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Ringkolbenzähler mit einer LagerbrUcke
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Bei einem Ringkolbenzähler bekannter AusfUhrung (DT-PS 1 033 917)
besteht während des Betriebes ständig eine Linienberührung zwischen dem Lagerzapfen
der Kammer und dem Lagerzapfen des sich in der Meßkammer drehenden Ringkolbens.
Dadurch kommt es im Laufe der Betriebszeit des Ringkolbenzählers zu einer gewissen
Abnutzung zwischen den beiden Lagerzapfen.
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Diese Abnutzung ist bei einer anderen bekannten Ausfuehrung (DT-AS
1 166 495) durch eine LagerbrUcke verringert, die mit beide Zapfen über ihren ganzen
Umfang umfassenden Buchsen versehen ist. Die Lagerbrücke besteht hier aus Metall.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ringkolbenzähler mit
einer Lagerbrücke derart zu verbessern, daß er auch extreme Betriebsbedingungen,
insbesondere über einem höchstzulässigen Wert liegende Durchflußstärken, ohne Beschädigung
oder Zerstörung des Ringkolbens übersteht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einem Ringkolbenzähler
mit einer Lagerbrücke aus, die sich um einen Lagerzapfen der Meßkammer dreht und
einen Lagerzapfen des Ringkolbens trägt. Erfindungsgemäß ist die Lagerbrücke derart
flexibel ausgebildet, daß der Abstand zwischen den Lagerzapfen unter Zontrifugalkraftei
nwirkung oberhalb einer höchstzulässigen Drehzahl des Ringkolbens selbsttätig verringerbar
ist,
Der erfindungsgemäß ausgebildete Ringkolbenzähler hat den Vorteil,
daß sich bei einer oberhalb einer höchstzulässigen Drehzahl liegenden Drehzahl des
Ringkolbens der Abstand des Lagerzapfens des Ringkolbens von dem der Meßkammer verringert.
Dadurch wird der Spalt zwischen dem Ringkolben und der Wand der Meßkammer vergrößer,
wodurch ein Teil der in den Ringkolbenzähler einströmenden Flussigkeit im Nebenschluß
durch ihn hindurchtreten kann.Eine Erhöhung der Drehzahl huber eine zugelassene
Drehzahl hinaus kann daher bei dem erfindungsgemäßen Ringkolbenzähler nicht eintreten,
wodurch Beschädigungen oder Zerstörungen des Ringkolbens vermieden sind. Solche
an sich unzulässig hohen Drehzahlen treten mitunter während des Betriebes auf, ergeben
sich aber insbesondere dann, wenn die Ringkolbenzähler in Spalt und Reinigungsprozessen
mit Reinigungs- und Desinfektionslösungen unter hohem Druck beaufschlagt werden.
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Zur genauen Bemessung der Lagerbrücke im Hinblick auf die Zentrifugalkrafteinwirkung
in bezug auf die Schaffung eines Nebenschlusses bei unzulässig hohen Drehzahlen
erscheint es Vorteil haft, wenn die Lagerbrücke aus selbständigen Lagerteilen besteht,
und wenn ein Lagerteil sich um den Lagerzapfen der Meßkammer dreht und ein anderes
Lagerteil den Lagerzapfen des Ringkolbens trägt; die Lagerteile sind in Richtung
der beiden Lagerzapfen zueinander bewegbar angeordnet.
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Die Einwirkung der Zentrifugalkraft kann in unterschiedlicher Wei,
se erfolgen. Bei einer vorteilhaften, weil konstruktiv einfachen Ausgestaltung des
Ringkolbenzählers nach der Erfindung trägt die Lagerbrücke an ihrer von dem Lagerzapfen
des Ringkolbens abgewandten Seite einen Gewichtskörper, der im Bereich des Lagerzapfens
des Ringkolbens an dem Ringkolben angreift. Bei einer aus zwei Lagerteilen bestehenden
Lagerbrücke ist vorteilhafterweise an der von dem anderen Lagerteil abgewandten
Seite des einen Lagerteiles der Gewichtskörper angebracht, der mit dem anderen Lagerteil
verbunden ist, und zwischen den Lagerteilen befindet sich mindestens eine Druckfeder.
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Diese Ausbildung der Lagerbrücke hat den Vorteil, daß die Federkraft
der Druckfeder und die bei Überschreitung einer vorgegebenen Drehzahl auftretende
Zentrifugalkraft des Gewichtskörpers verhältnismäßig genau aufeinander abgestimmt
werden können, so daß mit Sicherheit bei Erreichen einer unzulässig hohen Drehzahl
die Wirkung der Zentrifugalkraft die der Druckfeder übersteigt und damit der Abstand
zwischen den beiden Lagerzapfen unter Schaffung eines Nebenschlusses für die in
den Ringkolbenzähler einströmende Flüssigkeit vergrößert wird. Die Drehzahl des
Ringkolbens kann sich dann nicht mehr erhöhen.
