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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckmessgerät und genauer gesagt auf ein Druckmessgerät mit einem drehbaren Justierstift zum Eingriff mit einer Justiereinrichtung einer Auswerteelektronik im Druckmessgerät.
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STAND DER TECHNIK
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Wie es in
3 zu sehen ist, ist aus der
DE 80 15 715 U1 ein Absolutdruckmanometer mit einer Kapselfeder als Messglied bekannt, bei dem ein Nullpunkt einer Messanzeige nach Anlegen eines Prüfvakuums mechanisch justiert werden kann. Die Nullpunktsjustierung gemäß diesem Stand der Technik erfolgt mittels eines Zahnritzels, das in ein zu einer Anzeigenjustiereinrichtung des Manometers gehörendes Zahnrad eingreift.
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Das Zahnritzel ist in einer Fassung drehbar gelagert, die vor einem Zusammensetzen des Manometers in eine Außenhülle des Manometers eingesetzt und an dieser durch Schweißen befestigt wird. Ein O-Ring zwischen dem Zahnritzel und der Fassung dichtet das Manometer ab und eine Gewindemutter ist mit einem Ende des Zahnritzels, an dem ein Gewinde vorgesehen ist, gegen eine Seitenwand der Fassung verschraubt, um das Zahnritzel festzustellen und zu sichern.
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Um ein Justieren des Nullpunkts zu ermöglichen, muss bei dem vorhergehend beschriebenen Absolutdruckmanometer des Stands der Technik die Gewindemutter gelockert werden, bevor das Zahnritzel gedreht werden kann, d. h. bevor der Nullpunkt eingestellt werden kann. Dies führt dazu, dass ein Justiervorgang des Manometers zeitaufwendig und mühsam ist.
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Darüber hinaus muss das Zahnritzel vor einem Zusammensetzen des Manometers in die Fassung eingebracht werden, die anschließend in einer Bohrung in der Außenhülle des Manometers positioniert und danach mit der Außenhülle verschweißt wird.
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Dieser spezielle Aufbau des Manometers verlangt ein handarbeitsintensives Zusammensetzen der einzelnen Bauteile mit vielen Einzel- und Zwischenschritten. Dadurch wird ein Herstellungsprozess des Absolutdruckmanometers aufwendig und damit teuer.
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Weitere Druckmessgeräte sind aus dem Stand der Technik bekannt. So ist durch
JP H05 - 3 962 U ein Druckmessgerät mit einem Justierstift bekannt, welcher Haltemittel trägt, die für eine unverlierbare Sicherung an einer Hülse eines zylindrischen Gerätegehäuses sorgen.
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Die Dokumente
EP 0 357 678 B1 sowie
DE 84 07 654 U1 beschreiben jeweils Druckmessinstrumente unterschiedlichen Aufbaus, jedoch ohne eine zylindrische Gehäusegestaltung. Zudem fehlt den dort offenbarten Druckmessinstrumenten jeweils eine das Gehäuse durchdringende Hülse mit dort flüssigkeitsdicht aufgenommenem Justierstift.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und schnell zu justierendes Druckmessgerät bereitzustellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Druckmessgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein Druckmessgerät gemäß der Erfindung hat ein zylindrisches Gehäuse, an dem eine Hülse befestigt ist, welche das Gehäuse über eine Gehäusebohrung durchdringt, wobei eine Spielpassung zwischen der Hülse und der Gehäusebohrung vorgesehen ist. Das Material des Gehäuses sowie der Hülse ist vorzugsweise Stahl und das Befestigen der Hülse erfolgt vorzugsweise durch Schweißen. Es ist aber auch möglich, dass die Hülse oder das Gehäuse aus einem anderen Material bestehen, z. B. können das Gehäuse aus einem Metall und die Hülse aus einem Kunststoff gefertigt sein. In diesem Fall erfolgt das Befestigen der Hülse an dem Gehäuse durch Einpressen oder dergleichen.
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Das erfindungsgemäße Druckmessgerät weist des Weiteren in seinem Inneren einen Drucksensor mit einer diesem zugeordneten Auswerteelektronik auf, wobei der Drucksensor mit einem Druckanschluss wirkverbunden ist, der den Druck eines zu messenden Systems zu dem Drucksensor überträgt. Der Druckanschluss erstreckt sich dabei koaxial mit der Längsachse des zylindrischen Gehäuses und ist vorzugsweise mit dem Gehäuse des Druckmessgeräts über eine Schweißverbindung verbunden.
