(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスの圧力の温度補償された監視のための監視機器（１）であって、該監視機器（１）は、
前記ガスの圧力変化に反応して変位可能な連結部分（８）を有する圧力検出エレメント（６）と、
温度変化に反応して、第１の接続部分（１１）と第２の接続部分（１２）との間で可変の長さを有する温度検出エレメント（１０，１０’）と、
備え付けられた枢着部分（１５）を有する、主軸（１３）を中心に回動可能な主セグメント（１４）と、
を備え、
前記温度検出エレメント（１０，１０’）は、前記第１の接続部分（１１，１１’）で前記圧力検出エレメント（６）の前記連結部分（８）に連結されており、かつ、前記主軸（１３）を中心とした前記主セグメント（１４）の回動位置に影響を与えるために、前記第２の接続部分（１２，１２’）で前記枢着部分（１５）と協働し、
当該監視機器（１）は、少なくとも１つの第１のスイッチ装置（２００）をさらに備え、
該第１のスイッチ装置（２００）は、
前記主セグメント（１４）に連結された回動可能な第１のカム（２１）により操作可能な、第１の電気的なスイッチエレメント（２０）と、
前記主軸（１３）を中心に回動可能な第１の補助セグメント（２２）であって、該第１の補助セグメント（２２）の回動位置の変更によって前記第１のカム（２１）と前記第１の電気的なスイッチエレメント（２０）との間の相対位置が可変であるように、前記第１の電気的なスイッチエレメント（２０）が取り付けられている、第１の補助セグメント（２２）と、
を備えることを特徴とする、ガスの圧力の温度補償された監視のための監視機器（１）。
【請求項２】
前記主セグメント（１４）は、主指針シャフト（１７）に取り付けられた歯列（１６）に噛み合い、前記主セグメント（１４）の回動が、前記主指針シャフト（１７）に取り付けられた主指針（１９）の変位を生ぜしめる、請求項１記載の監視機器（１）。
【請求項３】
前記第１の補助セグメント（２２）は、第１の補助指針シャフト（２４）に、第１の歯列（２３）を介して噛み合い、前記第１の補助セグメント（２２）の回動は、前記第１の補助指針シャフト（２４）に取り付けられた第１の補助指針（２６）の変位を生ぜしめる、請求項１または２記載の監視機器（１）。
【請求項４】
前記主指針シャフト（１７）および前記第１の補助指針シャフト（２４）は、互いに対して同軸に配置されている、請求項２を引用する請求項３記載の監視機器（１）。
【請求項５】
少なくとも１つの第２のスイッチ装置（２００’，２００’’）を備え、
該第２のスイッチ装置（２００’，２００’’）は、
前記主セグメント（１４）に連結された回動可能な第２のカム（２１’，２１’’）により操作可能な、第２の電気的なスイッチエレメント（２０’，２０’’）と、
前記主軸（１３）を中心に回動可能な少なくとも１つの第２の補助セグメント（２２’，２２’’）であって、該第２の補助セグメント（２２’，２２’’）の回動位置の変更によって前記第２のカム（２１’，２１’’）と前記第２の電気的なスイッチエレメント（２０’，２０’’）との間の相対位置が可変であるように、前記第２の電気的なスイッチエレメント（２０’，２０’’）が取り付けられている、第２の補助セグメント（２２’，２２’’）と、
を備える、請求項１から４までのいずれか１項記載の監視機器（１）。
【請求項６】
前記第１の補助セグメント（２２）または前記第２の補助セグメント（２２’，２２’）は、回動可能な調整歯列（３１）に選択的に噛み合うことができ、これによって、前記調整歯列（３１）の回動により、前記第１の電気的なスイッチエレメント（２０）または前記第２の電気的なスイッチエレメント（２０’，２０’’）のスイッチ点が、前記主セグメント（１４）と共に回動可能な前記第１のカム（２１）または前記第２のカム（２１’，２１’’）の回動位置に関連して調整可能である、請求項５記載の監視機器（１）。
【請求項７】
前記回動可能な調整歯列（３１）と、前記第１の補助セグメント（２２）または前記第２の補助セグメント（２２’，２２’’）との間の前記選択的な噛み合いは、前記調整歯列（３１）の軸方向の可動性により生ぜしめられるようになっている、請求項６記載の監視機器（１）。
【請求項８】
前記第２の補助セグメント（２２’，２２’’）は、第２の補助指針シャフト（２４’，２４’’）に、第２の歯列（２３’，２３’’）を介して噛み合い、前記第２の補助セグメント（２２’，２２’’）の回動は、前記第２の補助指針シャフト（２４’，２４’’）に取り付けられた第２の補助指針（２６’，２６’’）の変位を生ぜしめる、請求項５から７までのいずれか１項記載の監視機器（１）。
【請求項９】
前記主指針シャフト（１７）および前記第２の補助指針シャフト（２４’，２４’’）は、互いに対して同軸に配置されている、請求項４を引用する請求項８記載の監視機器（１）。
【請求項１０】
前記温度検出エレメント（１０，１０’）は、バイメタルエレメントまたはベローズエレメントであり、該ベローズエレメントは、ワックスまたは流体で充填されており、該ワックスまたは流体は、温度変化に反応して体積を変化させる、請求項１から９までのいずれか１項記載の監視機器（１）。
【請求項１１】
前記ベローズエレメントに圧力密に連結された外部の体積部が、ガスタンク内または当該監視機器（１）の圧力接続部（５）の領域で使用機器に取り付けられている、請求項１０記載の監視機器（１）。
【請求項１２】
前記ガスは、スイッチシステム内の保護ガスである、請求項１から１１までのいずれか１項記載の監視機器（１）。
【請求項１３】
