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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Multiplikation der Drehzahl
einer Welle mit einem konstanten, mehrstelligen und leicht einstellbaren Faktor,
insbesondere für eine Anlage zur Abgabe von fließenden Mengen, mit einer Mehrzahl
von konzentrisch angeordneten Impulsgebem, deren pro Umdrehung der Welle abgegebene
Impulszahlen sich wie eine abnehmende Zahlenfolge verhalten.
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung wird insbesondere, aber nicht
ausschließlich, bei Anlagen zur Abgabe einer Flüssigkeit, wie beispielsweise Benzin
oder Dieselöl, verwendet, wobei die aus Impulsen bestehende Ausgangsgröße das Produkt
der an den Abnehmer abgegebenen Flüssigkeitsmenge und des Preises pro Volumeneinheit
der Flüssigkeit darstellt und die in Form von Impulsen vorliegende Ausgangsgröße
zum Antrieb eines Zählers oder eines Zählwerks verwendet wird. Die erfindungsgemäße
Einrichtung kann jedoch auch für andere Zwecke verwendet werden.
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Es ist bereits eine Anordnung zur Multiplikation einer Drehbewegung
mit einem einstellbaren, konstanten und mehrstelligen Faktor bekannt, die einen
mehrspurigen Impulsgeber aufweist, dessen Spuren, von denen jeder ein Aufnahmeelement
zugeordnet ist, durch eine Schalteinrichtung auswählbar sind. Der mehrspurigge Impulsgeber
besteht dabei aus einer Lochreihen aufweisenden Trommel, von der dieAus-Z, clangssignale
auf photoelektrische Weise abgegriffen werden. Abgesehen davon, daß diese parallel
arbeitende bekannte Vorrichtung zur Auswertung der Ausgangsimpulse relativ aufwendige
Zähl- bzw. Recheneinrichtungen erfordert, muß als wesentlicher Nachteil in Kauf
gehörn m-en werden, daß dann, wenn die den Impulsgeber darstellende Trommel von
beliebigen Ausgangsstellungen gestartet werden soll, erhebliche Fehler auftreten.
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Es ist ferner eine elektronische Vorrichtung bekannt, bei der mittels
eines Strömungsmessers und elektrischer Schaltkreise eine zur Strömungsmenge proportionale
Anzahl von Impulsen erzeugt wird, welche in weiteren Schaltkreisen mit einem frei
wählbaren Faktor multipliziert werden kann.
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Auch diese bekannte Vorrichtung ist relativ kompliziert aufgebaut,
weist aber noch den zusätzlichen Nachteil auf, daß sie- aus Sicherheitsgründen nur
bei nichtexplosiven Gasen- -und Flüssigkeiten' verwendet werden darf.
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Schließlich sind auch Einrichtungen bekannt, bei denenzur Multiplikation
der Drehzahl einer Welle mit einem konstanten Faktor wahlweise miteinander in Eingriff
zu bringende unterschiedliche Getrieberäder vorgesehen sind. Bei diesen Anordnungen
ist jedoch die Anzahl der einstellbaren Faktoren konstraktionsbedingt st#r-k*bggrenzt.
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Ebenfalls bekannte kombinierte elektrische und mechanische Vorrichtungen
sind allgemein relativ aufwendig und können in gleicher Weise wie die bekannten
elektrischen Einrichtunaen nicht bei explosiven Gasen oder Flüssigkeiten verwendet
werden.
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Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer besonders einfach aufgebauten
und wirtschaftlich zu fertigenden Einrichtung zur Multiplikation der Drehzahl einer
Welle mit einem konstanten, mehrstelligen und leicht einstellbaren Faktor, die mit
hoher Genauigkeit arbeitet und auch bei Gegenwart explosiver Fluide gefahrlos betrieben
werden kann.
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Ausgehend von einer Einrichtung der eingangs anc> geführten Gattung
wird diese Aufgabe gemäß der -Erfindung dadurch gelöst, daß auf der sich mengenproportional
drehenden Welle mit impulsgebenden Elementen versehene Scheiben drehfest angeordnet
sind, wobei die impulsgebenden Elemente mit bistabilen pneumatischen Verstärkern
zusammenwirken und ferner dadurch, daß die Verstärker mit pneumatischen Schaltern
verbunden sind, deren Ausgänge zu einer Sammelleitung führen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die impulsgebenden
Elemente am Rand oder angrenzend an den Rand der eweiligen Scheibe angebracht.
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Vorzugsweise wird als impulsgebendes Element ein über den Außenumfang
der Scheibe vorstehender, segmentförmigerZahn, eine relativzurScheibenfläche erhabene
Fläche, eine im Außenumfang der Scheibe vorgesehene Einkerbung oder ein Loch in
der Scheibe verwendet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsfonn der Erfindung ist bei Scheiben
mit mehreren impulsgebenden Elementen der gegenseitige Abstand dieser Elemente
- gleich.
