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Dokumentenidentifikation EP1219942 16.09.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0001219942
Titel Druckanzeiger
Anmelder VOSS Fluid GmbH + Co. KG, 51688 Wipperfürth, DE
Erfinder Hester, Hilmar, 51688 Wipperfürth, DE;
Pott, Harald, 42499 Hückeswagen, DE
Vertreter Patentanwälte Dr. Solf & Zapf, 42103 Wuppertal
DE-Aktenzeichen 50103208
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT
Sprache des Dokument DE
EP-Anmeldetag 19.12.2001
EP-Aktenzeichen 011301736
EP-Offenlegungsdatum 03.07.2002
EP date of grant 11.08.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.09.2004
IPC-Hauptklasse G01L 19/12
IPC-Nebenklasse F16K 37/00   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckanzeiger für hydraulische und/oder pneumatische Drucksysteme, bestehend aus einem Gehäuse mit einer mit einem Druckraum des Drucksystems verbindbaren Druckseite und einer entgegengesetzten Anzeigeseite sowie aus einem in dem Gehäuse zwischen Druck- und Anzeigeseite verschiebbar geführten Anzeigeelement, wobei das Anzeigeelement auf der Druckseite mit einem Druck beaufschlagbar und dadurch aus einer federkraftbedingten Ruheposition gegen Federkraft auf der Anzeigeseite in eine Druckanzeigeposition verschiebbar ist.

Derartige Druckanzeiger, wie sie im Prinzip auch bei sogenannten Schnellkochtöpfen (Dampfdrucktöpfen) vorgesehen sind, ermöglichen eine schnelle optische Erkennung des jeweiligen Druckzustandes. Im drucklosen Zustand steht das stiftförmige Anzeigeelement in seiner federkraftbedingten Ruheposition, in der es in der Regel auf der Anzeigeseite mit seiner Stirnendfläche etwa bündig mit dem Gehäuse abschließt. Bei Druckbeaufschlagung wird das Anzeigeelement gegen die Federkraft in seine das Gehäuse optisch erkennbar überragende Druckanzeigeposition bewegt. Solche Druckanzeiger sind zumeist nur für relativ geringe Drücke geeignet. Bei manchen Anwendungen, so z. B. im Falle des erwähnten Druckkochtopfes, ist das Gehäuse aus mehreren miteinander verschraubten Teilen gebildet, was einen relativ hohen Herstellungsaufwand und damit hohe Kosten verursacht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckanzeiger der beschriebenen Art zu schaffen, der durch konstruktiv sowie herstellungsmäßig einfache und preiswerte Ausgestaltung als Massenprodukt zum Einsatz in beliebigen Drucksystemen auch für höhere Drücke geeignet ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das Anzeigeelement über eine Umfangsdichtung gegen das Gehäuse abgedichtet ist, wobei die Umfangsdichtung zur Anzeigeseite hin durch ein ringförmiges Abschlußelement im Gehäuse gehalten ist, wobei das Abschlußelement bevorzugt durch einen umgebördelten Gehäuserand fixiert ist, und wobei das Anzeigeelement in der Druckanzeigeposition über Anschlagmittel am Gehäuse abgestützt wird.

Die den Ringspalt zwischen dem stiftförmigen Anzeigeelement und dem Gehäuse abdichtende Umfangsdichtung gewährleistet auch bei höheren Drücken eine sichere Abdichtung zwischen der Druckseite und der im äußeren Umgebungsbereich auf Atmosphärendruck liegenden Anzeigeseite. Daher ist der erfindungsgemäße Druckanzeiger vorteilhafterweise auch zum Dauereinsatz insbesondere in hydraulischen Drucksystemen geeignet, ohne dass dabei Leckagen im Bereich des Druckanzeigers zu befürchten wären. Dadurch kann der Druckanzeiger im Bereich von lösbaren Verbindungen, insbesondere Schnellkupplungen und/oder Meßkupplungen, einer Hydraulik-Anlage dauerhaft installiert werden, um so einem Monteur bei notwendigen Wartungsarbeiten Aufschluß über den jeweiligen Druckzustand der Leitung zu geben. Dies stellt einen wichtigen Sicherheitsaspekt dar, weil eine noch unter Druck stehende Verbindung nicht gelöst werden darf. Der Druckanzeiger macht sofort erkennbar, ob die Leitung noch unter Druck steht oder drucklos ist. Dadurch sind bei Wartungsarbeiten Unfälle und auch Umweltbelastungen durch Öl-Leckagen praktisch ausgeschlossen.

