DE1237798B - Vorrichtung zum Messen des Gesamtdurchsatzes einer Fluessigkeit durch mehrere Leitungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.;

GOlf

DeutscheKl.: 42 e-23/05

Nummer: 1237798

Aktenzeichen: B33570IXb/42e

Anmeldetag: 29. November 1954

Auslegetag: 30. März 1967

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Gesamtdurchsatzes einer Flüssigkeit durch mehrere Leitungen, bei welcher Meßvorrichtungen in den betreffenden Leitungen die Winkelstellungen der Rotoren von veränderlichen induktiven Kupplungsvorrichtungen steuern, die einen Teil der entsprechenden Geber-Einheiten bilden, deren Sekundärwicklungen summierend zusammengeschaltet sind, um ein dem Gesamtdurchsatz entsprechendes resultierendes Spannungs- oder Stromsignal zu erzeugen, ferner als induktive Kupplungsvorrichtungen Drehtransformatoren verwendet werden, deren Ausgangsspannung bei Verdrehung des Rotors über einen verhältnismäßig großen Bereich linear bleibt und die derart eingestellt sind, daß die Ausgangsspannungen der Geber-Einheiten bei Verdrehung im linearen Proportionalitätsbereich immer die gleiche Phasenlage beibehalten, wenn der Durchfluß in der entsprechenden Leitung seinen ganzen Änderungsbereich durchläuft, und schließlich dem der Summe der Ausgangssignale der Geber-Einheiten entsprechenden, sich ergebenden Spannungs- oder Stromsignal mit gleichbleibender Phasenlage ein Rückführungssignal von gleichbleibender, entgegengesetzt gerichteter Phasenlage entgegenwirkt.

Die Erfindung stellt eine Weiterentwicklung der im Hauptpatent 1158 722 beschriebenen Vorrichtung dar und ist auf die besondere Ausgestaltung der dort beschriebenen Schaltungsanordnung gerichtet. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist demgemäß darin zu erblicken, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, mit deren Hilfe eine völlig selbsttätige Funktion der im Hauptpatent beschriebenen Vorrichtung gewährleistet ist.

Zum Lösen dieser Aufgabe ist eine aus Isoliermaterial bestehende Scheibe vorgesehen, die in an sich bekannter Weise mit einem ersten Kontaktpaar und einem zweiten Kontaktpaar entsprechend den beiden Winkelverschiebungsbereichen der Transformatoren zusammenarbeitet, in denen die Verhältnisse der Winkelverschiebungen zu den entsprechenden Veränderungen in den zugeordneten gemessenen Größen verschiedene Werte haben, und die sich synchron mit dem betreffenden Transformator dreht und eine solche Umrißlinie aufweist, daß sie in einem entsprechenden Bereich der Winkelverschiebung dieses Transformators zwischen die normalerweise .geschlossenen Federkontaktelemente eines jeden Kontaktpaares eingreift. .

Nun ist es zwar nicht neu, zum Steuern elektrischer Kontakte eine Scheibe vorzusehen. Bei diesen bekannten Einrichtungen arbeitet die Scheibe indessen

Vorrichtung zum Messen des Gesamtdurchsatzes einer Flüssigkeit durch mehrere Leitungen

Zusatz zum Patent: 1158 722

Anmelder:

The Bendix Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:

James Emil Bevins,

Ramsey, Bergen, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 1. Dezember 1953
(395462)

als Stoßelement, dessen Funktion wenig vorteilhaft ist. Fernerhin sind bei dieser Anordnung vier Kontaktelemente angeordnet, von denen jeweils eines offen ist. Nach der Erfindung ist dagegen vorgesehen, daß die Scheibe so geformt ist, daß während eines ersten Wineklbereiches der Bewegung der Scheibe ein Kontaktpaar geschlossen und das andere offen ist, während in einem anderen Winkelbereich, der unmittelbar dem ersten folgt, die Stellung der Kontaktpaare umgekehrt ist, wobei überdies dafür gesorgt ist, daß die Kontaktteile des ersten Kontaktpaares näher an dem Drehmittelpunkt der Scheibe angeordnet sind als die Kontaktteile des zweiten Kontaktpaares, die Scheiben eines Sektors mit kleinstem Radius, der geringer als der Abstand der Kontakt-'teile des ersten Kontaktpaares zur Mitte der Scheibe ist und eine Bogenlänge aufweist, die dem Bereich, in welchem das erste Kontaktpaar geschlossen bleibt, 'entspricht, ferner ein Sektor mit größtem Radius, der größer als der Abstand der Kontaktteile zu dem Mittelpunkt ist, entsprechend dem Winkelbereich des zweiten offengehaltenen Kontaktpaares vorgesehen ist ⁱUnd die Sektoren durch wenigstens einen Sektor ver-

709 547/179

1

bunden sind, dessen in der Größe mittlerer Radius größer als der Abstand von dem Mittelpunkt zu den Kontaktteilen des ersten Kontaktpaares, aber kleiner als der Abstand zwischen dem Mittelpunkt und den Kontaktteilen des zweiten Kontaktpaares ist.

