Dosenbarometer
Die Erfindung betrifft ein Dosenbarometer mit einer an einem Chassis befestigten Barometerdose, einem an diesem Chassis frei drehbar gelagerten Zeiger, einem die Dose mit dem Zeiger verbindenden und die Zeigerstellung in Abhängigkeit von der Dosendicke steuernden Übertragungsorgan, beispielsweise eine Saite oder ein Hebelwerk, sowie einer Feder, die den Zeiger in einer Drehrichtung zu verschwenken bestrebt ist, um so das Spiel des Übertragungsorgans aufzuheben.
Die bekannten Anordnungen dieser Art lassen sich dort ohne weiteres verwenden, wo für den Weg des Zeigers ein unbegrenzter Platz zur Verfügung steht, also beispielsweise eine kreisringförmige Skala, die unter Umständen bei Druckänderungen von einem Extremalwert zum anderen mehr als nur einmal durchlaufen werden kann. Da jedoch die Charakteristik einer Barometerdose nicht linear ist, sondern beispielsweise die in der Figur 6 dargestellte Expondentialform haben kann, muss die Ableseskala entsprechend ausgestaltet sein.
Bei gewissen Anwendungszwecken von Dosenbarometern, wie z.B. in Radiosonden, steht nun für den Zeigerausschlag, d.h. für den Weg, den die Zeigerspitze zurücklegen kann, nur ein beschränkter Winkelbereich zur Verfügung: In einer solchen Radiosonde ist z.B. ein Uhrwerk eingebaut, dessen Zeiger während einer Umdrehung drei im Abstand von ca.
1200 angeordnete Fixkontakte und dazwischen je einen beweglichen Kontakt eines Thermometerzeigers, eines Hygrometerzeigers und eines Barometerzeigers berührt Ob ein solcher Instrumentenzeiger koaxial mit dem Uhrwerkzeiger angeordnet ist und daher einen Schwenkbereich von gegen 1100 aufweist, oder ob er länger ist als der Uhrwerkzeiger und daher einen entsprechend engeren Schwenkbereich besitzt, ändert an der Tatsache nichts, dass die Genauigkeitsgrenze oder das Auflösungsvermögen bei gegebenem Winkelbereich zwischen den beiden Fixpunkten durch die mechanische Ausgestaltung der Zeiger und den zu messenden Druckbereich begrenzt ist, wobei natürlich mit steigendem Messbereich die Genauigkeit abnimmt.
Ein Messinstrument mit einem Messbereich von beispielsweise 50-1000 mb wird, wie sich aus der Figur 6 ohne weiteres erklären lässt, im Messbereich zwischen 260 und 1000 mb ein wesentlich schlechteres Auflösungsvermögen haben als im übrigen Bereich. Das ist jedoch sehr unerwünscht, weil bei einem Sondenaufstieg die Druckwerte im Bereich von 1000-260 mb in den unteren 10 km der Atmosphäre gemessen werden und daher besonders wichtig sind, während für die Werte in den höheren Schichten keine grössere Genauigkeit als für die Werte in den unteren Schichten benötigt werden.
Man könnte nun versucht sein, zwei getrennte Barometer zu verwenden, eines für den unteren Bereich der Atmosphäre und eines für den oberen Bereich. Das ist jedoch für Radiosonden, abgesehen von den durch zwei verschiedene Messysteme bedingten Schwierigkeiten, wie z.B. unterschiedliche Hysterese usw., deshalb unzweckmässig, weil bei den bereits sehr engen Raumverhältnissen einfach kein Platz für eine zweite Messdose vorhanden ist.
Beim erfindungsgemässen Dosenbarometer werden nun die vorgenannten Nachteile dadurch behoben, dass ein zweiter, ebenfalls federbelasteter Zeiger über ein zweites Übertragungsorgan mit der Dose verbunden ist, und dass die die Zeiger belastenden Federn so angeordnet sind, dass die erste den Angriffspunkt des Übertragungsorgans des ersten Zeigers von der Dose wegzieht, die zweite jedoch den Angriffspunkt des Übertragungsorgans des zweiten Zeigers gegen die Dose hindrückt und dass die übertragungsorgane so ausgebildet sind, dass der Abstand zwischen der Dose und dem Angriffspunkt am ersten Zeiger einen eingestellten Wert nicht überschreiten und der Abstand zwischen der Dose und dem Angriffspunkt am zweiten Zeiger einen eingestellten Wert nicht unterschreiten kann.