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Ein drehbarer Justierstift dient zum Eingriff mit einer Justiereinrichtung der vorhergehend genannten Auswerteelektronik. Der Justierstift ist in der Hülse aufgenommen, wobei er vorzugsweise von außen in die Hülse eingeführt ist. Darüber hinaus trägt der Justierstift Haltemittel, mit denen er an der Hülse unverlierbar gesichert ist. Diese Haltemittel sind vorzugsweise Rastmittel, mit denen der Justierstift in der Hülse formschlüssig gesichert ist. Die Rastmittel können dabei so vorgesehen sein, dass mindestens eine Rastnase an einem Ende des Justierstifts einen Absatz an einem Ende der Hülse hintergreift, wobei die Rastnase umlaufend oder alternativ dazu auch nur abschnittsweise ausgebildet sein kann.
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Im eingebauten Zustand ist der Justierstift in Axialrichtung der Hülse vorzugsweise im Wesentlichen bündig mit der Außenwand des Gehäuses positioniert. Das heißt, dass sich der Justierstift in der Axialrichtung der Hülse höchstens bis zu deren äußerer Stirnebene erstreckt. Dadurch ist es möglich, dass der Justierstift vorzugsweise mit einem Aufkleber oder dergleichen abgedeckt wird, der teilweise oder vollständig durchsichtig sein kann. Der Aufkleber verhindert ein unbeabsichtigtes Verstellen der Justiereinrichtung mittels des Justierstifts sowie ein Anlagern von Fremdpartikeln an der Hülse oder dem Justierstift.
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Um eine flüssigkeitsdichte Aufnahme des Justierstifts zu erreichen, ist zwischen dem Justierstift und der Hülse vorzugsweise ein Dichtelement angeordnet, beispielsweise ein O-Ring oder dergleichen. Dieses Dichtelement kann in einer Nut in dem Außenumfang des Justierstifts oder, als Alternative dazu, in einer Nut in dem Innenumfang der Hülse angeordnet sein. Es ist darüber hinaus denkbar, dass keines dieser beiden koaxialen Bauteile eine Nut aufweist und das Dichtelement zwischen den Bauteilen eingepresst ist. Das Anordnen eines Dichtelements, wie es vorhergehend beschrieben ist, hat unter anderem den Vorteil, dass Lagetoleranzen zwischen dem Gehäuse und der Justiereinrichtung ausgeglichen werden können.
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Des Weiteren weist der Justierstift an einem zur Innenseite des Druckmessgeräts hin liegenden Ende vorzugsweise ein Kupplungselement zum Eingriff mit der Justiereinrichtung der Auswerteelektronik auf, wobei die Justiereinrichtung beispielsweise ein Potentiometer oder dergleichen ist. Dieses Kupplungselement kann unter anderem ein länglicher Vorsprung sein, der in eine entsprechende schlitzartige Vertiefung in der Justiereinrichtung eingreifen kann. Die Vertiefung kann alternativ dazu eine beliebige andere Form, wie z.B. eine Kreuzschlitzform aufweisen. Es ist zudem denkbar, dass das Kupplungselement des Justierstifts eine willkürlich geformte Vertiefung und das Gegenstück an der Justiereinrichtung ein entsprechend geformter Vorsprung ist, die miteinander in Eingriff gehen können.
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Des Weiteren weist der Justierstift an einem zur Außenseite des Gehäuses hin liegenden Ende vorzugsweise eine Werkzeugaufnahme auf, z.B. schlitz- oder kreuzförmigen Vertiefungen, so dass es möglich ist, ein Werkzeug, wie z.B. einen Schlitz- oder Kreuzschraubenzieher mit dem Justierstift in Eingriff zu bringen, so dass dieser betätigt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, eine Drehung des Werkzeugs auf die Justiereinrichtung zu übertragen, wobei eine Flüssigkeitsdichtung des Gehäuses durch das Dichtelement aufrecht erhalten wird.
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Darüber hinaus ist vorzugsweise eine flüssigkeitsperrende, gasdurchlässige Einrichtung an dem Druckmessgerät vorgesehen, um einen Druckausgleich zwischen der Innenseite des Gehäuses und der Umgebung zu ermöglichen. Diese gasdurchlässige Einrichtung kann an einer beliebigen Stelle in dem Gehäuse oder alternativ dazu an der Hülse vorgesehen sein.
