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Vorrichtung zur Messung des Verbrauches an flüssigem Betriebsstoff, z. B. des Kraftstoffverbrauches einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Verbrauches an flüssigem Betriebsstoff, z. B. des Kraftstoffverbrauches einer Brennkraftmaschine, mit einer Waage, bei der ein Arm des Waagebalkens mit einem die zu messende Betriebsstoffmenge enthaltenden Speichergefäss zusammenwirkt und bei der der andere Arm ein dem Gewicht des Speichergefässes am Ende der Verbrauchsmessung entsprechendes Taragewicht und ein dem Gewicht der zu messenden Betriebsstoffmenge entsprechendes Nettogewicht trägt sowie elektrische Kontakte zum Ein- und Ausschalten von die Füllung und Entleerung des Speichergefässes steuernden Einrichtungen betätigt,
wobei die Verbrauchsmessung durch die Abwärtsbewegung des die Gewichte tragenden Armes des Waagebalkens eingeleitet und durch das Abheben des Nettogewichtes vom Waagebalken beendet wird. Bei Vorrichtungen dieser Art war es bisher nachteilig, dass sich durch das Fassungsvermögen des Speichergefässes eine verhältnismässig enge Grenze des Anwendungsbereiches ergibt.
Sobald der Übergang zu Verbrauchsmessungen mit grösseren Betriebsstoffmengen notwendig wurde, war hiefür die Änderung der am Waagebalken angebrachten Gegengewichte für das Speichergefäss und dessen Inhalt notwendig. Überdies ergaben sich dabei Schwierigkeiten bezüglich der Unterbringung grö- sserer Messgefässe, da wegen der beschränkten Länge des Waagebalkens und dem meist geringen Abstand der Drehachse des Waagebalkens von der Standfläche der Vorrichtung eine entsprechende Vergrösserung des Fassungsvermögens des Speichergefässes nicht möglich ist.
Die Erfindung begegnet diesen Mängeln dadurch, dass ein vorzugsweise im Verhältnis 1 : 10 wirksames Übersetzungsglied vorgesehen ist, das an den dem Tara- und Nettogewicht gegenüberliegenden Arm des Waagebalkens anschliessbar ist, und wahlweise ein Speichergefäss an dem Waagebalken oder ein grö- sseres Speichergefäss an dem Übersetzungsglied aufhängbar ist. Durch die Verwendung dieses Übersetzungsgliedes kann der Messbereich der Vorrichtung wesentlich erweitert werden. Besonders vorteilhaft ist ein Übersetzungsverhältnis des Übersetzungsgliedes von 1 : 10. weil sich dadurch die bei Dezimalwaagen übliche Art der Mengenbestimmung ergibt.
Das Übersetzungsglied kann als vorzugsweise einarmiger Hebel ausgebildet sein, der unter dem Waagebalken angeordnet ist und dessen feste Drehachse parallel zur Drehachse des Waagebalkens liegt und dessen freien Ende durch einen Lenker mit dem den Gegengewichten gegenüberliegenden Ende des Waagebalkens verbunden ist. Dadurch, dass der Waagebalken über dem Übersetzungsglied liegt, sind die für die Wirkung der Waage massgebenden Teile der Vorrichtung auf kleinstem Raum vereinigt. Sie lassen sich dadurch besonders leicht in einem gemeinsamen Gehäuse unterbringen, das dicht abgeschlossen werden kann. Dies ist vor allem von Vorteil mit Bezug auf die sichere Unterbringung der elektrischen Schalteinrichtungen, die bei dieser Art Vorrichtungen von dem Arm des Waagebalkens, der die Gegengewichte trägt, betätigt werden.
Der Waageteil der Vorrichtung kann hiebei in einfacher Weise explosionsgeschützt ausgebildet werden, und die Vorrichtung entspricht somit auch den sicherheitstechnischen Forderungen, die bei Verwendung leicht entzündbarer Betriebsstoffe einzuhalten sind.
Zweckmässigerweise können sich die Gewichte der beiden Speichergefässe am Ende der Verbrauchsmessung samt dem auf den Waagebalken wirkenden Gewicht der Aufhängung der Speichergefässe zueinander wie das Übersetzungsverhältnis des Übersetzungsgliedes verhalten. In diesem Falle ist in den bei-
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den Messbereichen, die sich durch die beiden Speichergefässe ergeben, dasselbe Taragewicht verwendbar. Umstellungen an den Gegengewichten, die mit Rücksicht auf die Notwendigkeit des genauen Auswiegens des leeren Speicherbehälters samt Aufhängung und gegebenenfalls Übersetzungsglied beim Wechseln des Messbereiches notwendig wären und sehr viel Sorgfalt und Zeit erfordern, werden hier eingespart.
