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Die Erfindung betrifft ein Tauchkolbenfedermanometer,
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vorzugsweise für Bausteuerungen des hydraulischen Grubenausbaus im
Untertagebetrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Insbesondere der in hydraulischen Grubenstempeln anstehende Mediumdruck
muß aus Sicherheitsgründen überwacht und vorzugsweise an den Stcuerblöcken angezeigt
werden, an denen sich die Organe für die verschiedenen Funktionen des betreffenden
Baues bzw. einer ganzen Gruppe von Bauen befinden. Das erfindungsgemä.ße Tauchkolbenfedermanometer
eignet sich daneben auch für die Drucküberwachung bzw.
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-anzeige an hydraulischen Maschinen, insbesondere des Bergbaues, weil
es klein baut und bergbaugerecht ausgeführt ist. Diese Eigenschaft erfüllt das erfindungsgemäße
Tauchkolbenfedermanometer wegen seines weitgehend geschlossenen Gehäuses, wodurch
es robust, d.h.
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insbesondere unempfindlich gegen Stoß und Schlag ist; es benötigt
weniq Platz, ist verhältnismäßig einfach aufgebaut und daher für die Massenproduktion
und den Masseneinsatz geeignet; es ist vor allem unempfindlich gegen Druckschläyct
wie sie vor allem im Gefolge von Gebirgsschlägen untcr Tage auftreten können.
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Mit diesen Eìgenschaften unterscheidet sich das erfindungsgemäße Tauchkolbenfedermanometer
wesentlich von bekannten Glyzerinmanometern, die zwar eine relativ große Anzeigegenauiqkeit
crmöliccn, deren als yebogencs Rohr ausgeführte Manometerfeder aber keine für Beanspruchungen,
wie sie insbesondere im Bergbau aufzutreten pflegen, ausreichende Uberlastungssicherung
besitzt, wie sie mit einem auf einer Spiralfeder abgestützen
Tauchkolben
erreicht werden kann.
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In seinem Aufbau unterscheidet sich das erfindungsgemäße Tauchkolbenfedermanometer
auch vorteilhaft von bekannten Manometern dieses Bauprinzips (DE-GM 6 753 255),
bei denen zwar ein Tauchkolben mit Spiralfederabstützung vorgesehen ist, deren Gehäuse
aber auf einem größeren Teil seiner Länge abgeplattet und an dieser Stelle mit einer
rechteckigen Aussparung versehen ist, welche mit einer Skalenplatte teilweise und
einem Fenster vollständig nach außen abgedeckt ist. Solche Tauchkolbenfedermanometer
können nämlich nicht als bergbaugerecht gelten, weil zu groß bauen und insbesondere
das Fenster gegen von außen kommende Stöße und Schläge nicht ausreichend widerstandsfähig
ist.
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Die Erfindung geht deshalb von einem ebenfalls vorbekannten, jedoch
bergbaugerechten und kleinbauenden Tauchkolbenfedermanometer aus, welches deswegen
in größerem Umfang an den eingangs erwähnten Bausteuerungen des hydraulischen Grubenausbaus,
insbesondere des Strebausbaus eingesetzt wird. Hierbei wirkt der Tauchkolben auf
einen Zapfen, welcher mit einem Bund den Federteller unterstützt und durch eine
die Gehäusestirnwand axial durchsetzende Bohrung über das Gehäuse nach außen vorsteht.
Dieses Zapfenende ist mit ringförmigen Markierungen versehen, die je nach Auslenkung
der Manometerfeder außen sichtbar werden und ein Maß für den auf den Druckkolben
wirkenden Druck bilden. Allerdings ergeben sich bei Gebrauch solcher Tauchkolbenfedermanometer
eine Reihe von Schwierigkeiten.
