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Wassermesser mit umlaufendem Kolben.
Vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen an Flüssigkeitsmessern mit umlaufendem Kolben, bei welchen die Ein-bzw. Austrittsöffnungen der Kolbentrommel durch je eine in beiden Stirnwänden zu einer Seite der. Scheidewand liegende Öffnung und die Aus-bzw. Eintrittsöffnung durch einen auf der anderen Seite der Scheidewand gelegenen Schlitz des zylindrischen Trommelmantels gebildet wird. Die Anordnung solcher Öffnungen ergibt eine einfache Bauart bei Vermeidung verschiedener Nachteile anderer Konstruktionen.
Bei den bisher bekannten Zählern dieser Art ist aber für mehrere Kolbenstellungen eine direkte Verbindung zwischen Ein-und Austritt vorhanden. Die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Umrissform der Öffnungen an den Stirnwänden der Trommel und der Führungsschlitz des Kolbens verhindern aber diese Undichtheit für jede Kolbenstellung.
Die Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht, und zwar zeigt
Fig. i den Kolben und die Trommel in Draufsicht, welche die Umrissform der Öffnungen und den Führungsschlitz des Kolbens bei den bisher bekannten Zählern erkennen lässt.
Fig. 2 die gleiche Darstellung für einen gemäss der Erfindung gebauten Flüssigkeitsmesser.
Fig. 3 das Schema der geometrischen Konstruktion der Öffnungsumrisse.
Fig. 4 einen axialen Schnitt des Zählers nach der Fig. 5, bei Weglassung des oberen Teiles des Deckels.
Fig. eine Draufsicht des Zählers bei abgenommenen Deckel.
A stellt die Kolbentrommel mit dem Radius R dar ; B den mittleren Zylinder vom Radius t ; C und C'den Kolben in zwei verschiedenen im Folgenden zu erläuternden Stellungen ; D eine
Schlitzöffnung im Mantel der Kolbenkammer ; E die Öffnungen im Deckel und im Boden ;
F die vertikale Scheidewand der Kolbentrommel.
Bei den bisher bekannten Zählern (Fig. I) sind die Öffnungen in den Stirnwänden der
Trommel nach aussen und nach innen hin durch zwei Kreisbögen begrenzt, deren Mittelpunkte c, c' die in der Ebene der Scheidewand liegenden Spurpunkte der Kolbenachse bilden. Es ist ohne weiteres klar, dass in diesem Fall für die dargestellten Lagen des Kolbens (C, in welcher er den inneren Zylinder bei t und den äusseren Zylinder nicht berührt ; und C', in welcher er den äusseren
Zylinder bei t'und den inneren Zylinder nicht berührt) ein Durchtreten von Flüssigkeit möglich ist, da die Öffnung E den Kolben aussen und innen übergreift.
Behufs Beseitigung dieses Übelstandes und Erhöhung der Genauigkeit des Zählers wurde nun von folgenden Erwägungen ausgegangen.
Der A und B berührende Kolben hat als äusseren Radius + + und als Innenhalb-
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jene beiden Lagen des Kolbens, welche er einnimmt, wenn die der Scheidewand abgekehrte Kante seiner Öffnung bzw. mit A und mit B in Berührung steht. Die Öffnungen in den Trommelstirnwänden werden nun so umrissen, dass ihre äusseren und inneren Ränder die Spurlinien der äusseren bzw. inneren Wandfläche des Kolbens in den zwei im vorhergehenden definierten Stellungen C bzw. C'darstellen.
Die durch die Kante g der Öffnung D gehende axiale Ebene g, 0 schneidet nach t die um 0 als Mittelpunkt und mit dem Radius R e e beschriebene Zylinderfläche, welche den
2 geometrischen Ort aller Lagern der Kolbenachse darstellt. Man erhält also die äussere Begrenzung linie der Öffnung E in der Weise, das man um c als Mittelpunkt einen Kreis mit dem Radius
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In dieser letzteren Stellung liegt der Kolben nach f'an der Scheidewand an, während dem Spurpunkt c der Kolbenachse die Berührungslinie f entspricht. Die Lage der Linie f'kann in folgender Weise erhalten werden. Wenn A und h'die Schnittpunkte der durch die obigen Berührungsschneiden gelegt gedachten Zylinderspur mit den Linien 0 c und 0 c'bzw. für die Stellungen C und C'bezeichnen, so sind die Bogendreiecke c, f, h und c', f', h' kongruent, d', f' h'
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Der Punkt o liegt dann symmetrisch zu 0 in bezug auf c.
