DE10220564A1 - Druckmeßgerät - Google Patents

Abstract

Es wird ein Druckmeßgerät (10) und ein Zeigerwerk (20) für ein solches Druckmeßgerät (10) vorgestellt. Das Druckmeßgerät (10) umfaßt in einem Gehäuse (12) eine Membran (14), ein Zeigerwerk (20) und einen Zeiger (22). Die Membran (14) ist derart angeordnet, daß diese sich in Abhängigkeit des zu messenden Drucks verformt. Das Zeigerwerk (20) ist so ausgelegt, daß es in Abhängigkeit der Verformung der Membran (14) einen Ausschlag des Zeigers (22) bewirkt. Dabei ist zwischen der Membran (14) und dem Zeigerwerk (20) ein Sprengring (18) fixiert.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Druckmeßgerät mit einem Gehäuse, in dem eine Membran, ein Zeigerwerk und ein Zeiger vorgesehen sind. Außerdem betrifft die Erfindung ein Zeigerwerk zum Einsatz in einem solchen Druckmeßgerät.
• Das erfindungsgemäße Druckmeßgerät findet bspw. bei Feuerlöschern Anwendung, um permanent den Druck des in dem Feuerlöscher befindlichen Stoffes, wie bspw. Pulver, Halon, Wasser oder Schaum, anzuzeigen und wird aus diesem Grunde auch als Druckanzeiger bezeichnet. Mit diesem kann jederzeit lediglich durch Ablesen die Funktionstüchtigkeit des Feuerlöschers überprüft werden.
• Es sind Druckmeßgeräte bekannt, die in einem Gehäuse eine Membran, ein Zeigerwerk und ein Zeiger aufweisen. Nachteilig bei diesen bekannten Geräten ist, daß der Druck sich über die Membran auf das Zeigerwerk überträgt, das sich unter der Dauerbelastung verformt, was wiederum die Lebensdauer desselben verringert.
• Bei bekannten Zeigerwerken für Druckmeßgeräte wird üblicherweise mit einem Segment über einen Trieb ein Ausschlag des Zeigers des Druckmeßgerätes bewirkt. Nachteilig bei diesen Zeigerwerken ist, daß der Kontakt zwischen dem Segment und dem Trieb nicht durchgehend sichergestellt ist, was zu Meßungenauigkeiten führt.
• Das erfindungsgemäße Druckmeßgerät umfaßt ein Gehäuse, in dem eine Membran, ein Zeigerwerk und ein Zeiger vorgesehen sind. Die Membran verformt sich dabei in Abhängigkeit des zu messenden Drucks. Das Zeigerwerk bewirkt in Abhängigkeit der Verformung der Membran einen Ausschlag des Zeigers. Je höher der Druck ist, desto mehr verformt sich die Membran.
• Erfindungsgemäß ist in dem Gehäuse zwischen der Membran und dem Zeigerwerk ein Sprengring fixiert. Dieser fixierte Sprengring ist nicht gegenüber dem Zeigerwerk bewegbar, insbesondere bewegt dieser sich bei einer Verformung der Membran nicht hin zu dem Zeigerwerk, nimmt somit den Druck auf, so daß die Membran nicht gegen das Zeigerwerk drückt und dieses dabei verformt. Das Meßgerät kann somit zum Messen hoher Drücke verwendet werden und hat außerdem eine höhere Lebensdauer als bekannte Druckmeßgeräte.
• Der Sprengring ist vorzugsweise in einer in dem Gehäuse ausgebildeten Nut fixiert. Diese Nut bewirkt, daß der Sprengring sicher gelagert ist und das Zeigerwerk drucklos bleibt, da dieser den durch die Verformung der Membran bewirkten Druck aufnimmt.
• In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Druckmeßgerätes hat das Zeigerwerk einen Winkelhebel, der sich in Abhängigkeit der Verformung der Membran bewegt. Die Membran liegt vorzugsweise direkt am Winkelhebel an. Verformt sich die Membran aufgrund des Druckes, drückt die am Winkelhebel anliegende Membran gegen diesen, woraufhin dieser wiederum bewegt wird. Diese Bewegung des Winkelhebels wird über das Zeigerwerk zu dem Zeiger übertragen, und zwar derart, daß der Zeiger in Abhängigkeit der elastischen Verformung der Membran ausschlägt. Anhand des Grades des Ausschlages kann somit der Druck bestimmt werden.