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Vor allem wird die Anzeige als zu ungenau empfunden, weil sie keine
unterteilte Skala aufweist, wie das in den
allerdings nicht bergbaugerechten
Tauchkolbenfedermanometern der oben bezeichneten Art der Fall ist. Vielfach stellt
sich auch die fehlende Abdichtung des Gehäuseinneren als erheblicher Mangel heraus,
auf die aber u.a. wegen des aus dem Gehäuse herausgeführten Zapfenendes verzichtet
werden muß. Staub und vor allem Feuchtigkeit können auf diese Weise in das Gehäuse
eindringen und dort vor allem die Manometerfeder durch Korrosionen vorzeitig beschädigen
oder zerstören.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das als bekannt vorausgesetzte
Tauchkolbenfedermanometer ohne Beeinträchtigung seiner kompakten Bauweise und seiner
bergbaugerechten Eigenschaften mit einer genaueren Druckanzeige zu versehen und
gegen Beeinträchtigungen durch ungünstige Betriebsbedingungen, wie sie vor allem
im Untertagebergbau angetroffen werden, zu schützen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen den Anspruches
1 gelöst. Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist die für die Unterbringung einer Skala erforderliche
Aussparung in den Zylinderteil des Gehäuses verlegt und dadurch so auf das Fenster
abgestimmt, daß dieser Funktionsteil des neuen Tauchkolbenfedermanometers nicht
nur der Abdeckung der Aussparung dem Abschluß des Gehäuses nach außen dienen kann,
sondern zugleich eine staub- und wasserdichte Gehäuseausführung ermöglicht.
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Indem man nämlich das Fenster aus den beiden Halbschalen zusammensetzt,
erhält man eine Ringdichtung, deren Anpreddruck an den Zylindermantel des Gehäuses
infolge der Kantenabschrägungen
hoch genug gewählt werden kann.
Solche Halbschalen sind außerdem wegen ihrer Formgebung weitgehend bruchsicher,
insbesondere wenn sie aus einem transparenten Kunststoff bestehen. Der beschriebene
Aufbau des Fensters ist damit auch gleichzeitig der Anzeige angepaßt. Denn die der
Aussparung zugeordnete Halbschale läßt sich anders als ein Zylinder von innen z.B.
mit einem den Zeiger bildenden Strich bedrucken, der deswegen gegen Verwischen gesichert
ist.
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Die geforderte geringe Größe des Gehäuses wird erfindungsgemäß ferner
dadurch gesichert, daß ein Teil der Spiralfeder, nämlich das dem Tauchkolben zugeordnete
Siralfederende durch Uberdeckullg mit einem Teil der Anzeige ausgenutzt wird, welche
hinter dem beschriebenen Fenster erscheint, weil der Hohl zylinder zwischen Spiralfeder
und Gehäuse paßt. Dieser liolllzylinder läßt sich außen z.B.
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mit einer Skala bedrucken, die ihrerseits wegen ihrer Unterbringung
in dem abgedichteten Gehäuse verschmutzungssicher und unverwischbar angeordnet ist.
Da man den Federteller mit diesem Funktionsteil vorzugsweise zu einer Baueinheit
zusammenfaßt, kann man auch die Tellerhöhe für die Anzeige ausnutzen und bei verhältnismäßig
leichter Bauweise und Ausbildung mit geringwertiqen Plerkstoffen, z.B.
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thermol astischen Kunststoffen die erforderliche Festigkeit erzielen.
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Die Erfindung hat;daher den Vorteil, daß sie ein in einer Anzeigegenauigkeit
wesentlich verbessertes und mit allen funktionswichtigen Teilen gegen Gewa 1 teinwirkungen
und ungünstige Einflüsse wie Staub, Feuchtigkeit und Wasser ein weitgehend geschütztes
Tauchkoibenfedermanometer ermöglicht,
das sich jedoch äußerlich,
d.h. in seinen Abmessungen und in seiner Form nicht wesentlich von den bekannten
bergbaugerechten Manometern dieser Art zu unterscheiden braucht und insbesondere
nicht kompliziert aufgebaut ist.
