弹簧推动的光学压力显示装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种光学压力显示装置，具有能沿着显示路径机械运动的指针(3)，该指针能根据通过压力接口(2)施加的控制压力(p)的标准这样调节以用于绝对压力显示，即缓慢的压力变化引起指针(3)的至少分布地平稳地进行的位置变换，其中，为了实现指针(3)的平稳的位置变换，设有弹簧预加应力的卡扣机构，该卡扣机构包括调节活塞(4)，该调节活塞在到达通过控制压力加载实现的触发位置时，促使与指针(3)耦合连接的操纵件平稳地进行位置变换。
【专利说明】弹簧推动的光学压力显示装置
[0001]本申请是基于2011年9月8日所提交的申请号为201180043855.7、发明名称为“弹簧推动的光学压力显示装置”的发明的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种光学压力显示装置，具有能沿着显示路径机械运动的指针，该指针能根据通过压力接口施加的控制压力P的标准这样调节以用于绝对压力显示，即缓慢的压力变化引起指针的至少分步地平稳地进行的位置变换。
【背景技术】
[0003]本发明的应用领域主要扩展到轨道车辆技术中。通过有效的规定需要的是，在气动的制动系统中占主要地位的储备空气压力可通过在轨道车辆、例如是汽车的外部可见的光学压力显示器读出，以便确定在汽车中是否存在足够的储备空气压力用于操纵制动器。光学压力显示器在此大多情况下设计为由两部分组成的。因此通过窗口可见的指针利用红色区域示出，未提供足够的空气压力，相反地，绿色区域的显示内容标记了，存在足够的空气压力。在这种由两部分组成的显示器中，指针的中间位置因此并不可靠，这是因为由此将可能出现关于压力状态的不清楚的信息。
[0004]出于该原因，指针在压力变化缓慢时不会连续地跟随压力变化，而是在达到显示为极限值的接通控制压力Ps时，平稳地从一个位置变换到另一个位置。可替换地，当可识别出压力显示器直线地改变时也是足够的。
[0005]根据通常已知的现有技术，该必要条件一般通过附加的调节装置来满足。因此在电显示装置中，压力变化连续地通过压力传感器来检测，然而在集成电动机的情况下实现显示，以便由此引起压力显示器的指针的所要求的平稳的位置变换。
[0006]在这种现有技术中显示出的缺点在于，需要通过作为调节驱动器的电动机提供附加的辅助能量。此外，光学的压力显示装置也配备有用于供给运行能量的电接口，这此外也需要相应的电缆铺设。
【发明内容】
[0007]因此本发明的目的在于，提出一种光学的压力显示装置，其无需这种附加的辅助能量并且允许平稳的显示改变。
[0008]该目的由一种根据权利要求1的前序部分并结合其特征部分所述的光学压力显示装置来实现。后续的从属权利要求给出了本发明的有利的改进方案。
[0009]本发明包括这样的技术原理，即为了实现指针的平稳的位置变换，设有弹簧预加应力的卡扣机构，该卡扣机构包括调节活塞，该调节活塞在到达通过控制压力加载实现的触发位置时，促使与指针耦合连接的操纵元件平稳地进行位置变换。
[0010]换而言之，通过调节活塞首先将升高的控制压力转换为成比例地升高的调节行程。从到达调节活塞的触发位置开始，推动(aktiviert)通过所经过的调节行程来弹簧预加应力的卡扣机构，以便随后利用弹簧来驱动指针，从而平稳地进行位置变换。
[0011]根据本发明的解决方法的优点特别在于，为此无需辅助能量。单独地通过控制压力提供用于对指针进行位置变换的运行能量。根据本发明的解决方法的特征在于简单并且可靠的结构性的构造。
[0012]优选地，通过反向于通过控制压力施加的力作用在调节活塞上的复位弹簧来限定弹簧预加应力的卡扣机构的触发。在此，滞后调节可以以简单的方式通过不同的弹簧硬度和预应力实现。此外也可能的是，使用多个在复位方向上直接或间接作用在调节活塞上的弹費。