Der erfindungsgemäße Druckanzeiger ist durch seine sehr einfache Bauweise äußerst preisgünstig herstellbar und deshalb auch als Massenprodukt geeignet. Die funktionswesentlichen Bestandteile sind innerhalb des Gehäuses bevorzugt schraubverbindungsfrei gehalten. Dies wird auf der Anzeigeseite durch das insbesondere eingebördelte Abschlußelement erreicht. Diese sehr einfache und preisgünstige Montageart ist deshalb auch für die Anwendung bei höheren Drücken geeignet, weil erfindungsgemäß das Anzeigeelement in seiner Druckanzeigeposition über Anschlagmittel am Gehäuse abgestützt wird. Dadurch wird der Bereich der Umfangsdichtung und des diese im Gehäuse haltenden Abschlußelementes und auch dessen Bördelbefestigung vorteilhafterweise von druckbedingten Kräften wesentlich entlastet. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist das Gehäuse auch auf der Druckseite einen Bördelrand auf, der das Anzeigelement in der drucklosen Ruheposition gegen die Federkraft abstützt und so im Gehäuse hält. Damit bildet der erfindungsgemäße Druckanzeiger eine patronenartige Funktionseinheit, deren Bestandteile ohne Schraubverbindungen zusammengehalten werden. Dies führt zu einer außerordentlich preisgünstigen Herstellbarkeit.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung enthalten.

Anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten, bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie einiger Ausführungsvarianten soll die Erfindung genauer erläutert werden. Dabei zeigt:

Fig. 1
eine teilgeschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Druckanzeigers zusammen mit einer zum Einbau in eine Druckleitung vorgesehenen Leitungsanschlußarmatur,
Fig. 2
einen vergrößerten Längsschnitt des erfindungsgemäßen Druckanzeigers,
Fig. 3
einen verkürzten Halb- Längsschnitt des Anzeigeelementes nach Fig. 2 in weiterer Ausgestaltung,
Fig. 4
eine Ansicht ähnlich Fig. 3 in einer weiteren Ausgestaltungsvariante und
Fig. 5
noch eine weitere Variante des Anzeigeelementes in einer Darstellung ähnlich Fig. 4.

Wie sich zunächst aus Fig. 2 ergibt, besteht ein erfindungsgemäßer Druckanzeiger 1 aus einem Gehäuse 2 mit einer Druckseite 4 und einer gegenüberliegenden Anzeigeseite 6. Die Druckseite 4 ist mit einem Druckraum 8 (vgl. Fig. 1) eines insbesondere hydraulischen Drucksystems verbindbar, und die Anzeigeseite 6 liegt außen im Umgebungsbereich und damit auf Atmosphärendruck. In dem Gehäuse 2 ist ein stiftförmiges Anzeigeelement 10 zwischen Druckseite 4 und Anzeigeseite 6 in einem Gehäusedurchgang verschiebbar geführt. Das Anzeigeelement 10 ist auf der Druckseite 4 mit einem Druck p beaufschlagbar und dadurch aus einer federkraftbedingten Ruheposition (Fig. 2, linke Hälfte) gegen Rückstell-Federkraft F in eine das Gehäuse 2 auf der Anzeigeseite 6 überragende Druckanzeigeposition verschiebbar (Fig. 2, rechte Hälfte).

Erfindungsgemäß ist das Anzeigeelement 10 über eine Umfangsdichtung 12 gegen das Gehäuse 2 abgedichtet. Diese Umfangsdichtung 12, bei der es sich auch um eine druckabhängige Ausführung (z. B. "B + S-Stepseal") handeln kann, ist zur Anzeigeseite 6 hin durch ein ringförmiges bzw. buchsenartiges Abschlußelement 14 im Gehäuse 2 gehalten, indem das Abschlußelement 14 durch einen umgebördelten Gehäuserand 16 im Gehäuse 2 fixiert ist. Dabei ist weiterhin vorgesehen, dass das Anzeigeelement 10 in der Druckanzeigeposition (siehe nochmals in Fig. 2 die rechte Hälfte) über Anschlagmittel 18 am Gehäuse 2 unmittelbar abgestützt wird. Dadurch wird die Fixierung des Abschlußelementes 14 durch den umgebördelten Gehäuserand 16 vorteilhafterweise von druckbedingten Kräften entlastet, indem solche Kräfte weitgehend von diesem Bereich ferngehalten werden.