In der gleichen Richtung liegt der Vorteil der weiteren Ausgestaltung in der Weise, dass bei der Vorrichtung in die Speichergefässe eine Zuführungs-und Absaugleitung für die Betriebsflüssigkeit ragt, wobei die besondere Ausbildung darin gelegen ist, dass die Volumen der in die Flüssigkeitsfüllung der Speicher gefässe eintauchenden Teile der Zuführungs- und Absaugleitung bei den beiden Speichergefässen sich wie das Übersetzungsverhältnis des Übersetzungsgliedes verhalten.
Sind die Speichergefässe zylindrisch ausgeführt und bestehen die Zuführungs- und Absaugleitungen aus Rohren, so kann insbesondere das Verhältnis des Innendurchmessers des Speichergefässes zum Aussendurchmesser der zugehörigen Zuführungs- und Absaugleitung bei den beiden Speichergefässen gleich gross sein. Bei Einhaltung dieser Bedingung bleibt die Rückwirkung des Auftriebs der in die Flüssigkeit im Speichergefäss eingetauchten Teile der Zuführungs- und Absaugleitung im gleichen Verhältnis zum Füllungsgewicht des betreffenden Speicherbehälters, gleichgültig, welcher Messbereich der Vorrichtung gerade ausgenutzt wird.
Die Grösse dieses Auftriebes ändert sich entsprechend dem Verhältnis des Übersetzungsgliedes, weshalb bei der Messung der im jeweiligen Speicherbehälter enthaltenen Flüssigkeit in beiden Messbereichen eine Änderung der am Waagebalken befindlichen Gegengewichte nicht notwendig ist.
Eine explosionsgeschützte Ausbildung der Vorrichtung ist vor allem dann einfach zu verwirklichen, wenn der Waagebalken und das Übersetzungsglied samt dem Verbindungsgestänge in einem Gehäuse angeordnet sind, das durch einen gasdichten Verschluss von einem weiteren, darunter liegenden Gehäuse für die Aufnahme wenigstens des zusammen mit dem Übersetzungsglied zu verwendenden Speichergefässes getrennt ist.
Für die leichte Umstellung der Vorrichtung von einem Messbereich auf einen andern ist es schliesslich von Vorteil, wenn in der Aufhängung der Speichergefässe und dem zwischen dem Waagebalken und dem Übersetzungsglied liegenden Lenker quer zum Waagebalken schwingende Gelenke angeordnet sind, die als kraftschlüssige Bolzenverbindungen ausgeführt sind, bei welchen die Bolzen in der Mitte eine flache Umfangsrille besitzen, mit der sie an dem einen der zu verbindenden Teile anliegen, während der andere der zu verbindenden Teile an seinem gabelförmigen Ende Öffnungen aufweist, in die die zylindrischen Enden des Bolzens hineinragen.
Durch diese Gelenke ist eine ausreichende Querbeweglichkeit der Gegengewichte und sonstigen Teile der Vorrichtung mit Bezug auf den Waagebalken gegeben, so dass Messfehler durch Verkanten der zweckmässig als Schneidenlager auszuführenden Auflagen der am Waagebalken oder am Übersetzungsglied angreifenden Teile der Vorrichtung ausgeschlossen sind.
Im folgenden ist die Erfindung an einem Anwendungsbeispiel beschrieben, das in der Zeichnung schematisch dargestellt ist. Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht der gesamten Einrichtung nach der Erfindung bei abgehobenen vorderen Stirndeckeln der beiden Gehäuse der Vorrichtung, Fig. 2 die seitliche Ansicht der geschlossenen Gehäuse und Fig. 3 ein Detail einer der Aufhängungen teilweise im Schnitt.
Mit 1 ist das obere Gehäuse bezeichnet, in dem die Waage, das Übertragungsgestänge und die elek- triscben Kontakte für die an sich bekannte und nicht den Gegenstand der Erfindung bildende Steuerung des Zu- und Abflusses des Betriebsstoffes dicht abgeschlossen untergebracht sind. In dem unteren Gehäuse 2 befindet sich das Speichergefäss 3 mit der Zuführungs- und Absaugleitung 4, die mit dem glockenförmigen Mündungsteil 5 bis nahe über den Boden des Speichergefässes reicht, wenn sich dieses in seiner
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gesetzt sind, zwischen welchen die zum nicht dargestellten Motor führende Kraftstoffzuleitung 26 abzweigt. Die Steuerung der Ventile erfolgt durch die Kontakte 13, 14, 16, 17 und 18. Am Waagebalken 6 ist ausser dem Nettogewicht 8 noch das Taragewicht 10 mittels der Aufhängung 11 befestigt.
