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PATENTANSPRÜCHE
1. Druckmessgerät zur Bestimmung von Überdruck, Unterdruck und Differenzdruck, mit einem zweiteiligen, zu einer Einheit zusammengesetzten Druckgehäuse aus Metall mit aufgesetztem Zeigerwerk und mit einer zwischen beiden Gehäusehälften liegenden Messmembrane, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmembrane (5) über ein Kupplungsteil (6) mit einem am Gehäuse (2) seitlich angeordneten Messbereichübertragungs- und Einstellwerk (12) in Wirkverbindung steht, welches eine in Abhängigkeit von der Membranhubbewegung verdrehbare Messwelle (13) und einen damit bewegungsmässig verbundenen, bei Messwellenverdrehung eine Verschwenkung durchführenden und diese Verschwenkbewegung auf das Zeigerwerk (3) übertragenden Anlenkstift (14) aufweist, der auf der Messwelle (13) in Wellenlängsrichtung zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses stufenlos verschiebbar gelagert ist.
2. Druckmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwelle (13) mit ihrer Längsachse mindestens nahezu parallel zur Messmembranebene angeordnet und in einem vorzugsweise am Gehäuseoberteil (2b) befestigten Halter (15) drehbar gelagert ist sowie mit ihrem mit dem Kupplungsteil (6) in Verbindung stehenden Längenendbereich durch eine Bohrung (16) im Gehäuseoberteil (2b) in das Gehäuse (2) hineinfasst.
3. Druckmessgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mit der Messwelle (13) um ihre Längsachse schwenkbare Anlenkstift (14) mit einem Lager (21) auf der Messwelle (13) in Messwellendrehrichtung bewegungsstarr und in Messwellenlängsrichtung stufenlos verschiebbar gelagert ist.
4. Druckmessgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in das Lager (21) des Anlenkstiftes (14) eine mit ihrer Längsachse parallel zur Messwelle (13) verlaufende und zur Anlenkverschiebung auf der Messwelle (13) dienende Stellspindel (22) eingeschraubt und in einem zweiten, die Messwelle (13) drehbar aufnehmenden Lager (23) gehalten ist, wobei die Stellspindel (22) mit dem Anlenkstift (14) und den beiden Lagern (21, 23) um die Messwellenlängsachse verschwenkbar ist.
5. Druckmessgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass um die Messwelle (13) zwischen beiden Lagern (21,23) ein den Anlenkstift (14) in der jeweils eingestellten Stellung spielfrei haltendes Federelement (24), vorzugsweise Druckfeder, angeordnet ist.
6. Druckmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beiderseits der elastischen Messmembrane (5) zentrisch angeordnete, kreisförmige und in sich steife Stützplatten (5b) vorgesehen sind, auf die Druckfedern (4) als Messbereichsfedern einwirken, die in auf zentrischen Kreisringen angeordneten Bohrungen (8) der beiden Gehäuseteile (2a, 2b) auswechselbar gehalten sind.
7. Druckmessgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (8) derart angeordnet sind, dass Bohrung an Bohrung grenzt und ineinander übergeht.
8. Druckmessgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützplatten (5b) entsprechend der Anordnung der Bohrungen (8) in den beiden Gehäusehälften (2a, 2b) aussenseitig angeordnete Nocken (5c), die in ihren Abmessungen dem Innendurchmesser der Druckfedern (4) entsprechen, aufweisen.
9. Druckmessgerät nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, dass die von einer dünnen Membranhaut (5a) gebil dete Messmembrane (5) einerseits klemmend zwischen den
Stützplatten (5b) und andererseits mit ihrem Rand zwischen den beiden Gehäusehälften (2a, 2b) durch Klemmittel, wie
Schraubenbolzen (2c), gehalten ist.
10. Druckmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmembrane (5) in Form einer Schlaffmembrane aus Kunststoff, Leder oder Gummi ausgebildet ist.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckmessgerät zur Bestimmung von Überdruck, Unterdruck und Differenzdruck, bestehend aus einem zweiteiligen, zu einer Einheit zusammengesetzten Druckgehäuse aus Metall mit aufgesetztem Zeigerwerk und mit einer zwischen beiden Gehäusehälften liegenden Messmembrane.
Druckmessgeräte oder Manometer mit Membranmesswerken sind allgemein bekannt. Sie werden zur Bestimmung der Drücke von Flüssigkeiten, Gasen und Dämpfen herangezogen. Unterschieden wird dabei zwischen den unmittelbaren und mittelbaren Druckmessgeräten.