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Die pneumatischen Schalter weisen vorzugsweise gegenseitig ausgerichtete,
zur Aufnahme einer kodierten Karte bestimmte Schlitze auf. Damit kann durch Einlegen
einer bestimmten Karte in besonders einfacher Weise ein frei wählbarer Faktor eingestellt
werden.
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Es ist darauf hinzuweisen, daß als Verstärker und Schalter mit Luft,
Wasser, öl oder anderen Fluiden betriebene Elemente verwendet werden können,
und daß die Wirkungsweise dieser Elemente auf einer Anzahl von physikalischen Erscheinungen
beruhen kann, wie dem Coanda-Prinzip der Wand-Haftung, der in einem freien Fluidstrahl
verursachten Wirbelbildung, der Ablenkung eines Strahles durch einen anderen und
der Ausbildung eines Wirbels.
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Es ist selbstverständlich auch möglich, die Anordnung zur Auswahl
der sperrenden Schalter derart auszubilden, daß sie intermittierend oder kontinuierlich
in Abhängigkeit von einer zweiten Variablen, welche gegebenenfalls von der ersten
Variablen abhängig ist, geändert werden kann.
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Die Erfliidung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert; in'dieser
zeigt F i g. 1 eine Ausführungsforin der Einrichtung gemäß der Erfindung
mit schematisch dargestellten pneumatischen Verstärkern und Schaltern, F i
g. 2 eine für die Einrichtung nach F i g. 1 bestimmte Preis-Verbuchungskarte,
die F i g. 3, 4 und 5 verschiedene Ausführungsformen von impubgebenden
Elementen.
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Die in Fluidlogik ausgebildete Anordnung- nach Fig. 1 weist-eine.
erste Grtippe--1 aus vier Scheiben 11, 12, 13 und 14 und eine zweite
Gruppe 2 aus vier Scheiben 21, 22, 23 und 24 auf, die fest und aufeinanderfolgend
auf einer gemeinsamen Drehwelle 101
angebracht sind. - -
Den Scheiben
sind jeweils bistabile pneumatische Verstärker zugeordnet, welche in F i
g. 1 durch die Bezugszeichen 31 bis 34 und 41 bis 44 gekennzeich-C
riet sind.
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Jeder bistabile pneumatische Verstärker ist mit einer Fluid-Druckleitung,
wie der Leitung 100, verbunden, die in einer nicht dargestellten Düse endet,
welche sich nahe an der Bahn der Zähne der zugeordneten Scheibe befindet und senkrecht
zu der
Scheibenebene gerichtet ist. Die bistabilen pneumatischen
Verstärker weisen Fluid-Auslaßleitungen 102 auf, welche innerhalb eines jeden bistabilen
pneumatischen Verstärkers angrenzend an die Düse mit der Fluid-Druckleitung in Verbindung
stehen. Die Auslaßleitungen führen zu zugehörigen pneumatischen Schaltern
51 bis 54 und 61 bis 64 zur Fluid-Sperrung. Jeder pneumatische Schalter
ist mit einem Schlitz 104 versehen, in den das Ende der entsprechenden Auslaßleitung
mündet. Dabei sind die pneumatischen Schalter derart angeordnet, daß ihre Schlitze
in einer Linie liegen, so daß sie eine Preis-Verbuchungskarte, wie sie in F i
g. 2 dargestellt ist, aufnehmen können.
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Die Preis-Verbuchungskarte weist Löcher wie 71,
73, 74
und 83 auf, die denjenigen bistabilen pneumatischen Verstärkern entsprechen,
die nicht gesperrt werden sollen. Im Falle der F i g. 2 sind dies die Verstärker
31, 33, 34 und 43. Nicht dargestellte öffnungen in den den Enden der Auslaßleitungen
gegenüberliegenden Wandungen der Schlitze dienen zur Aufnahme des Fluids aus den
Auslaßleitungen, wenn diese Aufnahme des Fluids nicht dadurch gesperrt wird, daß
in dem Schlitz ein voller Teil der Preis-Verbuchungskarte liegt. Diese öffnungen
sind alle mit einer gemeinsamen Fluldauslaßleitung 106 verbunden, welche
die von den bistabilen pneumatischen Verstärkern kommenden Fluid-Impulssignale zusammenfaßt
und den resultierenden Impulszug zu einem Zähler oder Zählwerk leitet.
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Bei der beschriebenen Ausführungsforrn wird als Fluid Luft verwendet.
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Die Scheiben der ersten Gruppe 1. haben jeweils einen, zwei,
vier und acht Betätigungszähne. Solange kein Zahn gegenüber der Düse eines Verstärkers
liegt, kann Luft aus der Düse ohne Behinderung austreten. Hinter der Düse wird der
Druck niedrig sein, und es wird im wesentlichen keine Luft zu der entsprechenden
Auslaßleitung geführt werden. Andererseits wird dann, wenn ein Zahn die Düse abdeckt,
der Druck hinter der Düse ansteigen, und es wird Luft durch die Auslaßleitung zu
dem entsprechenden Schalter strömen, und unter der Voraussetzung, daß es die sich
in den Schlitzen befindende Preis-Verbuchungskarte zuläßt, wird ein Luftimpuls in
die gemeinsame Ausgangsleitung106 gelangen.
