 weist
der Mechanismus 80 der vorliegenden Ausführung die
oben erwähnte
Welle 96 auf, die einen langgestreckten, zylindrischen
Körper
hat mit einem distalen Ende 100 und einem entgegengesetzten
proximalen Ende 104. Gemäß der vorliegenden Ausführung ist
die Welle 96 aus einem gehärteten 304 rostfreien Stahl
hergestellt, obgleich andere, ähnliche
Materialien leicht statt dessen genommen werden können.
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Eine Feder 106 ist über einem
Abschnitt der zylindrischen Welle 96 angeordnet und ist
mit dem oberen und unteren Ende an der Welle und einem Sockel 122 befestigt.
Entsprechend dieser Ausführungsform
ist die Feder 106 aus einem dünnen Band aus Berryllium-Kupfer
hergestellt, das schraubenförmig
zu einer zylindrischen Form gewickelt ist, so daß es diese zylindrische Form
in ihrem freien Zustand einnimmt. Obgleich das oben genannte Material
besonders nützlich
ist, ist es leicht ersichtlich, daß es durch andere geeignete
und ähnlich
geformte Materialien ersetzt werden kann. Das Federmaterial ist
gemäß dieser
Ausführung
relativ dünn
und hat eine angemessene Breite, um ein Verwinden und potentielle Reibungsstörungen mit
der Welle 96 im Betrieb zu vermeiden. Die betrieblichen
Merkmale werden nachfolgend vollständiger beschrieben.
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Im speziellen hat die hier beschriebene
Feder 106 eine Dicke von etwa 0,0005 Zoll (0,013 mm) und ist über drei
Schraubwindungen gewunden. Für die
beschriebene Anmeldung sind Dicken in der Größe von 0,0003–0,0007
Zoll (0,008–0,018
mm) annehmbar. Die Dicke und Abmessungsparameter werden natürlich unter
anderen Faktoren mit der Größe des Meßgerätes und
dem Betrag der Verschiebung variieren.
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Ein Paar zylindrischer Stifte 134, 130 ist
für das
Zusammenwirken mit den Befestigungslöchern 108 am oberen
und unteren Ende der Feder 106 vorgesehen. Jeder Stift 130, 134 ist
angeschweißt
oder in anderer Weise an der Außenseite
der Welle 96 und des Sockels 122 befestigt. Gemäß dieser Ausführung sind
die Stifte 130, 134 aus rostfreiem 304 Stahldraht
hergestellt und an der Außenseite
der oben genannten Komponenten angeschweißt. Vorzugsweise haben die
Befestigungslöcher 108 Übergröße im Verhältnis zu
den Durchmessern der zylindrischen Stifte 130, 134 aus
Gründen,
die nachfolgend verdeutlicht werden.
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Eine hohlzylindrische Hülse 110,
die über
die koaxial angeordnete Welle 96 mit der daran befestigten
Feder 106 geführt
ist, weist ein unteres Ende 111 auf, welches, zusammengebaut, über den
oberen und mittleren konzentrischen Abschnitt 123, 124 des Sockels 122 angebracht
ist, wobei das Ende auf einem ähnlichen
Schulterabschnitt 125 aufsitzt. Der Zwischenabschnitt 124 hat
einen Durchmesser, der es ermöglicht,
den Sockel 122 in das untere Ende 111 der Hülse 110 im
Preßsitz
hineinzupressen. Eine Öffnung 128 durch
die konzentrischen Abschnitte 123,124 und 125 des
Sockels 122 ist so bemessen, daß der untere Abschnitt 98 der
zylindrischen Welle 96 darin aufgenommen werden kann.
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Die Hülse 110 ist vorwiegend
ein dünnwandiger,
rohrförmiger
Abschnitt mit einem äußeren Bund oder
Ringteil 113, der entlang einem Abschnitt ihrer hauptsächlichen
Längsausdehnung
angeordnet ist.
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Eine Federschraube 114 mit
einer Durchgangsöffnung 121,
die im wesentlichen übereinstimmt
mit dem Durchmesser der rohrförmigen
Hülse 110 ist über dem
oberen Ende der Hülse 110 eingebracht.