Als unmittelbare Druckmessgeräte sind Flüssigkeitssäulen und Kolbenmanometer bekannt. Die Arbeitsweise der mittelbaren Manometer hingegen beruht auf dem Vergleich mit einem unmittelbaren Druckmessgerät.
Zu den mittelbaren, d.h. indirekten, also sichtbedürftigen Druckmessgeräten gehören die hydrostatischen Druckmesser, wie z.B. Schwimmermanometer, Gefässwaagen, Ringwaagen und Tauchkörperdruckmesser, weiterhin die elastischen Druckmesser, wie Rohrfeder- und Membrandruckmesser. Der Gegenstand vorliegender Erfindung betrifft einen solchen Membrandruckmesser, mit welchem sowohl ein Differenzdruck gegenüber einem beliebigen Druck als Bezugsgrösse als auch ein Überdruck oder Unterdruck gegenüber dem atmosphärischen Druck als Bezugsgrösse gemessen werden kann.
Es sind Druckmanometer bekanntgeworden, die mit sogenannter schlapper Membrane arbeiten. Für die Messung niedriger Drücke wird dabei eine Ledermembrane und für die Messung hoher Drücke eine mit Nylon imprägnierte Membrane benutzt. Eine derartige Membrane innerhalb der beiden Gehäusehälften des Messgerätes montiert, ist auf beiden Seiten von einer dünnen Metallscheibe unterstützt und im Ringspalt zwischen Einspannung und Aussenwand der Unterstützungsscheiben gewellt. Die Membrane wirkt als Kolben, wobei die Gegenkraft von einer Wendelfeder erzeugt wird, deren Stellung auf einen Zeiger übertragen wird. Bei z.B. einer Differenzdruckbestimmung wirken im drucksicheren Gehäuse die beiden Drücke, von denen der eine die Bezugsgrösse ist, auf die beiden Seiten der Membrane. Die Stellung der Wendelfeder wird nach aussen auf das Zeigermesswerk, z.B. magnetisch, übertragen.
Der Nachteil der bekannten Manometer mit Membranmesswerk ist darin zu sehen, dass die Messgeräte jeweils nur für sehr eng begrenzte Druckmessbereiche geeignet sind. Eine Umstellung ein und desselben Gerätes für höhere oder niedrigere Druckmessungen ist ohne ein Auswechseln der Messmembrane vielfach nicht möglich.
In Kenntnis dieser Mängel hat sich der Erfinder die Aufgabe gestellt, ein Druckmessgerät zu offenbaren, welches schnell und einfach ohne Austausch der Messmembrane zum Messen höherer oder niedriger Drücke durch einfache, leicht zu handhabende und genau arbeitende Mittel eingerichtet werden kann und den Messbereichsumfang der bekannten
Messgeräte gleicher Klasse erheblich übersteigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei noch die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführten
Gestaltungsmerkmale vorteilhafte Weiterbildungen der Aufgabenlösung darstellen.
Das erfindungsgemässe Druckmessgerät ist mit einem mit
einer Messmembrane zusammenwirkenden Messbereich übertragungs- und Einstellwerk ausgestattet, welches die Hubbewegungen der Messmembrane genau und feinfühlig auf das Zeigerwerk überträgt und welches in dem Übersetzungsverhältnis zum Ausschlag des Zeigerwerkes hin stufenlos einstellbar ist.
Dieses Übertragungs- und Einstellwerk kann für die verschiedenen Messbereiche eingesetzt werden und ermöglicht eine Veränderung der Messbereiche am fertigen Druckmessgerät und ohne Eingriff in das Messsystem von aussen her.
Ein weiterer Vorteil liegt in der günstigen Anordnung und Ausbildung der Messmembrane, die in ihrer Messbewegung feinfühlig mit dem Übertragungs- und Einstellwerk zusammenwirkt und ohne Austausch gegen eine andere Membrane für die verschiedensten Drücke ausgelegt ist, so dass dieses Druckmessgerät einen vielseitigen Einsatz und hohen Gebrauchswert hat.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend beschrieben und zeichnerisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 ein Druckmessgerät mit Messmembrane zur Differenzdruckbestimmung in der Vorderansicht und im Schnitt:
Fig. 2 ein Gehäuseoberteil des Druckmessgerätes in der Seitenansicht;
Fig. 3 eine Hälfte des Gehäuseoberteiles in der Ansicht von unten;
Fig. 4 das Gehäuseoberteil in der Draufsicht;
Fig. 5 ein Gehäuseunterteil des Druckmessgerätes nach Fig. 1 in der Ansicht von oben;
Fig. 6 eine Messmembrane in der Draufsicht;
Fig. 7 einen senkrechten Schnitt durch ein an dem Gehäuseoberteil angeordnetes Messbereichübertragungs- und Einstellwerk mit zugeordnetem Zeigerwerk, wobei das Zeigerwerk um 90 verdreht dargestellt ist.
