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Gasmesser mit Taumelglocke.
Es gibt bereits nasse Gasmesser mit Taumelgloeke, deren Taumelbewegung durch das den Gasmesser durchströmende Gas hervorgebracht wird. Dabei wird die Steuerung der Gasströmung, die den Antrieb zu einer ununterbrochenen Taumelbewegung sichern soll, so lange Gas durchströmt, durch die
Unterteilung des Innenraumes der Glocke oder durch besonders angeordnete Kanäle bewirkt. Die Taumelbewegung der Glocke ist bei all diesen bisher bekanntgewordenen Gasmess'rkonstruktionen durch ein & besondere Lagerung und Führung der Achse der Glocke bedingt.
Da die geometrische Achse der Glocke bei der Taumelbewegung einen Kegel mit abwärts gerichteter Spitze beschreibt, so wurde die Glockenführung so ausgebildet, dass man die Glocke mit einem sie durchsetzenden Achszapfen versah, der unten in einem Universalgelenk gefasst und oben durch einen Kurbelarm geführt wurde. Es brachte dann nur noch dafür gesorgt zu werden, dass die Glocke sieh um ihren Aehszapfen nicht drehen kann. und man hatte eine zwangsläufige Taumelseheibenführung verwirklicht.
Diese Art der Taumelglockenführung hat aber für den Gasmesser nicht unerhebliche Nachteile.
Die Auflagerflächen des Universalgelenks werden mit dem ganzen Gewicht der Glocke belastet und auch die Kurbel muss grosse Drücke aufnehmen. Sowohl das Universalgelenk als auch die notwendige gelenkige Verbindung zwischen dem oberen Ende des Achszapfens und der dieses anfassenden Kurbel würde daher eine sorgfältige und ausgiebige Schmierung erfordern, wenn Ausreibungen der aufeinandergleitenden Flächen dieser Gelenksverbindungen vermieden werden sollen. Da der ganze Mechanismus aber in einem Gehäuse eingeschlossen ist und eine Schmierung dieser Gelenkteile, zumindest mit einfachen Mitteln, kaum möglich ist, so ist klar, dass die Empfindlichkeit und Genauigkeit eines solchen Gasmessers nach verhältnismässig kurzem Betrieb schon sehr herabgesetzt ist.
Es ist an sich bekannt, die Taumelbewegung einer Scheibe auch dadurch herbeizuführen, dass man sie mit einem Kegel verbindet, der sich auf einem zweiten feststehenden Kegel abwälzt, und diese Erzeugung der Taumelbewegung wird gemäss der Erfindung bei der Taumelgloeke von Gasmessern angewendet. Zur Erläuterung der Erfindung und ihrer Vorteile sei auf das in Fig. 1 in einem lotrechten Schnitt dargestellte Ausführungsbeispiel eines solchen Gasmessers Bezug genommen.
In dem aus einem Unterteil 1 und dem Oberteil 2 bestehenden Gehäuse ist die Taumelglocke 3 angeordnet, die zur Steuerung der Gasströmung durch Zwischenwände unterteilt oder mit Kanälen versehen ist. Das Gehäuse 1, 2 ist in seinem unteren Teil mit Wasser gefüllt und durch die Taumelbewegung tauchen Steuerungskanten der Glocke bald ein, bald aus und sperren Gaswege oder geben sie frei. Das Gas strömt durch den lotrechten Mittelstutzen 4 des Gehäuses von unten in die Glocke 3 ein, durchströmt diese, wobei es die Glocke zu der Taumelbewegung antreibt, gelangt in den Teil des Gehäuses oberhalb der Glocke und strömt von hier durch das Rohr 5 in die Verbrauchsleitung ab. Die Bewegung der Taumelglocke wird auf ein Zählwerk übertragen.
Bei der dargestellten Ausführungsform des Gasmessers gemäss der Erfindung ist am Unterteile eine ringsherum laufende ringförmige Führungsfläche 6 vorgesehen, die einen Teil der Mantelfläche eines aufrecht stehenden mit strichpunktierten Linien angedeuteten Kreiskegels 7 bildet, dessen Spitze 8 im Schwingungsmittelpunkt der Glocke 3 liegt.