Diese Schraube hat ein Außengewinde
mit einem Außengewinde
versehenen unteren Teil 116 und einem kreisrunden oberen
Teil 115. Das mit Gewinde versehene untere Teil 116 weist
ferner ein Eingreifteil 105 auf zur Aufnahme eines daran
angebrachten O-Ringes 107. Wenn endgültig zusammengebaut, stößt der Boden
des mit Außengewinde
versehenen unteren Teils 116 gegen den umlaufenden oberen
Rand des Bundes 113 der Hülse 110, und der obere
Teil 115 erstreckt sich geringfügig über das obere Ende der Hülse 110.
Das obere Teil 115 weist ein Paar Umfangsschlitze 112 auf,
welche diametral einander gegenüber
angeordnet sind und spanend eingearbeitet oder in anderer Weise
in das Oberteil der Federschraube 114 eingeschnitten sind.
Entsprechend dieser Ausführungsform
sind die Federschraube 114 und die rohrförmige Hülse 110 aus
rostfreiem Stahl 302 hergestellt.
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Eine zylindrische Kopfkappe 118 (nachfolgend
auch Null-Einstellglied) weist einen Eingriffsbereich 117 auf,
der in das obere Ende der hohlen rohrförmigen Hülse 110 eingepreßt ist.
Ein oberer Abschnitt 127 des Einstellgliedes 118 weist
eine kreisförmige
Schulter 129 auf, die am oberen Rand der Hülse 110 anliegt,
und Paare von gegenüberliegenden
parallelen Flächen 119,
die ein Ansetzen eines Werkzeuges (nicht dargestellt) ermöglichen.
Das Null-Einstellglied 118 weist
eine Durchgangsbohrung 120 auf, welche die Aufnahme des
oberen Abschnitts 94 der zylindrischen Welle 96 ermöglicht.
Diese Durchgangsöffnung
verjüngt
sich vorzugsweise derart, daß die
Welle nur über
einem kurzen Abschnitt am Oberteil des oberen Bereiches 127 anliegt.
Entsprechend einer veränderten
Ausführungsform
(nicht dargestellt) kann das Null-Einstellglied 118 auch
in einem Stück
mit dem Oberteil der rohrförmigen
Hülse 110 ausgeführt sein.
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Ferner ist über die rohrförmige Hülse 110 auf der
der Federschraube 114 gegenüberliegenden Seite des Ringbundes 113 eine
vorgespannte Feder 126 passend aufgeschoben. Nach 3 und 4 ist ein Ende der Feder 126 in
Kontakt mit der Unterseite des Umfangsrandes des Ringbundes 113.
Mit dem verbleibenden Ende der Feder 126 liegt diese an
einer vergleichbar großen
Schulter 79, die in der zentralen Ausnehmung 76 des
Brückenteils 58 angeordnet
ist. Die Schulter 79 trennt den oberen Abschnitt 77 der zentralen
Ausnehmung vom unteren Teil 78. Der obere Abschnitt weist
ferner einen Satz von Innengewinden auf, die zusammenpassen mit
dem Gewinde des unteren Abschnitts 116 der Federschraube 114.
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Wie es klar wird aus der vergrößerten Schnittansicht
des zusammengesetzten Mechanismus 80, dargestellt in 3, bilden die Null-Einstellkappe 118,
der Sockel 122 und die rohrförmige Hülse 110 eine geschlossene
Hülle für den Teil
der zylindrischen Welle 96, an dem die Feder 106 koaxial
befestigt ist. Die gebildete Hülle
ist innerhalb der zentralen Ausnehmung 76 des Brückenteils 58 zusammen
mit dem Null-Einstellglied 118 und dem Teil des oberen Abschnitts 115 der
Federschraube 114, die sich von der Oberseite 75 des
Brückenteils 58 nach
oben und durch die Öffnung 83 in
der Skalenscheibe 84 erstreckt, gehalten.
