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Die Erfindung betrifft ein Kompensationsgetriebe mit verstellbarem
Übersetzungsverhältnis, das zum Ausgleich von das Meßergebnis verfälschenden Einflüssen
zwischen einen umlaufenden Meßwertgeber und ein Anzeigegerät schaltbar ist, wobei
das Getriebe ein Keilriemengetriebe ist, von dem mindestens eine Riemenscheibe zweiteilig
und deren effektiver Durchmesser über einen Verstellhebel von einer Kompensationsgröße,
die von der das Meßergebnis verfälschenden Größe abgeleitet ist, verstellbar ist.
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Die bisher bekannten Kompensationsgetriebe erlaubten die Berücksichtigung
einer Kompensationsgröße. Wirkt das Kompensationsgetriebe eine weitere Größe ein,
die das Meßergebnis verfälscht, dann versagen die bekannten Getriebe.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einem Kompensationsgetriebe
eine weitere Einstellmöglichkeit zu geben, so daß entweder eine zweite Größe zur
Kompensation herangezogen werden kann oder daß der Kompensationsgrad durch diese
zweite Verstellmöglichkeit genau eingestellt werden kann.
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An sich ist es bekannt, Meßgeräte so einzurichten, daß daran verschiedene
Verstellgrößen zur Einwirkung kommen. Hierzu bedarf es sehr umständlicher Konstruktionen.
Bei den meisten bekannten Anordnungen beeinflussen sich die Verstellgrößen gegenseitig.
Wo, wie beim Gegenstand der Erfindung, ein von allen Fehlern durch dritte Einflußgrößen
befreites Meßergebnis angestrebt wird, sind die bekannten Konstruktionen nicht verwendbar.
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Auch ist es bisher noch nicht möglich gewesen, das Übersetzungsverhältnis
zwischen zwei rotierenden Wellen so zu beeinflussen, wie dies bei den bekannten
reinen Hebelübersetzungen üblich ist, wenn man sie durch entsprechende Verstellgrößen
verstellen will.
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Auch ist zu bedenken, daß eine Übersetzung mit einem Keilriemengetriebe
einer sehr feinen anfänglichen Justierung bedarf. Auch diese Aufgabe wird von dem
Gegenstand der Erfindung gelöst.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Hebelübersetzung des Verstellhebels
durch an sich bekanntes Verstellen seines Kippunktes von einer weiteren Größe verstellbar
ist. Durch diese Maßnahme kann man mehrere Einflußgrößen zur Verstellung eines Übersetzungsverhältnisses
in rotierenden Getrieben angreifen lassen, so daß z. B. Kompensationsgrößen neben
anderen Einstellgrößen angreifen können.
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Auch die Justage von Hand ist als eine mehrerer Kompensationsmöglichkeiten
durchführbar. Nach einer Weiterbildung besteht die zweite Riemenscheibe ebenfalls
aus zwei Teilen. Das Getriebe wird so eingerichtet, daß die zweite Riemenscheibe
im entgegengesetzten Sinn zur ersten Riemenscheibe verstellbar ist. Je nach dem
Verstellungssinn wird die Umlaufgeschwindigkeit, die der Welle und damit dem Anzeigegerät
von dem Meßgerät erteilt wird, vergrößert oder verringert.
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Zur Ableitung der Kompensationsgröße ist ein expansibles Element
vorgesehen, vorzugsweise eine Druckdose, deren beweglicher Teil mit dem zweiten
Ende des Verstellhebels gekoppelt ist. Bei einem vorzugsweisen Ausführungsbeispiel
des Getriebes nach der Erfindung werden zur Ableitung der Kompensationsgröße zwei
Druckdosen vorgesehen, deren bewegliche Teile mit den beiden Enden eines gemeinsamen
Betätigungshebels verbunden sind, dessen mittlerer Teil mit dem zweiten Ende des
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stellhebels verbunden ist. Die hierdurch auszuwiegende Expansion oder Kontraktion
der Druckdosen unter der Einwirkung der das Meßergebnis verfälschenden Größen wird
somit durch die gegenläufige Verstellung der beiden Riemenscheiben erfaßt.
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Zur Vervollkommnung des Getriebes nach der Erfindung ist der mittlere
Teil des Betätigungshebels durch ein Verbindungsglied einstellbarer Länge mit dem
zweiten Ende des Verstellhebels verbunden.
