WO2012034927A1 - Federaktivierte optische druckanzeigeeinrichtung - Google Patents

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WO2012034927A1
WO2012034927A1 PCT/EP2011/065578 EP2011065578W WO2012034927A1 WO 2012034927 A1 WO2012034927 A1 WO 2012034927A1 EP 2011065578 W EP2011065578 W EP 2011065578W WO 2012034927 A1 WO2012034927 A1 WO 2012034927A1
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pointer
pressure
spring
piston
display device
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PCT/EP2011/065578
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Knoss
Sebastian Louca
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Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L7/00Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements
    • G01L7/16Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements in the form of pistons
    • G01L7/166Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements in the form of pistons with mechanical transmitting or indicating means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/08Means for indicating or recording, e.g. for remote indication
    • G01L19/12Alarms or signals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H35/00Switches operated by change of a physical condition
    • H01H35/24Switches operated by change of fluid pressure, by fluid pressure waves, or by change of fluid flow
    • H01H35/38Switches operated by change of fluid pressure, by fluid pressure waves, or by change of fluid flow actuated by piston and cylinder

Definitions

  • the invention relates to an optical pressure display device with a mechanically movable pointer along a display path, which is adjustable in accordance with a voltage applied via a pressure port control pressure p absolute pressure display such that a slow change in pressure causes at least partially rapid change in position of the pointer.
  • the optical pressure display is usually designed binary. So one shows over one
  • the pointer must not follow the pressure change continuously with slow pressure changes, but has to reach the limit representing a Switching control pressure ps quickly to change from one position to the other position. Alternatively, it is sufficient if it can be seen that the pressure display is just changing.
  • the optical pressure display device is also equipped with an electrical connection for the supply of operating energy, which also requires a corresponding electrical wiring.
  • the invention includes the technical teaching that a spring-loaded snap mechanism is provided for the speedy change of position of the pointer, which a
  • Control piston comprises, which when it reaches a generated by the Steuerdruckbeetzyerung Triggering brings a coupled with the pointer actuator to the speedy position change.
  • the actuating piston initially converts an increasing control pressure into a proportionally increasing travel. From reaching a trigger position of the
  • Control piston is the spring-biased by the previous travel
  • Snap mechanism activated to then cause the pointer spring-driven to the rapid change of position.
  • the advantage of the solution according to the invention lies in the fact that no auxiliary energy is required for this purpose. Only by the control pressure operating energy is provided to change the position of the pointer.
  • the solution according to the invention is characterized by a simple and robust structural design.
  • the triggering of the spring-biased snap mechanism by a force acting on the actuating piston against the exerted by the control pressure force acting
  • the hysteresis can be made in a simple manner by different spring hardnesses and biases. In addition, it is also possible to use several directly or indirectly acting in the return direction of the actuator piston springs.
  • the snap mechanism comprises a pair cooperating via an adjacent inclined plane by toothing
  • the one rotary pressure piston is mounted on the part of the adjusting piston and the other pressure rotary piston leads via a angular adjustment a swift
  • Snap mechanism is based on the ballpoint pen principle.
  • the biasing spring generating return spring can cooperate in this embodiment alone with the other rotary pressure piston. If additional bias voltage to be generated, it is possible that a return spring comes back directly to the actuator piston to the plant. This arrangement of the return spring has the advantage of a better
  • the optical pressure indicator according to the invention can be adapted to different switching pressures.
  • Such adjusting screws can be arranged, for example, coaxially to the associated return springs on the housing side and accessible from the outside.
  • the snap mechanism is a spring diaphragm plate, on which the actuating piston is arranged radially outside, whereas the plunger-like actuating element of the pointer centrally opposite thereof is arranged to bring about a Axialver ein a speedy change of position of the pointer.
  • the actuator outside radial and the actuator piston centrally attack the spring diaphragm plate.
  • Federmembranblech consists of a bent spring plate, which abschnappt from reaching a triggered by the stroke position of the actuating piston triggering position of the built-up bias in another position, making the brisk
  • Position change of the coupled thereto pointer takes place.
  • the snap mechanism is based on the principle of a snap switch. Even a spring diaphragm sheet can be adjusted by adjusting screws to different preloads.
  • the snap mechanism comprises a first end of a plunger extending from the actuating piston and mounted on a weighing bearing lever, which is connected on the part of the distal end via a spring with a second lever also attached to a weighing bearing whose distal end moves the pointer.
  • This snap mechanism is based on the light switch principle, the control pressure moves in principle one end of a rocker mounted lever, the other end is resiliently coupled to a second wippgelagerten lever via a coil spring or the like. The pointer is then attached to the distal end of the second rocker mounted lever.
  • the spring element causes the rapid change of position of the same.