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Die oben genannten Durchgangsöffnungen 120, 128 im
Null-Einstellglied 118 und im Sockel 122 verhindern
nicht die Verschiebung der Welle 96 in senkrechter Richtung
oder entlang der Achse, wie dies durch das Bezugszeichen 99 in 3 gezeigt ist.
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Gemäß 3 und 4 hat
im zusammengebauten Zustand die Welle 96 eine Länge, derart,
daß das
distale Ende 100 in einem festen Kontakt mit der oberen
Lagerfläche 54 des
Ausdehnungsteils 34 steht. Die Welle 96 erstreckt
sich durch die koaxialen Öffnungen 128 und 120 im
Sockel 122 und in dem Null-Einstellglied 118.
Der obere Abschnitt 94 der Welle 96 erstreckt
sich ferner durch die Öffnung 83 in der
Skalenscheibe 84. Wie schon vorher erwähnt, ist am proximalen Ende 104 der
Zeiger 92 integral oder durch Befestigung angebracht. Die Öffnung 83 in
der Skalenscheibe 84 ist vorzugsweise so ausreichend groß, daß (nicht
dargestellte) Werkzeuge zum Einstellen des Mechanismus 80 benutzt
werden können, wie
nun beschrieben ist.
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Im Gebrauch schaffen das Null-Einstellglied 118,
die rohrförmige
Hülse 110 und
der Sockel 122 ein erstes Stellungs-Einstellmittel, um
den beschriebenen Mechanismus 80 zu kalibrieren und um
ein Ausrichten des Zeigers 92 auf die Nullstellung im Anzeigebereich 85 der
Skalenscheibe 84 zu ermöglichen.
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Das Null-Einstellglied 118,
an der rohrförmigen
Hülse 110 einstöckig oder
trennbar angebracht, ermöglicht
es, daß die
Welle 96 als Ganzes um die senkrechte Wellenachse 99 gedreht
wird, und zwar durch Eingriff eines Werkzeuges an eines der Flächenpaare 119.
Die Welle 96, die in den Durchgangsöffnungen 120,128 des
Null-Einstellgliedes 118 und des Sockels 122 abgestützt ist,
wird veranlaßt,
sich mit der rohrförmigen
Hülse 110 und
dem Sockel 122 zu drehen. Infolgedessen werden beide, die
Welle 96 und die Feder 106, veranlaßt, sich
zusammen mit dem angebrachten Zeiger 92 zu drehen, wodurch
ermöglicht
wird, den Zeiger anfänglich
einzustellen, 7, auf
die Nullstellung auf der Skalenscheibe 84.
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Der vorliegende Mechanismus 80 weist
ferner eine zweite Kalibriereinrichtung auf, um den Grad der Drehung
der Welle 96 als Reaktion auf eine Verschiebung, die von
der Balg-Anordnung 34 herbeigeführt wird, einzustellen. Die
vorher erwähnte
Kalibrierung beruht auf dem Bestimmen des Betrages der Vorspannung
in der schraubenförmig
gewundenen Feder 106. Im Hinblick auf die 2–7 wirkt der mit Außengewinde
versehene untere Abschnitt 116 der Federschraube 114 zusammen
mit dem in 3 dargestell ten
Innengewinde, das in der zentralen Ausnehmung 76 des Brückenteils 58 vorgesehen
ist. Die Schlitze 112, die im angrenzenden oberen Teil 115 der
Federschraube 114 angeordnet sind, ermöglichen den Eingriff mit einem
geeigneten Werkzeug (nicht dargestellt).
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Wie in 3 dargestellt
ist, erstreckt sich ein Teil des oberen Abschnitts 127 der
eingesetzten Abschlußkappe 118 und
der obere Teil 115 der Federschraube 114 geringfügig über die
Oberseite 75 des Brückenteils 58 und
der Skalenscheibe 84, um ein Eingreifen zu ermöglichen,
ohne das Gehäuse 10 auseinandernehmen
zu müssen.
Die Öffnung 83 der Skalenscheibe
ist ausreichend groß,
um den Zugang eines Werkzeuges (nicht dargestellt) unmittelbar zu dem
geschlitzten Teil 112 der Federschraube 114 und/oder
zu den flachen Seiten 119 des Null-Einstellgliedes 118 zu
ermöglichen.
