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Dokumentenidentifikation DE69206914T2 15.05.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0526967
Titel Anzeigevorrichtungen
Anmelder Pall Corp., Glen Cove, N.Y., US
Erfinder Cassidy, Ronald Frederick, Waterlooville, Hampshire P07 7NH, GB
Vertreter Höger, Stellrecht & Partner, 70182 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 69206914
Vertragsstaaten DE, ES, FR, IT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 11.05.1992
EP-Aktenzeichen 923042204
EP-Offenlegungsdatum 10.02.1993
EP date of grant 20.12.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.05.1996
IPC-Hauptklasse H01H 35/24

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Differenzdruckanzeigevorrichtung, bei welcher sich ein Element aus einer Außerbetriebstellung in eine Inbetriebstellung bewegt, sobald ein Druckunterschied zwischen aus zwei Quellen stammendem Fluid ein vorgegebenes Niveau erreicht. Bei dieser Bewegung kann das Element ein visuelles/elektrisches Ausgabesignal bilden. Ein Beispiel für einen früheren Vorschlag einer derartigen Differenzdruckanzeigevorrichtung ist in Fig. 1 dargestellt, die einen Querschnitt einer Differenzdruckanzeigevorrichtung zeigt.

Die Differenzdruckanzeigevorrichtung nach Fig. 1 umfaßt ein Membrangehäuse 10, ein Schaltgehäuse 11 und einen zwischen den Gehäusen 10, 11 gehaltenen, innenliegenden Träger 12.

Der innenliegende Träger 12 besitzt eine ringförmige Wandung 13, welche einen Rücksprung 14 bildet, der an einem Ende geschlossen und am anderen Ende offen ist. Ein im wesentlichen zylindrischer Magnet 15 ist in dem Rücksprung 14 aufgenommen und von einer Halterung 16 getragen. Ein dem offenen Ende des Rücksprungs 14 benachbartes Ende der Halterung 16 ist durch eine Schraube 18 mit einer Aufnahme 17 verbunden, wobei zwischen der Halterung 16 und der Aufnahme 17 eine Innenkante einer Ringmembran 19 eingespannt ist. Die Außenkante der Membran 19 ist zwischen einem Ende einer sich um das offene Ende der Wandung 13 herum erstreckenden Hülse 20 und einer sich in radialer Richtung erstreckenden, zwischen dem Ende der Wandung 13 und der Hülse 20 eingespannten Scheibe 21 eingespannt.

Die Membran 19 teilt den Rücksprung 14 in eine erste und eine zweite Kammer 22, 23. Die erste Kammer ist mit einem ersten Eintritt und die zweite Kammer 23 ist mit einem zweiten Eintritt verbunden.

Eine Schraubenfeder 24 ist um die Halterung 16 herum zwischen einem Flansch 25 an einem dem geschlossenen Ende des Rücksprungs 14 benachbarten Ende der Halterung 16 und der Scheibe 21 angeordnet. In der in Fig. 1 gezeigten Position befindet sich die Schraubenfeder 24 in einem zusammengedrückten Zustand.

Der innenliegende Träger 12 ist mit einem ringförmigen Vorsprung 26 versehen, welcher koaxial mit der Achse des Rücksprungs 14 und des Magneten 15 angeordnet ist, sich jedoch in einer entgegengesetzten Richtung in das Schaltgehäuse 11 hinein erstreckt. Ein Meldeknopf 27 mit einer zylindrischen äußeren Oberfläche 28 ist so angeordnet, daß er eine gleitende Bewegung in einem zylindrischen Durchlaß 29 in dem Schaltgehäuse 11 ausführen kann, und trägt an seinem inneren Ende einen im wesentlichen zylindrischen Magneten 30, dessen Ende sich, bezogen auf die in Fig. 1 gezeigte Position des Knopfes 27, in den Vorsprung des innenliegende Trägers 12 hinein erstreckt. In dieser Position erstreckt sich ferner ein offenes Ende 31 des Knopfes 27 über den Vorsprung 26, wobei eine Schraubenfeder 32 zwischen dem Ende des Knopfes 27 und dem innenliegenden Träger 12 zusammengedrückt gehalten wird. Der Knopf 27 wird in dieser Stellung durch magnetische Anziehung zwischen den zwei Magneten 15, 30 gehalten, welche so angeordnet sind, daß entgegengesetzte Pole einander benachbart liegen. Ferner ist in dieser Position das äußere Ende 33 des Knopfes im wesentlichen niveaugleich mit dem äußeren Ende des Durchlasses 29 in dem Schaltgehäuse. Dieses offene äußere Ende 33 des Durchlasses 29 ist mit einer flexiblen Abdeckung 34 bedeckt.