  • this snap mechanism can be adjusted with respect to the bias by interacting with adjusting screws return springs act against the control pressure on the actuator piston.
  • the snap mechanism comprises a first lever which is articulated to a plunger attached to the actuating piston and is connected via a tension spring with a likewise mounted on a pivot bearing second lever whose distal end moves the pointer.
  • the pointer is in contrast to aforementioned embodiment not actuated by compressive force, but by pulling force.
  • the trigger position can be made adjustable in a similar manner.
  • the snap mechanism comprises a multiply bent rocker arm, which acts with the one end on the pointer to initially block its position change.
  • blocking blocking is also unlocked actuated by pressure from reaching the triggering position of the actuating piston, so that a rapid change of position of the pointer after pivoting of the rocker arm, which is optionally operated via a plurality of hinge rods, takes place.
  • the control pressure is once to act on the
  • the snap mechanism comprises a plunger issuing from the actuating piston with at least one radial latching recess.
  • the latching recess acts with a spring-loaded locking ball to form a
  • Articulated rods and possibly wiping bearings are moved via lever arms.
  • a single spring-loaded locking ball is sufficient to implement this snap mechanism.
  • each compression ball associated compression spring can also be biased on adjusting screws.
  • a blocking ball and another locking element such as a roller, a taper pin or the like can be used.
  • FIG. 1 is a schematic side view of an optical pressure display device according to the first embodiment
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the first embodiment shown in FIG. 1 with adjustable preload
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of the angle adjustment of the pointer brought about by the snap mechanism according to FIG. 1,
  • FIG. 4 is a schematic side view of an optical pressure indicator according to the second embodiment
  • FIG. 5 is a schematic side view of an optical pressure indicator according to the third embodiment
  • FIG. 6 is a schematic side view of an optical pressure indicator according to the fourth embodiment
  • FIG. 7 is a schematic side view of an optical pressure indicator according to the fifth embodiment
  • Fig. 8 is a schematic side view of an optical pressure display device according to the sixth embodiment.
  • the optical pressure indicator of the first embodiment includes a housing 1 to which a pressure port 2 for introducing a control pressure p is disposed.
  • a pointer 3 is arranged, which alternately brings the fields A and B via an - not visible here - window opening in the housing 1 by angle adjustment for display. While the field A indicates the presence of significant control pressure p, the other window B indicates a subthreshold control pressure p.
  • a spring-loaded snap mechanism converts a slow pressure increase of the control pressure p at the pressure port 2 from reaching a threshold into a rapid change of position of the pointer 3.
  • the spring-biased snap mechanism comprises a control piston 4, which brings on reaching a generated by the control pressure axial release position coupled to the pointer 3 actuating means for the rapid change of position.
  • the actuating means is in this embodiment, a later explained in detail pressure rotary piston.
  • the force of a return spring 5 acts.
  • a second return spring 6 is provided, which acts indirectly between the housing 1 and the actuating means a restoring force on the actuating piston 4.
  • the second return spring 6 is via an adjusting screw 7 in terms of their force to determine a desired Triggering position of the pointer 3 and thus to the limit control pressure, from which the pointer 3 changes the display position, adjustable.
  • the snap mechanism consists of a pair via an adjacent inclined plane 8 cooperating by toothing 9 Druckwoodkolben 10 a and 10 b. While the lower pressure rotary piston 10 a is mounted on the adjusting piston 4, the upper pressure rotary piston 10 b is mounted for rotation by rotation on the pointer 3.
  • a further prestressable restoring spring 6a is arranged on the piston side, which can be prestressed via an adjustment screw 7a assigned thereto.
  • the housing 1 of the optical pressure indicator has a window opening 11 through which the display panel A or B of the pointer 3 becomes visible.
  • Position change takes place in each case by a quarter turn of the upper pressure rotary piston 10b. Accordingly, the display panels A and B are attached to a square section 12.
  • the snap mechanism consists of a spring diaphragm plate 13 which is externally surrounded by the adjusting piston 4.
  • a plunger 14 carries at the distal end of the pointer 3 and is centrally fixed to the spring diaphragm plate 13.
  • the dashed line represents the switched position of the pointer 3, wherein the spring diaphragm sheet 13 deforms snap around to get into the switching position.
  • the spring diaphragm sheet 13 bends by the adjusting piston 4 at the edges until it snaps in the middle to bring about the speedy change of position of the pointer 3.
  • the snap-action mechanism of this exemplary embodiment comprises a first lever 16 which is hinged on one end of a plunger 14 extending from the actuating piston 4 and attached to an associated abutment 15. On the part of the distal end of the lever 16 is connected via a spring 17 with a likewise attached to an abutment 18 second lever 19. The distal end of this second lever 19 finally moves the pointer 3 from reaching the release position, which by the spring 17 and the
  • Leverage ratios is determined.