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Die Hülse ist im eingebauten Zustand vorzugsweise quer zur Zylinderlängsachse in dem zylindrischen Gehäuse angeordnet. Alternativ dazu kann die Hülse aber auch parallel zur Zylinderlängsachse in dem zylindrischen Gehäuse angeordnet sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
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Figurenliste
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- 1A ist eine Ansicht des montierten Druckmessgeräts gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
- 1B ist eine Explosionsansicht des Druckmessgeräts gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 ist eine explodierte Detailansicht des Justiermechanismus mit geschnittener Hülse gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 3 ist eine Ansicht eines Absolutdruckmanometers gemäß dem Stand der Technik.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN
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AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Das in 1A und 1B dargestellte Druckmessgerät besteht im Wesentlichen aus einem Druckanschluss 1, einem Drucksensor 2, einer Auswerteelektronik 3, einem zylindrischen Metallgehäuse 4 und einem Steckverbinderkupplungselement 5. Der Druckanschluss 1 in diesem Ausführungsbeispiel weist ein Schraubverbindungselement 11, ein Betätigungselement 12 und einen Ansatz 13 auf. Das Schraubverbindungselement 11 dient dazu, den Druckanschluss 1 an einem entsprechenden Gegenstück in einem zu messenden Drucksystem über eine Schraubverbindung anzubringen. Das Betätigungselement 12 hat in diesem Ausführungsbeispiel eine Sechskantform, um einen Eingriff mit einem Werkzeug, wie z.B. einem Sechskant-Schraubschlüssel zu ermöglichen. Der Druckanschluss 1 hat ein mittiges Durchgangsloch 14, das an einem Ende des Druckanschlusses 1 in der Mitte des Ansatzes 13 öffnet.
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Um einen Druck des vorhergehend genannten Drucksystems zu messen, ist ein Drucksensor 2, wie z.B. ein Piezo-Drucksensor, ein Dünnschicht-Drucksensor, ein Dickschicht-Drucksensor, ein Keramik-Drucksensor oder dergleichen über dem Durchgangsloch 14 angeordnet und durch Schweißen oder dergleichen an dem Ansatz 13 des Druckanschlusses 1 befestigt. Der Drucksensor 2 ist mit einer Auswerteelektronik 3 elektrisch verbunden, die oberhalb des Drucksensors in dem Gehäuse 4 angeordnet ist. Die Auswerteelektronik 3 trägt ein Potentiometer als eine Justiereinrichtung 31 zum Justieren eines Nullpunkts der elektronischen Druckmessung.
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Der Drucksensor 2 nimmt einen an dem Drucksensor anliegenden Messdruck des Drucksystems als eine mechanische Verformung auf, die durch die Auswerteelektronik 3 erfasst und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Um dieses elektrische Signal nach außen zu übertragen, weist das Druckmessgerät ein Steckverbinderkupplungselement 5 auf, das mit der Auswertelektronik 3 elektrisch verbunden ist und an das ein Steckverbinder eines Peripheriegeräts angeschlossen werden kann.
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Um eine Nullpunktsjustierung des Druckmessgeräts über die Justiereinrichtung 31 durchzuführen, ist eine zylindrische Hülse 6 aus Metall an dem Gehäuse 4 durch eine Schweißverbindung befestigt, die das Gehäuse 4 quer zur Gehäuselängsachse durch eine Gehäusebohrung 41 in einer Position durchdringt, die der in dem Gehäuse 4 angeordneten Justiereinrichtung 31 gegenüberliegt. Wie es in 2 zu sehen ist, ist an einem zur Innenseite des Gehäuses 4 hin liegendem Ende der Hülse 6 ein umlaufender Absatz 61 an einem Innenumfang der Hülse 6 vorgesehen.
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Des Weiteren ist in der Hülse 6 ein Justierstift 7 angeordnet, der von außen in die Hülse 6 eingebracht ist. Der Justierstift 7 weist an einem zur Innenseite des Gehäuses 4 hin liegenden Ende eine umlaufende Rastnase 71 auf. Bei einem Einbringen des Justierstifts 7 in die Hülse 6 hintergreift die Rastnase 71 den Absatz 61. Dadurch ist der Justierstift 7 unverlierbar mit der Hülse 6 über eine Rastverbindung verbunden.
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In dem Justierstift 7 ist des Weiteren eine umlaufende Nut 72 vorgesehen, in der ein O-Ring 8 angeordnet ist, um den Justierstift 7 flüssigkeitsdicht in der Hülse 6 zu lagern.
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An seiner zur Außenseite des Gehäuses 4 hin liegenden Stirnseite weist der Justierstift 7 eine schlitzartige Vertiefung 73 auf, die es ermöglicht, dass ein Werkzeug, wie z.B. ein Schlitzschraubenzieher mit dem Justierstift 7 in Eingriff gehen kann. Der Justierstift 7 weist des Weiteren an seiner zur Innenseite des Gehäuses 4 hin liegenden Stirnseite einen schlitzartigen Vorsprung 74 auf, der im eingebauten Zustand des Justierstifts 7 mit der Justiereinrichtung 31 in Eingriff ist. Dadurch kann eine Justierung des Nullpunkts der Druckmessung über eine Drehung des Justierstifts 7 und damit über eine drehende Betätigung der Justiereinrichtung 31 von außerhalb des Druckmessgeräts erzielt werden, ohne dieses öffnen zu müssen.