Das Schaltgehäuse 11 trägt ferner einen Schalter 35, der im wesentlichen parallel zu dem Knopf 27 und von diesem beabstandet verläuft. Der Schalter 35 ist über Kabel 36 mit einem Verbindungsstück 37 verbunden.

Im Gebrauch sind die erste und die zweite Kammer 22, 23 über ihre Eintritte jeweils mit entsprechenden Quellen von unter Druck stehendem Fluid verbunden, und somit werden die Fluide zu den jeweiligen Kammern 22, 23 geleitet. Wenn die Differenz zwischen den zwei Drücken ein vorgegebenes Niveau erreicht, welches durch die Kennwerte der Magneten 15, 30, der Schraubenfeder 24 und der Membran 19 festgelegt ist, bewirkt die Druckdifferenz an der Membran 19, daß sich die Halterung 16 aus der in Fig. 1 gezeigten Position aus dem Rücksprung 14 heraus bewegt. Es ist eine Überlaufbegrenzung vorgesehen, wenn die Aufnahme 17 an das Membrangehäuse 10 anstößt. Diese Bewegung bewegt den Magneten 15 weg von dem geschlossenen Ende des Rücksprungs 14 und hebt so die magnetische Anziehung zwischen dem Magneten 15 und dem Magneten 30 in dem Schaltgehäuse 11 auf. Dementsprechend bewegt die dem Knopf 27 zugeordnete Schraubenfeder 32 den Knopf 27 aus dem Durchlaß 29 heraus, so daß das Ende 33 des Knopfes 27 aus dem Durchlaß 29 hervor- und in die Abdeckung 34 hineinragt. Damit wird visuell angezeigt, daß die vorgegebene Druckdifferenz überschritten wurde.

Diese Bewegung betätigt auch den Schalter 35 dahingehend, daß dieser ein elektrisches Signal über das Kabel 36 an das Verbindungsstück 37 leitet, von dem aus das Signal an eine elektrische Anzeigevorrichtung geführt werden kann.

Das Schaltgehäuse 11 und der Knopf 27 sind im allgemeinen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen gefertigt. Diese Teile haben dort, wo der Knopf 27 den Durchlaß 29 durchläuft, durchgehenden Kontakt. Im allgemeinen geben diese Materialien angemessenes Leistungs- und Zuverlässigkeitsverhalten, ausgenommen unter schweren Umgebungsbedingungen, wie sie in einem Luftfahrzeug oder in einer anderen Vorrichtung, die schädigende Vibrationskräfte hervorrufen kann, anzutreffen sind. Unter dem Einfluß solcher Kräfte kann der Knopf 27 in allen drei Ebenen bewegt werden und kann sich auch um seine Achse drehen, was zu Reibungsbewegung an seiner zylindrischen äußeren Oberfläche und an seiner kreisförmigen Stirnfläche führt. Dieser Reibverschleiß kann zur Bildung von Abriebteilchen führen, die zum Beispiel Eisen, Aluminium und Aluminiumoxide enthalten. Die nach signifikanter Abriebteilchenbildung vorzufindende Vibration ist häufig zunehmend schädigend, da die Abriebteilchen als schleifstaubähniiches Medium wirken.