• Vorzugsweise ist zwischen der Membran und dem Zeigerwerk eine Tellerfeder vorgesehen. Diese Tellerfeder dient als elastisches Element und bewirkt, daß die Membran bei Nachlassen des Drucks sich wieder zurückbewegt bzw. -verformt. Es ist aber durchaus denkbar, eine Membran zu verwenden, die elastische Eigenschaften aufweist.
• Ist eine Tellerfeder zwischen der Membran und dem Zeigerwerk vorgesehen, weist diese vorzugsweise eine Aussparung auf, so daß der Winkelhebel nach wie vor direkt an der Membran anliegt. Ist keine Aussparung vorgesehen, ist kein direkter Kontakt gegeben.
• Da das Zeigerwerk druckfrei ist, kann es auch aus Kunststoff gefertigt sein, was die Herstellungskosten des gesamten Druckmeßgerätes erheblich verringert. Außerdem wird die Membran durch einen aus Kunststoff gefertigten Winkelhebel weniger abrasiv beansprucht.
• Die Membran ist vorzugsweise aus Messing gefertigt.
• Um gemessene Drücke direkt ablesen zu können, ist vorzugsweise eine geeignete Skala vorgesehen, an der der zu ermittelnde Druck mit dem Zeiger direkt abgelesen werden kann.
• Zweckmäßigerweise ist ein Schauglas zum Schutz der gesamten Vorrichtung vorgesehen.
• Das erfindungsgemäße Zeigerwerk dient insbesondere zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Druckmeßgerät. Das Zeigerwerk bewirkt mit einem ersten Segment über einen Trieb, der mit dem ersten Segment zusammenwirkt, den Ausschlag des Zeigers, wobei ein zweites federbelastetes Segment vorgesehen ist, das den Trieb in ständigem Eingriff mit dem ersten Segment hält.
• Dieses zweite Segment stellt sicher, daß der Trieb immer in Kontakt zu dem ersten Segment ist. Dies ermöglicht ein genaues Messen des anliegenden Drucks.
• Vorteilhafterweise ist das erste Segment schwenkbar gelagert, so daß die Verformung der Membran vorzugsweise über einen Winkelhebel eine Schwenkbewegung des ersten Segments bewirkt. In diesem Fall ist das zweite Segment zweckmäßigerweise ebenfalls schwenkbar gelagert.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Trieb koaxial zu einer Drehachse des Zeigers angeordnet. Die Drehachse des Triebes entspricht dann der Drehachse des Zeigers.
• In Ausgestaltung der Erfindung ist der Trieb als Zahnrad ausgebildet, dessen Zähne mit Zähnen des ersten und des zweiten Segments zusammenwirken. Das zweite Segment drückt dabei die Zähne des Triebes permanent gegen die Zähne des ersten Segments, so daß diese immer in Kontakt sind bzw. der Trieb in ständigem Eingriff mit dem ersten Segment ist. Die Zahnluft ist somit eliminiert. Der Trieb wird permanent unter Vorspannung durch das zweite federgespannte Segment gehalten.
• Als Feder für das zweite Segment bietet sich eine Spiralfeder an. Spiralfedern sind in vielfältigen Ausführungsformen günstig erhältlich.
• Das Zeigerwerk ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt.
• Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
• Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
• Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckmeßgerätes.
• Fig. 2 zeigt einzelne Komponenten des Druckmeßgeräts aus Fig. 1.
• Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zeigerwerkes in einer Draufsicht.
• Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Triebes in Draufsicht.
• Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Segments in Draufsicht.
• Fig. 6 zeigt eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zeigerwerkes in schematischer Darstellung.
• Fig. 7 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 6.
• In Fig. 1 ist schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckmeßgerätes, insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet, dargestellt. Das Druckmeßgerät 10 weist in einem Gehäuse 12 eine Membran 14, eine Tellerfeder 16, einen Sprengring 18, ein Zeigerwerk 20, einen Zeiger 22 und ein Schauglas 24 auf.
• Durch einen Kanal 26 strömt der in einem nicht dargestellten Feuerlöscher befindliche Stoff in Richtung der Membran 14 und drückt gegen diese in Abhängigkeit des Drucks des Stoffes, der wiederum abhängig von der Füllmenge ist. Die Membran 14 verformt sich aufgrund des Drucks und drückt gegen einen Winkelhebel 28, der in Kontakt mit der Tellerfeder 16 und außerdem um eine Drehachse 30 drehbar gelagert ist. Somit wird die translatorische Bewegung der Membran 14 in eine Drehbewegung des Winkelhebels 28 übersetzt. Das Zeigerwerk 20 überträgt die Bewegung des Winkelhebels auf den Zeiger 22, der in Abhängigkeit des Drucks ausschlägt. Eine Skala 32 ermöglicht ein genaues Ablesen des Drucks. Der Zeiger ist durch das Schauglas 24 geschützt.
• Verformt sich die Membran 14 aufgrund des Drucks, drückt diese gegen den in einer Nut 34 fixierten Sprengring 18, der den Druck aufnimmt und nicht auf das Zeigerwerk 20 überträgt.
• Bei Nachlassen des Drucks bewegt sich die Membran 14 aufgrund der Rückstellkraft der Tellerfeder 16 wieder zurück in ihre Ausgangsposition.
• Das Zeigerwerk 20 kann in einem Messinggehäuse eingelegt sein und mittels Schnappverschlüssen in dem Gehäuse 12 des Druckmeßgerätes 10 fixiert sein. Die in dem Gehäuse 12 vorzugsweise dicht eingelötete Membran 14 gibt den Druck direkt an den Winkelhebel 28 oder über die Tellerfeder 16 an den Winkelhebel 28 weiter.
• Einzelne Komponenten des Druckmeßgerätes 10 sind nochmals in Fig. 2 dargestellt. Zu erkennen ist die Tellerfeder 16, der Sprengring 18, das Zeigerwerk 20, der Zeiger 22 und das Schauglas 24.
• Wichtig ist, daß der Sprengring zwischen der Tellerfeder 16 bzw. der Membran und dem Zeigerwerk 20 fest angeordnet ist. Das Zeigerwerk 20 weist den Winkelhebel 28 auf, der um die Drehachse 30 schwenkbar gelagert ist.
• In Fig. 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zeigerwerkes dargestellt, das insgesamt mit der Bezugsziffer 40 bezeichnet ist.
• Zu erkennen ist ein Winkelhebel 42, ein erstes Segment 44, ein zweites Segment 46 und ein Trieb 48. Der drehbar gelagerte Winkelhebel 42 setzt die geradlinige Bewegung der Membran bzw. der Tellerfeder mittels des ersten Segments 44in eine Rotationsbewegung in Richtung eines Pfeils 50 um. Diese Rotation bzw. Schwenkbewegung des ersten Segments 44 wird auf den Trieb 48 übertragen, der koaxial zu der Drehachse des Zeigers angeordnet ist.
• Das zweite Segment 46 ist entgegen dieser Bewegung mit einer Feder 51 in Richtung eines Pfeils 52 vorgespannt. Bewegt sich das erste Segment 44 in Richtung des Pfeils 50 drückt das zweite Segment 46 aufgrund des Federspannung den Trieb 48 gegen das erste Segment 44. Bewegt sich das erste Segment 44 bei Nachlassen des Drucks wieder zurück, d. h. entgegen der Richtung des Pfeils 50, drückt die Feder (51) das zweite Segment 46 in Richtung des Pfeils 52 und bewirkt, daß der Trieb 48 immer in Eingriff mit dem ersten Segment 44 bleibt, d. h. daß immer der Kontakt zwischen dem ersten Segment 44 und dem Trieb 48 sichergestellt ist.