Am gegen- überliegenden Arm des Waagebalkens greift der Lenker 12 an, dessen Länge mit Hilfe des Spannschlosses 19 einstellbar ist, und an dessen Enden entsprechende Aufhängeösen 20 angeschlossen sind. Unterhalb des Waagebalkens liegt das Übersetzungsglied, das hier als einarmiger Hebel 21 ausgebildet ist, dessen feste Drehachse 22 nahe der Schwerlinie durch die Drehachse des Waagebalkens und zu dieser parallel verläuft. Mittels des Gehänges 23 greift an dem Übersetzungsglied das Speichergefäss 3 an. dessen Tragstange 24 die beiden Gehäuse in einer gasdichten Abschlusseinrichtung 27 durchsetzt.
Diese kann nach Art der bekannten Schwimmglockendichtungen ausgebildet sein, wozu ein mit der Stange 24 verbundener glocken- förmiger Teil mit sein,,'11 Rand in einen Napf eintaucht, in dem sich Dichtungsflüssigkeit befindet, wo-
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durch neben der Dichtwirkung zugleich auch eine Dämpfung der Bewegungen des Speichergefässes im Verlauf der Verbrauchsmessung erreicht werden kann. Das Speichergefäss 3 ist im Beispiel zylindrisch ausgebildet und mittels des Haltesterns 28 an der Stange 24 angeschlossen. Die Belüftung des unteren Gehäuses erfolgt durch den Rohrstutzen 31, an dessen äusserem Ende die Rückschlagsicherung 32 sitzt.
Die dargestellte Vorrichtung wirkt wie folgt : Zum Füllen des Speichergefässes gelangt der flüssige Betriebsstoff vom Zuführungsrohr 25 durch die Leitung 4 in das Speichergefäss, wobei dem Motor durch die Leitung 26 Kraftstoff zugeführt wird. Bis die durch die Grösse des Nettogewichtes 8 bestimmte Flüssigkeitsmenge in das Speichergefäss gelangt ist, hat sich der Waagebalken 6 entgegen dem Drehsinn des Uhrzeigers soweit verschwenkt, dass die Kontakte 13, 16 und 17 aneinander liegen. Dies bewirkt durch eine nicht dargestellte, an sich bekannte elektrische Schaltung die Schliessung des elektrisch gesteuerten Ventils 29, wogegen das Ventil 30 geöffnet bleibt.
Zur Einleitung der Verbrauchsmessung bedarf es der Schliessung des Ventils 30, die ebenfalls in bekannter Weise auf elektrischem Wege durch Betätigung eines Schalters erfolgt, wobei gleichzeitig das Ventil 29 geöffnet wird. Nun saugt der Motor Kraftstoff aus dem Speichergefäss ab, wobei durch die Kontaktgruppe 13, 16 und 17 die für die Bestimmung des Verbrauches notwendigen Messgeräte, wie etwa ein Zähler für die Kurbelwellenumdrehungen des Motors und eine Stoppuhr, eingeschaltet werden.
Ist das Speichergefäss soweit entleert, dass sich der Waagebalken in der Endstellung befindet, in der die Kontakte 14 und 18 aneinander liegen, so werden durch diese Kontakte Stromkreise geschlossen, die einerseits die Messgeräte wieder stillsetzen und anderseits das Ventil 30 wieder öffnen, so dass wieder der Motor unmittelbar aus der Zuleitung 25 mit Kraftstoff versorgt wird und nach Öffnung des Ventils 29 die Füllung des Speichergefässes einsetzen kann. Die Teile der elektrischen Schaltung sind zweckmässig in dem oberen Gehäuse 1 eingebaut, weil dieses mit Hilfe des Deckels 7 gasdicht verschliessbar ausgebildet werden kann, so dass auch bei Verwendung der Vorrichtung für leicht brennbare Flüssigkeiten die Gefahr der Entzündung von Kraftstoffdämpfen beim Arbeiten der Vorrichtung ausgeschaltet ist.
Wird die Vorrichtung nur für Verbrauchsmessungen mit kleinen Flüssigkeitsmengen verwendet, so kann nach Ausbau des Übersetzungsgliedes 21 ein entsprechend kleineres Speichergefäss an den Waagebalken unmittelbar angehängt werden. Dabei ist es unter Umständen möglich, dieses kleinere Speichergefäss in dem Obergehäuse l unterzubringen, soferne keine Gefahr einer Entzündung durch Funken an den Kontakten besteht. In diesem Fall ist das untere Gehäuse entbehrlich, das dank der beim Ausführungsbeispiel angewendeten Baukastenbauweise vom oberen Gehäuse leicht getrennt und für sich allein benutzt werden kann. Entsprechend dem kleineren Speichergefäss ist die Zuführungs - und Absaugeinrichtung durch eine solche kleineren Durchmessers zu ersetzen.