Das in Fig. 1 gezeigte Druckmessgerät mit Membranwerk zur Bestimmung von Druckdifferenzen ist mit 1 bezeichnet und weist ein zweiteiliges Gehäuse 2, bestehend aus einem Gehäuseunterteil 2a (Fig. 5) und Gehäuseoberteil 2b (Fig. 2 bis 4), aus Metall auf. Beide Gehäuseteile sind lösbar zu einer Einheit miteinander durch Schraubenbolzen 2c verbunden.
Mit 3 ist ein Zeigermesswerk zur Anzeige des jeweiligen Differenzdruckes bezeichnet, das oberhalb des Gehäuses 2 angeordnet und mit einem Instrumentenanzeiger 3a versehen ist. Funktionell steht das Zeigerwerk 3 mit einer zwischen den beiden Gehäusehälften 2a, 2b klemmend angeordneten, separaten Messmembrane 5 (Fig. 1 und 6) über ein Kupplungsteil 6 in Wirkverbindung und wird über eine Nullpunktverstelleinrichtung 7 (Fig. 2 und 4) justiert.
Die zwischen den beiden Gehäuseteilen 2a, 2b klemmend mittels der Schraubenbolzen 2c gehaltene Messmembrane 5 ist kreisrund als Schlaffmembrane ausgebildet und besteht aus einer dünnen Membranhaut 5a aus elastischem Kunststoff, die beidseitig zentrisch mit festen Stützplatten 5b kleineren Durchmessers versehen und von diesen klemmend gehalten ist. Die ebenfalls kreisförmigen, festen Stützplatten 5b sind durch auf einem Teilkreis angeordnete Verbindungsmittel 5c, vorzugsweise Niete od. dgl., miteinander verbunden und halten die Membrane 5a klemmend zwischen sich. Diese Verbindungsmittel 5c können gleichzeitig zur
Lagesicherung von Druckfedern 4, welche die Messmembrane 5 beidseitig gegen die Gehäusehälften (vergl. Fig. 1)- Gehäuseunterteil und -oberteil 2a bzw. 2b - abstützen, dienen.
Entsprechend dem zu wählenden Messbereich, für den das Druckmessgerät 1 ausgelegt werden soll, können zwei oder mehrere Druckfedern 4 auf jeder Seite der Messmembrane 5 vorgesehen sein. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel wirken aufjeder Seite vier Druckfedern 4 auf die zwischen den beiden Gehäusehälften 2a, 2b schwingende, elastische Messmembrane 5 ein, deren Membranhaut 5a randseitig umlaufend mit Ausnehmungen 5d versehen ist.
Die Anordnung der Ausnehmungen 5d entspricht der für das Zusammenhalten des Gehäuses 2 getroffenen Anordnung der Schraubenbolzen 2c, wobei dieselben 2c durch diese Ausnehmungen 5d gesteckt sind. Die beiden kreisförmig ausgebildeten Gehäusehälften 2a, 2b sind hierfür mit entsprechenden Bohrungen 2d versehen.
Für die Aufnahme der Halterung der Druckfedern 4 innerhalb des Gehäuses 2 des Druckmessgerätes 1 weist sowohl das Gehäuseunterteil 2a als aus das Gehäuseoberteil 2b jeweils auf seiner der Messmembrane 5 zugewandten Seite im Innern eine Vielzahl eine zentrisch ringförmige Ausnehmung bildenden, senkrechten Bohrungen 8 für die Aufnahme und Lagesicherung der Druckfedern 4 auf. Die Bohrungen 8 sind zahnkreisförmig angeordnet, derart, dass Bohrung an Bohrung grenzt. Der Bohrungsdurchmesser ist dabei etwas grösser als der Aussendurchmesser der Druckfedern 4 gewählt. Entsprechend dieser Anordnung der Bohrungen 8 sind die Verbindungsmittel 5c auf den Stützplatten 5b der Messmembrane 5 verteilt.