[0013]根据本发明的一个优选的实施方式，卡扣机构包括一对通过相邻的倾斜面借助于齿部共同作用的压力旋转活塞。在此，其中一个压力旋转活塞安装在调节活塞上，并且其中另一个压力旋转活塞通过角度调节促使指针借助于旋转平稳地进行位置变换。在此，具有齿部的卡扣机构以圆珠笔原理为依据。通过倾斜面的彼此抵压，在另一个压力旋转活塞方面产生转矩，然而其转换为相应的角度调节的过程首先通过齿部锁定。随着增加的行程调节，彼此相邻的齿这样相匹配，直至它们最后构成倾斜面，齿部的相对设置的、布置在另一个压力旋转活塞方面的齿在该斜面上滑动，以实现角度调节。以这种程度进行角度调节，直至滑动的齿再次碰到齿部的相对设置的齿的齿面。如果倾斜面的齿部具有四个齿，那么由此根据一个优选的实施方式可以通过另一个压力旋转活塞的四分之一旋转(Vierteldrehung)实现平稳的位置变换。
[0014]在该实施例中，产生预应力的复位弹簧可以单独地与其中另一个压力旋转活塞共同作用。如果产生了附加的预应力，那么可能的是，复位弹簧在后面直接抵靠在调节活塞上。复位弹簧的该布置的优点是改进了力分布。此外也可以考虑的是，设置仅仅一个调节活塞侧的复位弹簧。
[0015]根据本发明的另一个方面提出，至少一个复位弹簧的预应力能通过配属的调节螺栓调节，以便由此影响指针的触发位置。以这种简单的措施可以使根据本发明的光学压力显示装置适合于不同的转换压力。这样的调节螺栓可以例如相对于配属的复位弹簧同轴地布置在壳体侧并且从外部可触及地布置。
[0016]根据本发明的第二个优选的实施例提出，卡扣机构包括弹簧膜片板，调节活塞在外部径向地布置在该弹簧膜片板上，相反地，指针的挺杆形的操纵元件居中地与调节活塞相对布置，以便通过轴向调节引起指针的平稳地进行的位置变换。当然，操纵元件也可以在外部径向地作用在弹簧膜片板上并且调节活塞居中地作用在弹簧膜片板上。弹簧膜片板由拱形的弹簧板构成，其从到达通过调节活塞的行程调节引起的触发位置起，由形成的预应力突然转入另一个位置中，由此实现了耦合连接在其上的指针的平稳地进行的位置变换。卡扣机构在此基于迅动开关的原理。弹簧膜片板也可以借助于调节螺栓调节为不同的预应力。
[0017]根据本发明的第三个实施例提出，卡扣机构包括铰接在从调节活塞出发的挺杆的端侧上的并且安装在摇摆支架上的第一杠杆，该第一杠杆在末端方面通过弹簧与同样安装在摇摆支架上的第二杠杆连接，该第二杠杆的末端使指针运动。该卡扣机构以光控开关的原理为依据，控制压力以该原理使摆动支撑的杠杆的一端运动，该杠杆的另一端与第二摆动支撑的杠杆通过螺旋弹簧或类似物弹性地耦合连接。随后，在第二摆动支撑的杠杆的末端安装了指针。弹簧元件实现了同一指针的平稳地进行的位置变换。该卡扣机构鉴于预应力也可以通过以下方式进行调节，即与调节螺栓共同作用的复位弹簧反向于控制压力地作用在调节活塞上。
[0018]根据第四个-类似的-实施例，卡扣机构包括第一杠杆，该第一杠杆铰接在安装在调节活塞上的挺杆上，并且通过拉力弹簧与同样安装在摇摆支架上的第二杠杆连接，该第二杠杆的末端使指针运动。与前面提到的实施例相反地，在此并不是通过压力而是通过拉力来操纵指针。能够以类似的方式可调节地设计触发位置。
[0019]根据第五个优选的实施例，卡扣机构包括多次弯曲的翻转杠杆，其利用一端作用在指针上，以便首先对指针的位置变换进行锁定。通过在调节活塞上建立的控制压力力求使得指针运动。然而，首先阻止运动的锁定从到达调节活塞的触发位置开始，同样以控制压力操纵的方式进行解锁，从而在同样通过多个连杆操纵的翻转杠杆向另一个方向摆动之后实现指针的平稳地进行的位置变换。为此目的，一方面为了对调节活塞进行加载，并且另一方面为了对实现解锁的集成的弹簧复位的活塞气缸布置进行加载，需要通过分支输送控制压力。
