-
Mit Druckmittel betriebener Drehzahlmesser Die Erfindung betrifft
einen Drehzahlmesser, der es gestattet, eine Drehzahl unmittelbar als hydraulischen
oder pneumatischen Druckmeßwert darzustellen. Gegenüber bekannten mechanischen Drehzahlmessern
(Fliehkraft-Drehzahlmessern), die vielfach als Meßwertgeber für drehzahlabhängige
Regler benutzt werden, hat der Drehzahlmesser nach der Erfindung erhebliche Vorteile.
Er zeichnet sich durch einfacheren Aufbau aus, ist frei von Reibungsfehlern und
liefert einen Meßwert, der unmittelbar ohne Wandlung auf einen pneumatischen oder
hydraulischen Regler aufgeschaltet werden kann.
-
Es sind Drehzahlmesser bekannt, bei denen die Drehzahlmessung auf
eine Messung eines dynamischen Differenzdruckes (Durchflußmessung) zurückgeführt
ist. Bei solchen Drehzahlmessern erhält man als Meßwert für die Drehzahl einen Differenzdruck,
der nicht von einem einfachen Druckmesser angezeigt werden kann. Insbesondere für
Regelzwecke ist ein Differenzdruck als Abbildung der Drehzahl unbequemer als ein
drehzahlproportionaler Druck, da der Differenzdruck einen größeren Aufwand erforderlich
macht.
-
Es ist auch ein Drehzahlmesser bekannt, bei dem im Druckmittelweg
eine Drosselstelle angeordnet und der Druckmitteldurchfiuß mittels eines umlaufenden
Körpers in Abhängigkeit von dessen Drehzahl steuerbar ist, und bei der Druck zwischen
Drosselstelle und Körper als Meßwert für die Drehzahl abgenommen wird.
-
Bei den bekannten Drehzahlmessern mit Druckanzeige wird durch den
umlaufenden Körper eine Umsteuervorrichtung betätigt, so daß eine drehzahlabhängige
Auffüllung oder Entleerung eines Gefäßes stattfindet. Eine solche Anordnung ist
praktisch kaum brauchbar, denn sie ist mit großer Trägheit behaftet und arbeitet
nur in kaum interessierenden niedrigen Drehzahlbereichen.
-
Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß der umlaufende Körper
mit einzelnen, zur Aufnahme des Druckmittels bestimmten, nicht miteinander in Verbindung
stehenden Kammern versehen ist, durch welche Druckmittel von der Einlaß- zur Auslaßseite
des Drehzahlmessers transportiert wird. Durch die Kammern des umlaufenden Körpers
wird um so mehr Druckmittel von der Einlaßseite zur Auslaßseite mitgenommen, je
höher die Drehzahl des umlaufenden Körpers ist. Infolgedessen stellt sich zwischen
der Drosselstelle und dem umlaufenden Körper ein Druck ein, der der Drehzahl verhältnisgleich
ist.
-
Zweckmäßigerweise ist der umlaufende Körper als zylindrischer Kolben
ausgebildet, der einzelne Kam-
mern aufweist, die beim Umlauf wechselweise mit zwei
einander diametral gegenüberliegenden Kanälen in Verbindung kommen, von denen der
eine an den Einlaß und der andere an den Auslaß angeschlossen ist. Die Kammern können
als Aussparungen der Mantelfiäche oder als Sacklochbohrungen an der Stirnfiäche
des umlaufenden Körpers ausgebildet sein. In F i g. 1 a und 2 a sind als Ausführungsbeispiele
der Erfindung Drehzahlmesser der geschilderten Art schematisch dargestellt; Fig.
lb und 2 b zeigen diese Drehzahlmesser in anderer Schaltung.
-
In einem Gehäuse 1 ist ein zylindrischer Kolben 2 mit einer Antriebswelle
4 drehbar gelagert. Der Kolben 2 weist auf seiner Mantelfläche eine Mehrzahl von
einzelnen, nicht miteinander in Verbindung stehenden Aussparungen 3 auf, die Druckmittelkammern
bilden. Der Kolben 2 ist vom Gehäuse 1 eng umschlossen, das einen Einlaßstutzen
10 und einen Auslaßstutzen 9 aufweist. Vom Auslaßstutzen 9 führt ein Kanal zu einer
Kammer 6 mit der die Aussparungen3 des Kolbens 2 beim Umlauf desselben in Verbindung
kommen. Der Kammer 6 liegt eine ebensolche Kammer 7 diametral gegenüber, die über
eine einstellbare Drosselschraube 8 mit dem Einlaßstutzen 10 in Verbindung steht.
