DE873904C

DE873904C - Improvements in or with regard to display devices of those types which have a rotatable pointer, a rotatable dial or other rotatable display elements

Info

Publication number: DE873904C
Application number: DEF2551A
Authority: DE
Inventors: Christopher Hodgson Booth
Original assignee: Firth Brown Tools Ltd
Current assignee: Firth Brown Tools Ltd
Priority date: 1949-05-05
Filing date: 1950-08-29
Publication date: 1953-05-28

Description

Verbesserungen bei oder bezüglich Anzeigevorrichtungen derjenigen Typen, die einen drehbaren Zeiger, ein drehbares Zifferblatt oder sonstige drehbare Anzeigeelemente aufweisen Die Erfindung bezieht sich auf Anzeigevorrichtungen, z. B. Manometer, Meßuhren und Temperaturanzeiger oder Reguliervorrichtungen, des Typs, der einen drehbaren Zeiger, ein drehbares Zifferblatt oder sonstige drehbare Anzeigeelemente aufweist.Improvements in or relating to display devices of those Types that have a rotatable pointer, a rotatable dial or other rotatable The invention relates to display devices, e.g. B. manometers, dial gauges and temperature indicators or regulating devices, of the type a rotatable pointer, a rotatable dial or other rotatable display elements having.

Es ist ein Ziel der Erfindung, in Vorrichtungen des obenerwähnten Typs verbesserte Betätigungsmittel für das Anzeigeelement zu schaffen, insbesondere Betätigungsmittel, welche von einfacher Konstruktion, geringer Massenträgheit und, bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, stoßunempfindlich sind.It is an object of the invention to incorporate the aforementioned in devices To provide type improved actuation means for the display element, in particular Actuating means, which are of simple construction, low inertia and, in the preferred embodiment of the present invention, insensitive to shock are.

Gegenstand der Erfindung bildet eine Anzeigevorrichtung des obenerwähnten Typs mit einem Betätigungsmechanismus für das Anzeigeelement, der, miteinander vereinigt, eine Spindel, welche drehbar gelagert ist und das Anzeigeelement trägt oder kraftschlüssig mit demselben verbunden ist, z. B. durch Verzahnung, und welche mit einer Steilgewindenut oder Rippe versehen ist, und der ferner ein biegsames Blatt aufweist, dessen eines Ende in die Schraubennut eingreift oder die Rippe erfaßt, wobei die Breite des Blattes praktisch parallel zu der Nut oder Rippe in der Eingriffstellung ist, und welches Blattende in einer Richtung beweglich ist, die praktisch senkrecht zu der Kante der Nut oder zu der Rippe in der vorerwähnten Lage ist, wenn das Blatt auf Änderungen im Druck, der Temperatur oder sonstigen anzuzeigenden Kennzeichen anspricht, wodurch Änderungen in den Meßgrößen durch das Erfassen einer Kante der Nut oder Rippe durch das Blatt in eine Drehbewegung der Spindel umgesetzt werden.The subject of the invention is a display device of the above Type with an operating mechanism for the display element, which, united with one another, a spindle which is rotatably mounted and carries the display element or in a non-positive manner connected to the same, e.g. B. by toothing, and which with a steep thread groove or rib is provided, and which further comprises a flexible blade, one of which End engages in the screw groove or grasped the rib, the width of the sheet is practically parallel to the groove or rib in the engaged position, and which The end of the sheet is movable in a direction practically perpendicular to the edge the groove or the rib is in the aforementioned position, if the Sheet for changes in pressure, temperature or other indicators to be displayed responds, whereby changes in the measured quantities by detecting an edge of the The blade converts the groove or rib into a rotary movement of the spindle.