[0020]根据第六个优选的实施例，卡扣机构包括从调节活塞出发的、带有至少一个径向的止动凹槽的挺杆。止动凹槽与弹簧加载的锁止球共同作用，用于形成止动爪。从达到控制活塞上的触发控制压力起，挺杆的、通过控制压力引起的轴向力克服锁止球的弹力，从而将锁止球由对应一致的止动凹槽中压出。通过事先形成的预应力来实现优选地安装在挺杆的端侧上的指针的平稳地进行的位置变换。在此，指针也可以通过连杆运动并且摇摆支架可能通过杠杆臂运动。一个唯一的弹簧加载的锁止球足够用于对这种卡扣机构进行转换。然而也可以考虑的是设置多个-优选地彼此相对设置的-弹性加载的锁止球，以便将挺杆可靠地锁定在终端位置上。配属于每个锁止球的压力弹簧同样可以通过调节螺栓施加预应力。
[0021]代替锁止球也可以应用其他的锁止件，例如辊、锥形销或类似物。
[0022]本发明并不局限于前述的优选的五个实施例。更确切地说也可以考虑上述实施例的、处于唯一的独立权利要求1的保护范围中的变体。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]以下根据附图详细说明这五个优选的实施例。图中示出:
[0024]图1是根据第一个实施例的光学压力显示装置的示意性侧视图，
[0025]图2是图1中示出的、具有能调节的弹性预应力的第一个实施例的另一个实施方式，
[0026]图3是通过根据图1的卡扣机构引起的指针角度调节的示意性俯视图，
[0027]图4是根据第二个实施例的光学压力显示装置的示意性侧视图，
[0028]图5是根据第三个实施例的光学压力显示装置的示意性侧视图，
[0029]图6是根据第四个实施例的光学压力显示装置的示意性侧视图，
[0030]图7是根据第五个实施例的光学压力显示装置的示意性侧视图，
[0031]图8是根据第六个实施例的光学压力显示装置的示意性侧视图。
【具体实施方式】
[0032]根据图1，第一实施例的光学压力显示装置包括壳体1，在其上布置有压力接口 2用于导入控制压力P。在壳体I的内侧布置有指针3，其通过角度调节交替地通过壳体I中的-在此不可识别的-窗口显示区域A和B。区域A显示存在重要的控制压力P，另一个窗口 B显示潜在的控制压力p。
[0033]弹簧预加应力的卡扣机构将控制压力P在压力接口 2处从达到阈值起的缓慢的压力提升过程转换成指针3的平稳的位置变换。弹簧预加应力的卡扣机构包括调节活塞4，其在到达通过控制压力加载实现的轴向触发位置时，促使与指针3耦合连接的操纵件平稳地进行位置变换。
[0034]操纵件在该实施例中是在后面详细说明的压力旋转活塞。反向于通过控制压力P施加的力，复位弹簧5的力作用在调节活塞4上。此外设置第二复位弹簧6，其在壳体I和操纵件之间有效地间接将复位力施加在调节活塞4上。第二复位弹簧6在此通过调节螺栓7在其用于确定指针3的预期的触发位置和进而用于极限控制压力的力作用方面是可调节的，指针3从极限控制压力起变换显示位置。
[0035]卡扣机构包括一对通过相邻的倾斜面8借助于齿部9共同作用的压力旋转活塞1a和10b。下方的压力旋转活塞1a安装在调节活塞4上，而上方的压力旋转活塞1b为了借助于旋转调节角度而安装在指针3上。这样构成的卡扣机构的作用原理突出地在说明书的通用部分中说明。
[0036]根据图2，除了用于对复位弹簧6施加预应力的调节螺栓7，还在调节活塞侧布置了另一个可施加预应力的复位弹簧6a，其可通过配属于它的调节螺栓7a施加预应力。
[0037]根据图3，光学压力显示装置的壳体I具有窗口 11，通过该窗口可看见指针3的显示区域A或B。分别通过上方的压力旋转活塞1b的四分之一旋转实现位置变换。与此相应地，显示区域A和B安装在四边形部段12上。
[0038]根据图4，卡扣机构包括弹簧膜片板13，调节活塞4在外部径向地包围该弹簧膜片板。挺杆14在末端上支撑指针3，并且居中地固定在弹簧膜片板13上。虚线表示了指针3的转换位置，其中，弹簧膜片板13重新翻转地变形，以便到达开关位置中。通过形成控制压力P，使弹簧膜片板13通过边缘上的调节活塞4弯曲，直至其在中间位置重新翻转，以便引起指针3的平稳地进行的位置变换。
[0039]根据图5，该实施例的卡扣机构包括铰接在从调节活塞4出发的挺杆14的端侧上的并且安装在配属的摇摆支架15上的第一杠杆16。杠杆16在末端方面通过弹簧17与同样安装在摇摆支架18上的第二杠杆19连接。该第二杠杆19的末端最后使指针3从到达通过弹簧17和杠杆关系确定的触发位置起运动。