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Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Ringkolbenzählers mit einem
dem anderen Lagerteil diametral gegenüberliegenden Gewichtskörper ist das andere
Lagerteil der Lagerbrücke vorzugsweise über beiderseits des Lagerzapfens des Ringkolbens
an dem anderen Lagerteil befestigte Stangen mit dem Gewichtskörper verbunden, und
die Stangen sind in Bohrungen des einen Lagerteiles geführt; auf mindestens einer
Stange befindet sich eine Druckfeder. Diese Ausführung des Ringkolbenzählers ist
für Ringkolbenzähler besonders großer und auch durchschnittlich großer Abmessungen
gut geeignet, weil in einem solchen Zähler ausreichend Einbauraum für die erfindungsgemäß
ausgestaltete Lagerbrücke vorhanden ist. Außerdem hat diese Ausführung den Vorteil,
daß in der Meßkammer befindliche Fremdkörper von dem Ringkolben ohne seine Beschädigung
oder Zerstörung überrollt werden können.
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Eine Führung des anderen Lagerteiles kann auch dadurch gewEhrleistet
sein, daß in dem einen Lagerteil eine radiale Aussparung vorgesehen ist, in der
das andere Lagerteil verschiebbar angeordnet ist.
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Insbesondere dann, wenn bei verhältnismäßig kleinen Ringkolbenzählern
wegen Platzmangels ein ausreichend großer Gewichtskörper nicht vorgesehen werden
kann, ist es vorteilhaft, das eine Lagerteil als zweiarmigen Hebel auszubilden,
an dessen einem Hebelarm das andere Lagerteil gelenkig mit seinem einen Ende gelagert
ist und an dessen anderem Hebelarm der Gewlchtskörper schwenkbar gelagert ist; an
dem Gewichtskörper ist in der Nähe
seiner Lagerstelle eine Stange
gelenkig angebracht, die mit dem anderen Ende des anderen Lagerteiles gelenkig verbunden
ist.
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Diese Ausbildung der Lagerbrücke und die Anbringung des Gewichtskörpers
an ihr hat den Vorteil, daß die vom Gewichtskörper erzeugte Zentrifugalkraft durch
Hebelübersetzung in ihrer Wirkung vergrößert wird, so daß trotz eines verhältnismäßig
leichten Gewichtskörpers auch bei Ringkolbenzählern verhältnismäßig kleiner Bauart
bei Uberschreiten einer zulässigen Drehzahl ein Nebenschluß gebildet und damit eine
überhöhte Drehzahl verhindert wird.
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Bei dieser Ausbildung der Lagerbrücke befindet sich vorteilhafterweise
der Stange benachbart eine Druckfeder zwischen den Lagerteilen und in einem Ansatz
des einen armes des Hebels eine Einstellschraube, die sich auf das eine Ende des
anderen Lagerteiles abstUtzt. Mit der Einstellschraube kann der Abstand zwischen
dem Lagerzapfen der Meßkammer und dem des Ringkolbens genau eingestellt werden.
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Insbesondere dann, wenn während des Betriebes starke radiale, zeitweise
auch nach innen gerichtete Kräfte auf den Ringkolben einwirken, ist es zur Gewährleistung
der Meßgenauigkeit des erfindungsgemäßen Ringkolbenzählers vorteilhaft, daß das
eine Lagerteil eine radiale Aussparung aufweist, in der das andere Lagerteil verschiebbar
angeordnet ist, daß die radiale Stellung des anderen Lagerteiles durch eine Kulisse
bestimmt ist, die an dem Gewichtskörper angebracht ist, und daß derGewichtskörper
an der von dem anderen Lagerteil abgewandten Seite des einen Lagerteiles gegen die
Kraft einer Feder schwenkbar gelagert ist.
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Bei allen Ausführungen des erfindungsgemäßen Ringkolbenzählers mit
einem Gewichtskörper an der flexibel ausgebildeten Lagerbrücke kann durch entsprechende
Abstimmung der beteiligten Massen und Federkräfte die "Uberlastgrenze", d.h. die
höchstzulässige Drehzahl des Ringkolbens, genau eingestellt werden, oberhalb welcher
der Abstand zwischen den Lagerzapfen der Meßkammer und des Ringkolbens selbsttätig
verringert wird. Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, zusätzlich zur Schaffung
eines Nebenschlusses bei Uberschreiten der Uberlastgrenze auch noch ein
Abbremsen
des Ringkolbens vorzusehen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung läßt sich dies-in
einfacher Weise dadurch erreichen, daß der Gewichtskörper derart gelagert ist, daß
er bei einer hohen Drehzahl des Ringkolbens am Innenring der Meßkammer anläuft.
Der Gewichtskörper wirkt dann zusätzlich als mechanische Bremse.