保護ガス雰囲気に封入された少なくとも１つの電気的なスイッチエレメントを有するスイッチシステムであって、前記保護ガス雰囲気は、許容圧力範囲および／または許容密度範囲に調整されており、当該スイッチシステムは、請求項１から１２までのいずれか１項記載の監視機器（１）をさらに有しており、該監視機器（１）は、前記保護ガス雰囲気を形成しているガスの圧力および／または密度を検出するために、当該スイッチシステム内に統合されており、許容圧力範囲および／または許容密度範囲が上回られかつ／または下回られることが、前記監視機器（１）の前記第１の電気的なスイッチエレメント（２０）の電気的な信号により外部に出力可能であることを特徴とする、スイッチシステム。
【請求項１４】
前記保護ガス雰囲気の圧力および／または密度が、前記許容圧力範囲および／または許容密度範囲の上限値または下限値に対して予め規定された間隔まで接近すると、前記監視機器（１）が、電気的な信号を出力するか、または
予め規定された圧力範囲および／または密度範囲からの逸脱を前記監視機器（１）が検出した場合に、アラームが生成され、かつ／またはスイッチシステムにおけるスイッチ過程が阻止され、前記保護ガス雰囲気の圧力および／または密度が前記許容圧力範囲および／または前記許容密度範囲の前記上限値または前記下限値に対して予め規定された間隔まで近接したことが検知されると、警告報が生成される、請求項１３記載のスイッチシステム。
【請求項１５】
別の許容圧力範囲および／または許容密度範囲が上回られかつ／または下回られることが、前記第２の電気的なスイッチエレメント（２０’，２０’’）の電気的な信号により外部に出力可能である、請求項５から９までのいずれか１項を引用する請求項１３または１４記載のスイッチシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス、特に高性能スイッチシステム内の保護ガスの圧力の温度補償された監視のための監視機器に関する。
【０００２】
本発明はさらに、このような監視機器を備えた高性能スイッチシステムに関する。
【０００３】
先行技術
先行技術からは、概して、ガス、特に高性能スイッチシステム内の保護ガスの圧力の温度補償された監視のための種々の監視機器が知られている。
【０００４】
スイッチ付き圧力計（マノメータ）と呼ばれるこのような監視機器は、スイッチ装置を有している。このスイッチ装置は、たとえば電磁スナップ接点、誘導性のスイッチ出力タップまたはリードスイッチを含んでいる。この場合、目盛上で圧力を示すための指針には、磁石が連結されている。
【０００５】
開いた接点を有するこのようなスイッチ付き圧力計は、西独国実用新案公開第１８０７７１４号明細書に開示されている。独国特許出願公開第１０２００９０４６１７３号明細書からは、リードコンタクトを有するスイッチ付き圧力計が公知である。
【０００６】
さらに、可変のスイッチ点を有するスイッチ付き圧力計が独国特許出願公開第１０２００８０００３１８号明細書から知られている。
【０００７】
たとえば、欧州特許出願公開第１８５００９６号明細書または独国特許出願公開第１０２０１１０５４４６２号明細書に記載されているように、測定装置を用いて物理的な測定量を監視するためのコントロール装置が知られている。この場合、電子的な出力取出しは、プログラミングされて保存されたスイッチ点により制御可能である。
【０００８】
発明の課題
本発明の根底を成す課題は、先行技術に対して改善された、ガスの圧力の温度補償された監視のための監視機器および高性能スイッチシステムを提供することにある。
【０００９】
この課題は本発明により、監視機器に関しては請求項１の特徴部に記載の特徴により、高性能スイッチシステムに関しては請求項１０の特徴部に記載の特徴により解決される。
【００１０】
本発明の有利な態様は従属請求項に記載されている。
【００１１】
発明の概要
ガス、特にたとえばＳＦ６（六フッ化硫黄）を充填された高性能スイッチシステム内の保護ガスの圧力および／または密度の、温度補償された監視のための本発明に係る監視機器は、圧力検出エレメントを有している。圧力検出エレメントは、ガスの圧力変化に反応して変位可能な連結部分を有している。さらに監視機器は、温度検出エレメントを有している。温度検出エレメントは、温度変化に反応して、第１の接続部分と第２の接続部分との間で可変の長さを有している。さらに監視機器は、備え付けられた枢着部分を有する、主軸を中心に回動可能な主セグメントを有している。この場合、温度検出エレメントは、その第１の接続部分で、圧力検出エレメントの連結部分に連結されており、主軸を中心とした主セグメントの回動位置に影響を与えるために、その第２の接続部分で枢着部分と協働する。付加的に、監視機器は、第１の電気的なスイッチエレメントを備える少なくとも１つの第１のスイッチ装置を有している。第１のスイッチエレメントは、主セグメントに連結された回動可能なカムにより操作可能である。さらに監視機器は、主軸を中心に回動可能な第１の補助セグメントも有している。この補助セグメントには、カムと第１の電気的なスイッチエレメントとの間の相対位置が第１の補助セグメントの回動位置の変更により可変であるように、第１の電気的なスイッチエレメントが取り付けられている。
【００１２】
監視機器は、スイッチエレメントを操作するカムと、スイッチエレメントとの間の可変の相対位置によって、簡単な形式でスイッチエレメントのスイッチ点の可変の設定を可能にする。スイッチエレメントは、規定された複数の圧力または密度閾値で、電気的な接触およびスイッチ出力を介して、目標値への到達または目標値の超過に関する通知を外部に出力する。つまり、補助セグメントの回動、ひいては主軸に設けられたカムに対して相対的なスイッチエレメントの回動により、圧力検出エレメントにかけられている圧力に関する、スイッチ装置のスイッチ点が変更可能である。このことは特に後からでも、つまりたとえば監視機器の運転中にも可能である。