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Vorzugsweise und gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die
zur Abdeckung der Gehäuseaussparung dienende Zylinderschale mit einem die Aussparung
ausfüllenden, verdickten Randabschnitt versehen. Auf diese Weise läßt sich einerseits
erreichen, daß die Zylinderschale in ihrer richtigen Stellung einrastet, so daß
die Genauigkeit des Anzeigeteiles gewährleistet wird, der auf der Zylinderschale
innen aufgedruckt ist. Andererseits ergibt sich in den Aussparungskanten eine zusätzliche
Dichtwirkung ohne die dazu sonst erforderlichen weiteren Funktionsteile.
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Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der
Figuren in der Zeichnung; es zeigen Fig 1 eine Seitenansicht des neuen Tauchkolbenfedermanometers,
Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 im Längsschnitt und Fig. 3 in auseinandergezogener
Darstellung die Funktionsteile und deren Zusammenbau.
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Wie sich insbesondere aus den Figuren 1 und 2 ergibt, ist das allgemein
mit 1 bezeichnete Tauchkolbenfedermanometer mit einem Gehäusezylinder 2 versehen,
der an einer Seite eine geschlossene Stirnwand 3 aufweist. Die offene Seite des
Gehäusezylinders ist mit Hilfe eines Grundkörpers 4 verschlossen. In diesem Grundkörper
sind verschiedene Funktionsteile vereinigt, d.h. sie bilden eine Baueinheit. Dazu
gehört in erster Linie ein tellerförmiger Gehäusedeckel 5 mit einer Ringdichtung
6, die das Gehäuse nach außen staub-, £euchtigkeits- und wasserdicht abschließt.
Die Außenkante des Tellerbodens stützt sich auf einem Sprengring 7 ab, für den eine
Nut 8 an der Gehäuseinnenwand vorgesehen ist. Als weiterer Funktionsteil dient ein
zapfenförmiger Fortsatz 9 mit einer Ringnut 10 und einer weiteren Nut 11, in der
ein Stützring 12 und eine O-Ringdichtung 14 untergebracht sind. Diese Teile dienen
zum Anschluß des Federmanometers an eine den hydraulischen Druck führende Leitung.
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Das Innere des Grundkörpers 4 ist auf seiner größeren Länge als Druckzylinder
15 für einen stiftförmigen Tauchkolben 16 ausgebildet. Die Abdichtung des Tauchkolbens
erfolgt mit einem Ring 17 und einer Gewindescheibe 18 gegen das Innere 19 des Gehäuses
2. Das dem Gehäuseinneren 19 zugeordnete Ende des Tauchkolbens 16 unterstützt einen
Hohlzylinder 20 und durchdringt dessen Boden 21. Das Dachkolbenende liegt in einer
axialen Aussparung 22, die blind in einem Zapfen 23 endet, welcher eine Baueinheit
mit der Zylinderwand 24 und den Boden 21 des Hohlyzlinders bildet. Der Zafen weist
einen im Durchmesser vergrößerten Bund 25 im Bereich der Zyinderwand 21 auf. Dadurch
entsteht ein Ringraum für das Ende einer Schraubenfeder 26, der
die
Wand 21 als Federteller dient. Das diesem in Fig. 2 mit 27 bezeichneten Federende
gegenüberliegende Federende 28 stützt sich auf einer eine Federführung bildenden
Scheibe 29 ab, die eine ringförmige Erhebung 30 für das Federende 28 besitzt und
der Stirnwand 3 des Gehäuses innen anliegt.
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Gemäß der Darstellung der Fig. 1 ist der Mantel 13 des Gehäuses 2
mit einer Aussparung 31 versehen. Diese Aussparung ist viereckig und mit ihren Kanten
32, 33 axial orientiert, während die entsprechend der Zylinderform des Gehäuses
2 gekrümmten Kanten 34 und 35 tangential verlaufen. Die Aussparung ist mit Hilfe
eines der Innenwand 36 angelegten Ringes 37 verschlossen. Die Einzelheiten sind
am besten aus der Darstellung der Fig. 3 zu erkennen.
