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Verbrauchsmessgerät für strömende Flüssigkeiten, insbesondere für Heizöl
Die Erfindung betrifft ein Verbrauchsmessgerät für strömende Flüssigkeiten, insbesondere für Heizöl oder andere flüssige Brennstoffe, mit einem vom Flüssigkeitsdruck betätigten, nach dem Zweikammer- prinzip mit einer Membran oder einem Kolben arbeitenden Messwerk, bei dem entsprechend der hin-und hergehenden Hubbewegung der Membran bzw. des Kolbens mittels eines aus zwei um je eine feste Achse schwenkbaren Hebeln bestehenden Kippspannwerkes ein Flachschieber verstellt wird, der den Zu-und Ab- fluss nach bzw. von den beiden durch die Membran getrennten Kammern umsteuert, und bei dem die ge- samte Steuereinrichtung einschliesslich Zählwerksantrieb in der mit Flüssigkeit angefüllten einen Mess- kammer des Gerätes angeordnet ist.
Es ist bereits ein derartiges Messgerät bekanntgeworden, bei dem zur Umsteuerung der Verbrauchs- flüssigkeit ein Drehschieber Verwendung findet, der von einem einseitigen Hebel betätigt wird. Ein zwei- ter einseitiger Hebel wird von der Membran des Messgerätes hin-und herbewegt und überträgt die Bewe- gungen der Membran auf ein Zählwerk. Die beiden genannten Hebel sind so angeordnet, dass ihr freies Ende jeweils im Bereich des Drehpunktes des andern Hebels liegt. Ausserdem sind die beiden Hebel an ihren freien Enden durch eine Schraubenzugfeder miteinander verbunden, so dass sie eine Art Kippspannwerk bilden.
Das bekannte Messgerät hat den Nachteil, dass die stossartigen Belastungen beim Umspringen des Kippspannwerkes unmittelbar von der Membran aufgenommen werden müssen und die auf die freien Enden der Hebel wirkenden Zugkräfte leicht zu einem Verbiegen oder Verkanten dieser Hebel führen können, so dass bei dem bekannten Gerät leicht Störungen auftreten können, wodurch die Messgenauigkeit leidet. Ausserdem müssen die Teile des bekannten Gerätes aus den genannten Gründen sehr stark dimensioniert werden, so dass das bekannte Gerät notwendig relativ gross und schwer ausfällt.
Die Erfindung hat den Zweck, die genannten Nachteile zu vermeiden, die Messgenauigkeit derartiger Geräte zu erhöhen und die Funktionssicherheit des Mechanismus zur Übertragung der schwingenden Bewegung der Membran auf das Zählwerk und des Mechanismus zur Umsteuerung des Flüssigkeitsstromes zu und von den beiden Messkammern zu verbessern.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass die beiden schwenkbaren Hebel als Schwenkhebel zur Schwenkung des Flachschiebers und Kippstange ausgebildet sind, wobei die Kippstange von zwei gegeneinander verschiebbaren Teilen und einer zwischengeschalteten Feder gebildet wird, so dass die Kippstange stets bestrebt ist, eine grösste Länge einzunehmen, dass der Schwenkhebel und die Kippstange an je einem Ende gelenkig mit dem Gehäuse und an ihren freien Enden gelenkig miteinander verbunden sind und in der Strecklage, bei welcher die Kippstange entgegen der Kraft der Feder verkürzt wird, die drei Gelenkpunkte auf einer Geraden liegen, dass der Schwenkhebel und die Kippstange im Bereich ihres gemeinsamen Gelenkes mit der geschlitzten Führung einer an der Membran oder dem Kolben gelagerten Führungsstange in Eingriff sind, wobei die Führung so ausgebildet ist,
dass nach dem Spannen des Kippspannwerkes durch die Hubbewegung der Membran oder des Kolbens, bei dem die Strecklage leicht überschritten wird, das plötzliche Entspannen des Kippspannwerkes ohne Rückwirkung auf die Membran oder den Kolben möglich ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Kippstange aus zwei koaxialen Teilen bestehen, die gegen die Wirkung einer Druckfeder ineinanderschiebbar bzw. mit Wirkung dieser Feder auseinanderschiebbar sind.
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Weiterhin können die Schwenkbewegungen des Flachschiebers und auch des Schwenkhebels in beiden Richtungen durch vorzugsweise an der Schieberplatte angebrachte Anschläge begrenzt sein, u. zw. derart, dass in den Totpunkten des Hebels bzw. des Flachschiebers der Flachschieber von dem Hebelsystem des Kippspannwerkes entlastet ist. Als Anschläge für den Flachschieber und zugleich für den Schwenkhebel i können dabei zwei auf der Schieberplatte befestigte Stifte dienen und der Flachschieber bzw. der Schwenkhebel können so ausgebildet sein, dass der Schwenkhebel stets kurze Zeit vor dem Flachschieber zum Anliegen an dem Anschlag kommt.