In der bevorzugten Ausführung sind die Anschlagmittel 18 einerseits von einem sich radial erstreckenden Ringansatz 20 am freien, der Druckseite 4 zugekehrten Ende des Anzeigeelementes 10 sowie andererseits von einer radialen Stufenfläche 22 im Gehäuse 2 gebildet.

Die Umfangsdichtung 12 sitzt - vorzugsweise gemeinsam mit einem Stützring 24 auf ihrer der Anzeigeseite 6 und dem Abschlußelement 14 zugekehrten Seite - in einer Ringkammer 26 zwischen einer radialen Gehäusefläche 28 und dem Abschlußelement 14. Somit begrenzt das Abschlußelement 14 die Ringkammer 26 zur Anzeigeseite 6 hin. Das Abschlußelement 14 selbst sitzt in einer Gehäuseausnehmung 30, die vorzugsweise gegenüber der Dichtungs- Ringkammer 26 über eine Stufenfläche 32 erweitert ist. Somit sitzt das Abschlußelement 14 axial eingespannt zwischen der Stufenfläche 32 und dem umgebördelten Gehäuserand 16. Zur Anlage des Gehäuserandes 16 weist das Abschlußelement 14 eine vorzugsweise etwa konisch angefaste Anlagefläche 34 auf.

Zur Erzeugung der Rückstell-Federkraft F ist bevorzugt eine Schraubendruckfeder 36 vorgesehen, die das Anzeigeelement 10 umschließend in einer Federkammer 38 des Gehäuses 2 axial zwischen dem endseitigen Ringansatz 20 des Anzeigeelementes 10 und einer die Federkammer 38 auf ihrer der Druckseite 4 gegenüberliegenden, der Umfangsdichtung 12 zugekehrten Seite begrenzenden Stufenfläche 40 des Gehäuses 2 angeordnet ist. Zwischen dieser die Federkammer 38 begrenzenden Stufenfläche 40 und der die Umfangsdichtung 12 aufnehmenden Ringkammer 26 ist im Gehäuse 2 ein Führungsbereich 42 für das stiftförmige Anzeigeelement 10 gebildet. Eine weitere Führung zur kippfreien Schiebeführung des Anzeigeelementes 10 bildet das Abschlußelement 14 mit einer entsprechenden zentrischen Führungsöffnung 44.

In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung sind Dämpfungsmittel zur Bewegungsdämpfung des Anzeigeelementes 10 vorgesehen. Dadurch werden im Falle von Druckschwankungen schwingungsbedingte Geräusche vermieden. In der dargestellten, bevorzugten Ausführung ist der Ringansatz 22 des Anzeigeelementes 10 kolbenartig in einer in Richtung der Druckseite 4 offenen Gehäuseerweiterung 46 geführt, wobei zwischen der Druckseite 4 und der Federkammer 38 eine Passage für das jeweilige Druckmittel derart gebildet, dass bei Bewegungen des Anzeigeelementes 10 eine Strömungsdämpfung erfolgt. Die Federkammer 38 bildet dabei eine Volumenkammer zur Aufnahme eines bestimmten Vollumens des jeweiligen Druckmittels. Die Druckmittel-Passage kann durch einen Ringspalt zwischen dem Ringansatz 20 des Anzeigeelementes 10 und der Innenfläche der Gehäuseerweiterung 46 gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann als Passage auch mindestens eine axiale Strömungsöffnung 48 des Ringansatzes 20 vorgesehen sein; vgl. dazu Fig. 5. Eine weitere Variante - alternativ oder in Kombination - ist in Fig. 2 und 3 veranschaulicht, wonach die Passage durch ein zentrischen Sackloch 50 des Anzeigeelementes 10 in Kombination mit mindestens einer (wie dargestellt z. B. zwei) radialen Strömungsöffnung 52 gebildet ist. Dabei liegt die bzw. jede radiale Strömungsöffnung 52 in einem Bereich, der in jeder Stellung des Anzeigeelementes 10 im Bereich der Federkammer 38 liegt.

Die Passage ist bezüglich ihres wirksamen Strömungsquerschnittes so bemessen, dass bei den Bewegungen des Anzeigeelementes 10 jedenfalls eine Bewegungsdämpfung erreicht wird.

Darüber hinaus können der Druckmittel-Passage mit Vorteil auch Dämpfungsventilmittel derart zugeordnet sein, dass in den zwei Bewegungsrichtungen des Anzeigeelementes 10 unterschiedlich starke Dämpfungen erreicht werden.

