DE2247202C2 - Meßgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Meßgerät, insbesondere ein Druckmeßgerät, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Druckmeßgeräte, die als Meßglied ein Bourdon-Rohr verwenden, sind in den verschiedensten Ausführungen bekannt.

Gemäß der DE-PS 8 38 657 ist mit dem einen Ende des Bourdon-Rohres ein Hebelsystem verbunden, dessen eines Teil ein Zahnsegment aufweist. Dieses steht mit einem auf der Zeigerwelle angeordneten Ritzel in Eingriff. Die Zeigerwelle ist dabei in einer mit dem Gehäuse verbundenen Halterung gelagert.

Ähnlich ist der Aufbau bei dem in der DE-OS 20 266 beschriebenen Druckmeßgerät.

Gattun^sbildend ist die US-PS 24 47 739 berücksichtigt worden. Hierbei ist am Ende des Bourdon-Rohres ein Hebel angelenkt, der sich an einem ortsfesten Hebel abstützt, der die Relativbewegung des Meßgliedes festlegt. Verbunden mit dem erstgenannten Hebel ist ein gezahntes Element, das mit einem Ritzel auf der ortsfesten Zeigerwelle kämmt.

Allen diesen Geräten ist somit gemeinsam, daß die Zeigerwelle ortsfest ist und damit muß für diese Welle eine Halterung am Gehäuse vorgesehen sein. Gehäuse und Meßanordnung bilden dabei ein komplettes System und ein Schaden am Meßglied macht im allgemeinen den Austausch des gesamten Gerätes notwendig.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Meßgerätes, insbesondere Druckmeßgerätes, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, das im Aufbau vergleichsweise einfach ist und damit kostengünstiger hergestellt werden kann und das einen Austausch des Meßgliedes ohne gleichzeitigen Ausbau des Gehäuses möglich macht

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemsß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bourdon-Rohr, Hebelsystem und Zeiger bilden bei dem erfindungsgemäßen Meßgerät eine Einheit, die in das Meßgerätegehäuse einfach eingesetzt werden kann. Gegenüber den bekannten Anordnungen konnte der Aufbau wesentlich vereinfacht und damit kostengünstiger werden, weil die Zeigerwelle vom Hebelsystem (also letztlich vom Meßglied) getragen wird. Die Lagerung ist also schwimmend und auf diese Weise ist keine Halterung für diese Welle am Gehäuse anzubringen bzw. vorgesehen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert Dabei zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht des Meßgerätes, teilweise weggebrochen,

F i g. 2 einen Schnitt mJtSeitenansicht, F i g. 3 das Hebelsystem in vergrößerter Darstellung, F i g. 4 eine Seitenansicht dieses Teiles, F i g. 5 ein Bewegungsdiagramm, F i g. 6 und 7 die Justiereinrichtung, Fig. 8,9,10,11,12 die Nulleinstellung, Fig. 13 ist ein Schnitt an der Linie 13-13 der Fig. 12, F i g. 14,15,16 abgewandelte Ausführungen, Fig. 17 und 18 Schnittansichten an den Linien 17-17 bzw. 18-18 der F ig. 14.

Die F i g. 1 und 2 zeigen ein Beispiel des Hebelsystems

10 in Verbindung mit einem Druckmeßgerät 11. Das Gerät weist einen Sockel 12 auf mit eine«: Finlaß 13 und einem Gewinde 14. Der Einlaß 13 steht mit einem Bourdon-Rohr 18 in Verbindung.

Das Gehäuse 24 besteht aus einem napfförmigen, schalenartigen Rückenteil, das über Schrauben 26 mit dem Schaft 12 und einem Deckel 27 verbunden ist, der ■»5 teleskopartig an den Rückenteil 25 angepaßt ist und in denn eine Kristallscheibe 28 zum Betrachten der Zeigerstellung an den Skalenwerten befestigt ist.

Die Fig.3, 4 und 5 zeigen das Hebelsystem 10 in einem ersten Ausführungsbeispiel bei einem Druckmeßgerät nach den Fig. 1 und 2. Das Teil 32 mit den Schenkeln 33,34 ist mit einem Bügel 35 verbunden, der an seinem anderen Ende u-förmig um das freie Ende des Bouirdon-Rohres 18 gelegt und mit diesem bei 36 durch "Verschweißen, Löten usw. verbunden ist Auf diese Weise führt das Teil eine druckbeeinflußte schwimmende Bewegung aus.