Durch Drehen der Federschraube 114 in Schließrichtung
(im Uhrzeigersinn) drückt
das untere Ende dieser Federschraube auf den Ringbund 113 der
Hülse 110,
wodurch bewirkt wird, daß die
Gesamtheit der Hülse
nach unten ausweicht und die vorgespannte Feder 126 gegen die
Schulter 79 in der zentralen Ausnehmung 76 des Brückenteils 58 drückt. Die
Abwärtsbewegung
der Hülse 110 bewirkt,
daß das
untere Ende der Feder 106, das am Sockel 122 befestigt
ist, ebenfalls nach unten ausweicht, wodurch die Feder vorgespannt wird
und im Anschluß daran
der Betrag der Drehbewegung der Welle und des Zeigers 92 zunimmt
bei einer vorbestimmten Verschiebung durch die Balg-Anordnung 34.
Die Feder 106 hat ursprünglich
eine vorbestimmte axiale Länge,
die durch eine entsprechende Drehung der Federschraube 114 verändert werden
kann. Das Ausdehnen der axialen Länge der Feder 106 durch
Bewegen der Federschraube 114 nach unten bewirkt ein Größerwerden
des Betrages der Drehung für
eine gegebene axiale Verschiebung der Welle 96, während eine
Aufwärtsbewegung
der Federschraube 114 die vorbestimmte axiale Länge verkürzt und
den Betrag der Umfangsbewegung der Welle und auch des Zeigers 92 relativ
zur Skalenscheibe 84 vermindert. Der O-Ring 107 unterstützt die
Schaffung einer Reibbelastung, so daß Vibrationen kein Verdrehen
der Federschraube 114 und keine unerwünschte Veränderung der axialen Anordnung
der Federschraube bewirken.
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Als Reaktion auf Druckveränderungen
in der (nicht dargestellten) Manschette, die in allgemein bekannter
Weise durch den pneumatischen Ballon 18 und den Patienten,
an dem die (nicht dargestellte) Manschette angebracht ist, wird
im Betrieb das aufblasbare Bauteil 38 in 8 veranlaßt, sich in Richtung 41 in
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3 auszudehnen.
Die Ausdehnung der Balg-Anordnung 34 bewirkt eine senkrechte
Verschiebung des flexiblen Körpers 40 in 1 und der oberen Lagerfläche 54,
welche auf das distale Ende 100 der Welle 96 einwirkt.
Die Welle 96 ist deshalb gezwungen, sich in vertikaler
Richtung 99 zu verschieben, wie durch Phantomlinien am
proximalen Ende 104(a) dargestellt. Aufgrund der Belastung durch
die Befestigung des unteren Endes der Feder 106 am Sockel 122 wird
die Welle 96 veranlaßt,
sich zu drehen als auch sich zu verschieben aufgrund der vertikalen
Verschiebung der aufblasbaren Bälge
oder Ausdehnungsteile im Uhrzeigersinn (an der Achse 99 nach
unten gesehen) entsprechend den Windungen der Feder. Die Drehung
der Welle 96 bewirkt hierbei, daß der Zeiger 92, der
am proximalen Ende 104 der Welle 96 angebracht
ist, in Umfangsrichtung den Anzeigebereich 85 der Skalenscheibe 84 überstreicht.
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Besonders bevorzugt und unter Bezugnahme
auf 3(a) bewirkt die Befestigung des
zylindrischen Stiftes 130 an dem Endloch 108 an
einem Ende der Feder 96, daß die Enden der Feder 96 angelenkt
und gelenkig befestigt und während
der Bewegung der Welle 96 in der durch das Bezugszeichen 44 angegebenen
Richtung schwenken. Das verbleibende (nicht dargestellte) Ende der
Feder 126 ist entsprechend wirkend. Diese Anlenkung vermindert
jegliche Hysterese und sichert eine größere Linearität.