Obwohl für das erste Übertragungsorgan beispielsweise eine Saite oder Kette und für das zweite Übertragungsorgan eine Schubstange oder eine Kurvenscheibe verwendet werden könnte, ist es besonders zweckmässig, für die beiden Übertragungsorgane Lenker zu verwenden, die mindestens an einem Ende einen in der Lenker-Längsrichtung verlaufenden Schlitz aufweisen, durch den hindurch ein an der Dose oder ein am Angriffspunkt des Zeigers befestigter Stift hindurchgeführt ist. Des weitern ist es konstruktiv am einfachsten, die beiden Zeiger koaxial anzuorden. Da ja nicht beide Zeiger dasselbe Übersetzungsverhältnis aufweisen müssen, kann der Abstand zwischen der Drehachse und dem Angriffspunkt beim einen Zeiger vom entsprechenden Abstand beim anderen Zeiger verschieden sein.
Nachstehend wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. In der Zeichnung zeigen die Figur 1 eine Seitenansicht des Barometers, die Figur 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Figur 1, wobei jedoch zur Erhöhung der Ubersicht- lichkeit der untere Zeiger nicht dargestellt ist, die Figur 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Figur 1, die Figur 4 einen Schnitt wie die Figur 2, jedoch bei einem wesentlich geringeren Messdruck, die Figur 5 einen Schnitt wie die Figur 3, jedoch bei einem Messdruck wie in der Figur 4 und die Figur 6 eine Charakteristik einer Barometerdose.
Auf einem Chassis 1 ist mittels eines Trägers 2 die Barometerdose 3 befestigt, die mit einer Schraube 4 versehen ist und durch Muttern 5 festgehalten wird.
Auf demselben Chassis sind die beiden Zeiger 6 und 16 frei drehbar gelagert: Der Zeiger 6 sitzt auf einer Welle 7, die sich in zwei Lagern 8 und 8a frei drehen kann. Eine Spiralfeder 10, deren eines Ende am Zeiger 6 und deren anderes Ende mittels eines Klemmstiftes 11 am Träger 2 befestigt ist, versucht, den Zeiger 6 im Gegenuhrzeigersinn, also in der Richtung des Pfeiles A, zu drehen. Am Zeiger 6 ist mittels einer Schraube 14 eine die Kompensation von Wärmeausdehnungen bewirkende Kompensationseinrichtung 13 angebracht, deren Ende über einen Lenker 15 mit der Barometerdose 3 verbunden ist. Dieser Lenker weist am einen Ende ein Loch auf, durch welches der an der Barometerdose 3 angeordnete Stift 26 hindurchgesteckt ist, so dass sich der Lenker frei drehen kann.
Am anderen Ende weist der Lenker 15 einen sich in der Lenker-Längsrichtung erstreckenden Schlitz 15a auf, durch welchen der an der Kompensationsvorrichtung 13 befestigte Stift 9 hindurchgesteckt ist, der so den Angriffspunkt des als über tragungsorgan dienenden Lenkers 15 bildet. Wenn sich also bei abnehmendem Druck die Barometerdose 3 ausdehnt, wird die Spiralfeder 10 den Zeiger 6 in der Richtung des Pfeiles A verschwenken, bis er am Ende des durch die Anschläge 27 und 28 begrenzten Verschwenkbereiches an dem Anschlag 28 ansteht, da ja der Abstand zwischen der Dose 3 beziehungsweise dem Stift 26 und dem Angriffspunkt am Zeiger 6, also dem Stift 9, den in der Figur 2 dargestellten Wert nicht überschreiten kann.
Wenn sich nun die Dose 3 bei weiterer Druckabnahme noch mehr ausdehnt, so wird dieser Abstand kürzer, weil sich der Zeiger 6 nicht weiterdrehen, der Stift 9 sich aber im Schlitz 15a verschieben kann, wie das aus der Figur 4 ersichtlich ist.