[0040]根据图6，在该类似于前述实施例的另一个实施例中，代替拉力弹簧应用了拉力弹簧17'。从调节活塞4出发的挺杆15'以端侧固定在壳体上地安装在摇摆支架2(V上。通过拉力弹簧17'将杠杆16'与第二杠杆19'连接，第二杠杆同样可通过摇摆支架18'摆动，并且其末端使指针3运动。换而言之，杠杆16'与固定在壳体上在摇摆支架20'上的一个端部并且与挺杆15'上的另一个端部连接。
[0041]通过调节螺栓7b和7c可以改变每个配属的复位弹簧5和5'的预应力，由此可调节显示装置的上开关点和下开关点。
[0042]根据图7，该实施例的卡扣机构包括翻转杠杆21，该翻转杠杆利用一个端部作用在指针3上，以便尽管在调节活塞4上形成了控制压力P时也对指针的位置变换进行锁定。从到达调节活塞4的触发位置起，同样通过控制压力P对位置变换进行解锁，分支地将该控制压力输送给集成的弹簧复位的活塞气缸布置22，从而由于翻转杠杆21的由此实现的返回摆动，通过在调节活塞4上形成的控制压力P实现指针3的平稳的位置变换。翻转杠杆21的解锁的位置通过点划线示出。
[0043]最后在图8中示出的优选的实施例中，卡扣机构包括从调节活塞4出发的挺杆23，该挺杆包括径向的止动凹槽24。径向的止动凹槽24用于固定指针3的-未示出的-上方的位置(虚线)。在示出的位置中，挺杆23通过另一个止动凹槽24'与配属的弹簧加载的锁止球25锁定。然而从达到触发控制压力起自动解除该锁定，从而可以实现挺杆23的和进而是在此安装的指针3的平稳的位置变换。在然后到达的终端位置上，另一个弹簧加载的锁止球25与配属的止动凹槽24对应一致。
[0044]参考标号表
[0045]I 壳体
[0046]2 压力接口
[0047]3 指针
[0048]4 调节活塞
[0049]5 复位弹簧
[0050]6 复位弹簧
[0051]7 调节螺栓
[0052]8 倾斜面
[0053]9 齿部
[0054]10 压力旋转活塞
[0055]11 窗口
[0056]12 四边形部段
[0057]13 弹簧膜片板
[0058]14 挺杆
[0059]15 摇摆支架
[0060]16 第一杠杆
[0061]17 弹簧
[0062]18 摇摆支架
[0063]19 第二杠杆
[0064]20 摇摆支架
[0065]21 翻转杠杆
[0066]22 活塞气缸单元
[0067]23 挺杆
[0068]24 止动凹槽
[0069]25 锁止球
【权利要求】
1.一种光学压力显示装置，具有能沿着显示路径机械运动的指针(3)，所述指针能根据通过压力接口(2)施加的控制压力(P)被调节以用于绝对压力显示，使得缓慢的压力变化引起所述指针(3)的至少分步地、快速的位置变换，其特征在于，为了实现所述指针(3)的快速的位置变换，设有弹簧预加应力的卡扣机构，所述卡扣机构包括调节活塞(4)，所述调节活塞在到达通过控制压力加载实现的触发位置时，促使与所述指针(3)耦合连接的操纵件的快速的位置变换，其中，所述卡扣机构包括第一杠杆(16，16’)，该第一杠杆铰接至从所述调节活塞(4)出发的挺杆(14，15’)，安装至摇摆支架(15，20’)，且通过弹簧(17，17’)与同样安装至摇摆支架(18，18’)的第二杠杆(19，19’)连接，所述第二杠杆的末端使所述指针⑶运动。
2.根据权利要求1所述的光学压力显示装置，其特征在于，所述摇摆支架(20'，18’)固定至所述光学压力显示装置的壳体。
【文档编号】G01L19/08GK104458110SQ201410683452
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2011年9月8日 优先权日:2010年9月16日
【发明者】赖纳·克诺斯, 塞巴斯蒂安·罗卡 申请人:克诺尔-布里姆斯轨道车辆系统有限公司