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Mit dem Verbindungsglied, das auf einfache Weise verlängert oder verkürzt
werden kann, ist eine einfache Einregulierung, insbesondere der Genauigkeit beim
Messen der Einflußgrößen durchführbar. Diese Vervollkommnung kann insbesondere so
ausgeführt sein, daß das Verbindungsglied einstellbarer Länge eine Verschraubung
ist, deren einer Teil von einem Schneckentrieb zwecks Längenänderung antreibbar
ist und drehbar in dem Betätigungshebel gelagert ist, und daß das zweite Ende des
Verstellhebels schwenkbar an dem Teil der Verschraubung gelagert ist. Man kann die
Schnecke von Hand drehen und damit das ganze Getriebe in eine gewünschte Ausgangsstellung
bringen. Vorzugsweise ist die Verschraubung etwa in der Mitte zwischen den drehbaren
Teilen der Druckdosen drehbar mit dem Betätigungshebel verbunden, und die Druckdosen
sind so angeordnet, daß sie den Betätigungshebel bei gleichmäßiger Ausdehnung im
Gleichgewicht halten und im unausgeglichenen Zustand eine Bewegung des Verstellhebels
um den einstellbaren Kippunkt bewirken.
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Eine weitere Vervollkommnung des Gegenstandes der Erfindung wird
erreicht durch eine Verstellvorrichtung für den Verstellhebel, die unabhängig vom
Zustand der Druckdosen steuerbar ist. Die praktische Ausführung kann so sein, daß
der Kipppunkt durch eine entlang dem Verstellhebel verschiebbare Abstützung durch
Stangen gegeben ist.
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Die Verstellung wird jeweils nach Notwendigkeit von Hand vorgenommen
und fixiert.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es ist Fig. 1 eine Ansicht nach Linie 1-1 der Fig. 2, Fig. 2 eine Ansicht nach Linie
2-2 der Fig. 1, Fig. 3 eine Ansicht nach Linie 3-3 der Fig. 2, F i g. 4 eine Ansicht
nach Linie 4-4 der F i g. 3, F i g. 5 eine Ansicht nach Linie 5-5 der F i g. 2,
Fig. 6 eine Ansicht nach Linie 6-6 der Fig. 2 und F i g. 7 eine Ansicht der Vorrichtung
entsprechend F i g. 2 mit einer anderen Einstellung der Justierung.
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Die Vorrichtung hat eine Eingangs achse 10 und eine Ausgangsachse
12, die Achse 10 treibt eine erste verstellbare Riemenscheibe 14 an. Ein Keilriemen
16 liegt um die Riemenscheibe 14, die Spannrolle 18 und eine zweite verstellbare
Riemenscheibe 20, wodurch die Ausgangs achse 12 und die daran angeschlossene Vorrichtung,
beim Ausführungsbeispiel ein Drehzahl- oder Meßzähler (nicht dargestellt), angetrieben
wird. Die Eingangsachse 10 kann man an einen Durchschlußmesser anschließen. Die
relative Drehgeschwindigkeit zwischen der Eingangs- und Ausgangs achse wird durch
die beiden Riemenscheiben 14 und 20 geändert, die hierzu aus je zwei zueinander
verstellbaren Hälften 14 A, 14 B und 20 A, 20 B bestehen.
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Im wesentlichen sind alle Teile der Vorrichtung zwischen einer Deckplatte
24 und einer Grundplatte 26 untergebracht. In der Grundplatte 26 sind drei
Bohrungen
26 A zur Befestigung eines nicht gezeigten Gehäuses vorgesehen. Die Deckplatte 24
besteht aus zwei Teilen 24A und 24 B, um das Montieren der Einzelteile der Vorrichtung
zu erleichtern. Die beiden Teile der Deckplatte 24 weisen eine unregelmäßige Teilungslinie
auf (s. 24 C in den F i g. 2 und 7).
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Die beiden Platten 24 und 26 werden durch vier Abstandsstücke 28
im Abstand voneinander gehalten.