  • a tension spring 17 ' is used in this embodiment similar to the above embodiment, instead of a tension spring. The from the
  • Adjusting piston 4 outgoing plunger 15 ' is the end mounted on a weighing bearing 20' fixed to the housing.
  • the lever 16' Via the tension spring 17 ', the lever 16' is connected to a second lever 19 ', which is likewise pivotable via a pivot bearing 18' and whose distal end moves the pointer 3.
  • the lever 16 ' is fixed to the housing at one end
  • Wiegelager 20 connected and with the other end on the plunger 15'.
  • the bias voltages of the respective associated return springs 5 and 5 ' can be changed, whereby the upper and the lower switching point of the display is adjustable.
  • the snap mechanism of this embodiment comprises a
  • Rocker arm 21 which acts with one end on the pointer 3 to block its position change despite building up control pressure p on the actuating piston 4. From reaching the triggering position of the actuating piston 4, this is also by the control pressure p, the branched off an integrated spring-restored piston-cylinder assembly 22 is unlocked, so that as a result of this caused pivoting back of the rocker arm 21, the rapid change of position of the pointer 3 by the constructed Control pressure p am Control piston 4 can be done.
  • the unlocked position of the rocker arm 21 is represented by a dotted line.
  • the radial recess 24 serves to fix the - not shown - upper position of the pointer 3 (dashed line).
  • the plunger 23 is locked via a further latching recess 24 'with associated spring-loaded locking ball 25. From reaching a trigger control pressure, however, this lock is automatically released, so that a rapid change of position of the plunger 23 and thus the pointer 3 attached here can be done.
  • the other spring-loaded locking ball 25 comes with the associated recess 24 in

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine optische Druckanzeigeeinrichtung mit einem mechanisch entlang eines Anzeigeweges bewegbaren Zeiger (3), der nach Maßgabe eines über einen Druckanschluss (2) anliegenden Steuerdrucks (p) zur Absolutdruckanzeige derart verstellbar ist, dass eine langsame Druckänderung einen zumindest abschnittsweise zügigen Stellungswechsel des Zeigers (3) herbeiführt, wobei zum zügigen Stellungswechsel des Zeigers (3) ein federvorgespannter Schnappmechanismus vorgesehen ist, welcher einen Stellkolben (4) umfasst, der bei Erreichen einer durch die Steuerdruckbeaufschlagung erzeugten Auslöseposition ein mit dem Zeiger (3) gekoppeltes Betätigungsmittel zu dem zügigen Stellungswechsel bringt.

Description

Federaktivierte optische Druckanzeigeeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine optische Druckanzeigeeinrichtung mit einem mechanisch entlang eines Anzeigeweges bewegbaren Zeiger, der nach Maßgabe eines über einen Druckanschluss anliegenden Steuerdrucks p zur Absolutdruckanzeige derart verstellbar ist, dass eine langsame Druckänderung einen zumindest abschnittsweise zügigen Stellungswechsel des Zeigers herbeiführt.
Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf die Schienenfahrzeugtechnik. Durch geltende Vorschriften ist es erforderlich, dass der in einem pneumatischen
Bremssystem herrschende Vorratsluftdruck durch eine äußere am Schienenfahrzeug, beispielsweise eines Wagens, sichtbare optische Druckanzeige ablesbar ist, um festzustellen, ob im Wagen genügend Vorratsluftdruck zum Betätigen der Bremsen vorhanden ist. Die optische Druckanzeige ist dabei meist binär ausgestaltet. So zeigt ein über eine
Fensteröffnung sichtbarer Zeiger mit einem roten Feld an, dass nicht genügend Luftdruck zur Verfügung steht, wogegen die Anzeige eines grünen Feldes signalisiert, dass genügend Luftdruck anliegt. Bei einer solchen binären Anzeige sind Zwischenstellungen des Zeigers deshalb nicht zulässig, weil hierdurch eine unklare Information über den Druckzustand erfolgen würde.
Aus diesen Gründen darf der Zeiger bei langsamen Druckänderungen nicht kontinuierlich der Druckänderung folgen, sondern hat bei Erreichen eines den Grenzwert darstellenden Schaltsteuerdrucks ps zügig von einer Stellung in die andere Stellung zu wechseln. Alternativ ist es ausreichend, wenn erkennbar ist, dass sich die Druckanzeige gerade ändert.
Gemäß des allgemein bekannten Standes der Technik wird dieses Erfordernis gewöhnlich durch zusätzliche Stelleinrichtungen erfüllt. So werden bei elektrischen Anzeigevorrichtungen die Druckänderungen kontinuierlich durch einen Drucksensor erfasst, die Anzeige wird jedoch unter Einbindung eines Elektromotors verwirklicht, um hiermit den gefordert zügigen Stellungswechsel des Zeigers der Druckanzeige herbeizuführen.