Die Ausbildung der mit Sektoren versehenen Scheibe, wobei die Sektoren als Schaltelemente für die Kontaktpaare dienen, erhöht die Betriebssicherheit und insbesondere die Genauigkeit der Schaltzeitpunkte wesentlich. Auch kommt dem Vorteil entscheidende Bedeutung zu, da die Kontakte bei der erfindungsgemäßen Anordnung nicht verschmutzen können.

Es ist übrigens auch schon vorgeschlagen worden, bei einem Regelschalter für elektrische Kochherde eine Segmentscheibe vorzusehen. Diese Segmentscheibe kann indes nur die Stellung des Hauptschalters im Stromkreis der elektrischen Kochplatte einnehmen, während die Scheibe nach der Erfindung ständig rotiert. Die bekannte Segmentscheibe ist fernerhin nicht geeignet, ein oder mehrere Kontaktpaare im Sinne der Erfindung zu betätigen.

In bevorzugter Ausführung der Erfindung ist daher schließlich noch vorgesehen, daß die Kontaktpaare auf einem ringförmigen metallischen Tragteil koaxial zu der Scheibe angeordnet sind, der um eine Achse in Normalrichtung zu der Hauptebene des ringförmigen Tragteiles und der Scheibe verdrehbar ist, überdies die Kontaktpaare von dem Tragteil zu dem Mittelpunkt hinragen und die Kontakte der Kontaktpaare elektrisch mit dem Tragteil verbunden sind, während die anderen Kontakte der Kontaktpaare mit je einer Anschlußklemme, die von dem Tragteil isoliert sind, verbunden sind.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Gesamtansicht, teilweise im Schnitt,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Scheibe.

Auf einer scheibenartig ausgebildeten Platte 11, die aus einem Isoliermaterial besteht, ist ein ebenfalls ringförmig ausgebildetes, metallisches Tragteil 12 befestigt. In einer Ausnehmung 14 dieses Tragteiles ist eine erste Anschlußklemme 25 angeordnet, die ein erstes elektrisch leitendes, elastisches Kontaktpaar 16,17 aufweist, das mit Lappen 24 in Nuten eines Klemmteiles 15 befestigt ist. Die Kontaktteile dieses ersten Kontaktpaares sind mit 20,21 bezeichnet. Im übrigen ist der Kontakt 17 dieses Kontaktpaares so an der Anschlußklemme 25 angeordnet, daß nur der Kontakt 17 in ständig leitender Verbindung mit dem Tragteil 12 steht. Der Kontakt 16 dagegen ist gegenüber dem metallisierten Tragteil 12 mittels eins Plättchens 13 isoliert.

Der Anschlußklemme 25 etwa diametral gegenüberliegend ist an dem Tragteil 12 eine zweite Anschlußklemme 26 angeordnet, die in gleicher Weise wie vorbeschrieben ein zweites Kontaktpaar 18,19 trägt. Auch hier ist vorgesehen, daß nur der Kontakt 19 mit dem metallischen Tragteil 12 ständig in elektrisch leitender Verbindung steht. Der Kontakt 18 dieses zweiten Kontaktpaares dagegen ist durch ein Plättchen 13 wiederum gegenüber dem Tragteil 12 isoliert.

Es ist somit ersichtlich, daß die beiden unteren Kontakte 17,19 der sich gegenüberliegenden Kontaktpaare 16,17 und 18,19 durch das ringförmige Tragteil 12 ständig elektrisch verbunden sind, die beiden oberen, 16,18, der Kontaktpaare dagegen 798

zwar an ihren metallischen Anschlußklemmen 25,26 angeschlossen sind, indessen voneinander isoliert sind, wenn wenigstens einer der beiden Kontakte geöffnet ist.

Die ausladenden Teile der Kontakte eines der Kontaktpaare, beispielsweise die Kontakte 16,17, sind länger als die Kontakte des anderen Kontaktpaares, so daß die Kontaktteile 20,21 des ersten Kontaktpaares dem Mittelpunkt der ringförmigen Anordnung näher liegen als die Kontaktteile 22, 23 des zweiten Kontaktpaares 18,19.