【００１３】
この場合、スイッチエレメントとして、達成可能な高いスイッチ性能を有する、封入された廉価な標準型スイッチが使用可能である。これらのスイッチは、振動下でも安定的にそのスイッチ状態を維持し、精密なスイッチ特性を有する多くの形態で入手可能である。このためには、Ｃｈｅｒｒｙ社のプラグラムマイクロスイッチＤＫ，ＤＢｘ、在ＷｉｌｄｂｅｒｇのＫｉｓｓｌｉｎｇ社のＤＢｘ，ＤＫ，ＤＣまたはＵＤＣならびにローラスイッチＭＺｘ，ＭＮｘまたはＯｍｒｏｎ社またはＳａｉａ−Ｂｕｒｇｅｓｓ社のスイッチが挙げられる。したがって、先行技術から公知の電子的に制御されたスイッチエレメントに対して、スイッチ点の設定および実際のスイッチングを、外部エネルギの供給なしに純粋に機械的に、従って極めて頑丈に、かつコンパクトな構造形式で実現することが可能である。
【００１４】
スイッチエレメントのコンパクトな構造形式および主軸に対して同軸なスイッチエレメントの配置の結果、さらに、監視機器自体を特に小さな寸法で実施する可能性が生じる。したがって、使用機器、特に高性能スイッチシステムにおける監視機器の簡単な配置が可能であるので、温度補償は廉価にかつ使用機器の近傍で行われ得る。
【００１５】
監視機器の可能な態様では、圧力検出エレメントが、片側で閉じられたブルドン管として、たとえば楕円形の横断面を備えて実施されている。このようなブルドン管は極めて信頼性よくかつ廉価である。
【００１６】
監視機器の可能な別の態様では、圧力検出エレメントが、下端部で接続アダプタに圧力密に溶接結合されている。圧力検出エレメント自体は、ガスの圧力変化に、特にその自由端が運動を実施する形で反応する。これにより生じた変位は、たとえば溶接された連結部分を介してレバー機構に伝達され、指針機構またはスイッチ、たとえばスイッチエレメントを操作することができる。しかし、スイッチまたは指針機構のこの操作の前に、温度検出エレメントが介在されている。温度検出エレメントは、周辺空気、ハウジング内の空気またはガス絶縁された高性能スイッチシステム内のガスの温度変化に反応して、第１の接続部分と第２の接続部分との間で可変の長さを有している。
【００１７】
可能な態様では、温度検出エレメントは、バイメタルエレメントである。バイメタルエレメントは、接続部分として、たとえば２つの孔を有していて、これらの孔により連結機構に統合されている。この場合、バイメタルエレメントは、高い信頼性と、小さな摩耗と、廉価な入手可能性とにより優れている。
【００１８】
たとえば、温度検出エレメントは、一方の側で、備え付けられた枢着部分を備える、主軸を中心に回動可能な、歯付きセグメントとして形成された主セグメントに結合されており、他方の側では、圧力検出エレメントの連結部分に結合されている。
【００１９】
このように介在させられた温度検出エレメントは、圧力検出エレメントの変位を伝達し、主セグメントを、主軸を中心に回動させる。主軸上で主セグメントは相対回動不能にアンカ固定されている。特に、主セグメントの回動は、歯列の噛み合いを介して、さらに任意に、主指針シャフトに取り付けられた主指針の変位を目盛上で生ぜしめる。しかし択一的には監視機器は、指針なしに形成されていてもよい。
【００２０】
監視機器の可能な態様では、温度検出エレメントが、ベローズエレメントであることが規定されている。この場合、このベローズエレメントには、ワックスまたは流体が充填されている。このワックスまたは流体は、温度変化に応じて体積変化を生ぜしめ、この場合特に、外部でベローズエレメントに圧力密に連結された体積部が、ガスタンク内または監視機器の圧力接続部の領域において使用機器、つまり監視すべき機器に取り付けられている。この場合、ベローズエレメントは、やはり高い信頼性により優れている。
【００２１】
監視機器の別の態様では、監視機器は、第２の電気的なスイッチエレメントを備える第２のスイッチ装置を有している。第２の電気的なスイッチエレメントは、主セグメントに連結された回動可能なカムにより操作可能である。監視機器はさらに、主軸を中心に回動可能な第２の補助セグメントを有しており、該第２の補助セグメントには、カムと第２の電気的なスイッチエレメントとの間の相対位置が第２の補助セグメントの回動位置の変更によって可変であるように、第２の電気的なスイッチエレメントが取り付けられている。第２のスイッチ装置は、第２のスイッチエレメントを操作する第２のカムと第２のスイッチエレメントとの間の可変の相対位置によって、簡単な形式で第２のスイッチエレメントのスイッチ点の可変の設定を可能にする。第２のスイッチエレメントは、規定された複数の圧力または密度閾値で、電気的な接触およびスイッチ出力を介して、目標値への到達または目標値の超過に関する通知を外部に出力する。つまり、第２の補助セグメントの回動、ひいては主軸に設けられたカムに対して相対的な第２のスイッチエレメントの回動によって、圧力検出エレメントにかかっている圧力に対する、第２のスイッチ装置のスイッチ点が変更可能である。
【００２２】
この場合、第２のスイッチエレメントとして、達成可能な高いスイッチ性能を有する廉価な封入された標準型スイッチが使用可能である。
【００２３】