• Die erfindungsgemäße Ausführung des Zeigerwerkes 40 bietet gegenüber herkömmlichen Zeigerwerken bessere Laufeigenschaften (tribologische Vorteile) und ermöglicht eine leichtlaufende Mechanik durch Kräfteaufhebung der beiden Segmente 44 und 46.
• Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform des Triebes, insgesamt mit der Bezugsziffer 60 bezeichnet. Dieser ist als Zahnrad mit einer Anzahl von Zähnen 62 ausgebildet. Diese Zähne 62 ermöglichen eine gute Übertragung der Drehbewegung der beiden Segmente auf den Trieb 60. Der Trieb 60 ist typischerweise koaxial zu der Drehachse eines Zeigers angeordnet.
• In Fig. 5 ist ein Segment 70 dargestellt. Dieses Segment 70 umfaßt einen Schenkelteil 72 und einen Kopfteil 74 und ist üblicherweise einstückig ausgebildet.
• Im Betrieb greift ein Winkelhebel an dem Schenkelteil 72 an und bewirkt durch die Schwenkbewegung eine Rotationsbewegung des Segments 70 um eine Drehachse 76.
• Der Kopfteil 74 des Segments 70 trägt eine Reihe von Zähnen 78, die mit den Zähnen 62 des Triebes 60 (Fig. 4) in Eingriff sind. Auf diese Weise wird die Schwenkbewegung des Segments 70 in eine Rotation des Triebes 60 und damit in die Rotationsbewegung eines Zeigers übertragen.
• Fig. 6 zeigt in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Zeigerwerk, insgesamt mit der Bezugsziffer 80 bezeichnet.
• In dieser Draufsicht ist ein Winkelhebel 82, ein erstes Segment 84, ein zweites Segment 86 und ein Trieb 88 zu erkennen. Zähne 90 des ersten Segments 84 und Zähne 92 des zweiten Segments 86 sind in Eingriff mit Zähnen 94 des Triebes 88.
• Weiterhin ist eine Spiralfeder 96 zu erkennen, die das zweite Segment 86 in Richtung eines Pfeils 98 vorspannt.
• Bewegt der Winkelhebel 82 das erste Segment 84 in Richtung eines Pfeils 100, wird diese Bewegung über die Zähne 90 des ersten Segments 84, die in Eingriff mit den Zähnen 94 des Triebes 88 sind, in eine Rotationsbewegung des Triebes 88 übertragen. Diese Rotationsbewegung wird über die Zähne 94 des Triebes 88, die in Eingriff mit den Zähnen 92 des zweiten Segments 86 sind, auch in eine Schwenkbewegung des zweiten Segments 86 entgegen der Richtung des Pfeils 98 und entgegen der Wirkrichtung der Rückstellkraft der Feder 96 übertragen.
• Läßt der zu messende Druck nach, schwenkt der Winkelhebel 82 zurück und das zweite Segment 86 bewegt aufgrund der Rückstellkraft der Feder 96 über den Trieb 88 das erste Segment 84 wieder hin zur Ausgangsposition entgegen der Richtung des Pfeils 100. Dabei ist sichergestellt, daß die Zähne 94 des Triebes 88 immer in Kontakt mit den Zähnen 90 des ersten Segments 84 sind. Da der Trieb 88 permanent unter Vorspannung des federnd gelagerten zweiten Segments 86 ist, wird die bei bekannten Zeigerwerken auftretende Zahnluft eliminiert.
• In Fig. 7 ist ein Ausschnitt aus dem Zeigerwerk 80 aus Fig. 6 wiedergegeben.
• Zu erkennen ist der Kopfteil des ersten Segments 84 und der Kopfteil des zweiten Segments 86 sowie der Trieb 88.
• Im Betrieb schwenkt das erste Segment in Richtung eines Doppelpfeils 102. Es wird deutlich, daß aufgrund der Wirkung des zweiten Segments 86 auf den Trieb 88, die Zähne 94 immer in Kontakt mit den Zähnen 90' des ersten Segments 84 bleiben und auch bei einer Hin- und Herbewegung des ersten Segments 84 keine Zahnluft auftritt.