Bei einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung, ist das Blatt elastisch und wird so beaufschlagt, daß es die Spindel in einer Richtung dreht; ferner ist ein beweglicher Anschlag vorgesehen, der auf Änderungen der anzuzeigenden Meßgröße anspricht, um die Bewegungen des Blattes in der Richtung des von ihm ausgeübten Druckes zu begrenzen, je nach dem jeweiligen Wert -der- Meßgröße. Vorzugsweise erfaßt der Anschlag das Blatt inmitten seiner Länge, so daß die Elastizität des Blattes dazu neigt, die Übertragung von Stößen, die von den Bewegungen des Anschlages herrühren, auf die Spindel herabzusetzen.In one embodiment of the display device, the sheet is elastic and is urged to rotate the spindle in one direction; further is a movable stop is provided, which reacts to changes in the measured variable to be displayed responds to the movements of the blade in the direction of that exercised by it To limit the pressure, depending on the respective value of the measured variable. Preferably captured the stop the sheet in the middle of its length, so that the elasticity of the sheet tends to reduce the transmission of shocks resulting from the movements of the stop, to lower on the spindle.

Bei der üblichen Bauart der soeben beschriebenen Ausführungsform. des Erfindungsgegenstandes wird das elastische Blatt so beaufschlagt, daß es die Spindel für .die -Bewegung .des Anzeigeelements in die Lage der vollen skalenmäßigen Ausbiegung (Ablenkung) dreht, und der Anschlag wird dabei so angeordnet, daß er -die Bewegung in dieser Richtung gemäß dem jeweiligen Wert der anzuzeigenden Meßgrößebegrenzt.In the usual design of the embodiment just described. of the subject invention, the elastic sheet is acted upon so that it the Spindle for .the -movement .of the display element in the position of the full scale Deflection (deflection) rotates, and the stop is arranged so that it - the movement in this direction is limited according to the respective value of the measured variable to be displayed.

An .dem Hauptblatt kann ferner zur gemeinsamen Bewegung mit demselben ein zweites elastisches Blatt befestigt werden (nachstehend als Blatt zur Beseitigung des toten Ganges bezeichnet), welches, sobald das Hauptblatt in eine Nut in der Spindel eingreift, ebenfalls in die Nut eingreift, aber vom Hauptblatt abgedrückt wird, so daß, die !beiden Blätter die entgegengesetzten Kanten der Nut unter elastischem Druck erfassen, wodurch der tote Gang verhindert wird. Wenn aber ras Hauptblatt eine Rippe an ider Spindel erfaßt, dann werden die beiden .Blätter gegeneinandergepreßt, um die Rippe zwischen ihnen festzuhalten. Wenn das Hauptblatt so beansprucht wird, daß es die Spindel in .der vorerwähnten Weise dreht, dann wird das Blatt zur Verhinderung -des toten Ganges vorzugsweise aus wesentlich schwächerem Federmaterial verfertigt, so daß es auf die Spindel einen geringeren Druck ausübt als das Hauptblatt.At .dem main sheet can also move together with the same a second elastic sheet can be attached (hereinafter referred to as the sheet for disposal of the dead passage), which, as soon as the main leaf is in a groove in the Spindle engages, also engages in the groove, but pushed off the main sheet so that, the! two sheets the opposite edges of the groove under elastic Detect pressure, which prevents the dead maneuver. But if ras main sheet gripped a rib on the spindle, then the two leaves are pressed against each other, to hold the rib between them. When the main sheet is so stressed, that it rotates the spindle in the above-mentioned manner, then the sheet becomes the prevention -the dead corridor is preferably made of much weaker spring material, so that it exerts less pressure on the spindle than the main blade.

Eine spezifische Manometerbauart gemäß - der vorliegenden. Erfindung und einige Spielarten hiervon werden jetzt in beispielsweiser Ausfü'hrungsform und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden, von welchen Fig. i eine Vorderansicht des Manometers mit weggebrochenem Zifferblatt ist, um die Betätigungsvorrichtung zu zeigen; Fig. 2 ist ein .Schnitt in der Richtung II-II der Fig. i ; Fig. 3 ist eine Teilansicht in der Richtung III-III der Fig. i ; Fig. 4 ist eine Ansicht, welche das Erfassen der Spindel durch die Blätter zeigt; Fi.g. 5 ist eine Teilansicht, welche .die Mittel für die Befestigung des Anschlagstiftes darstellt; Fig. 6 ist eine Ansicht, welche der Fig.4 entspricht und eine geänderte Anordnung zeigt; Fig. 7 ist eine Ansicht, welche eine modifizierte Form der Spindel und des Traglagers zeigt; Fig. 8 ist eine Ansicht in größerem Maßstab der Anordnung an einem Ende der Spindel, wie sie in Fig. 7 .dargestellt ist.A specific type of pressure gauge according to - the present one. invention and some varieties of this are now shown in exemplary embodiments and will be described with reference to the drawings, of which FIG Front view of the pressure gauge with the dial broken away to show the actuator to show; Figure 2 is a section in the direction II-II of Figure i; Fig. 3 is a partial view in the direction III-III of Fig. i; Fig. 4 is a view showing Figure 8 shows the engaging of the spindle by the blades; Fi.g. 5 is a partial view; which represents the means for attaching the stop pin; Fig. 6 is a view which corresponds to Figure 4 and shows a modified arrangement; Fig. 7 is a view showing a modified form of the spindle and the support bearing shows; Figure 8 is an enlarged view of the arrangement at one end of Figure 8 Spindle as shown in Fig. 7.