Es wurde gefunden, daß es unter derartigen schweren Umgebungsbedingungen dazu kommen kann, daß sich Knopf 27 bei Freisetzen der Kraft des ersten Magneten 15 festfrißt und so darin versagt eine korrekte Anzeige zu liefern.

Erfindungsgemäß wird eine Differenzdruckanzeigevorrichtung geschaffen zum Einsatz unter Bedingungen, die starker Vibration unterliegen, umfassend ein Gehäuse, einen Differenzdrucksensor zum Erfassen des Werts einer Druckdifferenz zweier dem Sensor zugeführter Fluide, ein Anzeigeelement, welches in dem Gehäuse befestigt und durch den Sensor bewegbar ist, wenn der Wert des Differenzdruckes ein vorgegebenes Niveau erreicht, Mittel zum Begrenzen der Bewegung des Anzeigeelements auf einen linearen Weg bezüglich des Gehäuses, wobei das Element mittels einer Feder von der Betriebstellung weg vorgespannt ist, wobei das Element einen ersten Magneten umfaßt, welcher das Element in der Außerbetriebstellung durch magnetische Anziehung eines zweiten Magneten, veränderlich durch den Differenzdrucksensor, hält, bis der Differenzdruck das vorgegebene Niveau erreicht, wobei dann die Magnetanziehung durch den Sensor aufgehoben wird und sich der zweite Magnet von dem ersten Magneten wegbewegt, wodurch das Element sich von der Außerbetriebstellung unter der Einwirkung der Feder wegbewegt, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorhanden sind, welche das Anzeigeelement gegen eine Drehbewegung relativ zum Gehäuse sichern.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung beispielhaft und unter Bezugnahme auf die bei liegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Querschnitt einer Differenzdruckanzeigevorrichtung nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 Querschnitt eines Endes einer Differenzdruckanzeigevorrichtung ähnlich der in Fig. 1 gezeigten Differenzdruckanzeigevorrichtung, jedoch abgewandelt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 Schnitt entlang der Linie X-X in Fig. 2, wobei eine Hülse und ein Kragen der Anzeigevorrichtung einen quadratischen Querschnitt haben;

Fig. 4 Ansicht ähnlich Fig. 3, jedoch mit einer Hülse und einem Kragen der Anzeigevorrichtung, welche einen hexagonalen Querschnitt aufweisen; und

Fig. 5 Ansicht ähnlich Fig. 3 und Fig. 4, wobei jedoch eine Hülse und ein Kragen der Anzeigevorrichtung einen Keilzahn und eine Führung aufweisen, welche zusammenwirken.

Die Differenzdruckanzeigevorrichtung nach Figuren 2 und 3 weist ein Membrangehäuse 10 (aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen), ein Schaltgehäuse 11 und einen innenliegenden Träger 12 auf, welche im wesentlichen identisch sind mit den entsprechenden, unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Teilen. Auch die im Inneren des Membrangehäuses enthaltenen Teile sind im wesentlichen identisch mit den entsprechenden, unter Bezugnahme auf Fig, 1 beschriebenen Teilen. Ferner enthält das Schaltgehäuse 11 einen Schalter 35, ein Kabel 36 und ein Verbindungsstück 37, die im wesentlichen identisch sind mit den entsprechenden, bereits unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Teilen. Folglich wird keines dieser Teile näher beschrieben.

In der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Figuren 2 und 3 liegt der Hauptunterschied in der Ausführung und Funktionsweise des Knopfes und der dazugehörigen Teile. Bei der Anzeigevorrichtung nach Fig. 2 und 3 ist der innenliegende Träger 12 nicht mit einem Vorsprung 26 versehen. Vielmehr ist der Träger mit einem Hohlraum 40 ausgestattet. Das Schaltgehäuse 11 trägt eine ringförmige, zweiteilige Hülse 41, deren Achse auf die Achse des Magneten 15 in dem Membrangehäuse 10 ausgerichtet ist. Die Hülse 41 ist aus einem Material niedriger Reibung gefertigt, welches ein Kunststoffmaterial, im besonderen ein unter der Marke FLUORSINT vertriebenes Material sein kann, welches einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der nahe dem einer Aluminiumlegierung liegt.