Zwischen den Schenkeln 33 und 34 sind quer verlaufend im im Abstand zwei drehbare Wellen 39 und 40 vorgesehen. Die Welle 39 nimmt das gezahnte Element 41, das bei 44 befestigt ist, auf, während die Welle 40 den Zeiger 19 trägt. Die Skalenscheibe ist mit 21 bezeichnet. Das Drehen des Zeigers 19 erfolgt über' ein Ritzel 46, das mjt dem Zahnsegment 47 des Elementes 41 kämmt.

Μ Die Relativbewegung des Bourdon-Rohres wird durch einen ortsfesten Hebel 50 festgelegt. Dieser kann an jeder Stelle am Gerät befestigt sein und bei einer bevorzugten Ausführung des beschriebenen Beispiels

befindet sich in der Wand des Sockels 12 ein vertikal geschlitzter Einschnitt 53, der bei 54 nach innen abgerundet ist, um das mit einer öse versehene Ende 55 des Hebels 50 aufzunehmen. An diesem Ende des Hebels 50 ist das Außenende 56 einer Schraube 26 eingedreht Das entgegengesetzte Ende 57 ist in ähnlicher Weise gebogen und nimmt eine Schiraube 58 zum Verbinden des Hebels 50 mit dem Element 41 auf. Auf diese Weise ergibt der Hebel 50 eine Drehachse für das Elemeni 41 über der öffnung 51, was noch erläutert werden wird.

Die bogenförmige Bewegung des Bourdori-Rohres um die natürliche Drehachse 60 ist durch den Pfeil 61 dargestellt (Fig.5). Diese Bewegung erzeugt eine ähnliche Bewegung des Teiles 33, 34 in. bezug auf die feststehende Drehachse 51, die die Welle 39 beeinflußt, wie durch den Pfeil 62 angezeigt wird, und die Welle 40 beeinflußt, wie durch den Pfeil 63 gezeigt wird Der Bahnverlauf der durch die Pfeile 61, 62 und 63 dargestellt ist, ist somit eine Funktion der genauen geometrischen Anordnung zwischen den entsprechenden Teilen und ihrer Beziehung zur Drehachse 60.

Welcher Bahnverlauf durch die Welle J3 auch immer erfolgt, wie durch den Pfeil 62 dargestellt, ist, so wird eine Drehbewegung des Elementes 41 erzeugt, wenn es sich um die Achse 51 dreht Dies ergibt wiederum einen kämmenden Antrieb zwischen den Zähnen 47 und dem Ritzel 46 zum Drehen der Zeigerwelle 40, während der Zeiger von der Skalenachse um eine Strecke bewegt wird, die durch den Pfeil 63 bestimmt ist Zur aixialen Verschiebung der Welle 40 enthält die Skalenscheibe 21 eine Mittelöffnung 64 ausreichender Größe, so daß sie die Arbeitsweise nicht stören kann. Da die Abweichung oder Verschiebung in der öffnung 64 sehr klein ist, fällt sie kaum auf. Beispielsweise beträgt bei einem 50 Mülimeter-Druckmesser für Drücke vom 0 bis 7 kg/cm² die ganze Bahn des Bourdon-Rohres etwa 2,5 mm, was eine Verschiebebewegung 62 der Welle 39 von etwa 2,38 mm erzeugt, was wiederum eine Verschiebebewegung 63 der Welle 40 von etwa 0,75 mm ergibt, was etwa gleich V32" ist.

Ein zweites Ausführungsbeispiel wird in dem F i g. 6 und 7 beschrieben, die den Aufbau für die Beroichseinstellung des Gerätes betreffen. Wie bekannt, dient diese Einstellung zum Erreichen der Zeigerbewe.gung in Übereinstimmung mit dem Skatenbereich des Gerätes, wenn es am vollen Druckbereich liegt. Hierfür verläuft der Hebel 50 nach unten in den Schaftausschnitt 53 bis gerade über dem Gewinde 14, wo er bei 66 irnit dem Schaft fest verbunden wird. Vorzugsweise ist der Einschnitt 53 über seinen vertikalen Verlauf von einer Weite, die nur wenig größer als die des Hebels 50 äst und diese ist bei 67 gekröpft, um eine unbeabsichtigte Seitenverdrehung im Einschnitt zu verhindern. Aus dem Absatz 67 biept sich der Hebel 50 in das abgerundete Einschnittgebiet, wodurch seine Seitenkante 65 sich gegen den konischen Vorsprung 68 eines Satzes Schrauben 69 biegt, die in den Schaft 12 durch Schrauben eingestellt werden kann. Um diese Stelle verläuft die Betätigungsvorrichtung vertikal nach oben in die Absatzbogenkröpfung in dem Längsschlitz 71 des Elementes 4! zum Festlegen der Drehachse. Der Abschnitt 72 verläuft in Beziehung zur Drehbahn des Elementes 41, um eine Überlastungsanhaltevonrichtung für den Fall eines Überdrucks am Meßgerät zu ergeben.