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Jedes dieser Abstandsstücke 28 ist an den Enden abgesetzt, so daß
Auflageflächen zur Aufnahme entsprechend geformter Platten entstehen. Mit Hilfe
von zwei Bolzen 30 (Fig. 5) die durch den Teil 24A der Deckplatte, durch die Grundplatte
26 und durch die zwischen beiden vorgesehenen Abstandsstücke 32 hindurchreichen,
ist die Ausgleichvorrichtung z. B. an einem Durchflußmesser befestigt. Der Teil
24 B der Deckplatte ist mit der Grundplatte abnehmbar verbunden, und zwar durch
die Bolzen 34 (F i g. 3), die den Teil 24 B der Deckplatte an einer gewölbten Abgleichplatte
36 befestigen; diese Abgleichplatte 36 ist wiederum durch Stifte 38 (Fig. 4) mit
der Grundplatte 26 verbunden.
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Die Eingangsachse 10 (F i g. 3) ist in den in der Platte 26 und dem
Teil 24 B der Deckplatte eingelassenen Lagern 40, 42 drehbar gelagert und durch
den Stift 44 mit der Hälfte 14 A der Riemenscheibe verbunden. Der Teil 14 B der
Riemenscheibe ist mit einem Arm 46 durch ein Lager 48 verbunden, das so ausgebildet
ist, daß die beiden Hälften 14 A und 14B der Riemenscheibe in bezug auf das Ende
des Armes 46 gemeinsam rotieren, wobei der Arm 46 den effektiven Durchmesser der
Riemenscheibe 14 in noch zu beschreibender Weise justiert.
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Die Ausgangsachse 12 ist in der Grundplatte 26 und im Teil 24 B der
Deckplatte - in gleicher Weise wie die Achse 10 - drehbar gelagert und mit der Hälfte
20B der Riemenscheibe verbunden. Die Hälfte 20 A der Riemenscheibe ist an einem
Ende eines Armes 50 drehbar befestigt. Mit Hilfe dieses Armes 50 kann der effektive
Durchmesser der Riemenscheibe in noch zu beschreibender Weise geändert werden.
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Die Spannrolle 18 ist federbelastet, um den um die Riemenscheiben
14 und 20 und die Spannrolle 18 laufenden Riemen 16 ständig unter Spannung zu halten.
Für diesen Zweck ist die Spannrolle 18 an einer Achse 52, die zwischen den ersten
Enden der Arme 54 und 56 vorgesehen ist, drehbar gelagert. Die zweiten Enden der
Arme 54 und 56 sind durch Stifte an einer Drehachse 58 befestigt, deren Enden im
Teil 24 A der Deckplatte und in der Grundplatte 26 drehbar gelagert sind. An dieser
Drehachse 58 ist außerdem ein Ende eines Armes 60 befestigt. Dieser Arm 60 ist an
seinem anderen Ende mit einem Zapfen 62 zur Befestigung des ersten Endes einer Schraubenfeder
64 versehen. Das zweite Ende dieser Feder 64 ist mit einer Halterung 66 auf der
Grundplatte 26 befestigt.
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Zum gemeinsamen Verstellen der effektiven Durchmesser der Riemenscheiben
14 und 20 sind die bereits beschriebenen Arme 46 und 50 an einer vertikalen Stange
68 durch Stifte befestigt. Am oberen Teil dieser Stange 68 ist eine Auflagefläche
für eine Schraubenfeder 70 vorgesehen (F i g. 1, 3 und 6), die auf den Teil 24 B
der Deckplatte wirkt. Das obere Ende der Stange 68 ist durch Stifte an einem Ende
eines Verstellhebels 72 befestigt, der zwischen der Stange 74 und der Stange 76
vorgesehen ist und
dessen anderes Ende durch Stifte mit einem Teil 78 (Fig. 6) verbunden
ist, das mittels eines Gewindes die Achse 80 eines Schneckenrades 82 aufnimmt. In
diesem Schneckenrad 82 greift eine Getriebeschnecke 84 ein, die mit ihrer Achse
85 drehbar in einem Block 86 gelagert ist. Der Block 86 ist an einem gebogenen Betätigungshebel
88 (F ig. 5) befestigt, dessen Enden durch Stifte mit den Teilen 90 und 92 verbunden
sind, die wiederum mittels eines Gewindes einen entsprechenden Stift 94 bzw. 96
aufnehmen; diese Stifte 94 und 96 sind an den beweglichen Enden der Druckdosen 98
bzw. 100 angebracht. Die stationären, rohrförmigen Enden 97 und 99 dieser Druckdosen98
und 100 sind durch Muttern 102 und 104 mit der Grundplatte 26 und dem Teil 24 A
der Deckplatte verbunden. Der gebogene Hebe188 ist durch einen Niet 104 (Fig. 5)
mit einem Lagerteil 106 für ein Ende dei Achse 80 des Schneckenrades 82 verbunden.
