NL8402809A

NL8402809A - Motion amplifier for condition responsive gauge instrument - in which e.g. calibration of pressure gauge is simplified

Info

Publication number: NL8402809A
Application number: NL8402809A
Authority: NL
Original assignee: Dresser Ind
Priority date: 1971-10-04
Filing date: 1984-09-13
Publication date: 1985-01-02

Abstract

Amplifier apparatus for providing output motion correlated to condition change motion or deflection of a condition responsive element. The amplifier is mounted onto the condition responsive element for floating conjoint movement therewith. A remotely connected actuator, extending into the motion path, defines a pivot axis for a hinged gear sector arm of the amplifier. In pivoting about the actuator axis, the arm operably drives a rotatable output shaft supporting a pointer or the like. Floating movement eliminates extra components, and calibration can be carried out by separate adjustment of components.

Description

* <i -1- . Τ'* <i -1-. Τ '

Meetinstrument.Measuring instrument.

De uitvinding heeft betrekking op een meetinstrument, in het bijzonder een drukmeter, bestaande uit een conditiegevoelig element dat bij conditieverandering een beweging uitvoert, en een door een wijzeras draaibaar ondersteunde wijzer die de 5 conditie-verandering aanwijst, op welkw wijzeras tevens een rondsel is aangebracht dat in ingrijping is met een tandsector van een arm die via een stang met het meetinstrument is verbonden.The invention relates to a measuring instrument, in particular a pressure gauge, consisting of a condition-sensitive element that performs a movement when the condition changes, and a pointer rotatably supported by a pointer shaft, which indicates the condition change, on which pointer shaft is also arranged a pinion which engages with a tooth sector of an arm connected to the measuring instrument by a rod.

Deze meetinstrumenten omvatten meerdere onderdelen die bevestigd of verankerd zijn t.o.v. de bewegingsbaan van het 10 conditiegevoelige element, zoals eeiBourdon-buis of een bimetaal.These measuring instruments comprise multiple parts that are attached or anchored to the path of movement of the condition-sensitive element, such as a Bourdon tube or a bimetal.

Voor de wijzeras en één of meer van de tussenliggende komponenten is het gebruikelijk om bedreven te worden rond een dergelijke hartlijn. Toch kunnen deze meetkonstrukties een hoog niveau van afleesnauwkeurigheid verschaffen, en zij worden 15 daarom in het algemeen als bevredigend beschouwd. Niettegenstaande hun algemene aanvaardbaarheid worden zij op zeer concurrerende basis in de handel gebracht, zodat hun fabrikagekosten in hoge mate de uiteindelijke consumentprijs en dus de winst bepalen.It is common for the pointer axis and one or more of the intermediate components to be operated around such a centerline. However, these measurement constructions can provide a high level of reading accuracy, and are therefore generally considered satisfactory. Notwithstanding their general acceptability, they are marketed on a very competitive basis, so that their manufacturing costs largely determine the final consumer price and thus profit.

Tot deze kosten dragen verscheidene faktoren in belang-20 rijke mate bij, niet het minste waarvan de massa is behorende bij het stationaire bewegingsstelsel, dat vaste pennen, platen o.d. vereist, waaraan de verankerde askomponenten bevestigd kunnen worden. Hiernaast worden deze eenheden in het algemeen beschouwd als ingewikkeld en moeilijk te kalibreren vanwege de verschillende 25 instellingen, die elkaar wederzijds beïnvloeden. Dikwijls zijn vele manuren nodig om te voldoen aan de verwachte werkstandaard van het instrument. Een andere hoge kostenfaktor is de behoefte aan een betrekkelijk dure onrustveer o.d., die gebruikt wordt om dode gang tussen komponenten tot een minimum te beperken of te 30 overwinnen, die anders zou kunnen ontstaan en de werking nadelig zou kunnen beïnvloeden. Bovendien is het vanwege hun konstruktie onpraktisch zo niet onmogelijk geweest, een effektieve temperatuur-To this cost, several factors contribute to a significant degree, not least the mass of which is associated with the stationary motion system, which includes fixed pins, plates or the like. to which the anchored axle components can be attached. In addition, these units are generally considered to be complicated and difficult to calibrate due to the different settings, which influence each other. Many man hours are often required to meet the expected working standard of the instrument. Another high cost factor is the need for a relatively expensive hairspring or the like, which is used to minimize or overcome dead ends between components, which could otherwise arise and adversely affect performance. Moreover, because of their construction, it has been impractical if not impossible, an effective temperature

840 28 OS I840 28 OS I

*' ï -2- compensatie te verkrijgen om de instrumentnauwkeurigheid te handha-ven in een groot temperatuurbereik., waaraan het blootgesteld is.Obtain compensation to maintain instrument accuracy over a wide temperature range to which it is exposed.

Dit laatste is in het algemeen toe te schrijven aan het gebruik van een temperatuurgevoelige verbinding als deel van het bewegings-5 stelsel, en aangebracht binnen het huis, verborgen of anderszins ongevoelig voor ergens anders optredende omgevingsveranderingen. Ondanks erkenning van deze inherente nadelen, worden bewegingsstelsels van het stationaire type tot nu toe gebruikt als industrie-standaard wegens een gebrek aan een geschikt alternatief.The latter is generally attributable to the use of a temperature sensitive joint as part of the motion system, and disposed within the housing, concealed or otherwise insensitive to environmental changes occurring elsewhere. Despite recognition of these inherent drawbacks, stationary-type motion systems have hitherto been used as an industry standard due to a lack of a suitable alternative.