Auch ist es vorteilhaft, die Stützplatten 5b aussenseitig mit die Federn 4 lagefixiert aufnehmenden, anstelle der Verbindungsmittel 5c vorgesehenen und in deren Anordnungsbereich liegender Nocken zu versehen, so dass die Membranhaut 5a unter loser Klemmung zwischen den Stützplatten 5b liegt und randseitig zwischen den Gehäuseteilen 2a, 2b klemmend festgelegt ist.
Im montierten Zustand wird das Druckmessgerät über die Anschlüsse 9a, 9b mit den Druckleitungen, deren Druck überwacht werden soll, verbunden. Ein über das Druckmessgerät 1 nach Art eines Steckringes geschobenes, mit z.B. in nicht dargestellter Weise durch Schrauben gesichertes Aussengehäuse 10 mit stirnseitiger Instrumentenscheibe 11 schirmt das Gerät mit den empfindlichen Messeinrichtungen gegen äussere Einflüsse ab. Anstelle der runden Gehäuseausführung kann selbstverständlich auch jede andere Gehäuseausführung für Wandbefestigung, Schalttafeleinbau oder ein eckiges Profilgehäuse mit Frontrahmen od. dgl. treten.
Der mit der Erfindung insbesondere erzielte Vorteil gegenüber dem Bekannten ist darin zu sehen, dass die spezifische Belastung der Messmembrane sehr klein gehalten werden kann, wodurch das Gerät unempfindlich gegen Überdruck wird. Die Anzahl und Verteilung der als Messbereichsfedern fungierenden, separaten Druckfedern 4 in den Bohrungen der Gehäusehälften ist ohne Schwierigkeiten schnell und einfach bestimmbar, so dass das Druckmessgerät praktisch auf jeden gewünschten Druckmessbereich ausgelegt werden kann.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, könnte anstelle von elastischem Kunststoff als Werkstoff für die Membranhaut je nach Fall auch Leder oder Gummi treten. Weitere Möglichkeiten auch hinsichtlich der Wahl der Raum formen der einzeln, zu einer lösbaren Instrumenteneinheit zusammengefassten Bauteile sind denkbar. Dies gilt gleichermassen bei der Verwendung des Messgerätes als Überdruck- oder Unterdruckmanometer.
Das in Fig. 7 deutlich dargestellte Messbereich-Übertragungs- und Einstellwerk 12 ist seitlich am Gehäuse 2, vorzugsweise dem Gehäuseoberteil 2b, angeordnet und steht über das Kupplungsteil 6 mit der Messmembrane 5 in Wirkverbindung, so dass die Hubbewegungen der Messmembrane 5 durch dieses Übertragungs- und Einstellwerk 12 auf das Zeigerwerk 3 übertragen werden.
Dieses Werk 12 besitzt eine in einem am Gehäuseoberteil 2b befestigten Halter 15 drehbar gelagerte und durch eine Bohrung 16 im Oberteil 2b fassende Messwelle 13, die mit ihrer Längsachse mindestens nahezu parallel zur Membranebene verläuft und an ihrem im Oberteil 2b liegenden Wellenende mit dem Kupplungsteil 6 bewegungsmässig verbunden ist. Durch dieses Kupplungsteil 6 wird die Hubbewegung der Messmembrane 5 in eine Drehbewegung der Messwelle 13 umgesetzt.
Auf der Messwelle 13 ist ein Anlenkstift 14 bewegungsmässig gelagert, der bei der Messwellendrehung eine um die Messwellenlängsachse erfolgende Verschwenkung (also senkrecht zur Zeichnungsblattebene zum Betrachter hin und von diesem weg) durchführt und dabei auf einen Mitnahmestift 17 des Zeigerwerkes 3 einwirkt.
Das in Fig. 7 gezeigte Zeigerwerk 3 ist um 90 verdreht dargestellt, so dass in Wirklichkeit die Schwenkachse 18 des Zeigerwerkes 3 in Zeichnungsblattebene verläuft und somit parallel zum Anlenkstift 14 steht. Der Mitnahmestift 17 ist mit einem Zahnsegment 19 bewegungsstarr verbunden und mit diesem um die Schwenkachse 18 schwenkbar gelagert.
Das Zahnsegment 19 wirkt auf ein Zahnrad 20 ein, welches mit dem Zeiger 3a verbunden ist und diesen somit in die jeweilige Messanzeige bringt.
