-
Wärmemengenmesser zum Messen der durch ein strömendes Medium abgegebenen
Wärmemenge Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmemengenmesser zum Messen der
durch ein strömendes Medium abgegebenen Wärmemenge mit einem Strömungsmesser und
zwei Bourdonfederthermometern, deren Bourdonfedern in gleichem Sinne gewunden sind
und von denen jede eine drehbare Spindel antreibt, welche axial einander gegenüber
angeordnet sind und den übertragungsmechanismus zwischen dem kontinuierlich angetriebenen
Organ des Strömungsmessers und einem Zählwerk beeinflussen.
-
Bei den bisher bekannten Wärmemengermessern dieser Art werden die
Ausschläge der Bourdonfedern übertragen mittels auf den mit den Bourdonfedern verbundenen,
einander gegenüberliegenden Spindeln angeordneter Nockenscheiben, die eine Stange
verschieben, an welcher ein gezahnter Zylinder befestigt ist, der mit einem Antriebsritzel
des Zählwerkes im Eingriff ist. Diese Anordnung hat nicht nur den Nachteil, daß
die Boudonfedern zum Verschieben des gezahnten Zylinders relativ große Kräfte auszuüben
haben, wodurch die Empfindlichkeit des Messers ungünstig beeinflußt wird, sondern
auch, daß verhältnismäßig viel Raum beansprucht wird. Dies gilt auch für andere
bekannte Anordnungen dieser Art.
-
Es sind auch Wärmemengenmesser bekannt, bei welchen die Übertragangsvorrichtung
bzw. das Kupplungsorgan durch von den Temperatuffühlern verstellbare Anschläge derart
beeinflußt werden, daß die kontinuierliche Drehung des Meßorgans das Zählwerk in
der Temperatur proportionalen Intervallen aufschaltet. Auch diese Anordnungen beanspruchen
verhältnismäßig viel Raum.
-
Zweck der Erfindung ist es, die dargelegten Nachteile unter Verwendung
an sich bekannter Mittel und eines an sich bekannten Meßprtnzips aufzuheben und
eine mit einfachen Mitteln steuerbare kompakte Anordnung zu erzielen.
-
Zu diesem Zweck ist nach vorliegender Erfindung an den von den Bourdonfedern
angetriebenen Spindeln an den sich gegenüberliegenden Endteilen je ein sich in radialer
Richtung erstreckender Arm, relativ zueinander versetzbar, angeordnet. Diese Arme
schalten in an sich bekannter Weise das im Übertragungsmechanismus zwischen dem
angetriebenen Organ des Strömungsmessers und dem Zählwerk eingeschaltete Kupplungsorgan
ein bzw. aus. Das Kupplungsorgan wird seinerseits von einem Arm getragen, der konzentrisch
zu einer der Spindeln drehbar gelagert und vom Strömungsmesser angetrieben ist.
Die mit dem Zählwerk verbundene Antriebsscheibe, mit der das Kupplungsorgan zusammenarbeitet,
ist kon-
zentrisch zu der anderen Spindel drehbar gelagert. Bei dieser Anordnung
haben die Bourdonfedern nur die leicht bewegbaren Arme zu drehen, welche das Kupplungsorgan
ein- und ausschalten.
-
Die Erfindung wird an, Hand der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen
näher erläutert werden.
-
In der Zeichnung stellt dar: Fig. 1 einen teilweise senkrechten Schnitt
mit Ansicht des Getriebes des erfindungsgemäßen Wärmemengenmessers, Fig. 2 einen
waagerechten Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen teilweisen Schnitt
mit Ansicht eines Kupplungsorgans, Fig. 4 einen teilweise senkrechten Schnitt mit
Ansich einer Variante des Getriebes nach Fig. 1 bis 3 und Fig. 5 einen waagerechten
Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4.
-
Der Wassermesser 1, von dem nur der obere Teil des Gehäuses dargestellt
ist, treibt ein Zahnrad 2 an.
-
Mit 3 und 4 sind zwei Bourdonfedern angedeutet, die je einen Teil
eines Thermometers bilden, dessen Temperaturfühler durch ein Rohr 5 mit der entsprechenden
Feder verbunden ist. Bei Verwendung des Wärmemengenmessers in einer mit warmem Wasser
gespeisten Heizanlage wird der mit der Bourdonfeder 4 verbundene Fühler in das der
Anlage zuströmende warme Wasser und wird der andere
Fühler in das
die Anlage verlassende abgekühlte Wasser getaucht. Am freien äußeren Ende jeder
Bourdonfeder 3 bzw. 4 ist ein Hebel 6 bzw. 7 befestigt, der einen ortsfesten Drehpunkt
8 hat und von dem das andere freie Ende die Gestalt eines Zahnsegmentes 9 hat. Das
Zahnsegment 9 des Hebels 6 kämmt mit einem Ritzel 10, das an einer drehbar gelagerten
Spindel 11 befestigt ist, auf der am oberen Ende ein radial gerichteter Arm 12 fest
angeordnet ist. In gleicher Weise arbeitet das Zahnsegment 9 des Hebels 7 mit einem
Ritzel 13 zusammen, das auf einer drehbar gelagerten Spindel 14 befestigt ist.