Zwischen der Kammer 7 und der Drosselschraube 8 ist ein Meßdruckstutzen 11 angeschlossen.
-
Die durch eine Dichtung 12 im Gehäuse 1 abgedichtete Welle 4 ist
mit einem Kupplungsglied, z. B. einem Zahnrad 5, versehen und wird durch dieses
mit einem nicht dargestellten Meßobjekt gekuppelt, dessen Drehzahl gemessen werden
soll. Dem Einlaßstutzen 10 wird gegebenenfalls über ein Druckminderventil 13 Druckmittel,
z. B. Druckluft mit konstantem Druck, zugeführt.
-
Die Drosselschraube 8 wird so eingestellt, daß bei stillstehendem
Kolben 2 unter Berücksichtigung der
unvermeidbaren Undichtigkeiten
im Meßstutzen 11 ein bestimmter Ausgangsdruckp von beispielsweise 1 atü herrscht.
Wird der Kolben 2 angetrieben, so wird von jeder Aussparung 3 eine bestimmte Druckmittelmenge
von der Einlaßseite zur Auslaßseite befördert, so daß der Ausgangsdruck im Meßstutzen
11 vermindert wird, und zwar um so mehr, je schneller der Kolben 2 umläuft. Der
Druck im Meßstutzen 11 fällt also mit der Drehzahl des Kolbens 2 ab und ist als
Meßwert für die Drehzahl verwendbar. An den Meßstutzen 11 kann ein in Drehzahlen
geeichtes Druckanzeigegerät 14 oder ein Regler 15 oder auch z. B. ein druckmittelgesteuertes
Ventil 16 angeschlossen werden.
-
In Fig. lb sind die gleichen um 100 vergrößerten Bezugszeichen eingetragen
worden. Im Gegensatz zu der Anordnung nach F i g. 1 a ist hier der Anschlußstutzen
109 als Einlaß- und der Anschlußstutzen 110 als Auslaßstutzen angeschlossen. Die
Drosselschraube 108 liegt also auf der Auslaßseite und ist so eingestellt, daß bei
stillstehendem Kolben 102 infolge von Undichtigkeiten ein bestimmter Ausgangsdruck
von beispielsweise 0,2 atü im Meßstutzen 111 herrscht. Da bei dieser Schaltung das
Druckmittel von dem umlaufenden Kolben 102 von der Einlaßseite zur gedrosselten
Auslaßseite befördert wird, entsteht im Meßstutzen 111 ein mit steigender Drehzahl
ansteigender Druck. Man kann also je nach der Schaltung mit dem Drehzahlmesser nach
der Erfindung sowohl eine fallende (Fig. la) als auch eine steigende (F i g. 1 b)
Druck-Drehzahlcharakteristik erzielen.
-
Bei dem in Fig. 2 a dargestellten Ausführungsbeispiel, das ebenso
wie das in Fig. 1 a gezeigte mit fallender Kennlinie arbeitet, sind in den Kolben
202 statt der Aussparungen3 nach Fig. la Sacklöcher 203 in die Stirnfläche des Kolbens
202 eingebracht.
-
Im übrigen sind in F i g. 2 a für gleiche Teile die um 200 vermehrten
Bezugszeichen der Fig. 1 a verwendet. Der Druckmitteltransport von der gedrosselten
Einlaßseite zur Auslaßseite erfolgt hier drehzahlabhängig durch die Sacklöcher 203,
so daß auch hier im Meßstutzen 211 mit steigender Drehzahl abfallender Meßdruck
abgenommen werden kann.
-
Natürlich kann auch bei dieser Ausführungsform, wie in Fig. 2b dargestellt
ist, durch Umschaltung eine mit der Drehzahl steigende Druckkennlinie erzeugt werden.
In F i g. 2b sind die gleichen um 300 vermehrten Bezugszeichen der F i g. 1 a eingetragen.
-
Der geschilderte Drehzahlmesser eignet sich zum Messen aller physikalischen
Größen, die sich als Drehzahl des Kolbens darstellen lassen. Er kann z. B. an Stelle
eines Zählwerkes an einen umlaufenden Mengenmesser angeschlossen werden. Er eignet
sich als einfacher und betriebssicherer Meßwertgeber für alle drehzahlabhängigen
Steuer- oder Regelvorrichtungen.