Im Zentrum der aus der Platte 11 und dem Tragteil 12 gebildeten ringförmigen Anordnung befindet sich eine über eine Achse 27 drehbar gelagerte Scheibe 28, mit deren Hilfe die Kontakte des ersten Kontaktpaares 16,17 und des zweiten Kontaktpaares 18,19 steuerbar sind. Die Nabe 29 der Scheibe 28 besteht aus zwei Ringen 30, 31, zwischen denen die Scheibe 28 eingespannt ist. Letztere besteht aus einem isolierenden Material, das hart und vorzugsweise außerordentlich widerstandsfähig gegen Abnutzung ist. Ein solches Material kann beispielsweise ein spezielles Glas, Quarz, Glimmer, Kunstharz usw. sein. Die Mittelebene der Scheibe 28 fällt mit der gemeinsamen Kontaktebene der Kontaktteile 20,21 und 22, 23 zusammen.

Die Scheibe28, die in Fig.2 detaillierter dargestellt ist, trägt auf einen Teilumfang von 90° einen ersten Sektor A -B (s. Fig. 1) großen Halbmessers. Bei einer Drehbewegung der Scheibe 28 schiebt sich der Sektor A-B zwischen die Kontaktteile 22, 23 des zweiten Kontaktpaares 18,19. Dem ersten Sektor A-B schließt sich nun noch einer auf der Scheibe 28 angeordneten radialen Ausnehmung ein zweiter Sektor C-D an, dessen Teilumfang 30° beträgt und einen Halbmesser aufweist, der gegenüber dem erstgenannten kleiner ist. Dieser SektorC-D schiebt sich bei einer Drehbewegung der Scheibe 28 zwischen die Kontaktteile 20, 21 des ersten Kontaktpaares 16,17, indessen in Anbetracht seines geringeren Halbmesses nicht zwischen die Kontaktteile 22,23 des zweiten Kontaktpaares. Nach einer weiteren radialen Ausnehmung schließt sich dem SektorC-D nun ein dritter SektorE-F an, dessen Teilumfang wiederum 90° umfaßt und von einem Halbmesser ist, der kleiner ist als der Abstand zum Mittelpunkt der am nächsten liegenden Kontaktteile 20,21. Dem Sektor E-F schließt sich nun noch ein vierter und letzter Sektor G-H an, der den restlichen Teilumfang von 90° umfaßt und dessen Halbmesser gleich dem des Sektors C-D ist.

In F i g. 2 ist mit M die Ebene angedeutet, in der der erste Sektor^t-B die Kontaktteile 22,23 des zweiten Kontaktpaares 18,19 betätigt. Mit N ist die Ebene veranschaulicht, in der die Kontaktteile 20,21 des ersten Kontaktpaares 16,17 von den Sektoren Α-B, C-D und G-H betätigbar sind. Es ist unschwer erkennbar, daß bei einer Betätigung der Scheibe 28 in Pfeilrichtung (s. F i g. 1) die zunächst geschlossenen Kontaktteile 22, 23 nach einem Drehbereich von 270° geöffnet werden, dagegen die geschlossenen Kontaktteile 20,21 nach einem Drehbereich von etwa 90° zunächst geschlossen und alsdann wieder geöffnet werden und nunmehr in Offenstellung verbleiben.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung kann beispielsweise der Erregung der Primärwicklung 36 eines im Hauptpatent beschriebenen Transfor-

Claims (4)

