Flüssigkeitsmesser, insbesondere zur Messung des Kraftstoffverbrauchs
Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsmesser, insbesondere zur Messung des Kraftstoffverbrauchs, mit durch einen Kolben unterteilten Messräumen, die abwechselnd mittels eines in Abhängigkeit der Kolbenbewegung steuerbaren Schiebers an die Zu- bzw. Ableitung angeschlossen werden. Die bekannten Messer dieser Art arbeiten in einem gewissen Strömungsbereich mit ausreichender Genauigkeit. Bei grösserem Flüssigkeitsdurchgang entstehen jedoch störende Messfehler. Die Erfindung hat zur Aufgabe, den Flüssigkeitsmesser so auszugestalten, dass er in einem wesentlich grösseren Bereich als bisher mit der gewünschten Genauigkeit misst.
Zu diesem Zweck ist der Erfindung gemäss ein mit dem Schieber verbundenes Kippwerk vorgesehen, wobei mindestens ein Anschlag zur Begrenzung der Kippbewe gung in Abhängigkeit von der Differenz der Drücke in der Zu- bzw. Ableitung einstellbar ist.
Zur selbsttätigen Verstellung des Anschlages für das Kippwerk dient bei einer bevorzugten Ausführungsform des Flüssigkeitsmessers ein Membran- oder Kolbenregler, dessen Regelorgan auf der einen Seite dem Druck in der Zuleitung und auf der anderen Seite dem Druck in der Ableitung unterworfen ist und über Übertragungsmittel den Anschlag des Kipphebels des Kippwerkes steuert.
Zweckmässigerweise besteht der Anschlag aus einem Exzenter, dessen veränderliche Anschlagkante der Anschlagfläche des Kipphebels parallel läuft.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch die Flüssigkeitsmesser nach der Erfindung gemäss Linie I-I in Fig. 2,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Gerätes nach Fig. 1 bei abgehobenem Schutzdeckel und teilweise im Schnitt gemäss Linie II-II in Fig. 1 und
Fig. 3 eine Draufsicht auf das Gerät nach Fig. 1.
Der in der Zeichnung dargestellte Flüssigkeitsmesser besitzt ein Gehäuse 1, das mit zwei parallel zueinander verlaufenden Hauptbohrungen 2 und 3 versehen ist. Auf der Vorderseite besitzt das Gehäuse einen Deckel 4, der die beiden Bohrungen 2 und 3 abdeckt und ein lediglich durch gestrichelte Linien angedeutetes Zählwerk 5 trägt. Rückseitig ist das Gehäuse mit einem kastenförmigen, vorzugsweise zweiteiligen Deckel 6 versehen, der mechanische Steuerorgane abdeckt.
In der Hauptbohrung 3 ist, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Buchse, ein Kolben 7 axial beweglich geführt, der auf einer hohlen Kolbenstange 8 sitzt, deren hinteres Ende in den Raum unter dem Deckel hineinragt. Die kleinere Bohrung 2 enthält, ebenfalls unter Zwischenschaltung einer Buchse, zwei durch eine Stange 9 miteinander verbundene Drehschieberkörper 10 und 11. Das hintere Ende der Stange 9 ragt ebenfalls in den durch den Deckel 6 abgedeckten Raum.
Der Kolben 7 teilt die Bohrung 3 in zwei Men räume 12 und 13, die über radiale Bohrungen 14 und 15 zu den Schieberkörpern 10 und 11 führen.
Die Schieberkörper schaffen je nach ihrer Stellung eine Verbindung der Messräume 12 bzw. 13 zu einer Zuleitung 16 bzw. zu einer Ableitung 17, und zwar über Kanäle, die in das Gehäuse 1 eingegossen sind.
Die Art der Steuerung ist an sich bekannt und gehört nicht zum Gegenstand der Erfindung.
An einem in den durch den Deckel 6 abge schlossenen Raum ragenden Sockel 18 des Gehäuses 1 ist ein Winkelhebel drehbar gelagert, dessen Kraftarm 19 mit dem Ende der Kolbenstange 8 schwenkbar und verschiebbar verbunden ist. Der Lastarm 20 steht mit einem Lenker 21 in Verbindung, der auf ein Kippwerk einwirkt. Der unter Federspannung stehende Schaltarm 22 des Kippwerkes wirkt über eine Stange 23 auf einen Kipphebel 24, der fest auf dem Ende der Stange 9 sitzt. Die Bewegung des Kipphebels 24 wird in der einen Richtung durch einen festen Anschlag 25, in der anderen Richtung durch einen einstellbaren Anschlag 26 begrenzt.
Diese Begrenzung bestimmt auch das Mass der Drehung der zugehörigen Schieberkörper 10 und 11 und den früheren oder späteren Umschaltzeitpunkt des Schaltarmes 22 des Kippwerkes und bewirkt damit eine Veränderung der Fördermenge durch die Messräume 12 oder 13 bzw. 12 und 13. Für bestimmte Zwecke könnte ausser dem Anschlag 26 auch der Anschlag 25 einstell- bzw. regelbar sein.