Nachteilhaft bei diesem Stand der Technik erscheint das Erfordernis der Bereitstellung zusätzlicher Hilfsenergie durch den Elektromotor als Stellantrieb. Des weiteren ist die optische Druckanzeigeeinrichtung auch mit einem elektrischen Anschluss zur Versorgung mit Betriebsenergie auszustatten, was darüber hinaus auch eine entsprechende elektrische Verkabelung erfordert.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optische Druckanzeigeeinrichtung zu schaffen, welche ohne eine solche zusätzliche Hilfsenergie auskommt und eine zügige Anzeigeänderung gestattet.
Die Aufgabe wird ausgehend von einer optischen Druckanzeigeeinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass zum zügigen Stellungswechsel des Zeigers ein federvorgespannter Schnappmechanismus vorgesehen ist, welcher einen
Stellkolben umfasst, der bei Erreichen einer durch die Steuerdruckbeaufschlagung erzeugten Auslöseposition ein mit dem Zeiger gekoppeltes Betätigungselement zu dem zügigen Stellungswechsel bringt.
Mit anderen Worten wird durch den Stellkolben zunächst ein steigender Steuerdruck in einen proportional steigenden Stellweg umgesetzt. Ab Erreichen einer Auslöseposition des
Stellkolbens wird der durch den zurückliegenden Stellweg federvorgespannte
Schnappmechanismus aktiviert, um anschließend den Zeiger federgetrieben zu dem zügigen Stellungswechsel zu veranlassen.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass hierfür keine Hilfsenergie erforderlich ist. Allein durch den Steuerdruck wird die Betriebsenergie zum Stellungswechsel des Zeigers bereitgestellt. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch einen einfachen und robusten konstruktiven Aufbau aus.
Vorzugsweise wird die Auslösung des federvorgespannten Schnappmechanismus durch eine auf den Stellkolben entgegen der durch den Steuerdruck ausgeübten kraftwirkende
Rückstellfeder definiert. Die Hystereseeinstellung kann dabei in einfacher Weise durch unterschiedliche Federhärten und Vorspannungen vorgenommen werden. Daneben ist es auch möglich, mehrere in Rückstellrichtung auf den Stellkolben direkt oder indirekt einwirkende Federn einzusetzen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schnappmechanismus ein Paar über eine benachbarte schiefe Ebene per Verzahnung zusammenwirkende
Druckdrehkolben. Dabei ist der eine Druckdrehkolben seitens des Stellkolbens angebracht und der andere Druckdrehkolben führt über eine Winkelverstellung einen zügigen
Stellungswechsel des Zeigers per Rotation herbei. Der die Verzahnung aufweisende
Schnappmechanismus ist dabei an das Kugelschreiberprinzip angelehnt. Durch
Aneinanderrücken der schiefen Ebene wird seitens des anderen Druckdrehkolbens ein Drehmoment erzeugt, dessen Umsetzung in eine entsprechende Winkelverstellung jedoch zunächst durch die Verzahnung blockiert ist. Mit zunehmender Hubstellung kommen zueinander benachbarte Zähne so weit in Übereinstimmung, bis sie schließlich eine schiefe Ebene bilden, auf welcher ein gegenüberliegender seitens des anderen Druckdrehkolbens angeordneter Zahn der Verzahnung zur Winkelverstellung abgleitet. Die Winkelverstellung erfolgt so weit, bis der abgleitende Zahn wieder gegen eine Zahnflanke der
gegenüberliegenden Zähne der Verzahnung trifft. Besitzt die Verzahnung der schiefen Ebene viel Zähne, so lässt sich hierdurch gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein zügiger Stellungswechsel durch eine Vierteldrehung des anderen Druckdrehkolbens realisieren.
Die die Vorspannung erzeugende Rückstellfeder kann bei diesem Ausführungsbeispiel allein mit dem anderen Druckdrehkolben zusammenwirken. Soll zusätzliche Vorspannung erzeugt werden, so ist es möglich, dass auch eine Rückstellfeder rückwärtig direkt am Stellkolben zur Anlage kommt. Diese Anordnung der Rückstellfeder hat den Vorteil einer besseren
Kräfteverteilung. Es ist daneben auch denkbar, lediglich eine stellkolbenseitige Rückstellfeder vorzusehen.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird vorgeschlagen, die Vorspannung der mindestens einen Rückstellfeder über die zugeordneten Einstellschrauben einstellbar zu gestalten, um hierdurch Einfluss auf die Auslöseposition des Zeigers zu nehmen. Mit dieser einfachen Maßnahme kann die erfindungsgemäße optische Druckanzeigeeinrichtung an unterschiedliche Umschaltdrücke angepasst werden. Derartige Einstellschrauben können beispielsweise koaxial zu zugeordneten Rückstellfedern gehäuseseitig und von außen zugänglich angeordnet werden.