Auf dieser Führungsbahn 6 wälzt sich nun eine an der Glocke 3 angebraehte, ringsherum laufende Ringfläche 9 ab, die hier als Endbegrenzung eines an der Glocke angebrachten besonderen Mantels 10 ausgebildet ist ; doch könnte auch die untere Kante des Hauptmantels 11 der Glocke 3 als Abwälzfläche benutzt werden, für die dann eine entsprechend angepasste Führungsbahn mit der Wirksamkeit der dargestellten Führungsbahn 6 angeordnet werden müsste.
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Die Ringfläche 9 der Glocke 3 liegt auf der Mantelfläche eines gleichfalls durch strichpunktierte Linien angedeuteten Kegels 1 ?, dessen Spitze mit der Spitze 8 des Kegels 7 zusammenfällt. Die Kegel 7 und 12 berühren einander jeweils in einer Erzeugenden 13, so dass, während die Achse 14 des Kegels y lotrecht steht, die Achse 15 des Kegels 12 geneigt ist, und wenn der Kegel. 12 sich auf dem Kegel 7 wälzt,
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bekannt.
Zur Sicherung der Zwangsläufigkeit des Abwälzens wurde aber dort, wo man solche Taumelscheiben anwenden wollte, bisher die Kurbelführung an dem freien Ende der Achse der Taumelscheibe beibehalten und tatsächlich ist ja auch eine Führung nötig, die Unterbrechungen der Abwälzbewegung durch Abheben des rollenden Kegels von dem feststehenden verhindert. Die Kurbelführung des kreisenden Endes der Scheibenachse erfordert aber nach wie vor Gelenkverbindungen, denen die früher erwähnten Nachteile anhaften.
Bei Beibehaltung der Kurbelführung des kreisenden Endes der Taumelscheibenachse ergibt sich als Unterschied der zuletzt geschilderten Anordnung gegenüber der zuerst erwähnten, dass das Universalgelenk zur Lagerung des untern Endes der Taumelscheibenachse durch die Kegelwälzfiihrung ersetzt worden ist, während alles übrige unverändert bleibt.
Nun hat die Ersetzung des Universalgelenks durch eine Kegelwälzführung für Gasmesser mit Taumelglocke ganz bedeutende Vorteile, die hauptsächlich darin liegen, dass nunmehr die Möglichkeit gegeben ist, die konstruktive Ausführung eines solchen Gasmessers bedeutend zu vereinfachen und eine Schmierung der aufeinanderrollenden Flächen zu ersparen, wobei eine Empfindlichkeit des Gasmessers gewährleistet ist, wie sie bei keiner der bisher bekanntgewordenen Taumelglockenlauerungen möglich war. Man kann, wie Fig. 1 zeigt, die Wälzführungsflächen an den Umfang der Glocke verlegen und erhält hiedurch auch bei grösseren Glockengewichten nur eine ganz geringfügige spezifische Belastung der Führungsflächen, so dass eine Abnutzung dieser Flächen praktisch nicht in Betracht kommt.
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antriebes gewährleistet ist. A ber wenn man auch die Führung der Glockenachse unten in einem Universalgelenk und oben durch eine Kurbel beibehielte und die Kegelwälzführung hinzufügt, würden sich Vorteile dadurch ergeben, dass das Universalgelenk von dem Glockengewicht entlastet wäre und daher nicht auch als Auflager der Glocke, sondern nur als Führung wirken würde, bei der verhältnismässig geringe Flächenbelastungen auftreten.