10 De uitvinding heeft betrekking op een apparaat voor het .versterken van de beweging van een conditie-gevoelig element om een outputas aan te drijven, die een aanwijsmechanisme zoals een wijzer draagt. De uitvinding heeft in het bijzonder betrekking op een versterkerapparaat, waarin de bedrijfskomponenten, waaronder de 15 wijzeras, direkt gemonteerd zijn op het vrije einde van het conditie-gevoelige element voor een gezamenlijke vlottende beweging daarmede. Dank zij deze konstruktie wordt de vroeger vereiste extra massa en de bijbehorende kosten in hoofdzaak, zo niet geheel geëlimineerd. Tegelijkertijd wordt de kalibrering, vergeleken met vroegere 20 technieken, aanzienlijk vereenvoudigd, aangezien elke instelling onafhankelijk uitgevoerd kan worden zonder de anderen te beïnvloeden. Bovendien plaatst de inrichting van de komponenten hen in een gewogen relatie tot elkaar, waardoor de eliminering van de vroeger vereiste doch gang opheffende onrustveer mogelijk is. Wanneer tem-25 peratuurkompensatie nodig is, leent de konstruktie zich tot een toenemende effektieve gevoeligheid d.m.v. een kompenserend element, dat gepositioneerd is met thermisch kontakt zowel binnen als buiten het huis teneinde de betrouwbaarheid van deze kompensatie aanmerkelijk te verbeteren.The invention relates to an apparatus for amplifying the movement of a condition sensitive element to drive an output shaft carrying an indicator such as a pointer. The invention particularly relates to an amplifier apparatus, in which the operating components, including the pointer shaft, are mounted directly on the free end of the condition sensitive element for a joint floating motion therewith. Thanks to this construction, the previously required extra mass and associated costs are substantially, if not completely, eliminated. At the same time, the calibration is considerably simplified compared to previous 20 techniques, since each setting can be performed independently without affecting the others. In addition, the arrangement of the components places them in a weighted relationship to one another, allowing the elimination of the previously required but gait-lifting hairspring. When temperature compensation is required, the construction lends itself to increasing effective sensitivity by means of a compensating element positioned with thermal contact both inside and outside the housing to markedly improve the reliability of this compensation.

00 In overeenstemming met de uitvinding is de wijzeras ge lagerd in een freem dat vast met het conditiegevoelige element is verbonden, en is de tandsector aangebracht om het vrije uiteinde van de arm, waarbij de afstand tussen het steunpunt van de stang en de as instelbaar is.00 In accordance with the invention, the pointer shaft is mounted in a frame fixedly connected to the condition-sensitive element, and the tooth sector is arranged around the free end of the arm, the distance between the support point of the rod and the shaft being adjustable .

35 Een doel van de uitvinding is het verschaffen van een 84 0 2 8 0 9' i -3- meetinstrument, waarin de meetkalibreringsprocedure aanmerklijk minder ingewikkeld is dan vroeger voor bekende bewegingsstelsels voor een soortgelijk doel nodig was.An object of the invention is to provide a measuring instrument in which the measuring calibration procedure is considerably less complicated than was previously required for known purposes for similar motion systems.

Weer een ander doel is het verschaffen van een meet- 5 instrument met een versterker die een temperatuurkompensatie toelaat, die toenemend gevoelig is voor omgevingscondities.Yet another object is to provide a measuring instrument with an amplifier that allows a temperature compensation that is increasingly sensitive to environmental conditions.

De uitvinding wordt in de volgende beschrijving nader toegelicht aan de hand van de tekeningen.The invention is further elucidated in the following description with reference to the drawings.

Fig. 1 is een gedeeltelijk opengesneden vooraanzicht 10 van een barometer met een bewegingsversterker volgens de uitvinding, fig. 2 is een zijaanzicht van fig. 1.Fig. 1 is a partially cut-away front view 10 of a barometer with a motion amplifier according to the invention, FIG. 2 is a side view of FIG. 1.

Fig. 3 en 4 zijn op grotere schaal voor- en zijaanzichten van de bewegingsversterker van de fig. 1 en 2, fig. 5 is een schema van de bewegingskomponenten van 15 fig. 1, fig. 6 en 7 zijn gedeeltelijke voor- en zijaanzichten van een uitvoeringsvorm voor de uitslaginstelling.Fig. 3 and 4 are enlarged front and side views of the motion amplifier of FIGS. 1 and 2, FIG. 5 is a schematic of the motion components of FIG. 1, FIG. 6 and 7 are partial front and side views of a embodiment for the rash setting.

Fig. 8, 9 en 10 zijn vooraanzichten van uitvoeringsvormen voor de nulpuntinstelling.Fig. 8, 9 and 10 are front views of embodiments for the zero point adjustment.

20 Fig. 11 is een schematisch aanzicht van een voorkeurs techniek voor het nauwkeurig uitvoeren van de nulpuntinstelling.FIG. 11 is a schematic view of a preferred technique for accurately performing the zero point adjustment.

Fig. 12 is een gedeeltelijk aanzicht van een gekombineer-de konstruktie voor het uitvoeren van zowel uitslag- en nul-instelling.Fig. 12 is a partial view of a combined construction for performing both deflection and zero adjustment.

25 Fig. 13 is een doorsnede volgens de lijn XIII-XIII in fig. 12.FIG. 13 is a section on line XIII-XIII in FIG. 12.

Fig. 14 en 15 zijn gedeeltelijke voor- en eindaanzichten van een derde uitvoeringsvorm voor het uitvoeren van zowel temperatuurkompensatie als uitslaginstelling.Fig. 14 and 15 are partial front and end views of a third embodiment for performing both temperature compensation and deflection adjustment.

30 Fig. 16 is een gedeeltelijk vooraanzicht van een variant van fig. 14 en 15, fig. 17 en 18 zijn doorsneden resp. volgens de lijnen XVII-XVII en XVIII-XVIIÏ in fig. 14.FIG. 16 is a partial front view of a variant of FIGS. 14 and 15, FIGS. 17 and 18 are sectional views, respectively. along lines XVII-XVII and XVIII-XVIIÏ in Fig. 14.