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Danach besteht der Ring aus einer der Aussparung 31 zugeordneten Halbschale
39, welche auf einem Teil ihrer axialen und radialen Erstreckung einen verdickten
Wandbereich 40 aufweist, dessen axiale Kanten 41 und 42 ebenso wie die tangentialen
Kanten 43, 44 der betreffenden Kanten der Aussparung 31 entsprechen. Innen ist der
an seiner Wandstärke verdickte Teil 40 mit einem radialen Strich 45 bedruckt, der
eingefärbt ist und den Zeiger einer weiter unten vollständig zu beschreibenden Anzeige
bildet.
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Die Halbschale 39 bildet zusammen mit einer Halbschale 46 den beschriebenen
Ring 37. Diese Halbschale hat eine gleichmäßige Wandstärke und die gleichen tangentialen
und axialen Abmessungen wie die Halbschale 39. Ihre in Richtung auf die Gehäusestirnwand
3 Enden der axialen Kanten 47, 48 sind jeweils mit einer kurzen Abschrägung 49,
Wie
sich insbesondere aus den Figuren 1 und 2 ergibt, ist das allgemein mit 1 bezeichnete
Tauchkolbenfedermanometer mit einem Gehäusezylinder 2 versehen, der an einer Seite
eine geschlossene Stirnwand 3 aufweist. Die offene Seite des Gehäusezylinders ist
mit Hilfe eines Grundkörpers 4 verschlossen. In diesem Grundkörper sind verschiedene
Funktionsteile vereinigt, d.h. sie bilden eine Baueinheit. Dazu gehört in erster
Linie ein tellerförmiger Gehäusedeckel 5 mit einer Ringdichtung 6, die das Gehäuse
nach außen staub-, feuchtigkeits- und wasserdicht abschließt. Die Außenkantc des
Tellerbodens stützt sich auf einem Sprengring 7 ab, für den eine Nut 8 an der Gehäuseinnenwand
vorgesehen ist. Als weiterer Funktionsteil dient ein zapfenförmiger Fortsatz 9 mit
einer Ringnut 10 und einer weiteren Nut 11, in der ein Stützring 12 und eine O-Ringdichtung
14 untergebracht sind. Diese Teile dienen zum Anschluß des Federmanometers an eine
den hydraulischen Druck führende Leitung.
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Das Innere des Grundkörpers 4 ist auf seiner größeren Länge als Druckzylinder
15 für einen stiftförmigen Tauchkolben 16 ausgebildet. Die Abdichtung des Tauchkolbens
erfolgt mit einem O-lting 17 und einer Gewindescheibe 18 gegen das Innere 19 des
Gehäuses 2. Das dem Gehäuseinneren 19 zugeordnete Ende des Tauchkolbens 16 unterstützt
einen Hohlzylinder 20 und durchdringt dessen Boden 21. Das Dachkolbenende liegt
in einer axialen Aussparung 22, die blind in einem Zapfen 23 endet, welcher eine
Baueinheit mit der Zylinderwand 24 und den Boden 21 des Hohlyzlinders bildet. Der
Zapfen weist einen im Durchmesser vergrößerten Bund 25 im Bereich der Zyinderwand
21 auf. Dadurch entsteht ein Ringraum für das Ende einer Schraubenfeder 26, der
die
Wand 21 als Federteller dient. Das diesem in Fig. 2 mit 27 bezeichneten Federende
gegenüberliegende Federende 28 stützt sich auf einer eine Federführung bildenden
Scheibe 29 ab, die eine ringförmige Erhebung 30 für das Federende 28 besitzt und
der Stirnwand 3 des Gehäuses innen anliegt.
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Gemäß der Darstellung der Fig. 1 ist der Mantel 13 des Gehäuses 2
mit einer Aussparung 31 versehen. Diese Aussparung ist viereckig und mit ihren Kanten
32, 33 axial orientiert, während die entsprechend der Zylinderform des Gehäuses
2 gekrümmten Kanten 34 und 35 tangential verlaufen. Die Aussparung ist mit Hilfe
eines der Innenwand 36 angelegten Ringes 37 verschlossen. Die Einzelheiten sind
am besten aus der Darstellung der Fig. 3 zu erkennen.