-
Das durch den Wassermesser angetriebene Zahnrad 2 kämmt mit einer
Verzahnung 16 einer konzentrisch zu der Spindel 11 gelagerten Scheibe 17, die einen
radialen Arm 18 trägt, an dem ein Halter 19 befestigt ist. In einer Bohrung des
Halters. 19 ist ein Kolben 20 verschiebbar, der an seinem oberen Ende einen Stift
21 trägt. Im Halter 19 ist außerdem eine Welle 22 drehbar gelagert, die durch ein
rundes Loch 23 des Kolbens 20 hindurchgeführt ist und in diesem Loch einen exzentrischen
Teil 24 aufweist, so daß beim Drehen dieser Welle der Kolben verschoben wird. Der
Kolben ist mit einem Stift 25 versehen, der in einen Schlitz 26 des Halters 19 greift
und den Kolben gegen Verdrehung sichert. Quer zur Welle 22 sind zwei Stifte 27 und
28 angeordnet, die miteinander einen Winkel von etwa 900 einschließen.
-
Weiter ist die Welle 22 durch einen Arm 29 verschwert.
-
Konzentrisch zur Spindel 14 ist eine Scheibe 30 drehbar gelagert,
welche mit einer Verzahnung 31 versehen ist, in die der Stift 21 des Kolbens 20
greifen kann. Die Scheibe 30 ist mit einem Zahnrad 32 vereinigt, mit dem das Antriebsrad
33 eines Zählwerke 34 kämmt.
-
Die Lage des Armes 12 wird durch die Bourdonfeder 3 und die Lage
des Armes 15 wird durch die Bourdonfeder 4 beeinflußt, so daß der zwischen den Armen
12, 15 eingeschlossene Winkel von der Temperaturdifferenz des kalten und des warmen
Wasssers abhängig sein wird. Nimmt die Temperatur des warmen Wassers zu, so bewegt
sich der Arm 15 in die Richtung des Pfeiles a und wird der Winkel zwischen den Armen
12 und 15 daher größer. Falls durch die Anlage Wasser strömt, so wird der Arm 18
mit dem Halter 19 durch den Wassermesser in die Richtung des in Fig. 2 angegebenen
Pfeiles b gedreht. Während dieser Drehung des Armes 18 stößt der Stift 27 an den
Arm 15 an, so daß die Welle 22 um 900 gedreht und der Kolben 20 nach unten verschoben
wird. Dadurch wird der Stift 21 in die Verzahnung 31 der Scheibe 30 gezogen und
diese Scheibe durch den Wassennesser mitgenommen, so daß das Zählwerk 34 angetrieben
wird. Durch das Drehen der Welle 22 wird der Stift 28 nach unten ge schwenkt, so
daß er ein wenig später an den Arm 12 anstößt. Dadurch wird die Welle 22 zurückgedreht,
wodurch der Kolben 20 wieder hochgeschoben und der Stift 21 wieder aus. der Verzahnung
31 angehoben wird, so daß das Zählwerk 34 ausgeschaltet wird. Die Endlagen der Welle
22 werden durch eine darauf befestigte, Aussparungen aufweisende Scheibe. 35 und
einen am Halter 19 angeordneten Anschlagstift 36 bestimmt.
-
Es wird klar sein, daß die Verdrehung der Scheibe 30, die das Zählwerk
34 antreibt, sowohl von der
Drehung des Zahnrades 2 des Wassermessers als auch vom
zwischen den Armen 12 und 15 eingeschlossenen Winkel, daher von der durch die Bourdonfedern
3 und 4 angegebenen Temperaturdifferenz abhängig ist.
-
Die Arme 12 und 15 weisen je ein Gelenk 37 (Fig. 1 und 2) auf, so
daß die Stifte 27, 28 des Halters 19 nur bei der in Fig. 2 durch den Pfeil b angegebenen
Drehrichtung durch die Arme 12, 15 umgelegt werden.
-
Mit dem Hebel 6 ist ein Arm 38 und mit dem Hebel 7 ist ein Arm 41
verbunden. Jeder dieser Arme weist ein Zahnsegment 40 auf, mittels dessen über ein
Ritzel ein Zeiger 39 bzw. 42 angetrieben wird.
-
Die Zeiger 39, 42 zeigen auf einer Skala die Temperatur des abgeführten
bzw. des zugeführten Wassers an.
-
Ein Verbraucher, der in seiner Heizanlage das Wasser nur wenig abkühlen
läßt, ist für den Wärmelieferanten unvorteilhaft, da für eine bestimmte Wärmeabnahme
dann eine verhältnismäßig größere Wärmemenge erforderlich ist.