Ob nun nach rechts oder nach links verschoben wird, wie F i g. 6 zeigt, ist es die Wirkung der Schraube <>9, die Dimension »X« zu verändern, um die Stelle der Drehachse zu verschieben. Auf diese Weise kann die Drehachse zurückgestellt werden, bis die Bereichseinstellung für die gewünschte Genauigkeit des Gerätes erhalten ist Ein Verringern der Dimension »X« bewirkt ein Erhöhen des Verstärkungsgradesund umgekehrt

Die F i g. 8 bis 11 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel, und zwar für die Nulleinstellung. Diese Einstellung ist wie bekannt, zum Erhalt einer übereinstimmenden Justierung zwischen der Zeigerstellung und dem Skalenwert, für den das Gerät bestimmt ist Demgemäß soll ein Betrieb bei fünfzig Prozent der bemessenen Kapazität die Drehachse 52 in eine gerade Linie zwischen der Rohrachse 60 und der Drehachse 39 in der in F i g. 11 gezeigten Weise bringen. Dadurch wird gemäß einer bevorzugten Technik möglich, das Gerät nur zu 50 Prozent seines Arbeitswertes dem Druck auszusetzen, bei dem der Zeiger 19 den entsprechenden Wert 20 auf der Skalenscheibe anzeigt Zum Abstimmen in der Weise nach F i g. 8 enthält hierfür das Element 41 einen Ausschnitt 74 mit einem in der Mitte gelegenen Inselteil 75, der mit dem HaupfVörpertsil durch einen dünnen Steg 76 verbunden ist Über Schraubenzieherschlitze 77 und 78 kann durch einen Schraubenzieher der mittlere Teil 75 um den Steg 76 gedreht werden, bis die richtige Zeigerstellung erhalten ist In F i g. 9 ist das Prinzip der Nulleinstellung ähnlich, ausgenommen, daß der mittlere Teil 75 besonders an der Achse 39 befestigt ist z. B. durch eine Federspannung oder einen Paßsitz (nicht dargestellt). Dies ermöglicht eine relative Winkelverschiebung zwischen 75 und 41, die durch einen Schraubenzieher in einer der vorhergehend beschriebenen ähnlichen Weise verändert werden. In Fig. 10 ist die Arbeitslänge des Hebels 50 unmittelbar einstellbar. Eine kurze Länge 80. die vom Hauptkörper

J5 des Hebels 50 abweichen kann, greift an verteilt angeordnete Glieder 81 und 82 an und diese können durch eine exzentrische oder andere entsprechende Einstellung 83 enger zusammen und weiter voneinander gebracht werden, wenn es zur Nulleins:ellu;-g notwendig ist

Wie die Fig. 12 und 13 zeigen, kann die Skalenvorderseite zur Nulleinstellung mit einer im Werk einstellbaren Bereichseinstellung versehen sein. Hierfür dient ein einstellbarer Segmentarm Ö4, der parallel neben dem Sektorenarm 81 verläuft. An einem Ende des Segmentarmes 84 ist ein Stift 88 befestigt, der seitlich durch den Hebel 50 und den Sektorenschlitz 71 hindurchgeht und so die Drehachse für das Element bestimmt.

■Ι« In der Mitte und in Längsrichtung im Segmentarm 84 befindet sich ein Längsschlitz 89 mit in bezug auf die Ringnabe 90 an der Drehwelle 39 angepaßten kräftigen Bemessung. Eine große Außennabe 91 hält den Arm 84 di 'Ist neben dem Element 41. Durch Drücken des Armes 84 in einer Richtung zur Nabe 90, durch das der Stift 88 näher oder weiter zur Drehwelle 39 gebracht wird, wird die Dimension »X« verändert, bis die richtige Spannungseinstellung erreicht ist. Zur Nulleinstellung ist der Hebei 50 am Schaft 12 in der in Fi g. 1 gezeigten Weise befestigt. Anders als bisher beschrieben, ist jedoch das tragende Gewindeende 56 zu seiner Gewindeachse so exzentrisch, daß bei Drehung der Schraube 26 der Träger des Endes 55 entsprechend dem Pfeil 92 verschoben wird. Da die Schraube 26 von der Außenseite des Gehäuses zugänglich ist, können an einer Stelle die Nullfeldeinstellungen leicht ohne Auseinandernehmen des Gerätes erfolgen.
Zur Temperaturkompensation eemäß weiterer Abän-

derungen ist in dem Hebel 50, wie die Fig. 14 bis 18 zeigen, ein Bi-Metall-Element enthalten, das auf Temperaturänderungen empfindlich ist, denen es ausgesetzt ist.