Da beim Umschalten des Flachschiebers leicht Störungen dadurch entstehen können, dass die Umsteuerung durch mitgeführte Harzteile entweder gehemmt oder verzögert wird, wird vorgeschlagen, den Schwenkhebel und die an diesem angelenkte Kippstange durch entsprechende Ausbildung nicht nur um die der Umsteuerung des Flachschiebers entsprechenden Winkel ausschwingen zu lassen, sondern um einen zusätzlichen Winkel. Hiedurch wird erreicht, dass der Schwenkhebel nach Überschreitung der Mittellage noch einen zusätzlichen Leerweg unter der Wirkung der sich bereits entspannenden Kippfeder zurücklegt, bevor er auf den Flachschieber stösst, und diesen sodann schlagartig von der einen Endlage in die andere Endlage schleudert.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, in welcher die Erfindung an Hand eines in den Fig. l - 6 dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert wird. Es zeigen : Fig. l die Ansicht einer Kammer des Gerätes mit einem Schnitt durch die drei in einem Block vereinigten Leitungskanäle sowie durch die Schieberplatte und den Flachschieber ; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II der Fig. 1 mit Ansicht der wesentlichen Steuerungsteile ; Fig. 3 einen Schnitt durch den zusätzlichen Umführungskanal entsprechend der Linie III-III der Fig. l unter Weglassung der beweglichen Teile ; Fig. 4 eine Ansicht der Schieberplatte von oben ; Fig. 5 eine Ansicht des Flachschiebers von oben und Fig. 6 einen Längsschnitt durch den Flachschieber.
Zwischen den Gehäuseteilen I, 2 ist die Membran 3 eingespannt, wodurch sich zwei Kammern 4,5 ergeben, die als Messkammern bezeichnet werden. Die Membran 3 ist am Rand mit einem Wulst 6 versehen, der in eingebautem Zustand der Membran gleichzeitig zur Abdichtung der beiden Messkammern 4 und 5 dient.
Die Membran 3 wird abwechselnd auf der einen oder auf der andern Seite von der zu messenden Flüssigkeit beaufschlagt, bevor die Flüssigkeit zur Verbrauchsstelle weiterfliesst.
Die Membran 3 besitzt in ihrem mittleren Bereich einen Membranteller 7, auf welchem in der Messkammer 5 ein Halter 8 befestigt ist. An diesem Halter 8 ist eine mit einer als Schlitz ausgebildeten Führung. 9 versehene Führungsstange 10 schwenkbar gelagert. In der Führung 9 sind die Enden einer Kippstange 11 und eines Schwenkhebels 12 gehalten. Die Kippstange 11 besteht aus zwei koaxialen Stangenteile, die gegen die Wirkung einer Druckfeder 13 ineinanderschiebbar bzw. mit Wirkung dieser Feder auseinanderschiebbar sind. Der Schwenkhebel 12 besitzt eine schlitzartige Erweiterung 14, die als Schleppgang für die Mitnahme des Flachschiebers 15 ausgebildet ist. In die schlitzartige Erweiterung 14 greift ein Stift 16 ein, der fest mit dem Flachschieber 15 verbunden ist.
Wie insbesondere aus Fig. 1 erkennbar ist, liegt der Flachschieber 15 im eingebauten Zustand waagrecht, so dass sein Eigengewicht nach unten drückt.
Der als Schwingschieber ausgebildete Flachschieber 15 liegt auf einer für sich hergestellten Schieberplatte 17 auf, die mittels zweier Schrauben, welche in die Gewindelöcher 18,19 eingreifen, mit dem Gehäuse des Messgerätes verschraubt wird. In dem Ausführungsbeispiel ist die Schieberplatte als Grundplatte für die Montage der gesamten Steuereinrichtung ausgebildet. Für die seitliche Begrenzung der Schwenkbewegung des Flachschiebers 15 dienen seitliche Anschläge, welche in dem Ausführungsbeispiel durch Stifte 20 gebildet werden, die in der Schieberplatte 17 befestigt sind. An dem Schwenkhebel 12 sind seitliche Verbreiterungen 21 angebracht, die ebenfalls gegen die Stifte 20 anschlagen. Die Abmessungen der einzelnen Teile sind bei dieser Ausführung so gewählt, dass der Schwenkhebel 12 stets kurze Zeit vor dem Flachschieber 15 zum Anliegen an dem Anschlag 20 kommt.
Hiedurch wird erreicht, dass in den Totpunktlagen des Schwenkhebels 12 bzw. des Flachschiebers 15 der Flachschieber von dem Hebelsystem des Kippspannwerkes entlastet ist. In Fig. 2 ist ein Spalt zwischen dem Stift 16 und dem oberen inneren Rand des Schlitzes 14 erkennbar.
In der Schieberplatte 17 ist fest gelagert die Schieberachse 22. Die zur Lagerung des Flachschiebers 15 dienende Bohrung 3 ist ballig ausgeführt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, erfolgt die Lagerung des Flachschiebers 15 unter Zwischenschaltung einer zylindrischen Buchse 24, deren oberer Teil einen grösseren Durchmesser aufweist und zur Befestigung der Blattfeder 25 dient, welche mit dem freien Ende auf den Flachschieber 15 drückt. Die Blattfeder 25 besitzt an ihrem vorderen Ende einen Schlitz, durch welchen der Stift 16 des Flachschiebers 15 hindurchgreift.