In dem in den Fig, i bis 5 dargestellten Manometer ist die Spindel mit einem zentralen parallelen Teil i versehen, der an jedem: Ende in kurze cDre'hzapfen 23 ausläuft, welche in Lagersteinen. 4 und 5 im Rahmen 6 des Instruments getragen werden. Federkissen ('hier nicht dargestellt) erfassen zugespitzte Enden an den. Drehzapfen, um dem axialen Schub der, Spindel zu widerstehen. Der Zeiger 7 ist am parallelen Teil der Spindel an einem Ende derselben ,befestigt und in der Weise gekröpft, wie es im allgemeinen. bei elektrischen Instrumenten, wie z. B. Voltmetern, üblich ist, um durch eine zentrale Bohrung in einem geeichten Zifferblatt 8 hindurchzugehen und neben der Vorderfläche dels Zifferblattes. zu liegen zu .kommen. Der Zeiger, der von leichter Bauart und, durch Gewichte. 9 ausgewuchtet ist, ist so angeordnet, daß er sich über einen Skalenbereich von 300 bis 35o° bewegt.In the manometer shown in FIGS. 1 to 5, the spindle is provided with a central, parallel part i, which at each end terminates in short cTre'hzapfen 23, which in jewels. 4 and 5 are carried in frame 6 of the instrument. Feather cushions ('not shown here) capture pointed ends at the. Trunnions to withstand axial thrust from the spindle. The pointer 7 is attached to the parallel part of the spindle at one end thereof and is cranked in the manner generally used. in electrical instruments such as B. voltmeters, is common to pass through a central hole in a calibrated dial 8 and next to the front surface dels dial. to lie down. The pointer, of light construction and weight. 9 is balanced, is arranged so that it moves over a scale range of 300 to 35o °.

Der parallele Teil -i der Spindel besitzt eine Schraubennut io, die sich vom Zeiger zu .dem entgegengesetzten Ende dieses Teils der Spindel erstreckt. Der Steigungswinkel der- Nut beträgt etwa 30 bis 45° zur Achse der Spindel und die Nut macht um. die Spindel etwa eine komplette Windung.The parallel part -i of the spindle has a screw groove io which extends from the pointer to the opposite end of this part of the spindle. The pitch angle of the groove is about 30 to 45 ° to the axis of the spindle and the groove turns. the spindle about a complete turn.

Mit einem Ende am Instrumentenrahmen 6 befestigt befindet sich ein flaches Federblatt 12, das Hauptblatt, .dessen anderes Ende in die Schraubennut io der Spindel eingreift. Die Breite des Blattes, welche :beträchtlich ist, liegt an dem Schraubenwinkel an (s. insbesondere Fig. 2) und die Länge des Blattes erstreokt sich radial von der Spindel fort. Das Blatt wird nach links gedrückt, wie aus den Fig. i und 4 hervorgeht, um die Spindel durch Erfassen der Kante 15 der Nut zu drehen und damit den Zeiger im Uhrzeigersinn, wie aus Fig. i hervorgeht,. in die skalenmäßig volle Auslenkun:g zu .bewegen.With one end attached to the instrument frame 6 there is a flat spring leaf 12, the main leaf,. its other end into the screw groove io the spindle engages. The width of the sheet, which: is considerable, lies at the helix angle (see in particular Fig. 2) and the length of the blade extends radially away from the spindle. The sheet is pushed to the left, as out of the Figs. I and 4 appear to rotate the spindle by engaging the edge 15 of the groove and thus the pointer clockwise, as can be seen from FIG. in the scale full deflection to .move.