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Wie schon vorher bemerkt wurde, kann
die Größe des Ausschlages
oder der Umfangsbewegung des Zeigers 92 leicht kontrolliert
werden durch Justieren der Vorspannung der Feder 106. Eine
sich ergebende Änderung
in der Größe der Vorspannung
bewirkt ausnahmslos eine Abweichung der Stellung des Zeigers 92 relativ
zur Skalenscheibe 84, welche leicht geeicht werden kann
gegenüber
einer bekannten Druckbelastung, um den passenden Betrag der Vorspannung
zu bestimmen. Deshalb sollte auch eine Null-Eichung folgen durch
Einwirkung auf die Flächen 119 des
Null-Einstellgliedes 118 und einer. passenden Drehung dieses
Einstellgliedes.
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Nebenbei sollte berücksichtigt
werden, daß die
Feder 106 vorzugsweise auch derart hergestellt ist, daß ihr Innendurchmesser
größer ist
als der Durchmesser der Welle 96, sogar wenn die Feder
in der unten beschriebenen Weise abgewickelt worden ist, um Reibungsbeeinträchtigungen,
die sich auf die Reproduzierbarkeit und Linearität des Mechanismus auswirken
können,
zu vermeiden.
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Eine zweite Ausführungsform des Bewegungsmechanismus
nach der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. Wegen der
größeren Klarheit
sind ähnliche
Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Eine ähnlich langgestreckte zylindrische Welle 96 ist
im Gehäuse 140 (nur
teilweise dargestellt) senkrecht angeordnet. Ein Träger 142 umfaßt einen
oberen Abschnitt 148 und einen unteren Abschnitt 152,
die von Kreuzstücken 154 auf
einem vorbestimmten Abstand gehalten sind, wobei die Träger durch
in (nicht dargestellte) Bohrungen eingesetzte Befestigungsmittel
in üblicher
Weise miteinander verbunden sind. Der obere Abschnitt 148 weist
eine zentrale Öffnung 164 auf,
die so bemessen ist, daß sie den
Durchgang der senkrecht angeordneten Welle 96 gestattet.
Vorzugsweise hat diese Öffnung
eine kreisrunde, sich verjüngende
Lagerfläche 166,
um einen Punktkontakt zu erreichen.
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Der untere Abschnitt 152 weist
eine koaxiale größere runde
Ausnehmung 174 auf, in der ein Paar koaxiale Einstellglieder
untergebracht sind. Eine Ausschlag-Einstellschraube 170 mit
einer zylindrischen Konfiguration ist so bemessen, daß sie in
den Grenzen der Ausnehmung 174 eingepaßt werden kann. Vorzugsweise
ist die Ausnehmung 174 mit einem Gewinde versehen, um ein
Zusammenwirken mit einem korrespondierenden Außengewinde 172 an
dem Einstellteil zu ermöglichen.
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Ein Null-Einstellglied 180 ist
in eine zentrale Öffnung 184 der
Ausschlag-Einstellschraube 170 eingepaßt. Auch
hat das Null-Einstellglied eine koaxiale zentrale Ausnehmung 188,
die den Durchgang der Welle 96 ermöglicht. Die Ausnehmung 188 enthält ebenfalls
eine verjüngte
Lagerfläche 186 ähnlich wie
ter obere Träger-Abschnitt 148.
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Die zylindrische Welle 96 weist
ein Paar Enden 100, 104 auf. Ein Zeiger 92 ist
am proximalen Ende 104 befestigt oder einstückig geformt.
Das gegenüberliegende
distale Ende 100 ist in Nähe der Balg-Anordnung 34 positioniert.
Jeder der Träger-Abschnitte 148, 152 ist
so gestaltet, daß axiale
Bewegungen der Welle 96 durch sie hindurch möglich sind.
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Eine dünne, bandähnliche Feder 190 ist schraubenlinienförmig um
einen wesentlichen Teil der zylindrischen Welle 96 zwischen
dem oberen und unteren Träger-Abschnitt 148, 152 gewunden.