-
Der Wärmemengenmesser nach Fig.4 und 5 ist besonders für solche unvorteilhafte
Verbraucher bestimmt und unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 bis 3 durch
das Folgende: Die Spindel 14 trägt in der Nähe ihres unteren Endes einen frei drehbaren
radial gerichteten Arm 15 und einen fest mit ihr verbundenen Mitnehmer 43, der mit
einem radialen Stift 44 an einen axialen Stift 45 des Armes 15 anstoßen kann, wenn
die Spindel 14 bei zunehmender Temperatur des der Anlage zuströmenden Wassers in
der Richtung des Pfeiles a in Fig. 5 gedreht wird. Eine Feder 46, die einerseits
am Stift 45 und anderseits am Mitnehmer 43 befestigt ist, versucht den Arm 15 mit
seinem Stift gegen den Mitnehnerstift 44 angedrückt zu halten.
-
Mittels eines Bolzens 47 ist ein Anschlagorgan 48 schwenkbar und
festsetzbar am Arm 12 befestigt.
-
Dieses Anschlagorgan ist mit einem axialen Stift 49 versehen, an den
der Arm 15 anstoßen kann. Mit Hilfe dieses Anschlagorgans kann der Mindestwinkel
zwischen den Armen 12 und 15 eingestellt werden.
-
Der Zweck dieser Einstellung wird noch näher erläutert werden.
-
Die Lage des Armes 12 wird, wie bereits erwähnt wurde, von der Bourdonfeder
3 und daher von der Temperatur des die Heizanlage verlassenden Wassers bestimmt,
und die Lage des Stiftes 44 des Mitnehmers 43 wird von der Bourdonfeder 4 und daher
von der Temperatur des der Anlage zuströmenden Wassers gesteuert. Falls nun die
Temperatur des Wassers am Eintritt der Anlage ansteigt, so wird der Stift 44 in
der Richtung des Pfeiles a verdreht, nimmt jedoch die Temperatur des Wassers am
Austritt der Anlage zu, so wird der Arm 12 in der Richtung des Pfeiles a verdreht.
Kommt nun der Stift 44 des. Mitnehmers 43 mit dem Stift 45 des Armes 15 in Berührung,
so wird dieser Arm durch den Stift 44 mitgenommen.
-
Aus der Beschreibung des ersten Ausführungsbeispieles wird es klar
sein, daß der Winkel, um welchen das Zählwerk 34 verdreht wird, vom zwischen den
Armen 12 und 15 eingeschlossenen Winkel abhängig ist. Entspricht dieser Winkel zwischen
den Armen 12 und 15 dem Winkel zwischen dem Mitnehmerstift 44 und dem Arm 12, so
wird die Verdrehung
des Zählwerkes 34 proportional der durch die
Bourdonfedern 3 und 4 angegebenen Temperaturdifferenz sein. Der Mindestwinkel zwischen
den Armen 12 und 15 ist jedoch durch die Anschlagorgane 48, 49 bestimmt. Wird dieses
Anschlagorgan verdreht, so kann man den Mindestwinkel ändern. Ist nun die Tempe
raturdifferenz zwischen dem zugeführten und dem abgeführten Wasser, d. h. ist die
Abkühlung des Wassers in der Anlage, kleiner als mit dem durch die Anschlagorgane
48, 49 eingestellten Winkel zwischen den Armen 12 und 15 übereinstimmt, so wird
der Mitnehmerstift 44 sich irgendwo zwischen diesen Armen befinden und wird die
Verdrehung des Zählwerkes 34 nicht mehr der wirklichen Temperaturdifferenz entsprechen,
sondern mit der durch den eingestelken Winkel zwischen diesen Armen simulieften
Temperaturdifferenz übereinstimmen, so daß das Zählwerk mehr anzeigt, als der Wirklichkeit
entspricht. Ist dagegen die Abkühlung des Wassers so groß, daß durch die Rückdrehung
der Arme 12 und 15 in bezug auf den Mituehmerstift 44 der Arm 15 mit seinem Stift
45 an den Stift 44 anstößt, so daß der Arm 15 nicht weiter mit dem Arm 12 zurückgeht,
sondern eine der Anfangstemperatur des Wassers entsprechende Lage einnimmt und behält,
so wird der zwischen den Armen 12 und 15 eingeschlossene Winkel der gemessenen Temperaturdifferenz
proportional sein und wird das Zählwerk 34 das Produkt dieser Temperaturdifferenz
und der durchströmten Wassermenge, daher die wirklich abgegebene Wärmemenge, genau
anzeigen.
-
Es sei bemerkt, daß die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt ist.
-
Es ist z. B. nicht nötig, daß der Stift 21 in den Zähnen der Scheibe
30 angreift, da die Scheibe 30 in an sich bekannter Weise beispielsweise auch durch
Reibung mitgenommen werden könnte.