Der innere Teil 41a der Hülse ist mit einem mittigen Durchlaß 42 ausgestattet, welcher einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Der äußere Teil 41b der Hülse 41 ist mit einem Durchlaß 43 ausgestattet, welcher einen quadratischen Querschnitt besitzt (siehe Fig. 3).

Durch diese Durchlässe hindurch erstreckt sich ein Knopf 44. Der Knopf 44 ist im wesentlichen zylindrisch mit einem kreisförmigen Querschnitt und ist aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet. Ein Magnet 45 ist durch das innere Ende des Knopfes 44 getragen und, bezogen auf die in Fig. 2 gezeigte Position, liegt das Ende des Magneten 44 dem Ende des Hohlraums 40 und des Schalters in dem innenliegende Träger 12 benachbart.

Das äußere Ende des Knopfes 44 trägt einen Kragen 46, der, wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, einen quadratischen Querschnitt aufweist, welcher mit dem quadratischen Querschnitt des äußeren Teils 41b der Hülse 41 zusammenpaßt. Der Kragen 46 ist fest mit dem Knopf 44 verbunden, und eine Spiralfeder 47 erstreckt sich zwischen dem inneren Ende des Kragens 46 und einer Stufe 48 in dem inneren Hülsenteil 41a. In der gezeigten Position ist die Spiralfeder 47 zusammengepreßt.

Das Äußere des Knopfes 44 kann mit einem Material beschichtet sein, welches eine niedrige Reibung aufweist, jedoch sehr strapazierfähig ist. Diese Beschichtung kann beispielsweise eine Beschichtung aus dem unter der Marke NIFLOR vertriebenen Werkstoff sein.

Im Gebrauch arbeitet die oben unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 beschriebene Differenzdruckanzeigevorrichtung im wesentlichen auf dieselbe Weise wie die bereits unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebene Differenzdruckanzeigevorrichtung. Bezogen auf die in Fig. 2 gezeigte Position, wird der Knopf 27 in der in der genannten Figur gezeigten Position durch die Anziehung zwischen dem Magneten 45 und dem Magneten 15 in dem Membrangehäuse 10 gehalten. Sobald ein vorgegebener Differenzdruck erreicht ist, wird der Magnet 15 in dem Membrangehäuse 10 wegbewegt, so daß die Anziehung aufgehoben wird. Dies gestattet es dem Knopf 44, aus der Hülse 41 herausbewegt zu werden, so daß eine visuelle Anzeige geliefert wird, daß der vorgegebene Differenzdruck erreicht wurde, und ferner der Schalter 35 betätigt wird.

Da der äußere Hülsenteil 41a und der Kragen 46 einen quadratischen Querschnitt besitzen, ist es dem Knopf 44 nicht möglich, sich zu drehen. Dies verhindert oder reduziert Reiben zwischen dem Knopf 44 und der Hülse 41 und verhindert oder reduziert somit den Reibverschleiß, der zur Bildung von Abriebteilchen und damit zu fehlerhaften Meldungen führt.

Dies wird ferner unterstützt durch die Verwendung von Werkstoffen niedriger Reibung für die Hülse 41 und für die Beschichtung des Knopfes.

Selbstverständlich läßt sich die oben unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 beschriebene Anordnung auf verschiedene Weise abwandeln. Beispielsweise muß der Querschnitt des Kragens 46 und des Durchlasses 43 nicht quadratisch sein, sondern könnte polygonal oder ein beliebiger nicht kreisförmiger Querschnitt sein. Fig. 4 zeigt den Kragen 46 und den Durchlaß 43 mit einem hexagonalen Querschnitt. Ferner könnten diese Teile im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, jedoch mit mindestens einem, in gegenseitigem Eingriff stehenden Vorsprung und Rücksprung ausgestattet sein. Beispielsweise kann, unter Bezugnahme auf Fig. 5, der Kragen 46 einen Keilzahn 48 beinhalten, der in eine Führung 49 in dem Durchlaß 43 eingreift.