Auf der Innenseite des Mantels 27 des Deckels 6 ist ein Membran- oder Kolbenregler befestigt, der aus einem Zylinder 28 besteht, in dem ein beispielsweise als Kolben ausgebildetes Regelorgan 29 entgegen der Wirkung einer Druckfeder 30 verschiebbar bzw. nachgiebig geführt ist. Ein den Zylinderraum umgebender Ringraum 31 steht über eine Leitung 32 mit der Ableitung 17 in Verbindung. An die eine Stirnseite des Zylinders 28 ist eine Leitung 33 angeschlossen, die den Zylinderraum mit der Zuleitung 16 verbindet. Eine am Kolben 29 angeschlossene Kolbenstange 34 durchsetzt die andere Stirnwand des Zylinders 28 und steht über einen Bowdenzug 35 mit einem Hebel 36 in Verbindung, der auf einer Achse sitzt, die einen Kegelexzenter 37 trägt. Die Achse ist im Gehäuse 1 gelagert. Der Kegelexzenter bildet mit einer Mantellinie den Anschlag 26 für den Kipphebel 24.
Durch Verdrehen des Kegelexzenters 37 kann infolgedessen der Anschlag verstellt 1werden.
Die Anschlagkante des Kegelexzenters verläuft bei jeder Stellung parallel zur Anschlagfläche des Kipp hebels 24. Der Mantel des Zylinders 28 ist mit Schlitzen 38 versehen, die den Innenraum mit dem Ringraum 31 verbinden.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende:
Die über die Leitung 16 einströmende Flüssigkeit gelangt in der in Fig. 1 dargestellten Stellung über die nicht dargestellte Bohrung im Schieberkörper 10 und über die Verbindungslleitung 15 in den Messraum 13. Der Messraum 12 steht bei dieser Stellung über die Leitung 14 und den Schieberkörper 11 mit der Ableitung 17 in Verbindung. Unter dem Druck der Flüssigkeit bewegt sich der Kolben 7 nach rechts. Dadurch wird der Winkelhebel mit seinen Armen 19 und 20 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt, zieht den Lenker 21 nach unten und bringt schliesslich den Kipphebel 24 in die entgegengesetzte Stellung, so dass die Schieberkörper 10 und' 11 umschlagen. Nunmehr ist der Raum 12 an die Zuleitung und der Raum 13 an die Ableitung angeschlossen.
Der Kolben 7 bewegt sich infolgedessen in entgegengesetzter Richtung.
Die Anzahl der Hübe des Kolbens 7 werden in nicht dargestellter, aber an sich bekannter Art, auf das Zählwerk 5 übertragen.
Bei geringer Durchflussmenge sind die Drücke in der Zu- und in der Ableitung praktisch einander gleich. Mit steigender Durchflussmenge in der Zeiteinheit entsteht eine steigende Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Zuleitung und dem Druck in der Ableitung. Auch wird naturgemäss die Anzahl der Kolbenbewegungen in der Zeiteinheit grösser.
Infolge der durch das Kippwerk bedingten Schaltver zögemng entsteht eine mit zunehmendem Durchfluss relativ abnehmende Zählanzeige. Dieser Abnahme wird erfindungsgemäss durch entsprechende selbsttätige Verstellung des Anschlages 26 entgegengewirkt. Zur Verstellung wird die Druckdifferenz in der Zu- und in der Ableitung ausgenutzt. Sinkt nämlich der Druck in der Ableitung, dann wird das Regelorgan 29 entgegen der Wirkung der Feder 30 nach rechts bewegt.
Diese Bewegung überträgt sich über den Bowdenzug 35 auf den Hebel 36 des Kegelexzenters 37. Der Anschlag wird also mit zunehmendem Druckunterschied zunehmend vorgestellt. Nimmt die Druckdifferenz ab, dann nähern sich das Regelorgan 29 und der Kegelexzenter ihrer Ursprungslage.
Die Schlitze 38 haben den Zweck, die von der Zuleitung abgekehrte Seite des Regelorgans 29 unter dem Druck der Ableitung zu halten. Die Anordnung ist nun so getroffen, dass bei Blockierung des Messers aus irgendeinem Grunde das Regelorgan 29 so weit nach rechts bewegt wird, dass die Druckseite (Zuleitung 33) mit der Unterdruckseite (Leitung 32) unmittelbar verbunden sind. Diese Verbindung bedeutet einen Nebenschluss zum Hauptstromkreis des Flüssigkeitsmessers. Damit wird erreicht, dass selbst im Falle einer Störung des Flüssigkeitsmessers der Durchfluss über den Nebenschluss, d. h. über die Leitungen 32 und 33 aufrechterhalten bleibt.
Der durch den Deckel 6 gebildete Raum. in welchem das Kipphebelwerk angeordnet ist, und die Räume im Deckel 4 stehen über die hohle Kolbenstange untereinander in Verbindung. Diese Räume sind im Betrieb gleichmässig mit dem Messmedium gefüllt, z. B. über Bohrungen in den Schiebern 10 und 11, ebenso wie die Messräume 12 und 13 und die Bohrungen in den Schiebern 10 und 11. Dadurch wird erreicht, dass innerhalb des gesamten Flüssigkeits- messers Druckgleichheit herrscht. Ein Schlupf des Messmediums wird daher trotz der sehr leicht beweglichen Teile, wie Kolben 7, Schieber 10 und 11, auf ein Mindestmass beschränkt, so dass auch kleinste Mengen genau gemessen werden können. Der Druckausgleich in den Räumen des Gerätes macht somit Dichtungen und Packungen für die beweglichen Teile überflüssig. Die Reibungswiderstände sind infolgedessen auf ein Minimum reduziert.
Die Teile bleiben spielfrei und ermöglichen eine hohe Messgenauigkeit auch bei kleinsten Durchflussmengen.