mators 35 dienen, der eine Sekundärwicklung 37 mit Kontakten 38, 39 aufweist, um die Primärwicklung zwischen zwei Werten zu schalten. Die Primärwicklung 36 ist einerseits an Masse, andererseits an das ringförmige Tragteil 12 angeschlossen. Die Anschlußklemme 25 ist mit einer ersten Anzapfung 33 einer Spule 32 verbunden, die über einen Pol 30 an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist, deren anderer Pol 31 wiederum an Masse angeschlossen ist. Die Anschlußklemme 26 ist mit einer zweiten Anzapfung 34 der Spule 32 verbunden. Bei der Anzapfung 33 strömt beispielsweise eine Spannung von Volt, während es bei der Anzapfung 34 nur z. B. Volt sind. Es ist ersichtlich, daß bei einer derartigen Anordnung die Primärwicklung 36 während einer Umdrehung der Scheibe 28 um 270° mit 3 Volt erregt wird, indessen während der restlichen Umdrehung der Scheibe 28 von 90°, wobei die Achse 27 der Scheibe synchron von dem Rotor des Transformators mitgenommen wird, die Primärwicklung 36 mit 24 Volt erregbar ist. Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Messen des Gesamtdurchsatzes einer Flüssigkeit durch mehrere Leitungen, bei welcher Meßvorrichtungen in den betreffenden Leitungen die Winkelstellungen der Rotoren von veränderlichen induktiven Kupplungsvorrichtungen steuern, die einen Teil der entsprechenden Geber-Einheiten bilden, deren Sekundärwicklungen summierend zusammengeschaltet sind, um ein dem Gesamtdurchsatz entsprechendes resultierendes Spannungs- oder Stromsignal zu erzeugen, ferner als induktive Kupplungsvorrichtungen Drehtransformatoren verwendet werden, deren Ausgangsspannung bei Verdrehung des Rotors über einen verhältnismäßig großen Bereich linear bleibt, und die derart eingestellt sind, daß die Ausgangsspannungen der Geber-Einheiten bei Verdrehung im linearen Proportionalitätsbereich immer die gleiche Phasenlage beibehalten, wenn der Durchfluß in der entsprechenden Leitung seinen ganzen Änderungsbereich durchläuft, und schließlich dem der Summe der Ausgangssignale der Geber-Einheiten entsprechenden, sich ergebenden Spannungs- oder Stromsignal mit gleichbleibender, entgegengesetzt gerichteter Phasenlage entgegenwirkt, nach Patent 1158 722, gekennzeichnet durch eine aus Isoliermaterial bestehende Scheibe (28), die in an sich bekannter Weise mit einem ersten Kontaktpaar (16, 17) und einem zweiten Kontaktpaar (18,19) entsprechend den beiden Winkelverschiebungsbereichen der Transformatoren zusammenarbeitet, in denen die Verhältnisse der Winkelverschiebungen zu den entsprechenden Veränderungen in den zugeordneten gemessenen Größen verschiedene Werte haben, und die sich synchron mit dem be-

treffenden Transformator dreht und eine solche Umrißlinie aufweist, daß sie in einem entsprechenden Bereich der Winkelverschiebung dieses Transformators zwischen die normalerweise geschlossenen Federkontaktelemente eines jeden Kontaktpaares (16,17 und 18,19) eingreift.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (28) so geformt ist, daß während eines ersten Winkelbereiches der Bewegung der Scheibe ein Kontaktpaar (16,17 oder 18,19) geschlossen und das andere offen ist, während in einem anderen Winkelbereich, der unmittelbar dem ersten folgt, die Stellung der Kontaktpaare umgekehrt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktteile (20 21) des ersten Kontaktpaares (16,17) näher an dem Drehmittelpunkt der Scheibe (28) angeordnet sind als die Kontaktteile (22,23) des zweiten Kontaktpaares (18,19), die Scheibe eines Sektors (E-F) mit kleinstem Radius, der geringer als der Abstand der Kontaktteile (20,21) des ersten Kontaktpaares (16,17) zur Mitte der Scheibe ist und eine Bogenlänge aufweist, die dem Bereich, in welchem das erste Kontaktpaar (16,17) geschlossen bleibt, entspricht, ferner ein Sektor (A-B) mit größtem Radius, der größer als der Abstand der Kontaktteile (22, 23) zu dem Mittelpunkt ist, entsprechen dem Winkelbereich des zweiten offengehaltenen Kontaktpaares (18,19) vorgesehen ist und die Sektoren (E-F und A-B) durch wenigstens einen Sektor (C-D und G-H) verbunden sind, dessen in der Größe mittlerer Radius größer als der Abstand von dem Mittelpunkt zu den Kontaktteilen (20, 21) des ersten Kontaktpaares (16,17), aber kleiner als der Abstand zwischen dem Mittelpunkt und den Kontaktteilen (22, 23) des zweiten Kontaktpaares (18, 19) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktpaare (16, 17 und 18,19) auf einem ringförmigen metallischen Tragteil (12) koaxial zu der Scheibe (28) angeordnet sind, der um eine Achse in Normalrichtung zu der Hauptebene des ringförmigen Tragteiles und der Scheibe verdrehbar ist, überdies die Kontaktpaare (16,17 und 18,19) von dem Tragteil (12) zu dem Mittelpunkt hinragen und die Kontakte (17,19) der Kontaktpaare elektrisch mit dem Tragteil verbunden sind, während die anderen Kontakte (18,16) der Kontaktpaare mit je einer Anschlußklemme (25,26), die von dem Tragteil (12) isoliert sind, verbunden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 518 330, 727 771,
072;

USA.-Patentschrift Nr. 2 599 171.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 547/179 3.67 © Bundesdruckerei Berlin