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Es ist somit zu erkennen, daß je nachdem, welche der Elemente
51 bis 54 sich auf Grund der Preis-Verbuchungskarte im Sperrzustand befinden,
eine beliebige Anzahl von null bis fünfzehn Luftimpulsen während einer vollständigen
Umdrehung der Welle 101 der Ausgangsleitung106 zugeführt wird. In der Praxis
werden natürlich Impulszahlen größer als Neun nicht gewählt, so daß ein Impulszug
in der Ausgangsleitung jede Ziffer von Null bis Neun darstellen kann. Die Ausgangsgröße
stellt dann eine Einerskala auf der Basis Zehn dar.
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Die Scheiben der zweiten Gruppe 2 haben jeweils zehn, zwanzig, vierzig
und achtzig Zähne. In analoger Weise zu der vorstehend beschriebenen ersten Gruppe
von Scheiben können diese Scheiben der zweiten Gruppe der Ausgangsleitung
106 während einer einzigen vollständigen Umdrehung der Welle 101 eine
beliebige Anzahl von Zügen von zehn Impulsen von Null bis Neun, d. h.
0, 10, 20.. 90 Impulse zuführen. Die von der zweiten Gruppe von Scheiben
herrührende Ausgangsgröße stellt somit eine Zehnerskala auf der Basis von Zehn dar.
Auf der Welle 101 können weitere Gruppen von Scheiben mit diesen zugeordneten
Verstärkern und Schaltern vorgesehen sein, um Impulszüge auszulösen, die Skalen
höherer Ordnung auf der Basis von Zehn darstellen.
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Es ist des weiteren offensichtlich, daß auch auf andere Basen bezogene
Skalen dargestellt werden können, wenn dies gewünscht wird.
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Es ist ferner selbstverständlich, daß die relativen Winkellagen der
Zähne der Scheiben derartig gewählt sein müssen, daß für jede Winkellage der Welle
101
nur eine Scheibe einen Impuls zur Ausgangsleitung 106 durchläßt.
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Wird diese Ausführungsform bei Abgabesystemen für flüssigen Kraftstoff
verwendet, so entspricht die Gesamtanzahl von Umdrehungen der Welle101 der bei einem
beliebigen Abgabevorgang ausgelieferten Kraftstoffmenge, und die Preis-Verbuchungskarte
ist entsprechend dem Preis pro Mengeneinheit des Kraftstoffes kodiert. Die Gesamtanzahl
von Impulsen in dem Impulszug, der der Ausgangsleitung 106 zugeführt wird,
stellt dann den Wert des abgegebenen Kraftstoffes dar, und die Impulse können gezählt
und in der Weise angegeben werden, daß der Wert direkt in dem Geldsystem erhalten
wird, das der Kodierung der Preis-Verbuchungskarte entspricht.
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An Stelle der soeben beschriebenen Fluid-Logikelemente und/oder Sperrelemente
können auch Fluidverstärker verwendet werden, die z. B. von dem Coanda-Effekt,
d. h. der Wand-Haftung Gebrauch machen. Es ist auch möglich, Turbulenzverstärker
zu verwenden. Derartige Verstärker weisen keine bewegten Teile auf, aber es können
auch Fluid-Logikelemente mit sich bewegenden Teilen verwendet werden, wenn dies
gewünscht wird. Elemente der ersten Art werden jedoch bevorzugt, da durch das Fehlen
von bewegten Teilen eine hohe Zuverlässigkeit erreicht wird und die Elemente im
allgemeinen nicht durch Umgebungsbedingungen beeinflußt werden, wie z. B. Temperaturänderungen,
Stöße, Schwingungen oder Magnetismus. Auf Grund des Fortschrittes beim Entwurf von
Fluid-Logikelementen mit sich bewegenden Teilen soll die Erfindung jedoch nicht
auf Fluid-Logikelemente beschränkt werden, die keine bewegten Teile aufweisen.
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In den F i g. 3, 4 und 5 sind drei Beispiele von anderen
möglichen Ausführungsformen der Scheibe 11 von F i g. 1 dargestellt.
F i g. 3 zeigt eine volle Scheibe mit einem als Betätigungseinrichtung wirkenden
Vorsprung 108, welcher durch einen Stanzvorgang erzielt werden kann. F i
g. 4 zeigt eine Scheibe mit einer am Umfang vorgesehenen Einkerbung
110.
In F i g. 5 ist eine Scheibe mit einem in der Nähe des Umfangs
angebrachten Loch 112 dargestellt.