Man kann sich aber auch bei Anwendung dieser Kegelwälzführung von der oberen Kurbelführung und den damit verbundenen Nachteilen befreien. Nach Fig. 1 ist an der Glocke 3 ein ringsherum laufender Ringkanal-7 angebracht, in welchem sich Quecksilber oder auch eine andere Flüssigkeit befindet. Das Quecksilber sammelt sich an einer Stelle im Umkreis des Kanals 17 und drückt dort infolge seines Gewichtes die Glocke 3 hinunter, wodurch ein Punkt oder eine Erzeugende der Fläche 9 mit der Fläche 6 in Berührung kommt.
Wird nun durch die Gasströmung auf die Glocke 3 ein im Kreise wanderndes Drehmoment erzeugt, so wälzen sich die beiden Kegelflächen in der geschilderten Weise aufeinander ab, wobei die Erzeugenden 13, in denen sich die beiden Kegel berühren, gewissermassen um die Achse 14 umlaufen (eine Drehung im eigentlichen Sinne findet natürlich nicht statt ; es läuft nur die Stelle der Berührung um die Achse 14 herum). Das Quecksilber in dem Ringkanal- sammelt sich immer an der jeweils tiefsten Stelle, die mit der Stelle der Berührung zusammenfällt, und es bildet daher dieses Quecksilber einelatifende Belastung- die die Kontinuität des Abwälzvorganges gewährleistet und es verhindert, dass die Glocke durch den Gasdruck gekippt wird, wodurch eine Unstetigkeit im Abwälzen entstehen würde.
Bei Anwendung einer solchen herumlaufenden Belastung der Taumelglocke wird im Gegensatz zu der bisher bei solchen Führungen angewendeten, durch die Kurbelbedingten zwangsschlüssigen Führung eine Lwaftsehlüssige Führung erzeugt, die aber bei entsprechender Grösse des laufenden Belastunggewichtes vollkommene Sicherheit gegen Unstetigkeiten bietet.
Diese kraftschlüssige Führung könnte übrigens auch in anderer Weise als durch ein Flüssigkeitsgewicht hervorgerufen werden, nämlich durch eine in einer Rinne oder durch einen Ringkanal laufenden Kugel oder Rolle, durch ein am oberen Ende des gegebenenfalls verlängerten Zapfens 18 angebrachtes Gewicht oder schliesslich auch durch einen sich um die Achse 14 drehenden, die Umfangsstellen der Glocke aufeinanderfolgend niederdrückenden Arm. In jedem dieser Fälle kann die Führung des Zapfens 18 der Taumelgloeke 3 durch eine Kurbel erspart werden. Bei der dargestellten Ausführungsform dient der Arm 19 der Hülse 20, von der aus das Zählwerk angetrieben wird, nur als Mitnehmer, gegen den sich der Zapfen 18 der Glocke 3. lose anlegt.
Man kann die kegelige Abwälzfläche 9 der Glocke 3 so weit verschmälern, dass sie zu einer, vorzugsweise abgerundeten Kante zusammenschrumpft, die. auf der breiteren Kegelfläche 6 abrollt. Es könnte aber auch die Fläche 6 zu einer Kante verschmälert werden, wenn die Fläche 9 verbreitert wird. Wenn eine der Flächen, die aufeinander rollen, zu einer Kante verschmälert wird, kann die andere als ebene Ringfläche oder Kegelfläche mit beliebiger Neigung ausgebildet werden. Dies gestattet, wie noch bespro- ehen werden wird, die Neigung der Glocke zu verändern.
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Man kann aber auch die Abiwälzflächen vervielfachen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist ausser den Abwälzflächen am Umfang der-Glocke auch noch ein in der Nähe der Achse gelegener Teil
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Der Stutzen 4 ist mit einer kugeligen Führungsfläche 24 versehen, an der die kreisförmige Innenbegrenzung des Flansches 22 des Mittektüekes 23 bei der Taumelbewegung der Glocke geführt ist. Es ist dies eine Art Kugelgelenk, durch das die Glocke 3 mit dem Stutzen 4 verbunden ist ; da dieses Gelenk aber die Last der Glocke nicht zu tragen hat, sondern nur radiale Verschiebungen der Glocke auf den Führunsssflächen 6 und 21 zu verhindern hat, so ist die Beanspruchung der Gleitflächen dieser Geknksverbindung natürlich gering und es würde auch ohne Schmierung keine. bemerkenswerte Abnutzung stattfinden. Auch die Empfindlichkeit des Glockenantriebes wird hiedurch nur unwesentlich beeinträchtigt.