第２のスイッチ装置の配置は、第１のスイッチ装置と相俟って、圧力検出エレメントにかけられている圧力に対する、監視機器のための複数のスイッチ点が可変に設定可能であることを可能にする。この場合、複数のスイッチ点により、たとえば、許容圧力範囲および／または許容密度範囲が上回られかつ／または下回られた場合の、種々異なるエスカレーション段階が実現可能であり、たとえば、まず第１のスイッチ装置のスイッチ点における警告の出力、次いで圧力および／または密度のますますの減少またはますますの増大時における高性能スイッチシステムのスイッチオフが実現可能である。したがって、主軸上のカムに作用結合している２つのスイッチ装置は、補助セグメントに、主軸の中心点を中心に回動可能であるように取り付けられている。補助セグメントの回動、ひいては主軸上の所属のカムに対して相対的なスイッチエレメントの回動により、圧力検出エレメントにかかっている圧力に対する、スイッチ装置のスイッチ点を変更することができる。
【００２４】
監視機器の可能な別の態様によれば、監視機器は、第３の電気的なスイッチエレメントを備える第３のスイッチ装置を有している。第３のスイッチエレメントは、主セグメントに連結された回動可能なカムにより操作可能である。さらに監視機器は、主軸を中心に回動可能な第３の補助セグメントを有している。第３の補助セグメントには、カムおよび第３のスイッチエレメントとの間の相対位置が第３の補助セグメントの回動位置の変更により可変であるように、第３の電気的なスイッチエレメントが取り付けられている。
【００２５】
第３のスイッチ装置の配置は、第１のスイッチ装置および第２のスイッチ装置と相俟って、圧力検出エレメントにかけられている圧力に対する、監視機器のための３つのスイッチ点が可変に設定可能であることを可能にする。したがって、主軸上のカムに作用結合している３つのスイッチ装置は、補助セグメントに、主軸の中心点を中心に回動可能であるように取り付けられている。補助セグメントの回動、ひいては主軸上の所属するカムに対して相対的なスイッチエレメントの回動により、圧力検出エレメントにかかっている圧力に対する、スイッチ装置のスイッチ点を変更することができる。この場合、３つのスイッチ点により、たとえば、許容圧力範囲および／または許容密度範囲が上回られかつ／または下回られた場合に、種々異なるエスカレーション段階が実現可能であり、たとえば、まずは第１のスイッチ装置のスイッチ点における予備警告の出力、次いで圧力および／または密度のますますの減少またはますますの増大時における別の警告、さらなる減少または増大時における高性能スイッチシステムのスイッチオフが実現可能である。
【００２６】
別の可能な態様では、スイッチエレメントを備える別のスイッチ装置が第１、第２または第３のスイッチ装置に相応して設けられていてもよい。したがって、多数のスイッチ点、多数のエスカレーション段階および駆動制御部が簡単かつ廉価な形式で実現可能である。
【００２７】
監視機器の別の態様では、主セグメントが歯列を有しており、主指針シャフトに取り付けられた歯列に噛み合う。この場合、主セグメントの回動は、ガスの圧力および／または密度を示す、主指針シャフトに取り付けられた主指針の変位を生ぜしめる。
【００２８】
監視機器の別の態様では、第１の補助セグメントおよび場合によっては第２の補助セグメントおよび場合によっては第３の補助セグメントが、特に手動で回動可能な調整歯列に選択的に噛み合わされてよく、これにより、調整歯列の回動により、第１の電気的なスイッチエレメントおよび／または第２の電気的なスイッチエレメントおよび／または第３の電気的なスイッチエレメントのスイッチ点が、主セグメントと共に回動可能な相応するカムの回動位置に関連して調整可能である。調整歯列のこの軸方向の可動性は、特に簡単な形式で、複数の補助セグメントを単に１つの調整歯列で操作し、または調整することを可能にし、これによって監視機器の特にコンパクトな構造形式が達成される。
【００２９】
この場合、回動可能な調整歯列と、第１の補助セグメントおよび／または第２の補助セグメントおよび／または第３の補助セグメントとの選択的な噛み合いは、たとえば調整歯列の軸方向の可動性により生ぜしめることができる。調整歯列のこの軸方向の可動性は、特に簡単、丈夫かつ信頼性のある形式で、補助セグメントを単に１つの調整歯列により操作し、または調整することを可能にする。
【００３０】
たとえば、調整歯列は、後方または前方に向かって四角部として実施され、かつレンチによって回動され得る別のシャフト上に配置されている。
【００３１】
この場合、このシャフトには、たとえば前方または後方から、栓体により閉鎖可能なハウジング開口を通じて到達可能である。この場合、栓体は、一方では侵入する異物からの保護を、他方では調整歯列の意図しないずれを可能にする。
【００３２】
可能な態様では、調整歯列の軸方向の可動性は、ばねに抗して行われるので、これによって調整歯列は自動的に非使用時に再びその出発位置に戻る。
【００３３】
監視機器の可能な変化形では、第１の補助セグメントおよび／または第２の補助セグメントおよび／または第３の補助セグメントはそれぞれ、１つの補助指針シャフト上に取り付けられた１つの歯列に噛み合う。この場合、各補助セグメントの回動は、対応する補助指針シャフトに取り付けられた補助指針の変位を生ぜしめる。このことは、簡単で信頼性のよい省スペースな形式で、スイッチ装置により調整された圧力スイッチ点／密度スイッチ点の、目盛上での表示を可能にする。
【００３４】
監視機器の別の態様によれば、主指針シャフトおよび少なくとも１つの補助指針シャフトは、互いに対して同軸に配置されている。これにより一方では、主指針および少なくとも１つの補助指針がユーザのために視覚的に１つの回動軸線上に配置されていることが可能にされる。したがって、この回動軸線上での主指針および少なくとも１つの補助指針の相前後した配置時には、ガスの目下の圧力および／または目下の密度の極めて明瞭な表示と同時に、該目下の圧力および／または目下の密度との比較でスイッチ装置の少なくとも１つのスイッチ点の極めて明瞭な表示が可能である。