Fig. 19 is een gedeeltelijk vooraanzicht van een ander type 35 meetinstrument, dat de bewegingsversterker omvat.Fig. 19 is a partial front view of another type 35 measuring instrument that includes the motion amplifier.

8402809 -4-8402809 -4-

In fig. 1 en 2 is een samenstel weergegeven van een versterker 10 met een overigens konventionele barometer 11, die bestaat uit een steel 12, waarin door een inlaat 13' een· te meten drukfluidum stroomt, en die schroefdraad 14 bevat om de meter te verbinden met 5 een systeem, waarin de meter gebruikt moet worden. Bij de inlaat 13 ontvangen drukfluidum wordt gevoerd naar een Bourdonbuis 18, die op bekende wijze een gebogen verplaatsingsbeweging uitvoert als gevolg van incrementele drukveranderingen bij de inlaat 13.Figures 1 and 2 show an assembly of an amplifier 10 with an otherwise conventional barometer 11, which consists of a stem 12, into which a pressure fluid to be measured flows through an inlet 13 ', and which contains screw thread 14 for measuring the meter. connect to 5 a system in which the meter is to be used. Pressure fluid received at inlet 13 is fed to a Bourdon tube 18, which performs a curved displacement motion in a known manner due to incremental pressure changes at inlet 13.

De beweging van de Bourdonbuis 18 wordt naar de ver-10 sterker 10 geleid om een versterkte en gecorreleerde aandrijving te leveren van een wijzer 19 t.o.v. drukwaarden 20 op de wijzerplaat 21. Uitgezonderd de steel 12 omvatten alle voorgaande komponenten het werkmechanisme, dat opgesloten is in een huis 24. Het huis bestaat uit een komvormige mantel 25, die met schroeven 26 bevestigd 15 is aan de steel 12, en een ring 27, die teleskopisch past op de mantel 25 om een glas 28 te bevestigen, waardoorheen de wijzer-positie t.o.v. de schaalwaarden 20 bekeken kan worden.The movement of the Bourdon tube 18 is directed to the amplifier 10 to provide a reinforced and correlated drive of a pointer 19 relative to pressures 20 on the dial 21. Except for the stem 12, all of the previous components include the working mechanism, which is enclosed in a housing 24. The housing consists of a cup-shaped jacket 25, which is fastened with screws 26 to the stem 12, and a ring 27, which telescopically fits on the jacket 25 to fix a glass 28, through which the pointer position is the scale values 20 can be viewed.

De versteker van de fig. 3-5 bestaat uit een centraal freem 32 met symmetrische benen 33 en 34, die bij hun boveneinde 20 aan elkaar zijn bevestigd door een konsole 35. De konsole is bij zijn andere einde U-vormig voor het ontvangen van het vrije einde van de Bourdonbuis 18, waaraan hij bij 36 permanent is bevestigd door lassen, solderen o.d..Het freem 32 en de hierdoor gedragen komponenten zijn aldus onderhevig aan een vlottende beweging 25 samen met de bewegingen van de Bourdonbuis 18 als gevolg van drukveranderingen bij de inlaat 13.The amplifier of FIGS. 3-5 consists of a central frame 32 with symmetrical legs 33 and 34, which are secured together at their top end 20 by a console 35. The console is U-shaped at its other end to receive the free end of the Bourdon tube 18, to which it is permanently attached at 36 by welding, soldering or the frame 32 and the components carried by it are thus subject to a floating movement 25 together with the movements of the Bourdon tube 18 due to pressure changes at the inlet 13.

Tussen de benen 33 en 34 is een paar in langsrichting verplaatste roteerbare assen 39 en 40 aangebracht. De as 39 vormt een draaipunt voor een arm 41, die daaraan bij 44 bevestigd is.A pair of longitudinally displaceable rotatable shafts 39 and 40 is arranged between the legs 33 and 34. The shaft 39 forms a pivot point for an arm 41 attached thereto at 44.

20 De as 40 vormt de outputas, die de wijzer 19 draagt, en zijn plaats valt dus axiaal samen met de centrale hartlijn van de wijzerplaat 21. De as 40 draagt een rondsel 46, dat in aangrijping is met een tandsektor 47 van de arm 41. Alle tot dusver beschreven onderdelen van de versterker zijn door de konsole 35 aan het einde van de 35 Bourdonbuis 18 bevestigd om samen daarmede te bewegen.The shaft 40 forms the output shaft, which carries the pointer 19, and thus its location coincides axially with the central axis of the dial 21. The shaft 40 carries a pinion 46, which engages a tooth sector 47 of the arm 41 All parts of the amplifier described so far are attached by the bracket 35 to the end of the Bourdon tube 18 to move together therewith.

8402309 * ·>% -5-8402309 *>> -5-

Een stang 50 is op een passende plaats in het instrument aangebracht. Bijvoorbeeld is in de wand van de steel 12 een vertical e sleuf 53 aangebracht, die bij 54 binnenwaarts is uitgediept voor het ontvangen van het oogvormige einde 55 van de stang 50.A rod 50 is arranged in an appropriate location in the instrument. For example, a vertical slot 53 is provided in the wall of the stem 12, which is recessed inward at 54 to receive the eye-shaped end 55 of the rod 50.

5 Dit einde wordt gedragen door het einde 56 van een schroef 26.This end is carried by the end 56 of a screw 26.

Het tegenovergelegen einde 57 is ook van een oog voorzien voor het ontvangen van een schroef 58 om de stang 50 via de opening 51 halverwege de assen 39 en 40 met de tandsektor 47 te verbinden.The opposite end 57 is also provided with an eye for receiving a screw 58 for connecting the rod 50 to the tooth sector 47 via the opening 51 midway between the shafts 39 and 40.