Diese Achse 80 ist in dem Lagerteil 106 beispielsweise durch einen Federring 108,
der in eine Nut auf der Achse 80 sowie in eine Nut des Lagerteiles 106 paßt, drehbar
gelagert.
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Die einseitig eingespannte Blattfeder 110 (F i g. 2) ist an dem Block
86 befestigt und greift mit ihrem freien Ende in die Zähne des Schneckenrades 82
ein.
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Bei der oben beschriebenen Vorrichtung kann mittels eines in den
Schlitz 112 der Achse 85 eingesetzten Schraubenziehers das Schneckenrad 84 und damit
das Schneckenrad 82 verdreht werden, so daß das Ende des Verstellhebels 72 gehoben
oder gesenkt wird (s. Pfeil 144 in der Fig. 6). Der Verstellhebel 72 dreht sich
hierdurch um seinen Kippunkt, der zwischen den beiden parallel zueinander verlaufenden
Stangen 74 und 76 liegt. Hierdurch wird je nach der Drehrichtung der Achse 85 eine
gemeinsame Auf-und Abwärtsbewegung der die Riemenscheibe antreibenden Arme 46 und
50 erzeugt. Beim Drehen in die eine Richtung wird die Hälfte 14 B der Riemenscheibe
näher an die andere Hälfte 14 A gebracht, und gleichzeitig wird die Hälfte 20 A
von der Hälfte 20 B der zweiten Riemenscheibe entfernt, um das Geschwindigkeitsverhältnis
zwischen der Eingangs-und der Ausgangsachse, also zwischen der Achse 10 bzw. 12,
zu vergrößern. Wird die Achse 85 in die entgegengesetzte Richtung gedreht, so bewirken
die Arme 46 und 50 eine Änderung der Geschwindigkeit im umgekehrten Verhältnis,
d. h., die Geschwindigkeit der Achse 12 wird gegenüber der Drehgeschwindigkeit der
Eingangsachse 10 verringert.
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Die Stellung der die Riemenscheibe verstellenden Arme 46 und 50 wird
durch die Druckzustände in den Druckdosen 98 und 100 bestimmt. Wird der Druck in
der Dose 98 erhöht (der Druck in der Dose 100 bleibt konstant), dann wird der Hebel
72 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt (Fig.6), um die Geschwindigkeit der Achse
12 zu erhöhen, wobei angenommen wird, daß die Geschwindigkeit der Eingangsachse
10 konstant bleibt. Wird der Druck in der Druckdose 100 erhöht (der Druck in der
Dose 98 bleibt konstant), dann wird der Hebel 72 in der Fig. 6 im Uhrzeigersinn
geschwenkt, wodurch die Geschwindigkeit der Ausgangsachse 12 reduziert wird, wobei
angenommen wird, daß die Rotationsgeschwindigkeit der Eingangsachse 10 konstant
bleibt.
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Nimmt der Druck in beiden Druckdosen 98 und 100 in gleicher Richtung
und um denselben Betrag zu, dann ändert sich die Ausgangsgeschwindigkeit nicht,
wobei
angenommen wird, daß die Eingangsgeschwindigkeit konstant bleibt. Dies kommt daher,
weil sich die auf das Ende des in F i g. 5 gezeigten Hebels 72 einwirkenden Kräfte
gegeneinander aufheben und die die Riemenscheibe verstellenden Arme 46 und 50 nicht
bewegt werden.