An der Rückseite (in der Richtung des Druckes gesehen) des Hauptblattes und zur gemeinsamen Bewegung mit demselben ist ein kurzes Blatt 20 zur Vermeidung .des toten Ganges angebracht, welches. sich mit leichtem Druck an die gegenüberst,-#hende Kante 21 der Nut anlegt, wobei der Druck genügend groß dst, um zu ;gewährleisten, daß, die Bewegung des Hauptblattes in jeder Richtung die Drehung der Spindel ohne toten Gang bewirkt. Die Breite der beiden Blätter ist praktisch die gleiche. Das Hauptblatt 'hat eine Dicke von etwa o,oo5 Zoll (rund o,127 mm) und das Blatt zur Beseitigung des toten Ganges eine Dicke von etwa 0,003 Zoll (rund 0,0762, mm).On the rear side (seen in the direction of printing) of the main sheet and for joint movement with the same, a short sheet 20 is attached to avoid the dead aisle, which. rests on the opposite edge 21 of the groove with light pressure, the pressure being sufficient to ensure that the movement of the main blade in any direction causes the spindle to rotate without a backlash. The width of the two sheets is practically the same. The main sheet is about 0.05 inches (around 127 mm) thick and the dead pass sheet is about 0.003 inches (around 0.0762 mm) thick.

Das Manometer ist mit einem auf Druck ansprechender Bourdon-Rohr 25 (Röhrenfeder) von Streifenform, wie es anderweitig vorgeschlagen ist, versehen. Das freie Ende des Rohres ist mit einer zugespitzen Schraube -26 versehen, welche den obenerwähnten Anschlag bildet und die Vorderfläche des Hauptblattes i2 an der Längsseite des Blattes, vorzugsweise in der Mitte, erfaßt und beim Druck Null auf das Blatt eine Kraft ausübt, welche genügt, um das Blatt und mit ihm den Zeiger so auszulenken, daß. der Zeiger in die Nullage des Zifferblattes kommt. Die Schraube :ist in einer am Ende des Rohres 25 befindlichen Mutter 27 nachstellbar, um die auf .das Blatt ausgeübte Kraft zu ändern, und die Mutter kann in ihrem Haltebock 28 geschwenkt werden, um die Stellung zu verändern, unter welcher die Schraube das Blatt erfaßt und damit auch die Hebelkraft, welche auf das Blatt ausgeübt wird. Die Beanspruchung des Bourdon-Rohres bzw. der Röhrenfeder mit innerem Druck veranlaßt die ,Schraube, sich so zu bewegen, daß das Blatt in der Richtung und um den Betrag folgen kann, welche geeignet sind, den Zeiger in die Anzei.gelage des Zifferblattes zu bewegen, welche dem angewendeten Druck entspricht.The pressure gauge is fitted with a pressure sensitive Bourdon tube 25 (Tubular spring) of strip shape, as otherwise proposed, provided. The free end of the tube is provided with a pointed screw -26, which the Above mentioned stop forms and the front surface of the main sheet i2 on the long side of the sheet, preferably in the middle, detected and when printing Zero exerts a force on the sheet which is sufficient to keep the sheet and with it the To deflect pointer so that. the pointer comes to the zero position of the dial. the Screw: can be readjusted in a nut 27 located at the end of the tube 25, to change the force exerted on the blade, and the nut can in its bracket 28 can be pivoted to change the position under which the screw drives the Sheet detected and thus also the leverage that is exerted on the sheet. The loading of the Bourdon tube or the tube spring with internal pressure causes the, screw, move so that the sheet is in the direction and by the amount can follow which are suitable, the pointer in the Anzei.gelage of the dial to move which corresponds to the applied pressure.

Im Betriebe des Manometers bewegt ,sich der Streifen gegen die Kante der Nut mit (wenig oder gar keiner Gleitbewegung und demgemäß gibt es bei der Bewegung nur wenig Reibungswiderstand. Das Manometer hat ein Minimum beweglicher Teile von geringer Massenträgheit und ist stoßunempfindlich.When the pressure gauge is operating, the strip moves against the edge the groove with (little or no sliding movement and accordingly there is in the movement little frictional resistance. The pressure gauge has a minimum of moving parts low inertia and is insensitive to impact.

