DE2749878A1

DE2749878A1 - Zeigerwerk

Info

Publication number: DE2749878A1
Application number: DE19772749878
Authority: DE
Inventors: Kurt Klein
Original assignee: WIKA Alexander Wiegand SE and Co KG
Current assignee: WIKA Alexander Wiegand SE and Co KG
Priority date: 1977-11-08
Filing date: 1977-11-08
Publication date: 1979-05-10

Description

Z e i g e r w e r k
Die Erfindung betrifft Zeigerwerke für Manometer mit RohrfedermeBglied zur Umsetzung bzw. Obertragung des annähernd geradlinigen Federweges in eine von einem Zeiger auszuführende Drehbewegung.
Gewöhnlich bestehen diese Zeigerwerke aus zwei in einem bestimmten Abstand flächenseitig und parallel einander zugeordneten Platinen* die mit Distanzbolzen zusammengehalten werden. Zwischen den Platinen ist ein Zeigerwellenritzel gelagert, in welchem ein Zahnsegment eingreift, welches vom Rohrfedermeßglied über eine Zugstange und dem Zahnsegmenthebel angelenkt wird, wodurch'das Zeigerwellenritzel mit dem an der Zeigerwelle befestigten Zeiger eine Drehbewegung ausführt, dessen Drehwinkel mit dem sich bei Druckbeaufschlagung des Rohrfedermeßgliedes ergebenden Federweg proportional verläuft.
Abgesehen von kinematisch bedingten Anzeigeungenauigkeiten, die sich nie gänzlich korrigieren lassen, ist die Spanne von 270 Winkelgraden auf dem Zifferblatt, die der Zeiger bei Druckbeaufschlagung im gesamten vorgegebenen Druckbereich durchläuft, bei normalen Manometerausführungen mit Teilstrichen versehen, die untereinander gleiche Abstände bzw. Winkelgrade aufweisen.
In der Technik liegen Anwendungsfälle vor, bei denen neben einer hohen Ablesegenaulgkeit auch ein großer zu messender Druckbereich gewünscht wird.
Mittels großdimensionierter Manometer, beispielsweise Nenngröße 250, ist es möglich, die Teilung bzw. Winkelgrade auf dem Zifferblatt so zu spreizen, daß eine hohe Ablesegenauigkeit bei entsprechendem Druckbereich über die gesamte Spanne gewährt wird. Derartige Geräte finden jedoch ausschließlich als Laborgeräte Anwendung und sind, eben auf Grund ihrer Abmessungen und der hohen Herstellungskosten, als Betriebsmeßgeräte ungeeignet.
Bekanntlich ist es in der betrieblichen Praxis, von einigen Fällen abgesehen, nicht unbedingt erforderlich, über die gesamte Spanne hinweg den genauen vorherrschenden Druck ablesen zu können. Es kann daher der Anwendungsfall vorliegen, daß eine große Ablesegenauigkeit z.B. bis zur Hälfte des Gesamtdruckbereiches bzw. Spanne durch entsprechende Spreizung der Skalenteilung erforderlich ist und darüber hinaus, im Bereich höheren Druckes, eine engere Skalenteilung ausreicht.
Für diesen Zweck finden Manometer mit kleinerer Nenngröße als 250 mm Anwendung, wobei das Rohrfedermeßglied im niedrigen Druckbereich entsprechend seiner Federkonstanten einen Federweg beschreitet, der auf einer Skala mit großer Teilung ablesbar ist, so daß z.B. zwischen den Markierungen 1 und 2 bar weitere Teilstriche angeordnet sind, die eine genaue Ablesung der Dezimalen ermöglichen. Ab einer bestimmten Druckhöhe läßt man das Rohrfedermeßglied gegen eine zusätzliche Feder anlaufen. Hierdurch ergibt sich eine änderung der Federkonstanten. Das Rohrfedermeßglied kann mit einem höheren Druck beaufschlagt werden, wobei der Federweg jedoch geringer ist und die Skalenteilung kleinere Abstände aufweist.
Die DT OS 2528973 beschreibt eine Manometerausführung mit Meßbereichserweiterung. Das Rohrfedermeßglied läuft dabei ab einem bestimmten Druck gegen eine Blattfeder, die es ermöglicht, den hohen Druckbereich zu justieren, da eine Kinematikkorrektur, die Ublicherweise für den niedrigen Druckbereich am Zeigerwerk vorgenommen wird, im hohen Druckbereich nicht durchführbar ist.
Diese Anordnung weist den Nachteil auf, daß der Obergang vom niedrigen auf den hohen Druckbereich sprunghaft, ohne kontinuierlichen Obergang erfolgt und der eigentliche Obergangspunkt zwischen niedrigem und hohem Druckbereich verwischt. Ebenso sind Anordnungen bekannt, bei welchem ein Teilstück des Rohrfedermeßgliedes am Endpunkt des niedrigen Druckbereiches durch im Manometergehäuse angeordnete Schrauben abgefangen wird. Somit wird das restliche Teilstück zwischen Rohrfedermeßgliedendstück und Auflagepunkt der Schrauben für die Messung des hohen Druckbereiches verwendet. Bei einer derartigen Anordnung tritt der Sprung vom niedrigen auf den hohen Druckbereich noch stärker hervor.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Zeigerwerk für Manometer zu entwickeln, welches eine große Spreizung zur genauen Ablesbarkeit des niedrigen Druckbereiches auf dem Zifferblatt ermöglicht und ein kontinuierlicher Obergang vom niedrigen auf den hohen Druckbereich gewährt wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die das Rohrfedermeßgliedendstück mit dem Zahnsegmenthebel koppelnde Zugstange in ein dreiteiliges Hebelsystem aufgeteilt ist, welches aus zwei Außenhebeln besteht, die von einer dazwischen angeordnetem Gelenkstange drehbar zusammengefaßt sind, wobei das jeweilige freie Ende der Außenhebel mit dem Rohrfedermeßgliedendstück bzw. mit dem Zahnsegmenthebel starr verbunden ist.