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Danach besteht der Ring aus einer der Aussparung 31 zugeordneten Halbschale
39, welche auf einem Teil ihrer axialen und radialen Erstreckung einen verdickten
Wandbereich 40 aufweist, dessen axiale Kanten 41 und 42 ebenso wie die tangentialen
Kanten 43, 44 der betreffenden Kanten der Aussparung 31 entsprechen. Innen ist der
an seiner Wandstärke verdickte Teil 40 mit einem radialen Strich 45 bedruckt, der
eingefärbt ist und den Zeiger einer weiter unten vollständig zu beschreibenden Anzeige
bildet.
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Die Halbschale 39 bildet zusammen mit einer Halbschale 46 den beschriebenen
Ring 37. Diese Halbschale hat eine gleichmäßige Wandstärke und die gleichen tangentialen
und axialen Abmessungen wie die Halbschale 39. Ihre in Richtung auf die Gehäusestirnwand
3 Enden der axialen Kanten 47, 48 sind jeweils mit einer kurzen Abschrägung 49,
50
versehen, die nach innen verlaufen, so daß dieser der Stirnwand 3 des Gehäuses 2
zugeordnete Teil der Halbschale 46,wie bei 51 dargestellt, verschmälert ist.
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Wie die gestrichelten Linien 53, 54 in Fig. 3 erkennen lassen, werden
die beiden Halbschalen in das Zylinder gehäuse 2 eingeführt, bis der Teil i0 in
der Aussparung 31 einrastet, was nur möglich ist, wenn die sich aufeinander abstützenden
axialen Kanten 47, 55 und 48, 56 der beiden Halbschalen zunächst gegeneinander verkippt
sind. Das wird durch die Abschrägungen 49, 50 erreicht.
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Nach der Montage des Ringes 37 ist die Aussparung 31 abgedichtet,
weil auch an den Aussparunskanten weder Staub noch Feuchtigkeit in das Innere 19
des Gehäuses 2 eindringen kann.
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Gemäß der in Fig. 2 wiedergegebenen Ausführungsform sitzt der Ring
37 in einer rinförmign n Ausdrchunq 57 der Gehäuseinnenwand 36, und seine der Gehäusestirnwand
3 abgewandte Stirnkante 58 stützt; sich auf dem tellerförmigen Deckel des Grundkörpers
4 ab.
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Daher kann nach der Montage des Ringes 37 die Federführungsscheibe
29 eingesetzt werden. Die im Gehäuse festen Kunststoffteile, nämlich das Fenster
31 mit seinen beiden Halbschalen und die Federführungsscheibe 29 sind damit im Gehäuse
fertig montiert.
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Der Hohlzylinder 20 nimmt gemäß ciem dargestellten Ausführungsbeispiel
die Unterbringung einer Skala auf der Außenseite des Zylindermantels 24. Die Skala
ist von 0 bis
600 bar unterteilt. Die in einer Reihe 60 erscheinenden
Zahlen sind in mehreren über den Umfang des Zylindermantels 24 verteilt angeordneten
Reihen dargestellt, so daß wenigstens eine Zahlenreihe 60 in der verschlossenen
Aussparung31 erscheint. Da der Hohlzylinder 20 seinerseits aus Kunststoff besteht,
kann er außen bedruckt werden.
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Man montiert zunächst den gesamten Gehäuseeinsatz, indem man in den
Grundkörper die als Abdichtung dienenden Teile 17, 17a, 18 , d.h. o-Ringstützring
und Gewindescheibe einfügt und dann den Tauchkolben 16 mit dem Zylinder 15 zusammenbringt,
worauf man die Feder 26 in den Zylinder 20 einlegt. Der gesamte Gehäusesatz kann
dann eingeschoben und mit Hilfe des Ringes 7 gesichert werden.
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Die svblesung der Anzeige ist wegen der Nähe des Zeigers und der Skala
raRxtisc}l parallaxenfrei und deshalb genau.