DE111685C - - Google Patents
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Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
Das vorliegende Manometer läfst sich von dem als Gefäfsmanometer bezeichneten Flüssigkeitsmanometer
in der Weise ableiten, dafs man sich das Gefäfs geschlossen, vollständig gefüllt
und mit ganz oder nur zum Theil elastischer Wandung hergestellt denkt. Ein auf die'
Aufsenseite dieses Gefäfses wirkender Druck kann also die Flüssigkeit nur dann in die
Röhre verdrängen, wenn er aufser dem hydrostatischen Gegendruck der aufsteigenden Flüssigkeitssäule
auch noch den Widerstand der elastischen Gefäfswandung überwindet. Dieser Grundgedanke ist bis jetzt nur an dem Metallmanometer
von Maubert (Dingler, Polytechnisches Journal, Band 195, Seite 481) zur
Anwendung gelangt.
■ Der neue technische Erfolg der vorliegenden Erfindung beruht in der Beseitigung zweier
wesentlicher, sowohl dem Grundgedanken als auch der Ma üb er t'sehen Erfindung anhaftender
Mängel, welche durch die nachfolgenden Aufgaben gekennzeichnet werden.
1. Die den Druck anzeigende Flüssigkeitssäule
mufs so deutlich sichtbar gemacht werden als möglich.
2. Die bei Temperaturänderungen auftretenden »thermischen Abweichungen« müssen so
klein gehalten werden als möglich.
Die erste Voraussetzung ist nothwendig, weil von der gewissenhaften Beobachtung des Manometers
die Sicherheit und nicht selten die Rettung von Gut und Leben abhängt, weil also alles geschehen mufs, um die Ueberwachung
dieses wichtigen Mefsinstrumentes so leicht als möglich zu machen. Es ist daher bei einem Manometer der vorliegenden Art die
erste Bedingung, dafs die die anzeigende Flüssigkeit aufnehmende Röhre der Sichtbarkeit
wegen möglichst weit und der Genauigkeit wegen auch möglichst hoch sein mufs, woraus sich ergiebt, dafs auch die Flüssigkeitsverdrängung und mithin die Durchbiegung der
elastischen . Platte möglichst grofs sein mufs. Ganz im Gegensatze zu dieser Voraussetzung
verwendet Maubert elastische Gegenplatten oder balgartige Rohre, welche die Durchbiegung
der elastischen Hauptplatte und mithin die Verdrängung des Quecksilbers aufserordentlich,
nach einem ziffermäfsigen Beispiele bis auf Y50, herabmindern. Infolge dessen besitzt
ein solches Maubert'sches Manometer entweder (bei gleicher Röhrenhöhe) nur Y50 der
Sichtbarkeit oder (bei gleicher Röhrenweite) nur Y50 der Genauigkeit des vorliegenden
Manometers, bei welchem die Ela^ticität des Materials ganz ausgenutzt wird. \
Die zweite Aufgabe wird durch den Uebelstand begründet, dafs jedes Manometer der
vorliegenden Art infolge der Wärmeschwankungen zunächst wirkt wie ein gewöhnliches
Flüssigkeitsthermometer mit Gefäfs und Röhre. Diese Fehlerquelle wird nahezu beseitigt, wenn
die Anordnung so getroffen ist, dafs beim höchsten Stande der Flüssigkeitssäule der
(nahezu) gesammte flüssige Inhalt in die Röhre gedrängt, also die im Gefäfse zurückbleibende
Flüssigkeitsmenge (nahezu) gleich Null ist. Dies wird bei der vorliegenden Erfindung dadurch
erreicht, dafs die beiden zu einem niedrigen •elastischen Gefäfse verbundenen Bodenplatten so
gestaltete Gegenformen erhalten, dafs sie bei ihrer höchsten Belastung einander mit den
Innenflächen in allen Punkten bis auf einen winzigen Abstand genähert sind. An dem
Maubert'schen Apparate dagegen liegt die concentrisch gewellte Hauptplatte einem ebenen
Gefäfsboden gegenüber, wodurch die durch die Wärmeschwankungen hervorgerufenen Abweichungen
sehr bedeutend werden.
Weitere Mittel zur Vervollkommnung der beiden genannten technischen Erfolge giebt
die nähere Beschreibung des Apparates.