Wie man aus den Figuren 1, 3 und 5 ersehen kann, sitzt der Zeiger 16 auf der Welle 17, die sich in den beiden Lagern 18 und 18a frei drehen kann und die zu den Lagern 8 und 8a koaxial angeordnet sind. Eine Spiralfeder 20, deren eines Ende am Zeiger 16 und deren anderes Ende mittels eines Klemmstiftes 21 am Träger 2 befestigt ist, versucht, den Zeiger 16 im Uhrzeigersinn, also entgegen dem Pfeil A in den Figuren 2 und 5, zu drehen. Der Zeiger 16 ist sonst im wesentlichen gleich ausgebildet wie der Zeiger 6: Auch an ihm ist mittels einer hier mit 24 bezeichneten Schraube eine mit 23 bezeichnete Kompensationseinrichtung angebracht, deren Ende über einen Lenker 25 mit der Barometerdose 3 verbunden ist. Auch dieser Lenker weist am einen Ende ein Loch auf, durch welches der an der Barometerdose 3 angeordnete Stift 26 hindurch gesteckt ist, so dass sich der Lenker frei drehen kann.
Am anderen Ende weist der Lenker 25 einen sich in der Lenker-Längsrichtung erstreckenden Schlitz 25a auf, durch welchen der an der Kompensationsvorrichtung 23 befestigte Stift 19 hindurch gesteckt ist, der so den Angriffspunkt des als Übertragungsorgan dienenden Lenkers 25 bildet. Dieser Lenker 25 und der in ihm angeordnete Schlitz 25a sind nun, wie sich aus der Betrachtung der beiden Figuren 2 und 3, in welchen die Barometerdose 3 dieselbe Dicke aufweist, einerseits und den beiden Figuren 4 und 5, in welchen die Barometerdose 3 eine grössere Dicke aufweist, anderseits ergibt, so bemessen, dass sich die Dose 3 ausdehnen und den Zeiger 6 über einen wesentlichen Teil seines Schwenkbereiches verschwenken kann, ohne dass der Zeiger 16 beeinflusst wird, und dass der Stift 19 erst dann am einen Ende des Schlitzes 25a anstösst, wenn der Zeiger 6 beinahe seine Endlage erreicht hat.
Dadurch wird nun bei einem weiteren Dickenzuwachs der Dose 3 der Zeiger 16 über den durch die beiden Anschläge 27 und 28 begrenzten Anzeigebereich verschwenkt. Bei zunehmendem Druck, also bei abnehmender Dosendicke, erfolgt die Bewegung umgekehrt. Je nach der gewünschten Anzeigegenauigkeit in den beiden Messbereichen wird man natürlich den Abstand zwischen dem Angriffspunkt 9 sowie der Drehachse des Zeigers 6 und den Abstand zwischen dem Angriffspunkt 19 und der Drehachse des Zeigers 16 wählen, wobei im gezeichneten Ausführungsbeispiel der zweite dieser beiden Abstände kleiner ist als der erste.
In der Zeichnung ist nun ein mit 29 bezeichneter Uhrwerkzeiger dargestellt, der bei jeder Umdrehung nicht nur die beiden Fixkontakte 30 und 31, sondern auch die Enden der beiden Zeiger 6 und 16 berührt und dadurch jeweilen einen Stromkreis schliesst, falls die Zeiger 6 und 16 über die Spiralfeder 10 beziehungsweise 20 mit einer Spannungsquelle elektrisch leitend verbunden sind und der Zeiger 29 über irgend welche Leiter mit dem anderen Pol derselben Spannungsquelle verbunden ist.
Durch eine Messung der Zeit, die der Zeiger 29 vom einen Fixkontakt bis zum Kontakt mit einem der Zeiger 6 oder 16 benötigt, lässt sich die Zeigerstellung und damit über eine Eichkurve auch der zugehörige Druck bestimmen, wobei nur darauf zu achten ist, dass man den Wert desjenigen Zeigers verwendet, der sich im Arbeitsbereich befindet, was jedoch keine Schwierigkeit ist, da der Ruhepunkt, das heisst der Ort, an welchem sich der Zeiger am Anschlag befindet, bekannt ist.