Claims (15)

1. Druckmeßgerät mit einem Gehäuse (12), in dem eine Membran (14), ein Zeigerwerk (20, 40, 80) und ein Zeiger (22) vorgesehen sind, bei dem die Membran (14) so angeordnet ist, daß diese sich in Abhängigkeit des zu messenden Drucks verformt und das Zeigerwerk (20, 40, 80) ausgelegt ist, in Abhängigkeit der Verformung der Membran (14) einen Ausschlag des Zeigers (22) zu bewirken, wobei in dem Gehäuse (12) zwischen der Membran (14) und dem Zeigerwerk (20, 40, 80) ein Sprengring (18) fixiert ist.

2. Druckmeßgerät nach Anspruch 1, bei dem der Sprengring (18) in einer im Gehäuse (12) ausgebildeten Nut (34) fixiert ist.

3. Druckmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Zeigerwerk (20, 40, 80) einen Winkelhebel (28, 42, 82) hat, der sich in Abhängigkeit der Verformung der Membran (14) bewegt.

4. Druckmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem zwischen der Membran (14) und dem Zeigerwerk (20, 40, 80) eine Tellerfeder (16) vorgesehen ist.

5. Druckmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Zeigerwerk (20, 40, 80) aus Kunststoff gefertigt ist.

6. Druckmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Membran (14) aus Messing gefertigt ist.

7. Druckmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem eine geeignete Skala (32) vorgesehen ist, an der der zu messende Druck anhand des Ausschlages des Zeigers (32) abgelesen werden kann.

8. Druckmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem ein Schauglas (24) vorgesehen ist.

9. Zeigerwerk, insbesondere zur Verwendung in einem Druckmeßgerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das mit einem ersten Segment (44, 70, 84) über einen Trieb (48, 60, 88), der mit dem ersten Segment (44, 70, 84) zusammenwirkt, den Ausschlag eines Zeigers (22) bewirkt, wobei ein zweites federvorbelastetes zweites Segment (46, 70, 86) vorgesehen ist, das den Trieb (48, 60, 88) in ständigem Eingriff mit dem ersten Segment (44, 70, 84) hält.

10. Zeigerwerk nach Anspruch 9, bei dem das erste Segment (44, 70, 84) schwenkbar gelagert ist und die Verformung einer Membran (14) über einen Winkelhebel (28, 42, 82) eine Schwenkbewegung des ersten Segments (44, 70, 84) bewirkt.

11. Zeigerwerk nach Anspruch 9 oder 10, bei dem das zweite Segment (46, 70, 86) schwenkbar gelagert ist.

12. Zeigerwerk nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem der Trieb (48, 60, 88) koaxial zu einer Drehachse des Zeigers (22) angeordnet ist.

13. Zeigerwerk nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem der Trieb (48, 60, 88) als Zahnrad ausgebildet ist, dessen Zähne (62, 94) mit Zähnen (78, 90, 92) des ersten und des zweiten Segments (44, 46, 70, 84, 86) zusammenwirken.

14. Zeigerwerk nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem das zweite Segment (46, 70, 86) mit einer Spiralfeder (51, 96) vorbelastet ist.

15. Zeigerwerk nach einem der Ansprüche 9 bis 14, das aus Kunststoff gefertigt ist.