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Wie insbesondere aus Fig. 5 erkennbar ist, besitzt der Flachschieber 15 zwei Durchbohrungen 26,27 und zwei schlitzähnliche Vertiefungen 28 und 29. Diese Bohrungen bzw. Vertiefungen dienen dazu, den
Zu- und Abfluss der Flüssigkeit nach der einen oder nach der andern Messkammer 4 bzw. 5 umzusteuern.
Die Schieberplatte 17 ist mit drei Durchbohrungen 30,31 und 32 versehen, die im eingebauten Zui stand der Schieberplatte genau oberhalb der Leitungskanäle 33, 34 und 35 liegen, die in einem Block des
Gehäuses vereinigt sind. Der Kanal 33 geht von der Bohrung 36 der Flüssigkeitsableitung und der Kanal 35 von der Bohrung 37 der Flüssigkeitszuleitung aus. Der Kanal 34 ist ein zusätzlicher Umführungskanal, um den Zu- und Abfluss nach bzw. von der Messkammer 4 zu ermöglichen.
An dem Halter 8 ist ausserdem ein Arm 38 drehbar gehalten, der an seinem andern Ende starr mit einem Glied 39 verbunden ist und in dieser Weise einen Winkelhebel bildet, der um eine Drehachse schwenkbar ist. In dem Glied 39 ist eine Welle 40 drehbar gelagert, an der anderseits eine Zugklinke 41 und eine Druckklinke 42 drehbar gelagert sind, welche über ein Klinkenrad 43 unmittelbar auf den Zähl- werksantrieb einwirken. Die Vorrichtung arbeitet wie folgt :
Nach der in den Fig. l und 2 dargestellten Stellung des gesamten Steuermechanismus hat das Kipp- spanwerk den Drehschieber 15 soeben umgeschaltet, so dass nunmehr die zu messende Flüssigkeit aus der
Messkammer 5 über die Bohrung 26 des Flachschiebers 15, ferner über die Bohrung 30 der Schieberplatte
17 und den Kanal 33 abzufliessen beginnt.
Gleichzeitig strömt nunmehr Flüssigkeit von der Bohrung 37 über den Kanal 35 und die Bohrung 32, ferner die schlitzähnliche Vertiefung 29, die Umführungsleitung
34 in die Messkammer 4 ein. Die Membran 3 wird durch die in dieser Weise zu-bzw. abströmende Flüs- sigkeit mehr und mehr nach der Messkammer 5 zu gedrückt. Hiebei nimmt die Führungsstange 10 die
Kippstange 11 und den Schwenkhebel 12 mit, bis diese beiden Teile in die gestreckte Lage kommen. Die
Feder 13 ist bei dieser Schwenkbewegung der Kippstange 11 und des Schwenkhebels 12 mehr und mehr zusammengedrückt worden.
Sobald die Kippstange 11 und der Schwenkhebel 12 die gestreckte Lage er- reicht haben-der Flachschieber 15 hat sich bis dahin in Ruhelage befunden-wird das Spannwerk nach einer geringen Weiterbewegung der Membran 3in die entgegengesetzte Endlage plötzlich umgeschwenkt.
Die Schleife 9 der Führungsstange 10 erlaubt eine. derartige plötzliche Umschwenkbewegung und ist da- für vorgesehen. Während dieser Umschwenkbewegung wird der Schieber 15 ruckartig in die andere End- lage umgeschaltet, indem der in die Ausnehmung 14 eingreifende Stift 16 des Flachschiebers 15 von dem
Hebel 12 mitgenommen wird. Der Flachschieber 15 und der Schwenkhebel 12 liegen dann in der neuen
Totpunktlage an dem in der Zeichnung (Fig. 2) oberen Stift 20 an, wobei-wie oben bereits erläutert - der Flachschieber 15 entlastet ist.
Sobald die Umschaltung des Flachschiebers 15 erfolgt ist, strömt die Flüssigkeit aus der Kammer 4 über die schlitzähnliche Vertiefung 28 des Flachschiebers 15 ab, während die Zuführung der Flüssigkeit nach der Messkammer 5 über die Bohrung 28 des Flachschiebers 15 erfolgt.
Bei jedem Hub der Membran 3 wird über den Arm 38 und das Glied 39 eine der Klinken 41 bzw. 42 zur Wirkung gebracht, indem das Klinkenrad 43 um einen bestimmten Drehwinkel weiterbewegt wird.
Die Anzeige des Zählwerkes wird hiedurch laufend entsprechend der Menge der die Messkammern durch- flossenen Flüssigkeit verändert.
Für die Montage und den Einbau der gesamten Steuereinrichtung ist die Schieberplatte 17 von we- sentlicher Bedeutung, auf der der Flachschieber, ferner die zugehörige Druckfeder und das Hebelsystem aufgesetzt sind und von der gemeinsamen Achse 22 gehalten werden. Nach dem Einsetzen der fertigen
Baugruppe erfolgt die Befestigung mittels zweier Schrauben, welche von unten her in die Gewindelöcher
18. und 19 der Schieberplatte 17 eingeschraubt werden.
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