Der Erfindungsgegenstand wird an Hand einer Skizze dargestellt und im folgenden näher erläutert.
Es zeigen: Figur 1 Manometermeßsystem Figur 2 Im niedrigen Druckbereich gespreizte Skalenteilung auf einem Zifferblatt.
Das Manometermeßsystem (1) besteht aus einem Anschlußstück (2),in welchem das Rohrfedermeßglied (3) eingelötet ist. Das Zeigerwerk (4) ist am Anschlußstück (2) angeschraubt. Nicht dargestellt ist die Befestigung des Manometermeßsystems (1) im Gehäuse sowie die Anordnung von Zifferblatt (5) und Zeiger.
In bekannter Weise ist zwischen den Platinen des Zeigerwerkes (4) das Ritzel (6) mit der Zeigerwelle (7) und dem im Ritzel (6) kämmenden Zahnsegment (8) angeordnet.
Die Verbindung vom RohrfedermeßgliedendstUck (9) zur Anlenkung am Zahnsegmenthebel (10) wird erfindungsgemäß durch ein dreiteiliges Hebelsystem (11) hergestellt, welches aus einem einerseits starr durch Lötung oder dgl. mit dem Zahnsegmenthebel (10) verbundenen Außenhebel (12) und einem mit dem Rohrfedermeßgliedendstück (9) ebenfalls starr verbundenen Außenhebel (13) besteht. Die Außenhebel (12 und 13) sind andererseits gegeneinander drehbar mittels einer Gelenkstange (14) verbunden.
Wird das Rohrfedermeßglied (3) mit Druckmedium beaufschlagt, bewegt sich dieses in der eingezeichneten Richtung ZA".
Gleichzeitig bewegt sich der Außenhebel 11 mit Drehpunkt um das Lager (15) des Zahnsegments (8) in Richtung *B", wodurch sich der Winkels , der sich aus den Längsachsen des Außenhebels (13) mit der Gelenkstange (14) ergibt, zunehmend verringert.
Das Zusammenwirken der Bewegungen des RohrfedermeBgliedes (3) des Zahnsegmenthebels (10) und der stetigen Verringerung des Winkelso(bedingt, daß bei Druckbeaufschlagung der Federweg des Rohrfedermeßgliedes (3) mit einem sich stetig ändernden Obersetzungsverhältnis auf das Zeigerwerk (4) und damit auf den Zeiger übertragen wird. Somit läßt sich bis zu einem bestimmten gewünschten Bereich eine Spreizung der Skalenteilung erzielen, die genau ablesbar ist, wobei eine kontinuierliche Verringerung der Teilungswinkel zwischen Anfang und Ende der Skalenteilung erfolgt, wie als Beispiel in Figur 2 aufgeführt ist.
Um zu verhindern, daß infolge der freien Bewegungsmöglichkeiten der Gelenkstange (14) das Zahnsegment (8) am Ritzel (6) außer Eingriff gerät, ist die das Zahnspiel zwischen Zahnsegment (8) und Ritzel (6) ausgleichende, in der Zeichnung nicht dargestellte Spiralfeder so angeordnet, daß ihr Drehmoment auf den Außenhebel (12) eine in Richtung "B" gerichtete Kraft bewirkt.
Erfindungsgemäß können die Außenhebel (12, 13) selbst als Zahnsegmenthebel (10) bzw. als Rohrfedermeßgliedendstück (9) ausgebildet sein.
Das erfindungsgemäße Zeigerwerk hat gegenüber den bekannten Ausführungen den Vorteil, daß Rohrfedermeßglieder mit großer Federkonstanten auch zur Messung niedriger Drücke eingesetzt werden können und der gesamte Meßbereich bei der vorbeschriebenen Teilung ausgenutzt werden kann.

Claims

Patentansprüche Zeigerwerk für Manometer mit Rohrfedermeßglied zur Umsetzung bzw. Obertragung des annähernd geradlinigen Federweges in eine von einem Zeiger auszuführende Drehbewegung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die,das Rohrfede?taeßgliedendstuck (9) mit dem Zahnsegmenthebel (10) koppelnde Zugstange in ein dreiteiliges Hebelsystem (10) aufgeteilt ist, welches aus zwei Außenhebel (12, 13) besteht, die von einer dazwischen angeordneten Gelenkstange (14) drehbar zusammengefaßt sind, wobei das jeweilige freie Ende der Außenhebel (12, 13) mit dem Rohrfedermeßgliedendstück (9) bzw.

mit dem Zahnsegmenthebel (10) starr verbunden ist.
2. Zeigerwerk für Manometer nach Anspruch 1 d a d u r c h ge k e n n z e i c h n e t , daß die Außenhebel (12, 13) selbst als Zahnsegmenthebel (10) bzw. Rohrfedermeßgliedendstück (9) ausgebildet sind.