Op deze wijze vormt de stang 50 een draaias voor de tandsektor 41 10 rond de opening 51, de reden waarvan uit de volgende beschrijving zal blijken. In de bedoelde zin is de stang 50 niet per se een onderdeel van de versterker 10, maar verschaft in plaats hiervan het werkmechanisme daarvan als gevolg van zijn vlottende beweging met het vrije einde van de Bourdonbuis 18.In this manner, the rod 50 forms a pivot axis for the tooth sector 41 about the opening 51, the reason for which will be apparent from the following description. In the intended sense, the rod 50 is not necessarily part of the amplifier 10, but instead provides its working mechanism due to its floating movement with the free end of the Bourdon tube 18.

15 Voor een goed begrip van de werking wordt ook verwezen naar fig. 5, waarin de gebogen afwijkbeweging van de Bourdonbuis 18 rond zijn natuurlijke draaias is weergegeven door de pijl 61.For an understanding of the operation, reference is also made to Fig. 5, in which the curved deviation movement of the Bourdon tube 18 about its natural axis of rotation is shown by the arrow 61.

Deze laatste beweging produceert eenzelfde beweging van de ver- · sterker 10 t.o.v. een vaste draaias 51, die de as 39 beïnvloed 20 zoals aangeduid door de pijl 62, en die de as 40 beïnvloedt zoals aangeduid door de pijl 63. De door de verschillende pijlen 61, 62 en 63 weergegeven mate van beweging is natuurlijk een gecorreleerde funktie van de exacte geometirsche inrichtingen tussen de resp. komponenten en hun verhouding tot de draaias 60. Tegelijkertijd 25 staat de beweging 61 op bekende wijze in verhouding tot de struktu-rele eigenschappen van de Bourdon-buis 18 en het operationele bereik, waaraan het blootgesteld is.This latter movement produces the same movement of the amplifier 10 with respect to a fixed rotary axis 51, which influences the shaft 39 as indicated by the arrow 62, and which influences the shaft 40 as indicated by the arrow 63. The by the different arrows 61, 62 and 63 the degree of movement shown is of course a correlated function of the exact geometrical devices between the resp. components and their relationship to the axis of rotation 60. At the same time, the motion 61 is known in a known manner relative to the structural properties of the Bourdon tube 18 and the operational range to which it is exposed.

Wat ook de door de as 39 opgelopen beweging is, zoals weergegeven door de pijl 62, het effekt is de produktie van een 30 scharnierende beweging van de arm 41 rond de as 51. Dit resulteert weer in een aandrijving tussen de tandsektor 47 en het ronsel 46 om de wijzeras 40 te roteren, terwijl deze laatste tegelijk ver-plaatst wordt uit de wijzerplaathartlijn over een door de pijl 63 aangeduide afstand. Om deze axiale verplaatsing van de as 40 35 op te vangen bezit de plaat 21 een centrale opening 64 met vol- 8402809 -6- “f * doende diameter om deze handeling niet te hinderen. Aangezien de afwijking of verplaatsing binnen de opening 64 betrekkelijk minimaal, is, si hij nauwelijks waarneembaar voor het oog, behalve bij nauwkeurige inspektie en is niet bezwaarlijk vanwege zijn 5 nauwe visuele nabootsing van een anderszins konventionele werking, wanneer de wijzerplaat van ver bekeken wordt. Voor bijvoorbeeld een drukmeter van 5 cm, die geschikt is voor drukken van nul tot 690 kPa, is een volledige puntbeweging van de Bourdonbuis ongeveer 2,54 mm, hetgeen een verplaatsing 62 van de as 39 van ongeveer 10 2,41 mm produceert, hetgeen weer een verplaatsing 63 van de as 40 van ongeveer 0,76 mm tot gevolg heeft.Whatever the movement sustained by shaft 39, as shown by arrow 62, the effect is the production of a pivoting movement of arm 41 about shaft 51. This in turn results in a drive between tooth sector 47 and the barrel. 46 to rotate the pointer shaft 40, while the latter is simultaneously displaced from the dial axis by a distance indicated by arrow 63. To accommodate this axial displacement of the shaft 40, the plate 21 has a central opening 64 of sufficient diameter so as not to hinder this operation. Since the deviation or displacement within the aperture 64 is relatively minimal, it is barely perceptible to the eye, except upon close inspection, and is not inconvenient because of its close visual mimic of an otherwise conventional action when viewed from far. For example, for a 5 cm pressure gauge suitable for pressures from zero to 690 kPa, a full point movement of the Bourdon tube is about 2.54 mm, producing a displacement 62 of shaft 39 of about 2.41 mm, which again results in a displacement 63 of the shaft 40 of about 0.76 mm.