【００３５】
監視機器の圧力検出エレメントと、該圧力検出エレメントに所属する目盛とは、たとえば０〜１．０ＭＰａ、または−０．１〜０．９ＭＰａを表示するように設計されている。
【００３６】
スイッチ装置のスイッチ点は、任意に０．５１または０．５４ＭＰａに固定的に調整されていてもよい。このためには、たとえば溶接、接着、ろう接または圧着を介してコーム内に置くことにより、補助セグメントが回動不能に取り付けられている。
【００３７】
本発明に係る高性能スイッチシステムは、保護ガス雰囲気内に封入された少なくとも１つの電気的なスイッチエレメントを有しており、保護ガス雰囲気は、許容圧力範囲および／または許容密度範囲に調整されている。高性能スイッチシステムはさらに本発明に係る監視機器または本発明に係る監視機器の態様を有している。監視機器は、保護ガス雰囲気を形成しているガスの圧力および／または密度を検出するために高性能スイッチシステム内に統合されている。許容圧力範囲および／または許容密度範囲が上回られかつ／または下回られることは、監視機器の、少なくとも第１の電気的なスイッチエレメントまたは付加的な第２の電気的なスイッチエレメントおよび／または第３の電気的なスイッチエレメントの電気的な信号により外部に出力可能である。
【００３８】
高性能スイッチシステムの可能な変化形によれば、監視機器は、保護ガス雰囲気の圧力および／または密度が、許容圧力範囲および／または許容密度範囲の上限値または下限値に対して予め規定された間隔まで近づいた場合に電気的な信号を出力する。択一的には、監視機器が、予め規定された圧力範囲および／または密度範囲からの逸脱を検知した場合に、アラームまたは警告および／または高性能スイッチシステムにおけるスイッチ過程の阻止が生ぜしめられ得る。この場合、保護ガス雰囲気の圧力および／または密度が、許容圧力範囲および／または許容密度範囲の上限値または下限値に対して予め規定された間隔まで近づいたことが検出されると、警告通知が生成される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】目盛を有する監視機器を前方から示した図である。
【図２】スイッチ装置および調整可能なカムを備えた監視機器の分解図である。
【図３】２つのスイッチ装置を備えた監視機器の分解図である。
【図４】同じように位置調整された２つのスイッチ装置を備えた監視機器の分解図である。
【図５】同じように位置調整された３つのスイッチ装置を備えた監視機器の分解図である。
【図６】固定可能な同じように位置調整された２つのスイッチ装置と、前後の機構ボードを有する監視機器の分解図である。
【図７】同じように位置調整された２つのスイッチ装置と、背後から位置調整可能な補助セグメント／スイッチ点を備えた監視機器の分解図である。
【図８】同じように位置調整された２つのスイッチ装置および補償エレメントとしてのベローズを有する監視機器の分解図である。
【００４０】
本発明の実施の形態を以下に図面につき説明する。
【００４１】
この場合、互いに対応する部材は、全ての図面において同一の符号で示されている。
【００４２】
図１は、目盛を有する監視機器を前方から示した図である。
【００４３】
この場合、たとえば、ガス絶縁されたスイッチ機器として形成された高性能スイッチシステムの監視部は、以下のように形成されている。すなわち、監視機器１が、８５％の充填圧まで、つまりたとえば０または−０．１ＭＰａから、７４ｐｓｉの値に相当する０．４５ＭＰａ（メガパスカル）まで赤い目盛部分２．１を備える目盛２を有している。
【００４４】
目盛２上で現在の充填圧を示すために、監視機器１は主指針１９を有している。
【００４５】
９０％の充填圧、つまり７８ｐｓｉまたは０．４７ＭＰａの第２の閾値までは、目盛２は、第２の目盛部分２．２において黄色の背景を有している。
【００４６】
上記の閾値を上回って９２〜９４ｐｓｉの最適な充填圧までは、目盛２が第３の目盛部分２．３において緑の背景を有している。
【００４７】
つまりユーザおよび監視員は、カラースキームによって、たとえば充填時にスイッチ機器の状態または充填度が目標範囲に動いたか否か、かつどのように動いたかの情報を与えられる。
【００４８】
さらに、ユーザは、どの位置にアラーム閾値／スイッチ閾値Ａ，Ｂを設定するかを決めることができる。このアラーム閾値／スイッチ閾値Ａ，Ｂを設定するためには、監視機器１は、四角部３２を有する調整軸３０を有している。調整軸３０は、監視機器１の前面または背面において、四角形工具（図示せず）を用いた回動により操作可能であり、調整軸３０の回動時には、スイッチ閾値と同時に、アラーム閾値／スイッチ閾値Ａ，Ｂと、該アラーム閾値／スイッチ閾値Ａ，Ｂを示す補助指針２６，２６’とが移動される。
【００４９】
たとえば、ユーザは、第１のアラーム閾値を０．４７ＭＰａの範囲に設定する。このアラーム閾値は、再充填アラームにつながる。第２の閾値は、０．４５ＭＰａに設定され得る。この第２の閾値は、場合によってはスイッチ機器の非常遮断に組み合わせられていてよい。同様に、図１の視点では詳しく示されていない形式で第２のパイロットアラーム閾値を組み込むことも考えられる。
【００５０】
監視機器１はその下面に、たとえば下方に向けられた、ねじ山４を備える圧力接続部５を有している。この場合、圧力接続部５はスイッチ機器における取付けおよびスイッチ機器への接続のために設けられている。