In den Fig. ι bis 3 ist ein Apparat mit ebener Platte c und in den Fig. 4 bis 6 ein
Apparat mit concentrisch gewellter Platte c dargestellt. Fig. 1 und 4 zeigen je eine Ansicht
des Apparates. Die Schnitte Fig. 2 und 5 zeigen den Apparat in Ruhe, d. h. bei einem
Ueberdrucke von Null Atmosphären, und die Schnitte Fig·. 3 und 6 zeigen den Apparat
unter dem höchsten Drucke, also bei vollendeter Durchbiegung der Platte c und dem
höchsten Stande der Flüssigkeitssäule. Im Uebrigen ist die Anordnung des in Fig. 1
bis 3 dargestellten Apparates folgende: Ein cylindrisches, unten offenes, innen mit Gewinde
und oben mit axial durchbohrtem Boden versehenes Gefäfs b ist durch eine zwischen zwei Dichtungsringen gelagerte Stahlplatte
c, welche mittelst eines axial durchbohrten , aufsen mit Gewinde versehenen Verschlufsstückes
d verschraubt ist, in zwei offene Gefäfse getheilt. Das untere Gefäfs wird durch
das Verschlufsstück d mit dem Druckmittelbehälter leitend verbunden. Das obere Gefäfs
ist mit einer in die axiale Durchbohrung des oberen, Gefäfsbodens eingekitteten cylindrischen
Glasröhre α verbunden. Die Scala e beöndet sich auf der mit einem Schlitze versehenen
Schutzhülse g. Das Manometergefäfs ist, wenn der Ueberdruck Null herrscht, bis zum Theilstrich
Null der Scala mit Flüssigkeit, ζ. Β. Quecksilber gefüllt. Sobald nun das Druck-·
mittel ρ auf die Platte c wirkt, erfolgt eine dem Drucke entsprechende Durchbiegung der
Platte und gleichzeitig eine Verdrängung des Quecksilbers in die Röhre a, so dafs der jeweilige
Druck an der empirisch festgestellten Scala e abgelesen werden kann. Die Ab- '
messungen des Gefäfses sind so gehalten, dafs, wenn die Flüssigkeitssäule den höchsten durch
den Apparat mefsbaren Druck anzeigt, die Platte c dem Gefäfsboden b in allen Punkten
bis auf einen winzigen Abstand genähert ist.
Die Glasröhre α kann oben offen oder geschlossen sein. Soll sie geschlossen sein, aber
nicht luftleer, so ist es zweckmäfsig, sie an ihrem oberen Ende mit einer Erweiterung f
zu versehen, um so den beim Aufsteigen der Flüssigkeitssäule entstehenden Widerstand der
eingeschlossenen Luft möglichst gleichmäfsig zu' erhalten. Ist die Glasröhre oben zugeschmolzen
und luftleer, so steht die auf die Platte c wirkende freie Atmosphäre . dem in
der Röhre α herrschenden Vacuum gegenüber schon dann in einem Ueberdrucke von
ι Atmosphäre, wenn der Apparat Null Atmosphären Ueberdruck, d. h. das Gleichgewicht
mit der freien Atmosphäre anzeigt. Vermindert man daher den auf die Platte c wirkenden
Druck ρ der freien Atmosphäre, so sinkt die Platte und mithin die Flüssigkeitssäule. Man
erhält also unmittelbar ein Vacuummeter, wenn man die Glasröhre α luftleer macht und die
Platte c so wählt, dafs schon durch den Druck der freien Atmosphäre ihre völlige Durchbiegung
und mithin der höchste Stand der Flüssigkeitssäule erzielt wird. Nimmt dann der Druck ρ ab, so kann dies an der sinkenden
Flüssigkeitssäule mit Hülfe der Scala abgelesen werden.
An der in Fig. 4 bis 6 dargestellten Ausführungsform des Apparates ist statt der ebenen
eine concentrisch gewellte Platte c verwendet, die bei vollendeter Durchbiegung dem die entsprechenden
Gegenformen besitzenden Gefäfsboden b ebenfalls in allen Punkten bis auf einen winzigen Abstand genähert wird, was
wegen vorausgegangener hydraulischer Anpressung in sehr vollkommener Weise erreicht
wird. Mit ihrem umgeprefsten Rande greift die Platte c schliefsend über den gewissermafsen
als Spannrahmen dienenden Gefäfsboden b. Die Theile bed sind hier durch
eine über dem gemeinschaftlichen Dichtungsringe h liegende, nach innen umgeprefste Muffe i
verbunden.
An dem durch die schematischen Darstellungen Fig. 7 bis 9 veranschaulichten Apparate
ist nicht nur der Boden c, sondern auch der Boden b als elastische Platte ausgebildet.
Fig. 7 zeigt eine Ansicht, Fig. 8 einen Schnitt bei Null Atmosphären Ueberdruck und Fig. 9
einen Schnitt bei höchstem Ueberdruck. " Das in das Gefäfs d tretende Druckmittel ρ umfliefst
das ganze Gefäfs b c. Auch hier sind die Platten b und c so gewählt und durch
gegenseitige hydraulische Anpressung so abgepafst, dafs sie sich bei ihrer höchsten Belastung
in allen Punkten bis auf einen winzigen Abstand nähern.