De fig. 6 en 7 tonen een konstruktie voor het uitvoeren van een "uitslag"-instelling van het instrument. Voor dit doel strekt de stang 50 zich neerwaarts in de uitsparing 53 uit tot 15 juist boven de schroefdraad 14, waar hij bij 66 stevig aan de steel is bevestigd. De uitsparing 53 heeft in vertikale richting een bereedte, die slechts iets groter is dan die van de stang 50, en deze stang is bij 67 verzet om een onbedoelde zijdelingse rotatie binnen de uitsparing te verhinderen. Boven het verzet 67 buigt 20 de stang 50 in het uitgespaarde gebied 54, waarbij zijn zijrand 65 in aanraking komt met een kegelvormige neus 68 van. een stelschroef 69, die in de steel 12 geschroefd is. In vertikale zin voorbij die plaats strekt de stang zich opwaarts uit tot een kruk 52, die zich in een langwerpige sleuf 71 van de tandsektor 41 bevindt om 25 hiervoor de draaias te vormen. Een omgezet gedeelte 72 van de stang vormt een hinderpaal voor de draaiende weg van de stang 41 en vormt een overbelastingsbeveiliging, wanneer de meter een overdruk-te verwerken krijgt. Opgelijksoortige wijze werkt een doorn 73 van de konsole 35 als een onderbelastingsaanslag.FIGS. 6 and 7 show a construction for performing a "deflection" setting of the instrument. For this purpose, the rod 50 extends downwardly in the recess 53 to 15 just above the thread 14, where it is firmly attached to the stem at 66. The recess 53 has a vertical vertical bar which is only slightly larger than that of the rod 50, and this rod is offset at 67 to prevent accidental lateral rotation within the recess. Above the resistance 67, the rod 50 bends into the recessed area 54, its side edge 65 coming into contact with a conical nose 68 of. a set screw 69, which is screwed into the stem 12. Vertically beyond that location, the rod extends upwardly to a crank 52, which is located in an elongated slot 71 of the tooth sector 41 to form the axis of rotation for this purpose. A converted portion 72 of the rod interferes with the pivoting path of the rod 41 and forms an overload protection when the gauge is overpressured. Similarly, a mandrel 73 of the bracket 35 acts as an underload stop.

30 Het draaiende hefboomstelsel bevat een uitslag "X" tussen de draaias bij 52 en de hartlijn van de as 39. Doordat de stang 50 verend tegen de kegelvormige neus 68 aanligt,doet een binnenwaartse of buitenwaartes verstelling van de stelschroef t.o.v, de steel de stang 50 in gebogen zin verschuiven, zoals weer-35 gegeven door de pijlen 70. Het effekt van de schroef 69 bij ver- 84 0 28 0 9 -7- ψ * schuiving naar rechts of links (fig. 6) is een verandering van de afstand "X" om de plaats van de draaias te verschuiven. Op deze wijze kan de draaias verplaatst worden totdat de uitslaginstelling voor de gewenste nauwkeurigheid van het instrument is verkregen.The rotary lever assembly includes a deflection "X" between the rotary shaft at 52 and the axis of the shaft 39. Because the rod 50 is spring-loaded against the conical nose 68, an inward or outward adjustment of the set screw relative to the stem makes the rod 50 in a curved sense, as shown by the arrows 70. The effect of the screw 69 when shifted to the right or left (Fig. 6) is a change of the distance "X" to move the axis of rotation. In this way, the axis of rotation can be moved until the deflection setting for the desired accuracy of the instrument is obtained.

5 Het reduceren van de afstand "X" heeft als effekt een toeneming van de versterking en vice versa. De lineaire vorm van de sleuf 71 voor deze doeleinden korrespondeert in hoofdzaak met de verschuivende bewegingsbaan van de stang 50, weergegeven door de pijlen 70. In dit geval heeft de sleuf 71 een buigingsstraal over-10 eenkomende met de armlengte.Reducing the distance "X" has the effect of increasing the gain and vice versa. The linear shape of the slot 71 for these purposes corresponds essentially to the sliding path of movement of the rod 50, shown by the arrows 70. In this case, the slot 71 has a radius of curvature corresponding to the arm length.

De in fig. 8-11 weergegeven output-instelling levert een samenvallende registratie tussen de wijzerpositie en de Schaalwaarde 20 korresponderende met de drukwaarde, waaraan het instrument wordt blootgesteld. In overeenstemming hiermede zou 15 een bedrijf bij 50% van de nominale kapaciteit de draaias 52 in een rechte lijn plaatsen tussen de buishartlijn 60 en de schamieras 39 op de in fig. 11 weergegeven manier. Hierdoor is het slechts nodig het instrument onder druk te zetten op 50% van zijn nominale waarde, op welk ogenblik de wijzer 19 in 20 register komt tegenover de korresponderende waarde 20 op de wijzerplaat 21.The output setting shown in Figures 8-11 provides a coincident registration between the pointer position and the Scale value 20 corresponding to the pressure value to which the instrument is exposed. Accordingly, at 50% of the nominal capacity, an operation would place the axis of rotation 52 in a straight line between the tube axis 60 and the hinge axis 39 in the manner shown in Figure 11. As a result, it is only necessary to pressurize the instrument to 50% of its nominal value, at which time the pointer 19 enters 20 register against the corresponding value 20 on the dial 21.

Teneinde de verstelling op de wijze van fig. 8 te verkrijgen omvat de tandsektor 41 een uitsnijding 74, die een centraal eilandgedeelte 75 omvat, verbonden met het hoofdlichaam door een 25 dunne strook 76. Door een schroevedraaier in de sleuven 77 en 78 te steken kan het centrale gedeelte 75 rond de strook 76 geroteerd worden, totdat de juiste wijzerinstelling is verkregen. In fig.In order to obtain the adjustment in the manner of Fig. 8, the tooth sector 41 comprises a cutout 74, which includes a central island portion 75, connected to the main body by a thin strip 76. By inserting a screwdriver into the slots 77 and 78 the central portion 75 be rotated around the strip 76 until the correct pointer setting is obtained. In fig.

9 is het principe van de nulinstelling hetzelfde, behalve dat het centrale gedeelte gescheiden bevestigd is op de as 39. Dit ver-30 oorlooft een relatieve hoekverplaatsing tussen 75 en 41, die gevarieerd kan worden door een schroevedraaier, zoals in het voorgaande geval. In fig. 10 is de lengte van de stang 50 direkt verstelbaar. Een kort stukje 80, dat verschuifbaar is t.o.v. de rest van de stang 50, is in aangrijping met van elkaar gescheiden 35 leiorganen 81 en 82 en door middel van een excentriek of een ander 8402809 -8- r stelorgaan 83 kunnen de organen 81 en 82 naar elkaar toe en van elkaar vandaan bewogen worden om de nulinstelling uit te voeren.9, the principle of the zero setting is the same, except that the central portion is mounted separately on the shaft 39. This allows a relative angular displacement between 75 and 41, which can be varied by a screwdriver, as in the previous case. In Fig. 10, the length of the rod 50 is directly adjustable. A short piece 80, which is slidable with respect to the rest of the rod 50, engages separated guide members 81 and 82 from one another and by means of an eccentric or other adjusting member 83, members 81 and 82 moved towards and away from each other to perform the zero setting.