【００５１】
図２は、スイッチ装置および調整可能なカムを備えた監視機器の分解図を示している。
【００５２】
監視機器１は、圧力接続部５ならびに該圧力接続部５に密に結合された圧力検出エレメント６を有している。圧力検出エレメント６は、図示の実施の形態では、楕円形の横断面を有するブルドン管である。ブルドン管は、圧力接続部５におけるガスの圧力変化に反応して、その自由端７で変位する。
【００５３】
この自由端７に取り付けられた連結部分８は、孔９を有している。この孔９にはＵ字形の温度検出エレメント１０が回動可能に取り付けられている。
【００５４】
温度検出エレメント１０は、たとえばバイメタルであり、温度変化に反応して、孔として形成されたその両接続部分１１，１２の間の長さを変化させる。
【００５５】
温度検出エレメント１０の下側の接続部分１２は、主軸１３を中心に回動可能な、歯付きセグメントとして形成された主セグメント１４に備え付けられている枢着部分１５を運動させる。このためには、温度検出エレメント１０は、その第１の接続部分１１で圧力検出エレメント６の連結部分８に連結され、かつ第２の連結部分１２で枢着部分１５に連結されている。
【００５６】
このためには、枢着部分１５が特に長孔を備えているので、枢着部分１５に対する温度検出エレメント１０の作用位置は可変である。したがって、特に主軸１３に対するてこ比が調整可能である。
【００５７】
つまり、主セグメント１４の、主軸１３を中心とした回動位置は、圧力検出エレメント６の圧力に基づいた変位によって、かつ温度変化時には温度検出エレメント１０によっても影響を与えられる。したがって、温度検出エレメント１０が監視すべき容器のできるだけ近傍に取り付けられているか、または構造的な近接によってスイッチ機器内の温度がガス絶縁された、監視すべきスイッチのガス内の温度とほぼ同一である場合に、監視機器１を用いて、温度補償された圧力測定も、容器の密度測定または充填圧力測定も実施可能である。
【００５８】
主セグメント１４は、その歯列１６によって、主指針シャフト１７上に取り付けられた歯列１８に噛み合う。したがって主セグメント１４の回動は、主指針シャフト１７の回動を生ぜしめ、主指針シャフト１７上に取り付けられた主指針１９も、図示していない目盛、たとえば図１に図示されている目盛２上で変位する。
【００５９】
さらにこの機構には、スイッチ装置２００が結合されている。この場合、マイクロスイッチとして形成されたスイッチエレメント２０は、主軸１３に結合されたカム２１により操作可能である。カム２１は、圧力検出エレメント６内の温度補償された内圧に応じて反応する。
【００６０】
スイッチエレメント２０は、カム２１と電気的なスイッチエレメント２０との間の相対位置が主軸１３を中心とした第１の補助セグメント２２の回動により可変であるように、主軸１３を中心に回動可能な補助セグメント２２に取り付けられている。
【００６１】
さらに、補助セグメント２２の回動は、歯列２３を介して、補助指針シャフト２４の、補助指針シャフト２４に取り付けられた歯車２５を介した回動を生ぜしめる。つまり、スイッチエレメント２０を連行する各補助セグメント２２の回動は、カム２１に対する反応点および圧力検出エレメント６または接続されたガス容器の内圧に対する反応点の変更を生ぜしめると同時に、相応する補助指針シャフト２４に取り付けられた補助指針２６の変位を生ぜしめる。
【００６２】
このためには、補助指針シャフト２４は、中空軸として主指針シャフト１７に対して同軸に形成されている。つまり補助セグメント２２の移動によって、同時にスイッチエレメント２０の各反応圧力が表示される。
【００６３】
しかしこのためには予め、主軸１３に対するカム２１の正確な校正および調整が必要であり、同様に補助セグメント２２上でのスイッチ装置２００の位置調整ならびに反応圧力に関する補助指針２６の目盛２上での位置調整が必要である。
【００６４】
補助セグメント２２を、該補助セグメント２２に載置したスイッチエレメント２０と共に移動することは、手動で、回動可能なシャフトとして形成された調整軸３０によって可能である。該調整軸３０には、調整歯列３１が取り付けられている。
【００６５】
たとえば、同軸に取り付けられた四角部３２にレンチを被せ嵌めることによって、調整軸３０の回動、ひいては調整歯列３１の回動が生ぜしめられる。この場合、補助セグメント２２は、スイッチエレメント２０と共に移動させられて、該スイッチエレメント２０の、カム２１に対するスイッチ点が変更される。
【００６６】
スイッチ点の意図しない移動は、詳しく説明しない形式で、フリクションまたは摩擦またはばねエレメントにより補助セグメント２２がたとえば別のボードに押圧されることによって、阻止され得る。これによってたとえば振動に起因する回動は阻止される。
【００６７】
監視機器１の正しいかつ正確な機能を確実にするために、該監視機器１の校正および調整が必要である。
【００６８】
このためにはまず、たとえば補助セグメント２２に予め組み付けられているスイッチエレメント２０の、調整軸３０に対して相対的な位置調整が必要である。微調整において、スイッチエレメント２０は、その孔４０によって、補助セグメント２２に対して相対的に位置調整され得る。
【００６９】
さらにカム２１が、主軸１３上で位置調整され、かつ該主軸１３に相対回動不能に結合される。この場合に、相対回動不能な結合は、力接続式、材料接続式および／または形状接続式に、たとえば締付けねじまたは接着によって行われる。
【００７０】