An dem durch die schematischen Darstellungen Fig. 10 bis 12 veranschaulichten
Apparate sind sowohl die Bodenplatten b als die Bodenplatten c verdoppelt. Fig. 10 zeigt
eine Ansicht, Fig. 11 einen zur Mittelebene der Platten senkrecht geführten Schnitt bei Null
Atmosphären Ueberdruck und Fig. 12 denselben Schnitt bei höchstem Ueberdruck. Die
beiden inneren -kreisförmigen elastischen Platten c bilden ein mit dem Druckraum communicirendes
Gefäfs, welches in dem durch die beiden äufseren kalottenförmigen festen Bodenplatten b gebildeten Gefäfse unterge-
Tf
bracht ist. Der zwischen beiden Gefäfsen liegende Zwischenraum communicirt mit der
Anzeigeröhre α und ist mit Flüssigkeit gefüllt. Sobald das Druckmittel ρ zwischen die inneren
Platten c tritt, werden diese kalottenförmig ausgebogen, bis sie sich bei höchstem Ueberdrucke
den äufseren kalottenförmigen festen Bodenplatten b ebenfalls in allen Punkten bis
auf einen winzigen Abstand nähern, was durch vorausgegangene hydraulische Anpressung gewährleistet
ist. Dafs auch die elastischen Platten der beiden letztgenannten Apparate beliebig gewellt
sein können, ist selbstverständlich.
Statt einer einfachen elastischen Platte c bezw. b können auch je zwei oder mehrere
über einander gelagerte elastische Platten verwendet werden, wodurch bei gleicher Tragfähigkeit
die Durchbiegung vergröfsert wird.
Da der Fortschritt der Flüssigkeitssäule dem inneren Querschnitte der Röhre α umgekehrt
proportional ist, so erhält man z. B. zwischen bestimmten Druckgrenzen die zehnfache Genauigkeit
der Scala, wenn man den inneren Querschnitt der Röhre auf dieser Strecke
zehnfach verkleinert. Sehr lange Röhren a können in schiefer Lage oder in schwach
steigenden Zickzackführungen oder, falls sie entsprechend eng und nicht luftleer sind, in
Spiralform oder in beliebigen Windungen auf geeigneten, auch horizontal liegenden Scalenbrettern
angeordnet werden.
Infolge der mit Hülfe der angeführten technischen Mittel erzielten wesentlichen Verminderung
der durch die Wärmeschwankungen hervorgerufenen Abweichung ist ferner das vorliegende Manometer im Allgemeinen auf
den Grad der Genauigkeit gebracht worden, den unsere Gefäfs- und Heber-Barometer und
-Manometer aufweisen. Auch diese Instrumente erleiden durch Einwirkung der Wärme eine
Längenänderung ihrer zwischen den beiden Flüssigkeitsspiegeln liegenden Säulen, aber ihre
praktische Verwendbarkeit wird dadurch nicht in Frage gestellt. Soll indessen rein wissenschaftliche
Brauchbarkeit erzielt werden, so wird der Apparat thermisch isolirt und z. B.
durch Eiswasser auf gleicher Temperatur erhalten, oder es wird die auf den Apparat einwirkende
Temperatur mit Hülfe eines die Differenz anzeigenden Thermometers gemessen
und in Berechnung gezogen, oder es werden selbstthätige Ausgleichungsvorrichtungen angebracht.
Statt einer durchsichtigen kann auch eine nicht durchsichtige Röhre α verwendet werden,
wenn die Bewegung des Flüssigkeitsspiegels mittelbar, z. B. durch feste Rolle, Schnur,
Schwimmer und anzeigendes Gegengewicht oder durch Elektricität auf die Scala übertragen
wird.
Claims (2)
1. Ein Flüssigkeitsmanometer mit geschlossenem elastischen Gefäfse, dadurch gekennzeichnet,
dafs die beiden zu einem niedrigen elastischen Gefäfse verbundenen Bodenplatten b und c solche Gegenformen erhalten,
dafs sie bei ihrer höchsten Belastung, je nach Ausführung des Manometers
entweder durch Biegung beider Platten oder nur einer Platte, einander mit den inneren Flächen bis auf einen winzigen
Abstand genähert sind, zum Zwecke einer möglichst vollständigen Verdrängung der Flüssigkeit aus dem Gefäfse und mithin
einer möglichst grofsen Verminderung der aus den Wärmeschwankungen entspringenden
Abweichungen.
2. Das unter Anspruch ι geschützte Manometer in der Ausführung, bei welcher die
elastische Gefäfswandung einen dem zu messenden Drucke ausgesetzten Hohlkörper
bildet, der in dem Flüssigkeitsgefäfse steckt, um auf diese Weise gröfsere Durchbiegungen
und mithin eine gröfsere Bewegung des Flüssigkeitsspiegels zu erreichen.
Hierzu ι Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
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---|---|---|---|---|
US2660890A (en) * | 1950-07-17 | 1953-12-01 | Orion F Fletcher | Tire pressure gauge |
-
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