Fig. 12 en 13 tonen een konstruktie voor het uitvoeren van een frontinstelling van de nulregeling en een in de fabriek 5 uit te voeren uitslaginstelling. Voor het laatste gevl is een verstelbare arm 84 voorhanden, die evenwijdig loopt aan de tand-- sektor 41. In een einde van de arm 84 bevindt zich een pen 88, die zich zijdelings uitdtrekt door de arm 55 en een sektorsleuf 71 om de draaias voor de tandsektor 41 te vormen. In de segmentarm 84 10 strekt zich in langsriehting een langwerpige sleuf 89 uit, waarin een ringvormige naaf 90 op de seharnieras 39 geklemd is. Een bredere buitenste naaf 91 houdt de arm 84 vlak naast de arm 41.Fig. 12 and 13 show a construction for performing a zero adjustment front setting and a deflection setting to be made at the factory. For the latter case, an adjustable arm 84 is provided, which runs parallel to the tooth sector 41. In one end of the arm 84 there is a pin 88, which extends laterally through the arm 55 and a sector slot 71 about the axis of rotation. for the tooth sector 41. An elongated slot 89 extends longitudinally in the segment arm 84, in which an annular hub 90 is clamped on the shaft axis 39. A wider outer hub 91 holds arm 84 right next to arm 41.

Door de arm 84 in de ene of andere richting langs de naaf 90 te drukken teneinde de pen 88 t.o.v. de seharnieras 39 te verschuiven, 15 wordt de dimensie "X" gevarieerd totdat de juiste uitslaginstelling is verkregen. Om de nulinstelling uit te voeren is de stang 50 bevestigd aan de steel 12 op de wijze volgens fig. 1. Niet zoals in de beschrijving hiervan echter, is het schroefeinde 56 excentrisch t.o.v. zijn schroefhartlijn, zodat rotatie van de schroef 26 de 20 steun van het einde 55 verschuift in de richting van de pijl 92. Aangezien de schroef 26 toegankelijk is aan de buitenkant van het huis 24 kunnen ter plaatse instellingen uitgevoerd wordenzonder de eenheid te demonteren.By pushing the arm 84 in one direction or the other along the hub 90 to shift the pin 88 relative to the hinge shaft 39, the dimension "X" is varied until the correct deflection setting is obtained. To perform the zero adjustment, the rod 50 is attached to the stem 12 in the manner of FIG. 1. However, not as in the description herein, the screw end 56 is eccentric with respect to its screw axis, so that rotation of the screw 26 supports the the end 55 shifts in the direction of the arrow 92. Since the screw 26 is accessible from the outside of the housing 24, on-site adjustments can be made without disassembling the unit.

Om een temperatuurkompensatie uit te voeren wordt nu ver-25 wezen naar-vfig. 14-18, waarin de stang 50 bestaat uit een bimetalen element, dat gevoelig is voor temperatuurveranderingen. Om de eenvoud en toch de doelmatigheid van de konstruktie te appreciëren, moeten de thermische faktoren, die normaal meetinstrumenten van dit type beïnvloeden, worden begrepen.To perform a temperature compensation, reference is now made to FIG. 14-18, in which the rod 50 consists of a bimetal element sensitive to temperature changes. To appreciate the simplicity yet the efficiency of the construction, the thermal factors normally affecting measuring instruments of this type must be understood.

50 Deze faktoren staan in onderlinge verhouding en bestaan in het algemeen uit "thermische balans" en "thermische spanning".These factors are interrelated and generally consist of "thermal balance" and "thermal stress".

De thermische balans bestaat wanneer de verschillende bedrijfs-komponenten allemaal dezelfde temperatuur hebben. Bij voorkeur moet de kalibrering van het instrument uxtgevoerd worden onder 35 thermisch gebalanceerde condities. Thermische spanning is in het 8402809 -9- algemeen geassocieerd met variaties in thermische uitzettings-coëfficienten tussen verschillende komponenten en de verschillende temperaturen, waaraan zij blootgesteld zijn en die werken tijdens een temperatuurverandering om ongewenste spanningen en veranderingen 5 in de instelling van het instrument teweeg te brengen* Opgemerkt wordt dat de thermische balans niet normaal gedupliceerd wordt in industriële toepassingen voor deze instrumenten, daar alle komponenten zelden dezelfde bedrijfstemperatuur hebben. De steel wordt bijvoorbeeld dikwijls gestoken in een pijpfitting o.d., die een heel 10 andere temperatuur heeft dan de omgeving, waarin zich het huis bevindt, dat bekeken wordt. Zelfs temperatuurveranderingen in de omgeving produceren temperatuursverschillen tussen de binnen-en buitenkant van het huis, die slechts na lange tijd vereffend worden. Als gevolg van deze temperatuursverschillen en resulterende 15 gradiënten zijn de komponenten onderhevig aan voortdurend variërende thermische spanningen, die door het hele instrument verschillen.The thermal balance exists when the different operating components all have the same temperature. Preferably, the instrument calibration should be performed under 35 thermally balanced conditions. Thermal stress is generally associated with variations in thermal expansion coefficients between different components and the different temperatures to which they are exposed and which act during a temperature change to cause unwanted stresses and changes in the instrument setup. * It should be noted that the thermal balance is not normally duplicated in industrial applications for these instruments as all components rarely have the same operating temperature. For example, the stem is often inserted into a pipe fitting or the like, which has a very different temperature than the environment in which the house is being viewed. Even temperature changes in the environment produce temperature differences between the inside and outside of the house, which are only settled after a long time. Due to these temperature differences and resulting gradients, the components are subject to continuously varying thermal stresses, which vary throughout the instrument.