さらに、主セグメント１４の枢着部分１５の枢着点は長孔内で位置調整されかつ位置固定される。このためには、枢着部分１５は、特に長孔を備えていて、かつ温度検出エレメント１０が調整ねじ４１に自由に作用することができ、この場合にひっかかることがないように、特殊ねじを備えている。この場合、長孔に対する調整ねじ４１の公差および温度検出エレメント１０における長孔の公差は、遊びが最小限にされているように、設計されている。
【００７１】
温度検出エレメント１０の、孔として形成された接続部分１１に対する、連結部分８の孔９の位置によって与えられている、圧力検出エレメント６の枢着点も、測定過程／計算過程または校正過程において前もって固定される。
【００７２】
補助指針２６は、圧力接続部５においてかけられた、そのスイッチエレメント２０のスイッチ点に適合する圧力において、精密圧力計による比較測定によって、または精密圧力調整器を利用して、補助指針シャフト２４に対して位置調整される。
【００７３】
図３は、２つのスイッチ装置を備えた監視機器の分解図である。
【００７４】
監視機器１の図示された実施の形態では、図２に示された実施の形態に対して付加的に、別のスイッチ装置２００’が設けられている。このスイッチ装置２００’は、第１のスイッチ装置２００に対して鏡面対称的に取り付けられている。
【００７５】
第２のスイッチ装置２００’は、同様にマイクロスイッチとして形成された第２のスイッチエレメント２０’を有している。このスイッチエレメント２０’は、主軸１３に結合された第２のカム２１’により操作可能である。第２のカム２１’は、圧力検出エレメント６の第２の圧力閾値に対して反応する。
【００７６】
第２のスイッチエレメント２０’は、同一の主軸１３に関して第１のスイッチエレメント２０に対して平行に、回動可能な第２の補助セグメント２２’上に取り付けられている。
【００７７】
さらに、第２の補助セグメント２２’の回動は、該第２の補助セグメント２２’に取り付けられた、歯車２５’に噛み合う歯列２３’を介して、同軸で中空な別の補助指針シャフト２４’の回動を生ぜしめる。この別の補助指針シャフト２４’は、別の補助指針シャフト２４に対して同軸に支持されている。
【００７８】
補助セグメント２２および２２’の移動は、手動で、ばね３３に抗して移動可能な、シャフトとして形成された回動可能な唯１つの調整軸３０により可能である。この調整軸３０には、調整歯列３１が取り付けられている。調整歯列３１は、選択的であり、たとえば移動により、選択的に補助セグメント２２，２２’に選択的に噛み合うことができる。
【００７９】
たとえば、同軸に取り付けられた四角部３２へのレンチの被せ嵌めおよび移動により、互いに異なる補助セグメント２２，２２’の回動が可能である。平行で鏡面対称的な構造によって、２つのスイッチ点を有するこの機構は極めてコンパクトな構造形式により優れている。
【００８０】
監視機器１の校正および調整は、図２の説明と同様に、付加的に第２のスイッチ装置２００’のためにも行われる。
【００８１】
図４は、同じように位置調整された２つのスイッチ装置を備えた監視機器の分解図である。
【００８２】
図３に示した実施の形態と異なり、スイッチエレメント２０，２０’を備えるスイッチ装置２００，２００’は同じように位置調整されている。この場合、第２のスイッチエレメント２０’も、孔４０’を有していて、該孔４０’は、第１のスイッチエレメント２０の孔４０と同様に、補助セグメント２２’に対するスイッチエレメント２０’の校正および調整のために使用可能である。監視機器１の校正および調整は、図２の説明と同様に、付加的に第２のスイッチ装置２００’のためにも行われる。
【００８３】
監視機器１の図示の構造は、多数の同一部材を使用することができ、全ての構成部材がスイッチ点の調整時に同一方向に向けられているので、特に廉価である。
【００８４】
図５は、同じように位置調整された３つのスイッチ装置を備えた監視機器の分解図である。
【００８５】
図４に示された実施の形態と異なり、監視機器１は、第３の電気的なスイッチエレメント２０’’を備えた第３のスイッチ装置２００’’を付加的に有している。第３のスイッチエレメント２０’’は、主セグメント１４に連結された回動可能なカム２１’’により操作可能である。監視機器１は、さらに主軸１３を中心に回動可能な第３の補助セグメント２２’’を有しており、該第３の補助セグメント２２’’には、カム２１’’と第３の電気的なスイッチエレメント２０’’との間の相対位置が第３の補助セグメント２２’’の回動位置の変更により可変であるように、第３の電気的なスイッチエレメント２０’’が取り付けられている。
【００８６】
この場合、第３のスイッチ装置２００’’の構造は、図４に示した第２のスイッチ装置２００’の図示された実施の形態に相当し、この場合、補助セグメント２２’’の回動は、該補助セグメント２２’’に取り付けられた、歯車２５’’に噛み合っている歯列２３’’を介して、補助指針２６’’を備えた、中空で同軸な別の補助指針シャフト２４’’の回動を行う。補助指針シャフト２４’’は、別の両補助指針シャフト２４，２４’に対して同軸に支持されている。
【００８７】
この場合、第３のスイッチエレメント２０’’も、孔４０’’を有している。この孔４０’’は、第１のスイッチエレメント２０の孔４０と同様に、補助セグメント２２’’に対するスイッチエレメント２０’’の校正および調整のために使用可能である。監視機器１の校正および調整は、図２の説明と同様に、付加的に第２のスイッチ装置２００’および第３のスイッチ装置２００’’のためにも行われる。
【００８８】