Gemäß eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird vorgesehen, dass der Schnappmechanismus ein Federmembranblech ist, an dem der Stellkolben außenradial angeordnet ist, wogegen das stößelartige Betätigungselement des Zeigers zentral gegenüberliegend hiervon angeordnet ist, um über eine Axialverstellung einen zügigen Stellungswechsel des Zeigers herbeizuführen. Natürlich kann auch das Betätigungselement außenradial und der Stellkolben zentral am Federmembranblech angreifen. Das
Federmembranblech besteht aus einem gebogenen Federblech, welches ab Erreichen einer durch die Hubstellung des Stellkolbens herbeigeführten Auslöseposition aus der aufgebauten Vorspannung schlagartig in eine andere Stellung umschnappt, wodurch der zügige
Stellungswechsel des hieran angekoppelten Zeigers erfolgt. Der Schnappmechanismus beruht hier auf dem Prinzip eines Schnapp Schalters. Auch ein Federmembranblech kann per Stellschrauben auf unterschiedliche Vorspannungen eingestellt werden.
Gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Schnappmechanismus einen ersten endseitig eines vom Stellkolben ausgehenden Stößels angelenkten und an einem Wiegelager angebrachten Hebel umfasst, der seitens des distalen Endes über eine Feder mit einem ebenfalls an einem Wiegelager angebrachten zweiten Hebel verbunden ist, dessen distales Ende den Zeiger bewegt. Dieser Schnappmechanismus lehnt sich an das Lichtschalterprinzip an, der Steuerdruck bewegt im Prinzip das eine Ende eines wippgelagerten Hebels, dessen anderes Ende mit einem zweiten wippgelagerten Hebel über eine Spiralfeder oder dergleichen federnd gekoppelt ist. Am distalen Ende des zweiten wippgelagerten Hebels wird dann der Zeiger angebracht. Das Federelement bewirkt den zügigen Stellungswechsel desselben. Auch dieser Schnappmechanismus lässt sich hinsichtlich der Vorspannung einstellen, indem mit Einstellschrauben zusammenwirkende Rückstellfedern entgegen dem Steuerdruck auf den Stellkolben einwirken.
Gemäß eines vierten - ähnlichen - Ausführungsbeispiels umfasst der Schnappmechanismus einen ersten Hebel, der an einen am Stellkolben angebrachten Stößel angelenkt ist und über eine Zugfeder mit einem ebenfalls an einem Wiegelager angebrachten zweiten Hebel verbunden ist, dessen distales Ende den Zeiger bewegt. Der Zeiger wird im Gegensatz zum vorgenannten Ausführungsbeispiel hier nicht durch Druckkraft, sondern durch Zugkraft betätigt. Die Auslöseposition lässt sich in ähnlicher Weise einstellbar gestalten.
Nach einem fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst der Schnappmechanismus einen mehrfach gebogenen Kipphebel, der mit dem einen Ende am Zeiger angreift, um dessen Stellungswechsel zunächst zu blockieren. Durch einen sich am Stellkolben aufbauenden Steuerdruck ist der Zeiger bestrebt, sich zu bewegen. Die die Bewegung zunächst
verhindernde Blockierung wird jedoch ab Erreichen der Auslöseposition des Stellkolbens ebenfalls steuerdruckbetätigt entriegelt, so dass ein zügiger Stellungswechsel des Zeigers nach Umschwenken des Kipphebels, der gegebenenfalls über mehrere Gelenkstangen betätigt wird, erfolgt. Zu diesem Zweck ist der Steuerdruck einmal zur Beaufschlagung des
Stellkolbens und zum zweiten zur Beaufschlagung einer die Entriegelung bewirkenden integrierten federrückgestellten Kolben-Zylinder-Anordnung durch Abzweigung zuzuführen.
Gemäß einem sechsten bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst der Schnappmechanismus einen vom Stellkolben ausgehenden Stößel mit mindestens einer radialen Rastausnehmung. Die Rastausnehmung wirkt mit einer federbelasteten Sperrkugel zur Bildung einer
Sperrklinke zusammen. Ab Erreichen eines Auslösesteuerdrucks am Steuerkolben überwindet die durch den Steuerdruck bewirkte Axialkraft des Stößels die Federkraft der Sperrkugel, so dass diese aus der korrespondierenden Rastausnehmung herausgedrückt wird. Durch die sich zuvor aufgebaute Vorspannung wird ein zügiger Stellungswechsel des vorzugsweise endseitig des Stößels angebrachten Zeigers durchgeführt. Hierbei kann der Zeiger auch über
Gelenkstangen und gegebenenfalls Wipplager über Hebelarme bewegt werden. Eine einzige federbelastete Sperrkugel genügt zur Umsetzung dieses Schnappmechanismus. Es ist jedoch auch denkbar, mehrere - vorzugsweise einander gegenüberliegende - federbelasteter
Sperrkugeln vorzusehen, um den Stößel sicher in der Endlage zu arretieren. Die jeder Sperrkugel zugeordnete Druckfeder lässt sich ebenfalls über Einstellschrauben vorspannen. Anstelle einer Sperrkugel kann auch ein anderes Rastelement, beispielsweise eine Rolle, ein Kegelstift oder dergleichen verwendet werden.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten fünf Ausführungsbeispiele. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche im Schutzbereich des einzigen unabhängigen Anspruchs 1 liegen.