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Da sich der Justierstift 7 im eingebauten Zustand maximal bis zur äußeren Stirnfläche 62 der Hülse 6 erstreckt, ist es möglich, einen Aufkleber 9 an dem Gehäuse 4 anzubringen, der den Justierstift 7 und die Hülse 6 vollständig überdeckt, wie es in 1A gezeigt ist. Ein Anlagern von Fremdpartikeln an der Hülse 6 oder dem Justierstift 7 sowie ein unbeabsichtigtes Betätigen des Justierstifts 7 und damit ein Verstellen der Justiereinrichtung 31 kann dadurch verhindert werden.
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Um einen Druckausgleich zwischen dem Gehäuseinneren und der Außenseite des Druckmessgeräts zu ermöglichen, ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Bohrung 42 mit einer darin befestigten fluidundurchlässigen Membran, z.B. eine Goretex-Membran als flüssigkeitsperrende, gasdurchlässige Einrichtung 42 in dem Gehäuse 4 vorgesehen.
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ABWANDLUNGEN DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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In einer Abwandlung des bevorzugten Ausführungsbeispiels kann im eingebauten Zustand des Justierstifts 7 zusätzlich eine elastische Komponente, wie z.B. eine Feder, ein elastisches Gummibauteil oder dergleichen zwischen einem dem Absatz der Hülse gegenüberliegenden Teil des Justierstifts 7 und dem Absatz der Hülse 6 angeordnet sein. Diese elastische Komponente wirkt, um einen Abstand zwischen dem Justierstift 7 und der Justiereinrichtung 31 zu bewahren. Ein Eingreifen des Kupplungselements des Justierstifts 7 mit der Justiereinrichtung 31 wird bei diesem Aufbau erst durch Stauchen bzw. Dehnen der elastischen Komponente erreicht. Dadurch kann ein Übertragen eines unbeabsichtigten Drehens des Justierstifts 7 auf die Justiereinrichtung 31 vermieden werden.
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Als weitere Abwandlung des vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiels ist es möglich, dass die Hülse 6 parallel zur Längachse des zylindrischen Gehäuses 4 angeordnet ist, anstatt quer zu dieser angeordnet zu sein.
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Die Hülse 6 kann in einer weiteren Abwandlung in einem an dem Gehäuse 4 befestigten Zustand aus diesem vollständig oder teilweise nach Außen vorstehen. In dieser Abwandlung kann die flüssigkeitsperrende, gasdurchlässige Einrichtung 42 an der Hülse 6 vorgesehen sein, z.B. in Form einer Goretex-Membran, die in einer die Hülse 6 durchdringenden Bohrung fixiert ist. Diese Bohrung sollte sich bezüglich des Gehäuses vor dem O-Ring 8 befinden, um einen Gasaustausch des Gehäuseinnenraums mit der Umgebung zu gewährleisten.
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Die Hülse 6 kann in einer weiteren Abwandlung des bevorzugten Ausführungsbeispiels aus einem Kunststoff bestehen und in das Gehäuse 4 eingepresst sein. Dabei kann anstelle der flüssigkeitsperrenden, gasdurchlässigen Einrichtung 42 eine in die Hülse 6 integrierte Einrichtung, wie z.B. ein Goretex-Element bzw. eine in die Hülse integrierte Goretex-Membran verwendet werden, die deren Funktion übernimmt.
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Als Alternative dazu kann der O-Ring 8 aus einem Goretex-Material hergestellt sein, der die Funktion der flüssigkeitsperrenden, gasdurchlässigen Einrichtung 42 übernimmt. Die Einrichtung 42 kann dadurch weggelassen werden.
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Des Weiteren ist es möglich, den Aufkleber 9 aus einem flüssigkeitsperrenden, gasdurchlässigen Material herzustellen. Dieser übernimmt nach einem Justiervorgang und einem anschließenden Aufbringen des Aufklebers 9 auf das Gehäuse 4 die Funktion der flüssigkeitsperrenden, gasdurchlässigen Einrichtung 42, wodurch auf den O-Ring 8 verzichtet werden kann.
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Alternativ zu den vorhergehend genannten Abwandlungen ist es darüber hinaus denkbar, dass die Hülse 6 aus einem Sintermaterial besteht, das luftdurchlässig ist. Dadurch ist es möglich, dass die Hülse 6 die Funktion der gasdurchlässigen Einrichtung 42 übernimmt.
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Das Potentiometer kann ein Schneckenrad-Potentiometer oder ein Schleifring-Potentiometer sein.
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Die Erfindung ist nicht auf das vorstehende ausführliche Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie kann in dem Umfang der nachfolgenden Ansprüche modifiziert werden.