Um radiale Verschiebungen der Glocke bei ihrer Taumelbewegung zu verhindern, kana auch
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oder es kann die Führungsfläche 6 schienenartig ausgebildet werden und der Rand des Mantels 10 der Glocke 3 mit dieser Schiene mittels eines Spurkranzes in Eingriff stehen. Die Führungsfläche 6 kann auch entweder innen oder aussen einen Führungsflansch für den Mantel 10 der Glocke 3 erhalten und iM diesen Fällen kann die Kugelführung im mittleren Teil entfallen.
Ist nur am Umfang der Glocke eine Kegelwälzführung vorhanden, so empfiehlt es sich, die Glocke in der Mitte durch ein Universalgelenk zu führen, und dieses kann nun, um die Reibungsverluste auf ein Mindestmass zu bringen, gemäss der Erfindung etwa so ausgeführt sein, wie es in den Fig. 2,3 und 4 der Zeichnung in zwei aufeinander senkrecht stehenden Aufrissen und einem Grundriss dargestellt ist.
Es handelt sich dabei um ein Schneidenuniversalgelenk, dessen Reibungsverluste ebenso gering sind wie die eines gewöhlichen Schneidenlagers. Das Gelenk besteht aus einem doppelt gekröpften Ring 26, der an seiner Oberseite an zwei einander gegenüberliegenden Senkungen je ein radial gestelltes Schneidenauflager 26 und in einem senkrecht dazu gelegenen Durchmesser an der Unterseite der Hebungen'des Ringes die Schneidenauflager 27 trägt. Unterhalb des Ringes 2. 5 befindet sich ein Bügel 28 mit den zwei Schneiden 29, die in die Auflager 27 eingreifen, und oberhalb des Ringes befindet sich der Bügel 30 mit den zwei Schneiden 31, die in die Auflager 26 des Ringes 25 eingreifen.
Der Bügel 2 ist mit dem Gehäuse des Gasmessers und der Bügel 30 mit der Glocke fest verbunden, und auf diese Weise ist ein Kardangelenk mit Schneiden anstatt der gewöhnlichen Seharniergelenke geschaffen.
Um die Schneiden des Gelenks von radialen Beanspruchungen zu befreien, kann man, wie Fig. 5 der Zeichnung zeigt, im Hohlraum des Ringes 25 noch ein Kugelgelenk unterbringen. Dieses besteht aus einem aussen von einer Kugelfläche begrenzten Ring 32, der auf den Zapfen 33 der Glocke lose aufgeschoben ist und sich daher auch in axialer Richtung verschieben kann, und aus dem Hohlkörper 34, der mit seiner hohlkugeligen Lagerfläche den Ring 32 umschliesst und an dem Stutzen 4 des Gehäuses irgendwie befestigt ist. Natürlich muss der Mittelpunkt des Kugelgelenkes mit dem des Schneidenkardangelenks immer zusammenfallen.
Getragen wird die Glocke ausser durch die Kegelwälzbahn durch das Schneidenkardangelenk und das Kugelgelenk hat lediglich den Zweck, die Schneiden vor jenen ungünstigen Beanspruchungen zu bewahren, die durch Radialverschiebungen der Glocke hervorgerufen werden könnten. Auch hier wird also das Kugelgelenk nur sehr wenig beansprucht und es beeinträchtigt daher die Empfindlichkeit des Antriebes nur in unbedeutendem Masse.
Es kann auch z. B. der Ring 25 mit Schneiden versehen werden, die in Schneidenauflager dei Bügel 28 und 30 eingreifen. Auch andere Vertauschungen der Anbringung der Schneiden und Auflager sind möglich.