Nachfolgend werden die fünf bevorzugten Ausführungsbeispiele anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer optischen Druckanzeigeeinrichtung gemäß des ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels mit einstellbarer Federvorspannung,
Fig. 3 eine schematische Draufsicht der durch den Schnappmechanismus nach Fig. l herbeigefügten Winkelverstellung des Zeigers,
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer optischen Druckanzeigeeinrichtung gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels,
Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer optischen Druckanzeigeeinrichtung gemäß des dritten Ausführungsbeispiels,
Fig. 6 eine schematische Seitenansicht einer optischen Druckanzeigeeinrichtung gemäß des vierten Ausführungsbeispiels, Fig. 7 eine schematische Seitenansicht einer optischen Druckanzeigeeinrichtung gemäß des fünften Ausführungsbeispiels,
Fig. 8 eine schematische Seitenansicht einer optischen Druckanzeigeeinrichtung gemäß des sechsten Ausführungsbeispiels.
Gemäß Fig. 1 umfasst die optische Druckanzeigeeinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels ein Gehäuse 1, an dem ein Druckanschluss 2 zur Einleitung eines Steuerdrucks p angeordnet ist. Innenseitig des Gehäuses 1 ist ein Zeiger 3 angeordnet, welcher durch Winkelverstellung abwechselnd die Felder A und B über eine - hier nicht erkennbare - Fensteröffnung im Gehäuse 1 zur Anzeige bringt. Während das Feld A das Vorhandensein signifikanten Steuerdrucks p anzeigt, zeigt das andere Fenster B einen unterschwelligen Steuerdruck p an.
Ein federvorgespannter Schnappmechanismus setzt eine langsame Druckerhöhung des Steuerdrucks p am Druckanschluss 2 ab Erreichen eines Schwellwertes in einen zügigen Stellungswechsel des Zeigers 3 um. Der federvorgespannte Schnappmechanismus umfasst einen Stellkolben 4, der bei Erreichen einer durch die Steuerdruckbeaufschlagung erzeugten axialen Auslöseposition ein mit dem Zeiger 3 gekoppeltes Betätigungsmittel zu dem zügigen Stellungswechsel bringt.
Das Betätigungsmittel ist in diesem Ausführungsbeispiel ein an späterer Stelle näher erläuterter Druckdrehkolben. Entgegen der durch den Steuerdruck p ausgeübten Kraft auf den Stellkolben 4 wirkt die Kraft einer Rückstellfeder 5. Daneben ist eine zweite Rückstellfeder 6 vorgesehen, welche zwischen dem Gehäuse 1 und dem Betätigungsmittel wirkend indirekt eine Rückstellkraft auf den Stellkolben 4 ausübt. Die zweite Rückstellfeder 6 ist dabei über eine Einstellschraube 7 hinsichtlich ihrer Kraftwirkung zur Bestimmung einer gewünschten Auslöseposition des Zeigers 3 und damit zum Grenzsteuerdruck, ab welchem der Zeiger 3 die Anzeigestellung wechselt, einstellbar.
Der Schnappmechanismus besteht aus einem Paar über eine benachbarte schiefe Ebene 8 per Verzahnung 9 zusammenwirkende Druckdrehkolben 10a und 10b. Während der untere Druckdrehkolben 10a am Stellkolben 4 angebracht ist, ist der obere Druckdrehkolben 10b zur Winkelverstellung per Rotation am Zeiger 3 angebracht. Das Wirkprinzip des so
ausgebildeten Schnappmechanismus wurde vorstehend im allgemeinen Teil der Beschreibung erläutert.
Gemäß Fig. 2 ist neben der Einstellschraube 7 zur Vorspannung der Rückstellfeder 6 stellkolbenseitig eine weitere vorspannbare Rückstellfeder 6a angeordnet, welche über eine dieser zugeordneten Einstellschraube 7a vorspannbar ist.