Es ist beispielsweise bei Dampf am Schaft bei 93° C eine Abweichung beim Rest des Gerätes, an das die Schaftwärme durch Wärmeleitung übertragen wird, nicht ungewöhnlich. Darüber hinaus ist ein solcher Temperaturfehler beim Gerätedruck Null vernachlässigbar, aber es ist bekannt, daß er dann ansteigt und bei 100% Gerätedruck sein Maximum erreicht.

Demnach ist eine Bi-Metall-Betätigungsvorrichtung im Schaft 12 bei 66 befestigt, ähnlich wie in Fig. 6 beschrieben, was der Vorrichtung eine gemeinsame, parallel thermische Ausdehnung mit dem Bourdon-Rohr 18 verleiht. Um den Nullpunkt nicht zu beeinflussen, besitzt der Querschnitt der Vorrichtung 50 im allgemeinen unter dem Absatz 94 einen Längsgrat 93 /pio_ 17^ Apr Αρη Län^StCÜ thermisch St?if rnacht.

während der obere Querschnitt, der etwas über dem Absatz 94 liegt, praktisch rechteckig und flach ist, wie Fig. 18 zeigt, und die thermische Aktivität erhöht. Bei dieser Anordnung kann eine Einstellschraube 69 mit konischem Sitz 68 verwendet werden, bevor eine

Bereichseinstellung durch Drehen der Vorrichtung 50 entsprechend dem Pfeil 70 um den Teil 66 erfolgt ist. Andererseits wird der obere Teil, der thermisch aktiver ist, in ähnlicher Weise um die Schraube 69 entsprechend der Temperaturschwankung, der er ausgesetzt ist, gebogen, um den Bereich mit der Temperatur zu verändern. Durch solche Schwankungen, die thermisch durch die Betätigungsvorrichtung induziert sind, wird die Drehachse auf einer Bahn zurückgebracht, die neutral ist, wenn das Meßgerät und damit der Segmentschütz 71 sich in seiner Nullstellung befindet. Entsprechend einem Temperaturanstieg wird der Kurbelstift 52 von der Drehwelle 39 wegbewegt, um die Dimension »X« zum Verringern der Verstärkung zu vergrößern und umgekehrt. Wenn in ähnlicher Weise eine temperaturkompensierte Nulleinstellung erwünscht ist, kann die Konstruktion der Fig. 16 verwendet werden, die das zusätzliche Merkmal einer thermischen Atisdehnungsschleife 95 enthält. Ausdehnung und Zusammenziehen der Schleife 95 bei einer Temperaturschwankung erzeugt eine wesentliche lineare Bewegung der Betätigungsvorrichtung und bewirkt dadurch Änderungen der Nulleinstellung, ähnlich wie beschrieben.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Meßgerät, insbesondere Druckmeßgerät, bei dem das auf die Umstandsänderung ansprechende Meßglied eine Bewegung ausführt und über ein Hebelsystem und ein gezahntes Element und Ritzel bestehenden Zahntrieb mit dem die Zustandsänderung anzeigenden Zeiger verbunden ist, bei dem mit dem Meßglied (18) ein Teil (33,34) fest verbunden ist, in dem die das gezahnte Element (41) tragende Welle (39) gelagert ist und daß ein ortsfester Hebel (50) die Relativbewegung des Meßgliedes (18) festlegt, dadurch gekennzeichnet, daß die das Ritzel (46) tragende Zeigerwelle (40) ebenfalls in dem Teil (33,34) gelagert ist und daß der Hebel (50) mit dem gezahnten Element (41) gelenkig verbunden ist

2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (x) zwischen dem Stützpunkt (52) des Hebels (50) und der Welle (39) verstellbar ist.

3. Meßgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Hebels (50) veränderbar ist.

4. Meßgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (50) an der ortsfesten Seite mittels einer Exzewterschraube (56) gehalten ist

5. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (50) als Temperaturkompensator ausgebildet ist

6. Meßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (50>aus BL-jetall-Elementen besteht.

7. Meßgerät nach Anspruch 5, d* *urch gekennzeichnet, daß der Hebel (50) eine Ausdehnungskrümmung (95) aufweist.