Der Anlenkstift 14 liegt mit seinem freien Längenendbereich kraftschlüssig an dem Mitnahmestift 17 des Zeigermesswerkes 3 an und ist mit seinem anderen Längenende durch ein Lager 21 auf der Messwelle 13 in Wellenlängsrichtung stufenlos verschiebbar und mit dieser verdrehbar verbunden.
Die stufenlose Verschiebung des Anlenkstiftes 14 auf der Messwelle 13 dient zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Messwellenverdrehung und Zeigerausschlag.
Für die Verstellung des Anlenkstiftes 14 ist eine parallel zur Messwelle 13 verlaufende Stellspindel 22 vorgesehen, die in das Lager 21 des Anlenkstiftes 14 eingeschraubt ist und in einem zweiten, die Messwelle 13 drehbar aufnehmenden Lager 23 lagert und die mit dem Anlenkstift 14 und den beiden Lagern 21,23, um die Messwelle 13 mit dem Anlenkstift 14 verschwenkbar vorgesehen ist. Um die Messwelle 13 ist ein sich zwischen beiden Lagern 21, 23 abstützendes Federelement 24, vorzugsweise Druckfeder (Schraubenfeder), angeordnet, die den Anlenkstift 14 mit seinem Lager 21 spielfrei in der eingestellten Stellung hält, d.h., ein ungewolltes Verschieben des Anlenkstiftes 14 mit seinem Lager 21 auf der Messwelle 13 verhindert.
Die Messbewegung dieses Messystems 12 wird durch die Messwelle 13 nach aussen übertragen, indem die Messwelle 13 bei der Hubbewegung der Membrane 5 (übersetzt durch das Kupplungsteil 6) eine Drehbewegung erhält und dabei den Anlenkstift 14 mitnimmt, der dann um die Messwellenlängsachse zu einer oder zur anderen Richtung hin verschwenkt und über den Mitnahmestift 17 der Zeiger 3a betätigt, dessen Ausschlag den Messwert anzeigt.
Mit Hilfe der Stellspindel 22 kann der Anlenkstift 14 auf der Messwelle 13 stufenlos verschoben werden, so dass das gewünschte Übersetzungsverhältnis eingestellt werden kann.
Durch das Federelement 24 ist der Anlenkstift 14 in jeder eingestellten Lage spielfrei gehalten. Ein Zylinderstift 25 bewirkt die bewegungssichere Kupplung zur Messwelle 13.
Durch dieses Übertragungs- und Einstellwerk 12 ist eine Veränderung der Messbereiche am fertigen Messgerät einfach, schnell und genau möglich, was von aussen ohne Eingriff in das Messsystem erfolgen kann, indem die Stellspindel 22 von aussen durch die Haube 10 zugänglich ist.
Dieses Werk 12 ist bei einer Ausführung für verschiedene Messbereiche einsetzbar.
In Fig. list das Übertragungs- und Einstellwerk 12 in strich-punktierten Linien dargestellt und zeigt seine Anordnung und Verbindung mit der Membrane 5 und dem Zeigerwerk 3.
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PATENT CLAIMS
1. Pressure measuring device for determining overpressure, negative pressure and differential pressure, with a two-part pressure housing made of metal and a pointer mechanism and with a measuring membrane lying between the two housing halves, characterized in that the measuring membrane (5) has a coupling part (6) Is in operative connection with a measuring range transmission and setting mechanism (12) arranged on the side of the housing (2), which has a measuring shaft (13) which can be rotated as a function of the diaphragm stroke movement and which is connected to the movement, which pivots when the measuring shaft is rotated, and which pivots on the pointer mechanism ( 3) transmitting link pin (14) which is mounted on the measuring shaft (13) in the longitudinal direction of the shaft to adjust the gear ratio continuously.
2. Pressure measuring device according to claim 1, characterized in that the measuring shaft (13) is arranged with its longitudinal axis at least almost parallel to the measuring membrane plane and is rotatably mounted in a holder (15) which is preferably fastened to the upper housing part (2b) and with the coupling part (6 ) connecting the connected length end area through a bore (16) in the upper housing part (2b) into the housing (2).
3. Pressure measuring device according to claim 2, characterized in that the pivot pin (14) pivotable about its longitudinal axis with the measuring shaft (13) is mounted with a bearing (21) on the measuring shaft (13) in the measuring shaft rotation direction and motionless in the measuring shaft longitudinal direction.