Nach Fig. 3 weist das Gehäuse 1 der optischen Druckanzeigeeinrichtung eine Fensteröffnung 11 auf, durch welche das Anzeigefeld A oder B des Zeigers 3 sichtbar wird. Ein
Stellungswechsel erfolgt jeweils durch eine Vierteldrehung des oberen Druckdrehkolbens 10b. Dementsprechend sind die Anzeigefelder A und B an einem Vierkantabschnitt 12 angebracht.
Nach Fig. 4 besteht der Schnappmechanismus aus einem Federmembranblech 13, das außenradial vom Stellkolben 4 eingefasst ist. Ein Stößel 14 trägt am distalen Ende den Zeiger 3 und ist zentral am Federmembranblech 13 befestigt. Die Strichlinie stellt die umgeschaltete Position des Zeigers 3 dar, wobei sich das Federmembranblech 13 umschnappend verformt, um in die Schaltposition zu gelangen. Durch sich aufbauenden Steuerdruck p verbiegt sich das Federmembranblech 13 durch den Stellkolben 4 an den Rändern, bis es in der Mitte umschnappt, um den zügigen Stellungswechsel des Zeigers 3 herbeizuführen. Nach Fig. 5 umfasst der Schnappmechanismus dieses Ausführungsbeispiels einen ersten endseitig eines vom Stellkolben 4 ausgehenden Stößels 14 angelenkten und an einem zugeordneten Widerlager 15 angebrachten Hebel 16 auf. Seitens des distalen Endes ist der Hebel 16 über eine Feder 17 mit einem ebenfalls an einem Widerlager 18 angebrachten zweiten Hebel 19 verbunden. Das distale Ende dieses zweiten Hebels 19 bewegt schließlich den Zeiger 3 ab Erreichen der Auslöseposition, welche durch die Feder 17 und die
Hebelverhältnisse bestimmt wird.
Gemäß Fig. 6 wird bei diesem dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ähnlichen weiteren Ausführungsbeispiel anstelle einer Zugfeder eine Zugfeder 17' verwendet. Der vom
Stellkolben 4 ausgehende Stößel 15' ist endseitig an einem Wiegelager 20' gehäusefest angebracht. Über die Zugfeder 17' ist der Hebel 16' mit einem zweiten Hebel 19' verbunden, der ebenfalls über ein Wiegelager 18' schwenkbar ist und dessen distales Ende den Zeiger 3 bewegt. Mit anderen Worten ist der Hebel 16' mit dem einen Ende gehäusefest am
Wiegelager 20' verbunden und mit dem anderen Ende am Stößel 15'.
Über die Einstellschrauben 7b und 7c können die Vorspannungen der je zugeordneten Rückstellfedern 5 und 5' verändert werden, womit der obere und der untere Schaltpunkt der Anzeige einstellbar ist.
Gemäß Fig. 7 umfasst der Schnappmechanismus dieses Ausführungsbeispiels einen
Kipphebel 21, der mit dem einen Ende am Zeiger 3 angreift, um dessen Stellungswechsel trotz sich aufbauenden Steuerdrucks p am Stellkolben 4 zu blockieren. Ab Erreichen der Auslöseposition des Stellkolbens 4 wird dieser ebenfalls durch den Steuerdruck p, der abgezweigt einer integrierten federrückgestellten Kolben-Zylinder- Anordnung 22 zugeführt wird, entriegelt, so dass infolge eines hierdurch bewirkten Rückschwenkens des Kipphebels 21 der zügige Stellungswechsel des Zeigers 3 durch den aufgebauten Steuerdruck p am Stellkolben 4 erfolgen kann. Die entriegelte Position des Kipphebels 21 ist durch eine Punktlinie dargestellt.
Im letzten in Fig. 8 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht der
Schnappmechanismus aus einem vom Stellkolben 4 ausgehenden Stößel 23, welcher eine radiale Rastausnehmung 24 umfasst. Die radiale Rastausnehmung 24 dient der Fixierung der - nicht dargestellten - oberen Stellung des Zeigers 3 (Strichlinie). In der dargestellten Position ist der Stößel 23 über eine weitere Rastausnehmung 24' mit zugeordneter federbelasteter Sperrkugel 25 arretiert. Ab Erreichen eines Auslösesteuerdrucks wird diese Arretierung jedoch selbsttätig gelöst, so dass ein zügiger Stellungswechsel des Stößels 23 und damit des hier angebrachten Zeigers 3 erfolgen kann. In der dann erreichten Endlage kommt die andere federbelastete Sperrkugel 25 mit der zugeordneten Rastausnehmung 24 in
Übereinstimmung.