In Fig. 3 ist 0'f = 0 f'. Nachdem dies festgelegt ist, beschreibt man um 0 als Mittelpunkt mit Of'= O'f einen Kreis (Fig. 2), welcher die Scheidewand nach f'schneidet. Die um als Mittelpunkt mit f c als Radius be- schriebene Kreislinie schneidet dann in c'den geometrischen Ortskreis des Spurpunktes c.
Zum Anreissen des inneren Randes'der Öffnung E beschreibt man schliesslich um c'als ssj.g Mittelpunkt einen Kreis mit dem Radius--'-----
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Die in der geschilderten Weise erhaltenen Bogenränder sind einerseits durch eine zur
Scheidewand parallele Gerade, andrerseits durch ihren eigenen Schnittpunkt b begrenzt.
Nachdem in dieser Weise die Öffnungen in den Stirnwänden der Trommel festgelegt sind, wird die Schlitzöffnung im Kolben derart ausgeführt, dass die sie an der ihr abgewandten Seite der Scheidewand D begrenzende Schneide f, welche zur Führung des Kolbens dient, nach der ganzen Länge des Kolbens die Scheidewand berührt.
Die Messkammer (Fig. 4 und 5) wird im Wesen durch das zylindrische, an der Innenwand abgedrehte Gefäss A, den aussen abgedrehten Zylinder B, die beiden Stirnwände K und L und die Scheidewand F gebildet. In diesem so bestimmten Hohlraum ist der mit einer zur Erzeugenden parallelen, auf einer Seite durch eine Schneide f begrenzten Schlitzöffnung versehene Kolben derart zwangläufig geführt, dass er bei seiner Bewegung mit seiner Umfläche stets am Zylinder A und mit seiner inneren Fläche am Zylinder B schleift, wobei die Schneide an der Scheidewand F gleitet.
Der zylindrische Kolben P ist durch eine Wand o. dgl. S versteift. Diese Wand ist gleichfalls derart ausgenommen, dass das Diaphragma F während der Verschiebung des Kolbens durchtreten kann. Das zylindrische Gefäss A ist in geringer Entfernung vom Diaphragma bei D parallel zu einer Erzeugenden aufgeschnitten und die Stirnwände K und L der Kolbentrommel sind an der entgegengesetzten Seite der Scheidewand mit den in der beschriebenen Weise geformten Öffnungen E versehen.
Um eine beträchtliche Wandstärke des zylindrischen Gefässes A zu vermeiden, ohne jedoch Verbiegungen durch den Flüssigkeitsdruck befürchten zu müssen, ist der Mantel so gebaut, dass die ganze Umfläche von A, dem gleichen Flüssigkeitsdruck ausgesetzt ist. Zu diesem Zwecke steht der Zuleitungsstutzen G durch ein zylindrisches Filter M mit einer die Kolbentrommel umgebenden Ringkammer in Verbindung. Der Austrittsstutzen H hingegen steht durch zwei Leitungen 1 und J mit zwei bzw. über und unter den Stirnwänden K und L liegenden Kammern in Verbindung.
Um jede Kommunikation zwischen Zu-und Ablauf unmöglich zu machen, ist unter der Kolbentrommel ein Dichtungsring N eingelegt, welcher durch den Boden der Trommel zusammengedrückt wird, während im oberen Teil die Abdichtung durch eine auf der Getriebeachse sitzende elastische Haube U besorgt wird.
Zur Führung des Kolbens und zur Übertragung seiner Bewegung auf das Räderwerk sind die üblichen Einrichtungen vorgesehen.