監視機器１の図示の構造は、圧力レベルおよび／または密度レベルが実際に臨界的に下回られる前の種々のアラームが可能にされることが望ましい場合に、特に有利である。これによってたとえば図示の実施の形態では、第１のアラーム閾値が、未だ極めて臨界的ではない範囲において単に、点検技術者に次回の点検巡回時にはじめてこの装置を検査し、場合によっては再充填されるためだけに機能してよく、したがって「アラーム発動」がなくなる。
【００８９】
したがって、このような付加的な一次報または「第３のコンタクトレベル／圧力レベル」と呼ばれるスイッチ閾値は、アラーム閾値ではなく、「点検閾値」とも呼ばれる。
【００９０】
図６は、固定可能な同じように位置調整された２つのスイッチ装置と、前後の機構ボードとを有する監視機器の分解図である。
【００９１】
監視機器１の図示された実施の形態では、前方の機構ボード５０は、後方の機構ボード５１に、たとえば３つのスタンドピン５４を介して結合されている。これらのスタンドピン５４は、ねじまたは押込み加工により前方の機構ボード５０に結合可能である。
【００９２】
補助セグメント２２，２２’は、一体成形された取付けアーム５５，５５’を有している。この取付けアーム５５，５５’は、調整および微調整のためにスリット５２，５２’に係合する。スリット５２，５２’は、前方の機構ボード５０の所定の部分５３に加工されている。
【００９３】
スリット５２，５２’内で、補助セグメント２２，２２’の位置は外部から変更不能であるように監視機器１に固定されている。この場合、取付けアーム５５，５５’は、たとえば接着剤により固定されている。この実施の形態では、補助指針２６，２６’は不要である。たとえば、スイッチエレメント２０，２０’のスイッチ点は、目盛２上に視覚化されている。
【００９４】
スイッチエレメント２０，２０’のスイッチ点の多様な調整性の欠落を除けば、監視機器１のその他の機能は、図４に示した実施の形態に相当する。
【００９５】
スイッチ装置２００，２００’の校正および調整は上述の形式で行われる。
【００９６】
図７は、同じように位置調整された２つのスイッチ装置と、背後から位置調整可能な補助セグメント／スイッチ点を備えた監視機器の分解図である。
【００９７】
監視機器１の図示された実施の形態は、図４に図示された実施の形態とは、単に以下の点で異なっている。すなわち、調整軸３０の後方の端部に、四角部３２’が設けられている。この四角部３２’には、監視機器１の背後の壁の開口を通じて到達可能である。
【００９８】
図８は、同じように位置調整された２つのスイッチ装置および補償エレメントとしてのベローズを有する監視機器の分解図を示している。
【００９９】
監視機器１の図示された実施の形態は、図４に図示された実施の形態とは、以下の点で異なっている。すなわち、温度検出エレメント１０’が、ベローズエレメントとして形成されており、該ベローズエレメントは、接続部分１１’，１２’により、圧力検出エレメント６の連結部分８と、長孔、つまり主セグメント１４における枢着部分１５の枢着点との間で位置調整されかつ位置固定され得る。
【０１００】
ベローズエレメントは、流体またはワックスで充填されている。この流体またはワックスは、温度の影響下でその体積または圧力を変化させ、これによりベローズエレメントの長さ変更が引き起こされる。
【０１０１】
このためには特に、体積アキュムレータ６８が、使用機器において、監視機器の部分として圧力接続部５の領域に位置決めされるので、使用機器の実際の温度が温度検出エレメント１０’において再現され得る。このためには、体積アキュムレータ６８は、弾性の毛細管６０を介して、圧力接続部５を通って、圧力密に監視機器１のベローズエレメントに貫通案内されている。
【０１０２】
択一的には体積アキュムレータ６８’が、使用機器の外部の別の箇所に取り付けられていてもよく、温度情報は、延長された毛細管６０’を介して監視機器１内に温度検出エレメント１０’に導入される。
【０１０３】
監視機器１の、校正および調整を含むその他の機能は図４に図示した実施の形態の機能に相当する。
【０１０４】
本発明は、上記で説明した実施の形態に限定されない。本発明は以下の特許請求の範囲において変更され得る。同様に従属接続項に記載されている個別の態様は互いに組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１  監視機器
２  目盛
２．１〜２．３  目盛部分
４  ねじ山
５  圧力接続部
６  圧力検出エレメント
７  端部
８  連結部分
９  孔
１０，１０’  温度検出エレメント
１１，１１’  接続部分
１２，１２’  接続部分
１３  主軸
１４  主セグメント
１５  枢着部分
１６  歯列
１７  主指針シャフト
１８  歯列
１９  主指針
２０，２０’，２０’’  スイッチエレメント
２１，２１’，２１’’  カム
２２，２２’，２２’’  補助セグメント
２３，２３’，２３’’  歯列
２４，２４’，２４’’  補助指針シャフト
２５，２５’，２５’’  歯車
２６，２６’，２６’’  補助指針
３０  調整軸
３１  調整歯列
３２，３２’  四角部
３３  ばね
４０，４０’，４０’’  孔
４１  調整ねじ
５０  機構ボード
５１  機構ボード
５２，５２’  スリット
５３  部分
５４  スタンドピン
５５，５５’  取付けアーム
６０，６０’  毛細管
６８，６８’  体積アキュムレータ
２００，２００’，２００’’  スイッチ装置
Ａ  アラーム閾値／スイッチ閾値
Ｂ  アラーム閾値／スイッチ閾値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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