4. Pressure measuring device according to claim 3, characterized in that in the bearing (21) of the articulation pin (14) with its longitudinal axis parallel to the measuring shaft (13) and serving for articulation displacement on the measuring shaft (13) serving screw (22) is screwed in and a second bearing (23) which rotatably accommodates the measuring shaft (13), the adjusting spindle (22) with the articulation pin (14) and the two bearings (21, 23) being pivotable about the longitudinal axis of the measuring shaft.
5. Pressure measuring device according to claim 4, characterized in that around the measuring shaft (13) between the two bearings (21, 23) there is a spring element (24), preferably a compression spring, which holds the pivot pin (14) in the respectively set position without play.
6. Pressure measuring device according to claim 1, characterized in that on both sides of the elastic measuring membrane (5) centrally arranged, circular and rigid support plates (5b) are provided, act on the compression springs (4) as measuring range springs, which are arranged in bores arranged on central circular rings (8) of the two housing parts (2a, 2b) are held interchangeably.
7. Pressure measuring device according to claim 6, characterized in that the bores (8) are arranged such that the bore adjoins the bore and merges into one another.
8. Pressure measuring device according to claim 6, characterized in that the support plates (5b) corresponding to the arrangement of the bores (8) in the two housing halves (2a, 2b) arranged on the outside cams (5c), the dimensions of the inner diameter of the compression springs (4th ) correspond.
9. Pressure measuring device according to claim 8, characterized in that the measuring membrane (5) formed by a thin membrane skin (5a) is clamped on the one hand between the
Support plates (5b) and on the other hand with their edge between the two housing halves (2a, 2b) by clamping means, such as
Bolt (2c) is held.
10. Pressure measuring device according to claim 1, characterized in that the measuring membrane (5) is designed in the form of a slack membrane made of plastic, leather or rubber.
The invention relates to a pressure measuring device for determining overpressure, negative pressure and differential pressure, consisting of a two-part pressure housing made of metal, assembled to form a unit, with a pointer mechanism and with a measuring membrane located between the two housing halves.
Pressure gauges or pressure gauges with membrane measuring mechanisms are generally known. They are used to determine the pressures of liquids, gases and vapors. A distinction is made between direct and indirect pressure measuring devices.
Liquid columns and piston manometers are known as direct pressure measuring devices. The way the indirect pressure gauges work, however, is based on a comparison with a direct pressure measuring device.
To the indirect, i.e. The hydrostatic pressure gauges belong to indirect pressure gauges that require visibility, e.g. Float pressure gauges, vessel scales, ring scales and immersion pressure gauges, as well as the elastic pressure gauges such as Bourdon tube and diaphragm pressure gauges. The subject of the present invention relates to such a diaphragm pressure meter, with which both a differential pressure compared to any pressure as a reference quantity and an overpressure or underpressure relative to the atmospheric pressure can be measured as a reference quantity.
Pressure gauges have become known which work with so-called sluggish membranes. A leather membrane is used for measuring low pressures and a membrane impregnated with nylon for measuring high pressures. Such a membrane is mounted inside the two housing halves of the measuring device, is supported on both sides by a thin metal disc and is corrugated in the annular gap between the clamping and the outer wall of the support discs. The membrane acts as a piston, the counterforce being generated by a coil spring, the position of which is transmitted to a pointer. With e.g. When determining the differential pressure, the two pressures, one of which is the reference value, act on the two sides of the diaphragm in the pressure-proof housing. The position of the coil spring is directed outwards onto the pointer measuring mechanism, e.g. magnetic, transmitted.
The disadvantage of the known pressure gauges with membrane measuring mechanism is that the measuring devices are only suitable for very narrowly limited pressure measuring ranges. A changeover of the same device for higher or lower pressure measurements is often not possible without changing the measuring membrane.
Knowing these deficiencies, the inventor set himself the task of disclosing a pressure measuring device which can be set up quickly and easily without exchanging the measuring membrane for measuring higher or lower pressures by simple, easy-to-use and precisely working means, and the range of the known measuring range
Measuring devices of the same class significantly exceeds.
According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of patent claim 1, with those listed in the dependent patent claims
Design features represent advantageous developments of the task solution.
The pressure measuring device according to the invention is equipped with a
a measuring membrane cooperating measuring range transmission and setting mechanism, which transmits the stroke movements of the measuring membrane precisely and sensitively to the pointer mechanism and which is infinitely adjustable in the transmission ratio to the deflection of the pointer mechanism.
This transmission and setting mechanism can be used for the various measuring ranges and enables the measuring ranges to be changed on the finished pressure measuring device and without external intervention in the measuring system.