De belangrijkste van deze spanningen zijn vanuit een praktisch oogpunt, vanwege hun relatieve permanentheid en grotte, de temperatuursverschillen, die in bedrijf op de steel 12 uitgeoefend worden 20 in tegenstelling tot die, welke door de omgeving rond het huis 24 uitgeoefend worden. Het is bijvoorbeeld niet ongewoon dat bij stoom-toepassingen tussen de steel en de rest van de eenheid, waarheen de steelwarmte door geleiding wordt overgebracht, een verschil van o ongeveeer 93 C bestaat. Bovendien is deze temperatuurfout verwaar-25 loosbaar bij nuldrukken, maar neemt daarna toe en wordt maximaal bij een meetdruk van 100%.The most important of these stresses are, from a practical point of view, because of their relative persistence and size, the temperature differences exerted on the stem 12 in operation as opposed to those exerted by the environment around the housing 24. For example, it is not uncommon for steam applications to have a difference of about 93 ° C between the stem and the rest of the unit to which the stem heat is transferred by conduction. Moreover, this temperature error is negligible at zero pressures, but increases thereafter and becomes maximum at a measuring pressure of 100%.

In overeenstemming hiermede is de bimetalen arm 50 dubbelbevestigd in de steel 12. bij 66 op soortgelijk wijze als is beschreven in verband met fig. 6, waardoor de arm een gemeen-30 schappelijke parallelle warmtebron heeft met de Bourdonbuis 18.Accordingly, the bimetal arm 50 is double-mounted in the stem 12. at 66 in a manner similar to that described in Figure 6, whereby the arm has a common parallel heat source with the Bourdon tube 18.

Cm de wzijemulinstelling niet te beïnvloeden heeft de armdwars-doorsnede onder het verzet 94 een rug 93 in langsrichting {fig.In order not to influence the lateral mullion setting, the arm cross-section under the resistance 94 has a back 93 in the longitudinal direction {fig.

17), die dit gedeelte thermisch stijf maakt, terwijl de bovenste dwarsdoorsnede,ongeveer boven het verzet 94, in het algemeen recht-35 hoekig en plat is (fig. 18), waardoor het eèn grotere thermische 8402809 ! · v * -10- aktiviteit kan uitoefenen. Bij deze inrichting kan een stelschroef 69 met een tapse zitting 68 gebruikt worden als tevoren voor het uitvoeren van een uitslaginstelling door de arm te roteren in de richting van de pijl 70 rond zijn gedeelte 66. Anderzijds zal 5 het bovenste gedeelté, dat thermisch aktiever is, op gelijksoortige wijze buigen rond de schroef 69 als gevolg van een temperatuursverandering, waaraan het blootgesteld wordt, om de uitslag of ver-sterkingsverhouding met de temperatuur te veranderen. Door deze door de arm thermisch geïnduceerde veranderingen wordt de draaias 10 verplaatst langs een weg, die neutraal is wanneer de meter en dus de segmentsleuf 71 in zijn nulpositie is. Als gevolg van een tempera-tuursstijging wordt de krukpen 52 van de scharnieras 39 vandaan bewogen om de afstand. "X" te vergroten teneinde een versterkings-reduktie uit te voeren en vice versa. Wanneer het gewenst is 15 eveneens een temperatuurgekompenseerde nulinstelling te verkrijgen, kan de konstruktie volgens fig. 16 gebruikt worden, die een thermische expansielus 95 omvat. Uitzetting en inkrimping van de lus 95 als gevolg van een temperatuursverandering produceert een in wezen lineaire beweging van de arm om veranderingen te veroorzaken in 20 de nulinstelling op soortgelijke wijze als hiervoor beschreven is.17), which makes this section thermally rigid, while the upper cross-section, approximately above the resistance 94, is generally rectangular and flat (Fig. 18), making it an even larger thermal 8402809! · Can exercise v * -10- activity. In this arrangement, an adjustment screw 69 with a tapered seat 68 can be used as before to make a deflection adjustment by rotating the arm in the direction of the arrow 70 around its portion 66. On the other hand, the top portion, which is more thermally active similarly bend around the screw 69 due to a temperature change to which it is exposed to change the deflection or gain ratio with temperature. Due to these changes thermally induced by the arm, the axis of rotation 10 is moved along a path which is neutral when the meter and thus the segment slot 71 is in its zero position. As a result of a temperature rise, the crank pin 52 is moved away from the hinge shaft 39 by the distance. Increase "X" to perform a gain reduction and vice versa. If it is desired to also obtain a temperature compensated zero setting, the construction of FIG. 16 may be used which includes a thermal expansion loop 95. Expansion and contraction of the loop 95 due to a temperature change produces an essentially linear movement of the arm to cause changes in the zero setting in a manner similar to that described above.

Met deze konstruktie is, niet zoals bij bekende inrichtingen, de temperatuurcompensator direkt bevestigd aan de metersteel voor een gelijktijdige en parallelle geleiding van temperatuursveranderingen naar de compensator en naar de Bourdon-25 buis. Bovendien produceren de Bourdonbuis 18 en de compensator 50, doordat zij aangepaste dwarsdoorsneden (thermische weerstand) hebben, een. gelijktijdige beweging van de arm 41 en het draaipunt 52 als gevolg van temperatuursveranderingen. De maximum correlatie kan op de snelst mogelijke wijze verkregen worden tussen thermische 30 effekten en gezochte thermische compensatie.With this construction, unlike known devices, the temperature compensator is directly attached to the meter stem for simultaneous and parallel conduction of temperature changes to the compensator and to the Bourdon tube. In addition, the Bourdon tube 18 and the compensator 50, having adapted cross sections (thermal resistance), produce one. simultaneous movement of the arm 41 and the pivot 52 due to temperature changes. The maximum correlation can be obtained in the fastest possible way between thermal effects and sought thermal compensation.