Wird ein solches Schneidenkardangelenk nur mit der Kegelwälzführung 6, 9 nach Fig. l kombiniert, so ergibt sich dabei gegenüber den bekannten Taumelglockenführungen mit Universalgelenk der Vorteil, dass die obere Kurbellenkung erspart werden kann. Wird das Sehneidenkardangelenk mit einer Glocke mit den Kegelwälzführungen 6, 9 und 21, 22 kombiniert, so wird es von dem Gewicht der Glocke überhaupt nicht belastet, sondern dient nur zur Zentrierung.
In jedem Falle wird also durch die geschilderten Massnahmen erreicht, dass von den bisher nötigen Führungsteilen der Taumelglocke, die hohen Beanspruchungen ausgesetzt sind, eine Schmierung erfordern würden und die Empfindlichkeit des durch das Gas erzeugten Antriebs herabsetzen, wenigstens einzelne oder aber auch alle durch Teile ersetzt werden können, die von den angegebenen Nachteilen mehr oder minder frei sind.
Die Führungsschiene (1 kann als besonderer, innerhalb des Gehäuses heb-und senkbarer Teil ausgebildet werden, um die Neigung oder auch die Höhe der Glocke im Gehäuse für die Zwecke der Eichung verstellen zu können. Es könnte aber auch der Mantel-M oder ein Teil davon an der Glocke in axialer
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Richtung verstellbar angeordnet werden, wodurch die gleiche Einstellbarkeit gewährleistet und die Eichung des Gasmessers möglich wird. Die Neigung der Glocke kann auch durch Verstellung der Höhenlage der zentralen Unterstützung der Glocke verändert werden.
Zum Zwecke einer Eichung kann auch die Übertragung der Gloekenbewegung auf das Zählwerk dienen ; wenn die in Fig. 6 schematisch dargestellte Übertragung angewendet wird.. Im Gasmessergehäuse
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zwischen die ein am Glockenmantel 10 befestigter Anschlag 38 hineinragt, so dass bei der Taumelbewegung der Glocke der Anschlag 38 die Schiene 35 nach oben bzw. nach unten schiebt. Bei jeder ganzen Taumel- schwingung der Glocke wird die Schiene einmal aufwärts und abwärts geschoben und diese Bewegung wird mittels eines Schaltwerkes auf das Zählwerk 39 des Gasmessers übertragen. Die Arme 36 und 37 sind nun auf der Schiene verstellbar befestigt. Sind sie an der Schiene 35 so eingestellt, dass beide den Anschlag 38, der eine von oben und der andere von unten, berühren, so wird der Hub der Schiene 35 der
Schwingungsweite der Glocke genau gleich sein.
Entfernt man aber die Arme 36 und 37 auf der Schiene 35 voneinander derart, dass der Anschlag 38 sich zwischen ihnen frei bewegen kann, ehe er gegen einen der Arme stösst, so wird die Schiene 35 nach Art eines Schleppschiebers bewegt und ihr Hub ist um so kleiner je grösser die Entfernung der Arme 36 und 37 voneinander eingestellt ist. Man kann daher die Übertragung der Taumelbewegung der Glocke auf das Zählwerk, das von der Schiene 35 angetrieben wird, verändern, was die Möglichkeit einer genauen Eichung ergibt.
Ähnliche Verhältnisse liegen vor, wenn an der Schiene 35 nur ein Arm befestigt ist, der zwischen zwei Anschläge der Glocke hineinragt.
Man kann die geschilderten Verstellbarkeiten auch miteinander kombinieren.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Gasmesser mit Taumelgloeke, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelbewegung der Glocke erzeugt ist durch Abwälzen einer oder mehrerer Flächen der Glocke, die geometrisch einer oder mehreren Kreiskegelflächen mit abwärts gerichteter Spitze angehören, auf einer oder mehreren feststehenden, vorzugsweise an dem Gehäuse selbst angeordneten Flächen, die geometrisch einer oder mehreren Kreis- kegelflächen mit aufwärts gerichteter Spitze und lotrechter Achse angehören.