Anspruch[de]

1. Anzeigevorrichtung für einen Differenzdruck zur Verwendung unter Bedingungen, welche eine starke Vibration einschließen, umfassend

ein Gehäuse (10), einen Differenzdrucksensor (19) zum Erfassen des Werts einer Druckdifferenz zweier zu dem Sensor (19) zugeführten Fluide,

ein Anzeigeelement (27), welches in dem Gehäuse (10) befestigt und durch den Sensor (19) bewegbar ist, falls der Wert des Differenzdruckes ein vorgegebenes Niveau erreicht,

Mittel (42) zum Begrenzen der Bewegung des Anzeigeelements (44) auf einen linearen Weg bezüglich des Gehäuses (10), wobei das Element (27) mittels einer Feder von der Betriebsstellung weg vorgespannt ist, wobei das Element (27) einen ersten Magneten (30) umfaßt, welcher das Element (27) in der Außerbetriebsstellung durch magnetische Anziehung eines zweiten Magneten (15), veränderlich durch den Differenzdrucksensor (19), hält, bis der Differenzdruck das vorgegebene Niveau erreicht, wobei dann die Magnetanziehung durch den Sensor (19) aufgehoben wird und sich der zweite Magnet (15) von dem ersten Magneten (30) wegbewegt, wodurch das Element (27) sich von der Außerbetriebsstellung unter der Einwirkung der Feder (32) wegbewegt, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (43; 46; 48; 49) vorhanden sind, welche das Anzeigeelement (44) gegen eine Drehbewegung relativ zum Gehäuse (10) sichern.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, worin das Element (44) einen unrunden Querschnitt aufweist und die Begrenzungsmittel ein Mittel (42) umfassen, welches einen Durchlaß in dem Gehäuse mit einem entsprechenden unrunden Querschnitt bildet, wobei der Durchlaß ebenfalls die Mittel (46) zum Sichern schafft, welche das Element (44) bei der Bewegung führen.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, worin das Element einen quadratischen Querschnitt (43) aufweist und das Mittel zur Bildung eines Durchlasses (46) ebenfalls einen quadratischen Querschnitt aufweist.

4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, worin das Element (44) einen im wesentlichen runden Querschnitt aufweist, worin die Sicherungsmittel ein Mittel zur Bildung eines Durchlasses (42) in dem Gehäuse mit einem entsprechenden runden Querschnitt bilden, um das Element (44) in der linearen Bewegung zu führen, wobei die Begrenzungsmittel einen gegenseitig in Eingriff stehenden Vorsprung (48) und Rücksprung (49) auf dem Element und dem Durchlaß aufweisen, um das Element gegen eine Drehbewegung relativ zum Gehäuse zu sichern.

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, worin der Vorsprung (48) auf dem Element (44) ausgebildet ist und der Rücksprung (49) in dem Durchlaß (42).

6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, worin der Vorsprung ein Keilzahn (48) ist und der Rücksprung eine längliche Nut (49), welche den Keilzahn aufnimmt und führt.

7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, worin die Sicherungsmittel ein Mittel umfassen, welches einen Durchlaß (42) in dem Gehäuse (10) bildet, wobei der Durchlaß mit einem Material niedriger Reibung ausgekleidet ist.

8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7, worin die Auskleidung des Durchlasses (42) aus Kunststoffmaterial hergestellt ist.

9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, worin das Element (44) ein visuelles Signal bereitstellt, wenn der Parameter das vorgegebene Niveau erreicht

10.Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin die Anzeigevorrichtung ein elektrisches System (35) umfaßt, wobei das Element (44) bei der Bewegung aus der Außerbetriebsstellung heraus auf das elektrische System (35) einwirkt, damit dieses ein Ausgangssignal erzeugt, welches anzeigt, daß die Druckdifferenz das vorgegebene Niveau erreicht hat.







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