Bezugszeichenliste
1 Gehäuse
2 Druckanschluss
3 Zeiger
4 Stellkolben
5 Rückstellfeder
6 Rückstellfeder
7 Einstellschraube
8 schiefe Ebene
9 Verzahnung
10 Druckdrehkolb en
11 Fensteröffnung
12 Vierkantabschnitt
13 Federmembranblech
14 Stößel
15 Wiegelager
16 erster Hebel
17 Feder
18 Wiegelager
19 zweiter Hebel
20 Wiegelager
21 Kipphebel
22 Kolben-Zylinder-Einheit
23 Stößel
24 Rastausnehmung
25 Sperrkugel

Claims

A n s p r ü c h e
1. Optische Druckanzeigeeinrichtung mit einem mechanisch entlang eines Anzeigeweges bewegbaren Zeiger (3), der nach Maßgabe eines über einen Druckanschluss (2) anliegenden Steuerdrucks (p) zur Absolutdruckanzeige derart verstellbar ist, dass eine langsame
Druckänderung einen zumindest abschnittsweise zügigen Stellungswechsel des Zeigers (3) herbeiführt,
dadurch gekennzeichnet, dass zum zügigen Stellungswechsel des Zeigers (3) ein
federvorgespannter Schnappmechanismus vorgesehen ist, welcher einen Stellkolben (4) umfasst, der bei Erreichen einer durch die Steuerdruckbeaufschlagung erzeugten
Auslöseposition ein mit dem Zeiger (3) gekoppeltes Betätigungsmittel zu dem zügigen Stellungswechsel bringt.
2. Optische Druckanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösung des federvorgespannten Schnappmechanismus durch eine auf den Stellkolben (4) entgegen der durch den Steuerdruck (p) ausgeübten Kraft wirkende Rückstellfeder (5) definiert ist.
3. Optische Druckanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schnappmechanismus ein Paar über eine benachbarte schiefe Ebene (8) per Verzahnung (9) zusammenwirkende Druckdrehkolben (10a, 10b) umfasst, wobei der eine Druckdrehkolben (10a) am Stellkolben (4) angebracht ist und der andere Druckdrehkolben (10b) über eine Winkelverstellung einen zügigen Stellungswechsel des Zeigers (3) per Rotation herbeiführt.
4. Optische Druckanzeigeeinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder (6) mit dem anderen Druckdrehkolben (10b) zusammenwirkt.
5. Optische Druckanzeigeeinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Rückstellfeder (5) vorgesehen ist, die rückwärtig direkt am Stellkolben (4) zur Anlage kommt.
6. Optische Druckanzeigeeinrichtung nach Anspruch 3 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung der Rückstellfeder (6) und/oder der zusätzliche Rückstellfeder (5) über je zugeordnete Einstellschrauben (7; 7a) einstellbar sind.
7. Optische Druckanzeigeeinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung der schiefen Ebenen (8) vier Zähne aufweist, welche beim zügigen Stellungswechsel eine Vierteldrehung des anderen Druckdrehkolbens (10b) gestatten.
8. Optische Druckanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schnappmechanismus ein Federmembranblech (13) umfasst, an dem der Stellkolben (4) außenradial angeordnet ist, wogegen das stößelartige Betätigungselement (14) des Zeigers (3) zentral gegenüberliegend hiervon angeordnet ist, um über eine Axialverstellung einen zügigen Stellungswechsel des Zeigers (3) herbeizuführen.
9. Optische Druckanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schnappmechanismus einen ersten endsei tig eines vom Stellkolben (4) ausgehenden Stößels (14) angelenkten und an einem Wiegelager (15) angebrachten Hebel (16) umfasst, der seitens des distalen Endes über eine Feder (17) mit einem ebenfalls an einem Wiegelager (18) angebrachten zweiten Hebel (19) verbunden ist, dessen distales Ende den Zeiger (3) bewegt.
10. Optische Druckanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schnappmechanismus einen am ersten vom Stellkolben (4) ausgehenden Stößels (15') angelenkten und endseitig an einem gehäusefesten Wiegelager (20') angebrachten Hebel (16') umfasst, der über eine Druckfeder (17') mit einem an einem anderen gehäusefesten Wiegelager (18') angebrachten zweiten Hebel (19') verbunden ist, dessen distales Ende den Zeiger (3) bewegt.
11. Optische Druckanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schnappmechanismus einen Kipphebel (21) umfasst, der am Zeiger (3) angreifend dessen Stellungswechsel blockiert, jedoch bei Erreichen der Auslöseposition des Stellkolbens (4) steuerdruckbetätigt entriegelt, so dass ein zügiger Stellungswechsel des Zeigers (3) erfolgt.
12. Optische Druckanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schnappmechanismus einen vom Stellkolben (4) außgehenden Stößel (23) mit mindestens einer radialen Rastausnehmung (24; 24') umfasst, die mit einer federbelasteten Sperrkugel (25; 25') zusammenwirkt, die bei Erreichen eines Auslösesteuerdrucks entriegelt, so dass ein zügiger Stellungswechsel des endseitig des Stößels (23) angebrachten Zeigers (3) erfolgt.
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