Another advantage is the favorable arrangement and design of the measuring diaphragm, which interacts sensitively with the transmission and setting mechanism in its measuring movement and is designed for a wide variety of pressures without being replaced by another diaphragm, so that this pressure measuring instrument has a wide range of uses and is very useful .
An embodiment of the invention is described below and shown in the drawing. Show it:
1 shows a pressure measuring device with measuring membrane for determining the differential pressure in the front view and in section:
2 shows an upper part of the housing of the pressure measuring device in a side view;
3 shows one half of the upper housing part in a view from below;
Figure 4 shows the top of the housing in plan view.
5 shows a lower housing part of the pressure measuring device according to FIG. 1 in a view from above;
6 shows a measuring membrane in plan view;
7 shows a vertical section through a measuring range transmission and setting mechanism with an associated pointer mechanism arranged on the upper housing part, the pointer mechanism being shown rotated by 90.
The pressure measuring device shown in FIG. 1 with a diaphragm mechanism for determining pressure differences is designated by 1 and has a two-part housing 2 consisting of a lower housing part 2a (FIG. 5) and upper housing part 2b (FIGS. 2 to 4) made of metal. Both housing parts are detachably connected to one another by means of screw bolts 2c.
3 with a pointer measuring device for displaying the respective differential pressure is designated, which is arranged above the housing 2 and provided with an instrument indicator 3a. Functionally, the pointer mechanism 3 is operatively connected to a separate measuring membrane 5 (FIGS. 1 and 6), which is clamped between the two housing halves 2a, 2b, and is adjusted via a coupling part 6 and is adjusted via a zero-point adjustment device 7 (FIGS. 2 and 4).
The measuring membrane 5, which is clamped between the two housing parts 2a, 2b and is clamped by means of the screw bolts 2c, is circular in shape as a slack membrane and consists of a thin membrane skin 5a made of elastic plastic, which is provided with fixed supporting plates 5b of smaller diameter centrally on both sides and is held by these. The likewise circular, fixed support plates 5b are connected to one another by connecting means 5c, preferably rivets or the like, arranged on a pitch circle and hold the membrane 5a in a clamping manner between them. These connecting means 5c can be used simultaneously
Secure the position of compression springs 4, which support the measuring diaphragm 5 on both sides against the housing halves (see FIG. 1) - lower and upper housing parts 2a and 2b.
Depending on the measuring range to be selected, for which the pressure measuring device 1 is to be designed, two or more compression springs 4 can be provided on each side of the measuring membrane 5. In the exemplary embodiment shown here, four compression springs 4 act on each side of the elastic measuring membrane 5, which oscillates between the two housing halves 2a, 2b and whose membrane skin 5a is provided with recesses 5d all around the edge.
The arrangement of the recesses 5d corresponds to the arrangement of the screw bolts 2c made for holding the housing 2 together, the same 2c being inserted through these recesses 5d. For this purpose, the two circular housing halves 2a, 2b are provided with corresponding bores 2d.
To accommodate the mounting of the compression springs 4 within the housing 2 of the pressure measuring device 1, both the lower housing part 2a and the inside of the upper housing part 2b each have on their side facing the measuring membrane 5 a multiplicity of vertical bores 8 for receiving and forming a centrally annular recess Secure the position of the compression springs 4. The bores 8 are arranged in a toothed circle such that the bore borders on the bore. The bore diameter is chosen to be somewhat larger than the outside diameter of the compression springs 4. According to this arrangement of the bores 8, the connecting means 5c are distributed on the support plates 5b of the measuring membrane 5.
It is also advantageous to provide the support plates 5b on the outside with cams which fix the springs 4 in place and which are provided instead of the connecting means 5c and lie in their arrangement area, so that the membrane skin 5a lies with loose clamping between the support plates 5b and on the edge between the housing parts 2a, 2b is clamped.
In the assembled state, the pressure measuring device is connected to the pressure lines, the pressure of which is to be monitored, via the connections 9a, 9b. A pushed over the pressure measuring device 1 in the manner of a plug ring, with e.g. In a manner not shown, an outer housing 10 secured by screws with an instrument panel 11 on the end shields the device with the sensitive measuring devices against external influences. Instead of the round housing version, any other housing version for wall mounting, panel mounting or an angular profile housing with front frame or the like can of course also be used.