Fig. 19 toont een ander type meetinstrument, dat de versterker 10 gebruikt. Het instrument omvat twee Bourdonbuizen 98 en 99, die werken als een druimeter,waarin een gemeenschappelijke druk ontvangen wordt via de steel 12 om een tegengestelde beweging 35 te produceren in elke buis. Deze konstruktie kan bijvoorbeeld ge- 8402809 Λ -t ·» -11- bruikt -worden in situaties, die een hoge weerstand tegen trillingen en schokken vereisten. De eenheid kan ook bedreven worden als een verschildrukmeter, waarbij elke Bourdonbuis verbonden is met een verschillende drukbron via afzonderlijke stelen 12. In elk geval 5 is de versterker bevestigd aan het beweegbare vrije èinde van de Bourdonbuis 98, waarmede hij onderhevig is aan een gezamenlijke vlottende beweging. De arm 50 is bevestigd aan het vrije einde van de Bourdonbuis 99 om daarmede een gezamenlijke vlottende beweging te kunnen uitvoeren, zodat een relatieve beweging daartussen 10 een scharnierende beweging van de getande sektor 47 produceert rond de schamieras 39. De scharnierende beweging produceert weer een draaiing van de sektorarm 41 rond het draaipunt 52 voor het aandrijven van het rondsel 46 en de wijzeras 40.Fig. 19 shows another type of measuring instrument using the amplifier 10. The instrument includes two Bourdon tubes 98 and 99, which act as a druimeter, in which a common pressure is received through the stem 12 to produce an opposite movement in each tube. This construction can be used, for example, in situations requiring high resistance to vibrations and shocks. The unit can also be operated as a differential pressure gauge, with each Bourdon tube connected to a different pressure source via separate stems 12. In each case, the amplifier is attached to the movable free end of the Bourdon tube 98, subject to a common floating movement. The arm 50 is attached to the free end of the Bourdon tube 99 so as to be able to perform a joint floating movement therewith, so that a relative movement therebetween produces a pivoting movement of the toothed sector 47 about the pivot axis 39. The pivoting movement again produces a rotation. of the sector arm 41 around the pivot 52 for driving the pinion 46 and the pointer shaft 40.

Door de bovenstaande beschrijving is een versterker-15 apparaat voor meetinstrumenten beschreven, dat een reeds' lang bestaand probleem oplost , waarmede de industrie gedurende vele jaren geplaagd werd. Dankzij de nieuwe konstruktie bereikt de konstruktie niet alleen een materiaalkostenreduktie vergeleken met bekende versterkers voor gelijksoortig doel, maar hij voorkomt ook 20 de ingewikkelde kalibrering en onnauwkeurige temperatuurcompensatie, die kenmerkend zijn voor bekende bewegingsstelsels, De versterker voldoet dus aan een lang bestaande behoefte door het verschaffen van een vlottende versterker, die tevoren niet als mogelijk werd beschouwd, om een anderszin stagnerende konstruktie, die gedurende 25 vele jaren gedurende vele jaren als standaard gebruikt werd, te vereenvoudigen.The above description has described an amplifier for measuring instruments that solves a longstanding problem which has plagued the industry for many years. Thanks to the new construction, the construction not only achieves a material cost reduction compared to known amplifiers for similar purpose, but it also avoids the complicated calibration and inaccurate temperature compensation characteristic of known motion systems. The amplifier thus satisfies a long-standing need by providing of a floating amplifier, previously not considered possible, to simplify an otherwise stagnant construction, which was used as standard for many years for many years.

Hoewel de uitvinding in hoofdzaak beschreven is i.v.m. een Bourdonbuis voor een drukmeterkonstruktie, is deze beschrijving alleen als voorbeeld gebruikt en hij is niet bedoeld als een beper-50 king van de uitvinding. De versterker kan ook gebruikt worden met elk conditiegevoelig element, dat een gebogen beweging produceert als gevolg van conditieveranderingen, waarvoor het gevoelig is.Although the invention has been mainly described in connection with a Bourdon tube for a pressure gauge construction, this description has been used as an example only and is not intended as a limitation of the invention. The amplifier can also be used with any condition sensitive element that produces a curved motion due to condition changes to which it is sensitive.

35 840280935 8402809

Claims

1. Measuring instrument, in particular a pressure gauge, consisting of a condition-sensitive element that performs a movement upon condition change, and a pointer rotatably supported by a pointer axis indicating the condition change, on which 5 pointer axis also a pinion is engaged which is engaged tooth sector of an arm connected to the measuring instrument via a rod, characterized in that the pointer shaft (40) is mounted in a frame (33, 34) which is fixedly connected to the condition-sensitive element (18), and that the tooth sector is mounted on the end of the arm (41), the distance (X) between the support point (52) of the rod (50) and the shaft (39) being adjustable.

Instrument according to claim 1, characterized in that the length of the rod (50) is adjustable.

Instrument according to claim 1 or 2, characterized in that the rod (50) is fastened on the side where it is connected to the measuring instrument by an eccentric screw (56).

Instrument according to one of claims 1 to 3, characterized in that the rod (50) is designed as a temperature compensator.

Instrument according to claim 4, characterized in that the rod (50) consists of a bimetal.

Instrument according to claim 4, characterized in that the rod (50) has an expansion curvature (95). 840 28 0 9