Bei .der Modifikation nach Fig. 6 ist die Nut ro durch eine schraubenförmige Rippe 3:o auf der Spindel ersetzt und die Blätter 12 und 2o sind so angeordnet, daß sie die Rippe zwischen sich erfassen und dadurch den toten Gang beschränken. Wie in dem vorhergehenden Beispiel ist die Breitseite der Blätter praktisch parallel zu der Schraube, wenn dieselbe in der Berührungslage steht, und die Bewegung .der Blätter ist praktisch senkrecht zu dieser Schraube.In the modification of FIG. 6, the groove ro is formed by a helical one Rib 3: o replaced on the spindle and the blades 12 and 2o are arranged so that they grasp the rib between them and thereby limit the dead walk. As in the previous example, the broad side of the blades is practically parallel to the screw when it is in the contact position, and the movement .der Leaves is practically perpendicular to this screw.

Bekanntlich hängt der Reibungswiderstand einer Spindel wie der oben beschriebenen unter anderen Faktoren von dem Durchmesser der Drehzapfen ab, und es ist die übliche Praxis, diesen Durchmesser, um die Reibung herabzusetzen, so klein zu machen, als es in Rücksicht auf die Festigkeit noch möglich ist. Die Fia. 7 und 8 zeigen eine Anordnung, welche es erlaubt, den Reibungswiderstand noch weiter herabzusetzen. Die in der vorhergehenden Bauart verwendete Vollspindel wird durch ein Rohr 4o ersetzt, welches an ,seinen Enden mit Steinlagern 41 versehen ist. Das Röhr ruht auf einem festen Draht 42, welcher zwischen den Platten 43 und 44 des Instrumentenrahmens unter Spannung gehalten wird. Der unter Spannung stehende Draht kann einen geringeren Durchmesser haben als die, wie in dem vorhergehenden Beispiel, an den, Enden der Spindel geformten Drehzapfen und dabei doch angemessene Festigkeit besitzen, um die Spindel zu tragen.As is well known, the frictional resistance of a spindle depends like the one above on the diameter of the pivot pins, among other factors, and it is common practice to use this diameter so as to reduce friction to be made smaller than is still possible in view of the strength. The Fia. 7 and 8 show an arrangement which allows the frictional resistance to be increased even further to belittle. The full spindle used in the previous design is through a tube 4o replaced, which is provided with stone bearings 41 at its ends. That The tube rests on a solid wire 42 which extends between the plates 43 and 44 of the Instrument frame is kept under tension. The wire under tension can have a smaller diameter than that, as in the previous example, pivots formed at the ends of the spindle while still maintaining adequate strength own to carry the spindle.

Die Erfindung kann auch auf Instrumente angewendet werden, welche andere Meßgrößen als den 'Druck anzeigen sollen. So kann der Anschlag z. B. durch einen auf Wärme ansprechenden Bimetallstreifen oder durch die Ausdehnung eines Metallstabes zur Messung .der Temperatur oder durch direkte mechanische Kraft, ,z. B. bei einer Meßuhr, oder durch elektromagnetische Kraft betätigt werden. Ein auf Wärme ansprechender Bimetallstrei.fen kann verwendet werden, um elektrische Meßgrößen anzuzeigen. Zum Beispiel kann bei Spannungsmessung der Streifen von einer Heizspirale oder Spule aus Widerstandsdraht umgeben sein, an welche die Spannung gelegt wird, und bei der Messung von Stromstärken kann der Strom durch den Werkstoff des Streifens selbst -geschickt werden, um den Streifen infolge seines eigenen Widerstandes zu erhitzen. Bei dieser letzteren Anordnung kann der Streifen durch einen Längsschlitz geteilt werden, der sich von seinem .festen Ende nahezu zu seinem freien Ende, dem Anschlagende, erstreckt. Der Strom wird dann veranlaßt, von einem Teil am festen Ende zu dem Anschlagende und zurück längs des anderen Teils zum festen Ende zu fließen.The invention can also be applied to instruments which other measured variables than the 'pressure should be displayed. So the stop z. B. by a heat-sensitive bimetal strip or the expansion of a metal rod to measure the temperature or by direct mechanical force, e.g. B. at a Dial gauge, or operated by electromagnetic force. One more responsive to warmth Bimetallic strips can be used to display electrical measured quantities. To the An example can be when measuring the voltage of the strip from a heating coil or coil be surrounded by resistance wire to which the voltage is applied, and in which The current can be measured through the material of the strip itself -be sent to heat the strip as a result of its own resistance. In this latter arrangement the strip can be divided by a longitudinal slot that extends from its fixed end almost to its free end, the stop end, extends. The flow is then caused to move from a part at the fixed end to the stop end and flow back along the other part to the fixed end.