The advantage achieved by the invention compared to the known one is that the specific load on the measuring membrane can be kept very small, which makes the device insensitive to excess pressure. The number and distribution of the separate compression springs 4 functioning as measuring range springs in the bores of the housing halves can be determined quickly and easily without difficulty, so that the pressure measuring device can be designed for practically any desired pressure measuring range.
It goes without saying that the invention is not restricted to the exemplary embodiment shown. Without departing from the scope of the invention, leather or rubber could also be used as the material for the membrane skin instead of elastic plastic. Other options are also conceivable with regard to the choice of the space shapes of the components which are individually combined to form a detachable instrument unit. This applies equally when using the measuring device as an overpressure or underpressure manometer.
The measuring range transmission and setting mechanism 12 clearly shown in FIG. 7 is arranged on the side of the housing 2, preferably the upper housing part 2b, and is operatively connected to the measuring membrane 5 via the coupling part 6, so that the lifting movements of the measuring membrane 5 by this transmission and setting mechanism 12 are transferred to the pointer mechanism 3.
This movement 12 has a measuring shaft 13 which is rotatably mounted in a holder 15 fastened to the upper housing part 2b and which bears through a bore 16 in the upper part 2b and which runs with its longitudinal axis at least almost parallel to the membrane plane and on its shaft end in the upper part 2b with the coupling part 6 in terms of movement connected is. This coupling part 6 converts the lifting movement of the measuring membrane 5 into a rotating movement of the measuring shaft 13.
A pivot pin 14 is mounted on the measuring shaft 13 in terms of movement, which, when the measuring shaft rotates, pivots about the longitudinal axis of the measuring shaft (i.e. perpendicular to the drawing sheet plane towards and away from the viewer) and thereby acts on a driving pin 17 of the pointer mechanism 3.
The pointer mechanism 3 shown in FIG. 7 is shown rotated by 90, so that in reality the pivot axis 18 of the pointer mechanism 3 runs in the plane of the drawing sheet and is thus parallel to the pivot pin 14. The driving pin 17 is rigidly connected to a toothed segment 19 and is pivotally mounted with the latter about the pivot axis 18.
The toothed segment 19 acts on a toothed wheel 20 which is connected to the pointer 3a and thus brings this into the respective measurement display.
The free end portion of the pivot pin 14 is non-positively against the driving pin 17 of the pointer measuring mechanism 3 and its other end of the length is steplessly displaceable in the longitudinal direction of the shaft by a bearing 21 and connected to it in a rotatable manner.
The stepless displacement of the pivot pin 14 on the measuring shaft 13 serves to set the transmission ratio between the rotation of the measuring shaft and the pointer deflection.
For the adjustment of the articulation pin 14, an adjusting spindle 22 is provided which runs parallel to the measuring shaft 13 and is screwed into the bearing 21 of the articulation pin 14 and is mounted in a second bearing 23 which rotatably accommodates the measurement shaft 13 and which is connected to the articulation pin 14 and the two bearings 21, 23, around the measuring shaft 13 with the pivot pin 14, is provided. Arranged around the measuring shaft 13 is a spring element 24, preferably a compression spring (helical spring), which is supported between the two bearings 21, 23 and which holds the pivot pin 14 with its bearing 21 without play in the set position, ie, an undesired displacement of the pivot pin 14 with its Bearing 21 on the measuring shaft 13 prevented.
The measuring movement of this measuring system 12 is transmitted to the outside by the measuring shaft 13, in that the measuring shaft 13 receives a rotary movement during the lifting movement of the diaphragm 5 (translated by the coupling part 6) and thereby takes the articulation pin 14 with it, which then moves to or towards the longitudinal axis of the measuring shaft pivoted in the other direction and the pointer 3a actuated via the driving pin 17, the deflection of which indicates the measured value.
With the aid of the adjusting spindle 22, the articulation pin 14 can be moved continuously on the measuring shaft 13, so that the desired transmission ratio can be set.
The spring pin 24 keeps the pivot pin 14 free of play in any set position. A cylindrical pin 25 effects the motion-safe coupling to the measuring shaft 13.
This transmission and setting mechanism 12 makes it possible to change the measuring ranges on the finished measuring device simply, quickly and precisely, which can be done from the outside without intervention in the measuring system, in that the adjusting spindle 22 is accessible from the outside through the hood 10.
One version of this movement 12 can be used for different measuring ranges.
The transmission and setting mechanism 12 is shown in dash-dotted lines in FIG. 1 and shows its arrangement and connection with the membrane 5 and the pointer mechanism 3.