Dabei wird vorteilhaft so vorgegangen, dass das Speichergefäss hinsichtlich seiner Abmessungen und seines Gewichtes entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des Übersetzungsgliedes, das sich aus dem Abstand der Gehänge am Übersetzungsglied 21 von dessen fester Drehachse 22 ergibt und im Ausführungsbeispiel l : 10 betlägt, verkleinert wird, so dass auch bei Verwendung des kleineren Speicherbehälters dasselbe Taragewicht verwendet werden kann, wobei selbstverständlich noch zu beachten ist, dass bei Verwendung des kleineren Speichergefässes im Gegensatz zur dargestellten Anordnung auch die Einwirkung des Gewichtes des Übersetzungsgliedes und dessen Gestänges auf den Waagebalken entfällt.
Eine weitere Vereinfachung in der Anwendung der Vorrichtung in dem sich nach Ausbau des Übersetzungsgliedes ergebenden Messbereich tritt dann ein, wenn die Leitung 4 für das kleinere Speichergefäss so ausgebildet ist, dass die Volumen der in die Flüssigkeitsfüllung der Speichergefässe eintauchenden Teile der Zuführungs- und Absaugleitung bei den beiden Speichergefässen sich wie das Übersetzungsverhältnis des Übersetzungsgliedes verhalten. Diese Forderung ist dann erfüllt, wenn sich der innere Durchmesser des Speichergefässes zum Aussendurchmesser des zugehörigen Zuführungs- und Absaugrohres bei beiden Speichergefässen gleich verhält.
Die Auswechslung des Speichergefässes und damit der Übergang von einem Messbereich zum andern wird vereinfacht, wenn die zur Vermeidung von Kantenpressungen in den zweckmässig als Schneidenlager ausgebildeten Angriffsstellen der Aufhängungen der Gewichte und des Lenkers 12 vorgesehenen Gelenke 15, wie in Fig. 3 ersichtlich, als Steckbolzenverbindung ausgebildet sind. Das gabelförmige Ende des einen der zu verbindenden Teile weist hiezu Öffnungen 34 auf, in welchen die zylindrischen Enden 35 des Bolzens 33 liegen. In der Mitte besitzt dieser Bolzen eine flache Umfangsnut 36, in die das Gehänge 37 mit dem durch beiderseitiges Ansenken kammförmigen Rand der Bohrung 38 eingreift. Die Fixierung des. Bolzens im Gelenk erfolgt durch die Kräfte, die eine Trennung der so verbundenen Teile herbeizuführen bestrebt sind.
An dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind selbstverständlich noch mannigfache konstruktive Än-
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derungen möglich, ohne dass hiedurch der Rahmen der Erfindung überschritten würde. So kann etwa für die Anordnung auch des Speichergefässes, das am Waagebalken unmittelbar aufgehängt wird, in den beiden Gehäusen eine weitere Durchtrittsöffnung für die Aufhängung dieses Speichergefässes vorgesehen sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Messung des Verbrauches an flüssigem Betriebsstoff, z. B. des Kraftstoffverbrauches einer Brennkraftmaschine, mit einer Waage, bei der ein Arm des Waagebalkens mit einem die zu messende Betriebsstoffmenge enthaltenden Speichergefäss zusammenwirkt und bei der der andere Arm ein dem Gewicht des Speichergefässes am Ende der Verbrauchsmessung entsprechendes Taragewicht und ein dem Gewicht der zu messenden Betriebsstoffmenge entsprechendes Nettogewicht trägt sowie elektrische Kontakte zum Ein- und Ausschalten von die Füllung und Entleerung des Speichergefässes steuernden Einrichtungen betätigt, wobei die Verbrauchsmessung durch die Abwärtsbewegung des die Gewichte tragenden Armes des Waagebalkens eingeleitet und durch das Abheben des Nettogewichtes vom Waagebalken beendet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass ein vorzugsweise im Verhältnis 1 : 10 wirksames Übersetzungsglied (21) vorgesehen ist, das an den dem Tara- und Nettogewicht gegenüberliegenden Arm des Waagebalkens anschliessbar ist, und wahlweise ein Speichergefäss an dem Waagebalken oder ein grösseres Speichergefäss an dem Übersetzungsglied (21) aufhängbar ist.