Es gehört in den Bereich, der vorliegenden Erfindung, daß die Zeigerspindel direkt mittels eines Bimetall- oder eines anderen auf Meßgrö:ßen .ansprechenden Streifens betätigt werden kann. So z. B. kann das freie Ende eines wärmeempfindlichen Bimetallstreifens oder einer auf Druck ,ansprechenden Röhrenfeder direkt in eine Schraubennut an der Arbeitsspindel eingreifen; in diesem Fall ist kein Anschlag, -wie oben beschrieben, erforderlich. Diese Anordnung kannzweckmäßig dort verwendet werden, wo es nicht darauf ankommt, daß das Instrument stoßunempfindlich ist.It is within the scope of the present invention that the pointer spindle directly by means of a bimetallic or another responsive to measured variables Strip can be operated. So z. B. can be the free end of a heat sensitive Bimetallic strip or a pressure-sensitive tubular spring directly into a Engage the screw groove on the work spindle; in this case there is no stop, - as described above, required. This arrangement can be suitably used there where it is not important that the instrument is insensitive to impact.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Display device, e.g. B. for measuring gauges, temperature indicators etc., with rotatable pointer and dial or other rotatable display elements, characterized by an operating mechanism for the display element, the, with each other united, on the one hand a spindle which is rotatably mounted and the display element carries or frictionally, z. B. by interlocking; g, is connected to the same and which is provided with a steep thread groove or rib, and the other hand has a flexible blade one end of which engages in the screw groove or rib the spindle engages or detects, the broad side of the sheet being practically parallel to the groove or rib is in the engaged position and which blade end in a Direction is movable which is practically perpendicular to the edge -the groove or rib is in the aforementioned position if there are changes in the measured variable to be displayed going on, whereby. .then changes in the measured variable by touching the Blade with an edge of the groove or the rib in a rotary motion of the spindle implemented.

2. Display device according to claim i, characterized in that that the sheet is elastic and is under elastic stress and so by his Bounce that seeks to turn spindle in a certain direction and further a stop is provided which can be moved to changes in the measured variable to be displayed and, the movements of the sheet in the direction of its contact pressure according to the respective Limited value of the measurand.

3. Device .according to claim 2, characterized in that that the stop grips the sheet in the middle of its length.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the sheet is under an elastic load stands, which it over the spindle the display element in the position of the scale strive to move with full deflection, and the stop is arranged in: -that it moves in this direction depending on the value to be displayed Measured variable limited.

5. Apparatus according to claim i, characterized in that a leaf on the main leaf for joint movement with it, to avoid it .of the dead passage is attached, wherein the main blade engages in a groove of the spindle .and the blade engages in the same groove to avoid .the dead pass and is pressed from the main leaf, so that the two flowers are opposite Grasp the edges of the groove under elastic pressure and prevent the so-called dead gear is.

6. Device according to one of claims i to 4, characterized in that the main sheet grips a rib on the spindle and presses the two sheets against each other pinching the rib between them.

7. Apparatus according to claim 5 or 6, .da-characterized in that the spindle can be rotated by means of the main blade and -the reed is made of a much weaker spring material to avoid dead movement is so that it exerts less pressure on the spindle than the main blade. B. Display device according to claims i to 7, characterized in that the support means for the spindle made of a wire under mechanical tension and a bearing which is attached to the spindle rotating about the wire are. G. Device; according to claim 8, characterized in that the spindle is tubular and the wire passes through the spindle.