Beispielsweise ist in der Ausführung nach Fig. 5 ein Profilelement 54 aus einem gummielastischen Material vorgesehen, welches auf dem Ringansatz 20 sitzt und mit einem membranventilartigen Abschnitt 56 insbesondere auf der Druckseite 4 die bzw. jede axiale Strömungsöffnung 48 überdeckt. Dadurch wird ein Rückschlagventil gebildet, wodurch insbesondere die Bewegung aus der Druckanzeigeposition zurück in die Ruheposition stärker gedämpft wird als die umgekehrte Bewegung. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn im Bereich der Anschlagmittel 18 mindestens ein Anlageelement 58 aus einem gummielastischen Material angeordnet ist. Dadurch wird ein elastischer Endanschlag für das Anzeigeelement 10 in der Druckanzeigeposition gebildet. Dadurch werden störende Geräusche vermieden. Gemäß Fig. 3 und 4 handelt es sich bei dem Anlageelement 58 um einen Ring, der auf dem Ringansatz 20 liegt und diesen in Richtung der Endanschlagstellung überragt. Im Falle der Fig. 5 handelt es sich um einen entsprechenden Abschnitt des Profilelementes 54.

In den Ausführungen nach Fig. 2 bis 4 ist das Anzeigeelement einstückig mit dem Ringansatz 20 ausgebildet. Bei der Variante nach Fig. 5 besteht das Anzeigeelement 10 aus einem länglichen, zylindrischen Stiftelement 60 und einem den Ringansatz 20 aufweisenden Stützelement 62, welches einendig kappenartig auf dem Stiftelement 60 sitzt und auf geeignete Weise befestigt ist, beispielsweise kraft- und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass als Stiftelement 60 ein Nadellager-Wälzkörper verwendet werden kann. Solche Teile sind außerordentlich preiswert erhältlich, bieten aber dennoch eine hohe Qualität für eine gute Abdichtung und geringe Bewegungsreibung, weil sie eine glatte, polierte und gehärtete Oberfläche aufweisen.

Gemäß Fig. 4 kann das Anzeigeelement 10 - insbesondere in seinem freien, der Anzeigeseite 6 zugekehrten Bereich - ein Auslöseelement 64, beispielsweise ein Induktionsband, für eine sensorische, beispielsweise induktive Erfassung der Druckanzeigeposition aufweisen.

Wie sich noch aus Fig. 2 ergibt, weist das Gehäuse 2 auch auf der Druckseite 4 einen Bördelrand 66 auf, der das Anzeigeelement 10 in der drucklosen Ruheposition gegen die Federkraft F abstützt und so im Gehäuse 2 hält, dass das Anzeigeelement 10 in der Ruheposition auf der Anzeigeseite 6 im wesentlichen bündig mit dem Gehäuse 2 bzw. mit dem Abschlußelement 14 abschließt.

In Fig. 1 ist zusätzlich noch eine Leitungsanschlußarmatur 68 dargestellt, die zum Anschluß des erfindungsgemäßen Druckanzeigers 1 an eine Druckleitung dient. Dazu weist die Anschlußarmatur 68 mindestens einen, wie dargestellt z.B. zwei Leitungsanschlüsse 70, 72 sowie einen Abzweigabschluß 74 für die Druckseite 4 des Gehäuses 2 des erfindungsgemäßen Druckanzeigers 1 auf. Mit Vorteil weist die Leitungsanschlußarmatur 68 ein T-förmiges Anschlußgehäuse auf. Der Druckanzeiger 1 weist auf der Druckseite bevorzugt einen Außengewindestutzen 76 zum Einschrauben in ein entsprechendes Innengewinde 78 des Abzweiganschlusses 74 der Anschlußarmatur 68 auf. Zur Abdichtung ist ein Dichtring 80 vorgesehen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, daß grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.


Anspruch[de]
  1. Druckanzeiger (1) für hydraulische und/oder pneumatische Drucksysteme, bestehend aus einem Gehäuse (2) mit einer mit einem Druckraum (8) des Drucksystems verbindbaren Druckseite (4) und einer entgegengesetzten Anzeigeseite (6) sowie aus einem in dem Gehäuse (2) zwischen Druck- und Anzeigeseite (4, 6) verschiebbar geführten Anzeigeelement (10), wobei das Anzeigeelement (10) auf der Druckseite (4) mit einem Druck (p) beaufschlagbar und dadurch aus einer federbedingten Ruheposition gegen Federkraft (F) auf der Anzeigeseite (6) in eine Druckanzeigeposition verschiebbar ist,

    dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeelement (10) über eine Umfangsdichtung (12) gegen das Gehäuse (2) abgedichtet ist, wobei die Umfangsdichtung (12) zur Anzeigeseite (6) hin durch ein ringförmiges Abschlußelement (14) im Gehäuse (2) gehalten ist, wobei das Abschlußelement (14) insbesondere durch einen umgebördelten Gehäuserand (16) fixiert ist, und wobei das Anzeigeelement (10) in der Druckanzeigeposition über Anschlagmittel (18) am Gehäuse (2) abgestützt wird.
  2. Druckanzeiger nach Anspruch 1,

    dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagmittel (18) einerseits von einem sich radial erstreckenden Ringansatz (20) am freien, der Druckseite (4) zugekehrten Ende des Anzeigeelementes (10) und andererseits von einer radialen Stufenfläche (22) im Gehäuse (2) gebildet sind.
  3. Druckanzeiger nach Anspruch 1 oder 2,

    dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsdichtung (12) - vorzugsweise gemeinsam mit einem Stützring (24) - in einer Ringkammer (26) zwischen einer radialen Gehäusefläche (28) und dem Abschlußelement (14) sitzt.
  4. Druckanzeiger nach Anspruch 2 oder 3,

    dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Federkraft (F) ein Druckfederelement (36) das Anzeigeelement (10) umschließend in einer Federkammer (38) des Gehäuses (2) axial zwischen dem endseitigen Ringansatz (20) des Anzeigeelement (10) und einer die Federkammer (38) auf ihrer der Druckseite (4) gegenüberliegenden, der Umfangsdichtung (12) zugekehrten Seite begrenzenden Stufenfläche (40) des Gehäuses (2) angeordnet ist.
  5. Druckanzeiger nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

    gekennzeichnet durch Dämpfungsmittel zur Bewegungsdämpfung des Anzeigeelementes (10).
  6. Druckanzeiger nach einem der Ansprüche 2 bis 5,

    dadurch gekennzeichnet, dass der Ringansatz (20) des Anzeigeelementes (10) kolbenartig in einer in Richtung der Druckseite (4) offenen Gehäuseerweiterung (46) geführt ist, wobei zwischen der Druckseite (4) und der Federkammer (38) eine Passage für das jeweilige Druckmittel derart gebildet ist, dass bei Bewegungen des Anzeigeelementes (10) eine Strömungsdämpfung erfolgt.
  7. Druckanzeiger nach Anspruch 6,

    dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittel-Passage durch einen Ringspalt zwischen dem Ringansatz (20) des Anzeigeelementes (10) und der Gehäuseerweiterung (46) und/oder durch mindestens eine axiale Strömungsöffnung (48) des Ringansatzes (20) und/oder durch ein Sackloch (50) des Anzeigeelementes (10) in Kombination mit mindestens einer radialen Strömungsöffnung (52) gebildet ist.
  8. Druckanzeiger nach Anspruch 6 oder 7,

    dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmittel-Passage Dämpfungsventilmittel derart zugeordnet sind, dass in den zwei Bewegungsrichtungen des Anzeigeelementes (10) unterschiedlich starke Dämpfungen erreicht werden.
  9. Druckanzeiger nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

    dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Anschlagmittel (18) mindestens ein Anlageelement (58) aus einem gummielastischen Material vorgesehen ist.
  10. Druckanzeiger nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

    dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeelement (10) einstückig mit dem Ringansatz (20) ausgebildet ist.
  11. Druckanzeiger nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

    dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeelement (10) zumindest zweiteilig aus einem länglichen, zylindrischen Stiftelement (60) und einem der Ringansatz (20) aufweisenden, einendig kappenartig auf dem Stiftelement (60) sitzenden Stützelement (62) besteht.
  12. Druckanzeiger nach einem der Ansprüche 1 bis 11,

    dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeelement (10) - insbesondere in seinem freien, der Anzeigeseite (6) zugekehrten Bereich - ein Auslöseelement (64), z. B. ein Induktionsband, für eine sensorische, z. B. induktive Erfassung der Druckanzeigeposition aufweist.
  13. Druckanzeiger nach einem der Ansprüche 1 bis 12,

    dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) auf der Druckseite (4) einen Bördelrand (66) aufweist, der das Anzeigeelement (10) in der drucklosen Ruheposition gegen die Federkraft (F) abstützt.
  14. Druckanzeiger nach einem der Ansprüche 1 bis 13,

    gekennzeichnet durch eine Leitungsanschlußarmatur (68) mit mindestens einem Leitungsanschluß (70, 72)und einem Abzweiganschluß (74) für die Druckseite (4) des Gehäuses (2).






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