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Aus dem oben Gesagten geht hervor, daß Anderungen der Geschwindigkeit
dadurch entstehen, daß der Kippunkt 116 (Fig. 6) des Hebels 72 zwischen den beiden
parallel zueinander verlaufenden Stangen 74 und 76 liegt. Obgleich ein fest eingestellter
Kipppunkt 116 vorgesehen sein kann, ist es vorteilhafter, wenn dieser durch nachfolgend
beschriebene Mittel eingestellt werden kann, wodurch zusätzliche Ausgleichmöglichkeiten
erreicht werden. Die ersten Enden der Stangen 74 und 76 sind an einem zylinderförmigen
Teil 120 (F i g. 3) befestigt, das drehbar am Teil 24 B der Deckplatte gelagert
ist. Die zweiten Enden der Stangen 74 und 76 sind durch Schlitze in der gewölbten
Platte 36 (F i g. 4) geführt; die untere Stange 76 ist mit Hilfe eines an ihrem
Ende vorgesehenen Gewindes und einer Mutter 122 an einer Spannplatte 124 befestigt,
die bei angezogener Mutter 122 die beiden Arme 74 und 76 als eine Einheit in einer
solchen eingestellten Stellung festhält, in der der Kippunkt 116 festgelegt ist,
um den der die Riemenscheibe verstellende Arm 72 gekippt wird. Um bei den Flüssigkeiten,
deren Durchfluß gemessen werden soll, die spezifischen Gewichte berücksichtigen
zu können, ist es notwendig, daß die Stellung der Stangen 74 und 76 entsprechend
verstellt werden kann.
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Die manuell einstellbare Achse 85 ist normalerweise für Abgleichzwecke,
und die Druckdosen98 und 100 sind zum automatischen Ausgleich bei Temperaturänderungen
der Umgebung oder der zu messenden Flüssigkeit oder eines anderen fließenden Mediums
vorgesehen. Für den letzteren Zweck können die Druckdose100 und ein damit verbundener
Temperaturfühler (nicht gezeigt) mit einer Flüssigkeit gefüllt sein, die sich bei
einer Temperaturerhöhung ausdehnt, so daß der Temperaturfühler auf Wechsel in der
Umgebungstemperatur die Druckdose 100 weiter ausweitet, um auf den die beiden Druckdosen
miteinander verbindenden Hebel 88 einen größeren Druck auszuüben. Die zweite Druckdose
98 kann ebenso mit einem ähnlichen, weiteren Temperaturfühler verbunden sein, der
in die zu messende Flüssigkeit eintaucht, so daß sich der in der Druckdose 98 herrschende
Druck mit der Temperatur ändert, diese Druckdose 98 bei einer Erhöhung der Temperatur
ausweitet und auf den Hebel 88 einen größeren Druck ausübt. Wenn sich die Umgebungstemperatur
ändert, dann wirkt sich dies auf beide Druckdosen in gleicher Weise mit dem Ergebnis
aus, daß sich nur eine geringe Verlagerung (144 in F i g. 6) ergibt und die Geschwindigkeit
der Ausgangsachse nur wenig verändert wird, so daß zwischen den jeweiligen Geschwindigkeiten
der Eingangs- und Ausgangsachse 10 bzw. 12 keine Veränderung auftritt.
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Die Empfindlichkeit des Temperaturfühlers gegenüber Temperaturänderungen
kann durch Einstellung des Kippunktes 116 des Hebels 72 reguliert werden.
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Die Einstellung des Kippunktes 116 erfolgt durch eine gemeinsame Einstellung
der Stange 74 und 76, beispielsweise aus der Stellung der Fig. 2 in die der Fi g.
7. In der in Fig. 2 dargestellten Stellung liegt
der Kippunkt 116 näher an der die
Riemenscheibe verstellenden Stange 68, als dies in der Fig. 7 der Fall ist. In der
F i g. 2 ist eine Einstellung des Kipppunktes dargestellt, bei der ein bestimmter,
durch die Druckdosen 98 und 100 gemeinsam gemessener Temperaturunterschied eine
geringere Änderung des Geschwindigkeitsverhältnisses bewirkt, als es bei der in
F i g. 7 gezeigten Einstellung der Fall ist, wo der Kippunkt 116 weiter von der
Stange 68 entfernt ist.
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Auf diese Weise werden Veränderungen der spezifischen Gewichte der
zu messenden Flüssigkeiten ausgeglichen, und die Vorrichtung kann so eingestellt
werden, daß der an der Ausgangswelle 12 angeschlossene Zähler unabhängig von Temperaturänderungen
solcher fließenden Medien das Volumen bei beispielsweise 150 C in Litern od. dgl.
mißt.
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Die beiden Riemenscheibenhälften sind vorteilhafterweise durch einen
Stiftl4P (Fig.3) miteinander verbunden, der in eine der Hälften eingepreßt ist und
in eine etwas größere Bohrung in der anderen Hälfte hineinragt, um auf diese Weise
eine gemeinsame Rotation zu gewährleisten.