Die Feder ist in Nähe
des oberen Träger-Abschnitts 148 mit
der Welle und in Nähe
des unteren Träger-Abschnitts 152 mit
dem Null-Einstellglied fest verbunden. In bevorzugter Ausführung ist
die Feder 190 aus einem dünnen Band aus geeignetem Material
wie Beryllium-Kupfer, hergestellt. Die Feder 190 kann durch
Schweißung 194 an
jedes Ende 192 an der Welle 96 und an dem Inneren
des Null-Einstellgliedes 180 befestigt
werden. Alternativ können
auch die Enden der Feder in ähnlicher
Weise befestigt werden wie in dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel,
wobei die Feder während
der Verschiebung der Welle um Stifte oder Bolzen schwenken kann.
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Das Null-Einstellglied 180 ist
so bemessen, daß die
Welle 96 in der Ausnehmung der Ausschlag-Einstellschraube
mit der runden Boden-Lagerfläche 186 gehalten,
ist die gegen die Außenseite der
Welle eine Punktberührung
bereitstellt. Der obere Träger-Abschnitt 148 enthält eine ähnliche
Lagerfläche 166,
die im Inneren der Ausnehmung 164 angeordnet ist und die
Welle 96 führt
und hält,
wenn sie entlang einer vorwiegend axialen Strecke entlang der senkrechten
Richtung 99 in 3 verschoben
wird.
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Die Arbeitsweise des beschriebenen
Bewegungsmechanismus ist wie folgt. Wenn Luftdruck auf die Innenseite
der aufblasbaren Balg-Anordnung 38 aufgebracht wird, drückt die
Lagerfläche 54 gegen das
distale Ende 100 der Welle 96, wodurch eine Verschiebung
der Welle bewirkt wird. Weil das untere Ende der Feder 190 an
dem stationären
Null-Einstellglied 180 befestigt ist, wird die Feder gezwungen, sich
in axialer Richtung zu strecken. Dabei wird die Welle 96 auch
gezwungen, sich im Uhrzeigersinn zu drehen, und gemäß dieser
Ausführungsform
wird der befestigte Zeiger 92 relativ zum Anzeigebereich 85 der
Skalenscheibe 84 in Umfangsrichtung verschoben.
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Das Einstellen des Null-Einstellgliedes 180 erfolgt
durch Drehen der Ausschlag-Einstellschraube 170. Die Drehung
des Null-Einstellgliedes 180 dreht auch die Welle 96,
wodurch die Null-Stellung des Zeigers 92 relativ zum Anzeigebereich
der Skalenscheibe 84 ermöglicht wird.
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Die Drehung der Ausschlag-Einstellschraube 170 verändert die
effektive axiale Länge
der Feder 190. Die Änderung
der effektiven Länge
der Feder 190 verändert
die Größe der Drehbewegung,
die durch eine gegebene axiale Bewegung der Welle 96 verursacht
ist. Die Ausschlag-Einstellschraube 170 stellt dabei die
Empfindlichkeit des Zeigers 92 ein oder, in anderen Worten,
den Betrag der Umfangsbewegung des Zeigers relativ zur Skalenscheibe 84.
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Weil die Benutzung der Eichvorrichtung
für den
Ausschlag auch auf die Null-Stellung
des Zeigers 92 wirkt, muß nach Einstellen des Ausschlages
das Null-Einstellglied 180 nachjustieren.
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Obgleich die vorliegende Erfindung
in bezug auf ein Paar spezifischer Ausführungsbeispiele beschrieben
wurde, wird anzuerkennen sein, daß Abweichungen und Änderungen
möglich
sind unter Benutzung der hier beschriebenen Konzeption und innerhalb
des beabsichtigten Schutzbereiches der Erfindung gemäß den beigefügten Ansprüchen.
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Zum Beispiel könnten das Null-Einstellglied 180 und/oder
die Ausschlag-Einstellschraube 170 in den
vorhergehenden Ausführungen
zum oberen Träger-Abschnitt
anstatt zu dem unteren Träger-Abschnitt
hin verschoben werden, um eine Kalibrierung ohne größeres Auseinandernehmen
des Gehäuses 140 des
Meßgerätes zu ermöglichen.