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Zur Erläuterung der Erfindung ist zunächst ein AusfUhrungsbelspiel
eines bekannten Ringkolbenzählers teilweise in einer Seitenansicht und teilweise
in einem Vertikalschnitt (Figur 1) und in einem Horizontalschnitt (Figur 2) dargestellt.
In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungagemäßen Ringkolbenzählers mit
seinen erfindungswesentlichen Teilen im Schnitt wiedergegeben, und in Figur 4 ist
ein weiteres Ausfühngsbeispiel nach der Erfindung in entsprechender Darstellung
ebenfalls im Schnitt gezeigt. In Figur 5 ist ein zusätzliches Ausführungsbeispiel
dargestellt.
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Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte, bekannte Rlngkolbenznhler
weist eine Meßkammer 1 auf, die von einem topfartigen Teil 2 und einem Deckelteil
3 gebildet ist. An dem Boden des topfartigen Teiles 2 ist ein Innenring 4 angebracht.
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An einem Flansch 5 des topfartigen Teiles 2 der Meßkammer 1 ist ein
Zähler-Oberteil 6 befestigt, das mit Anschlußstutzen 7 und 8 versehen ist. Durch
den AnschluBstutzen 7 strömt beispielsweise die zu messende Flüssigkeit in die Meßkammer
1 ein, um sie nach Durchtritt durch die Meßkammer 1 Ueber den Anschlußstutzen 8
wieder zu verlassen. Das Zähler-Oberteil 6 trägt oben einen Flansch 9, an dem ein
Anzeigewerk befestigt werden kann. Das Anzeigewerk wird über eine Welle 10 angetrieben,
die durch eine Bohrung 11 im Deckelteil 3 der Meßkammer in das Zähler-Oberteil 6
geführt iat.
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Die Welle 10 ist über einen Mitnehmer 12 mit einem Zapfen 13 eines
Ringkolbens 14 verbunden, dessen Lagerzapfen 15 von einer Buchse 16 umfaßt ist,
die in einer Lagerbrücke 17 gehalten ist.
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Die Lagerbrücke 17 weist eine weitere Buchse 18 auf, die von einem
Lagerzapfen 19 der Meßkammer 1 aufgenommen ist.
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In Figur 3 sind zur besseren Darstellung nur der Innenring und die
sich innerhalb von ihm befindlichen Teile des erfindungsgtmäßen Ringkolbenzählers
wiedergegeben. Wie Fig. 3 zeigt, ist die in Figuren 1 und 2 mit 17 bezeichnete Lagerbrücke
flexibel ausgebildet, indem die Lagerbrücke 20 aus einem Lagerteil 21 und einem
weiteren Lagerteil 22 besteht. Das eine Lagerteil 21 dreht sich mit einer Buchse
23 un den Zapfen 24, welcher also dem Lagerzapfen 19 in den Figuren 1 und 2 entspricht.
Das andere Lagerteil 22 der Lagerbrücke 20 ist mit einer weiteren Buchse 26 versehen
und trägt den Lagerzapfen 27 des in Figur 3 nicht weiter sichtbaren Ringkolbens.
Der Lagerzapfen 27 entspricht daher dem Lagerzapfen 15 nach den Figuren 1 und 2.
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An dem anderen- Lagerteil 22 sind Stangen 28 und 29 befestigt, die
durch Bohrungen 30 und 31 des einen Lagerteiles 21 hindurchgeführt und an einem
Gewichtskörper 32 befestigt sind. Durch zwischengelegte Scheiben 33 und 34 läßt
sich der Abstand des Gewichtskörpers 32 von dem einen Lagerteil 21 und damit auch
der Abstand zwischen den beiden'lagerzapfen 24 und 27 einstellen. Auf Jeder Stange
28 und 29 befindet sich 3eweils eine Druckfeder 35 und 36, die dafür sorgen, daß
bei normalen Betriebsverhältnissen der Abstand zwischen den Lagerzapfen 24 und 27
ein vorgegebenes Naß aufweist.
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Die Lagerbrücke mit dem Gewichtskörper 32 befindet sich wie bei dem
bekannten Ringkolbenzähler nach den Figuren 1 und 2 innerhalb eines Innenringes
37 der Meßkammer, der demzufolge der Innenring 4 nach den Figuren 1 und 2 entspricht.
I Ubrigen stirbt der Ringkolbenzähler nach Figur 3 mit dem Ringkolbenzähler nach
den Figuren 1 und 2 überein.
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Bei normaler Beaufschlagung des Ringkolbenzählers befinden sich die
Lagerzapfen 24 und 27 in dem gezeigten Abstand, wodurch dafür gesorgt ist, daß kein
Nebenschluß für die Flüssigkeit vorhanden ist, also der Ringkolben mit einer äußeren
Wand an der
Innenwand der Meßkammer entlanggleitet. Durchströmt
eine pro Zeiteinheit zu große Flüssigkeitsmenge den Ringkolbenzähler, dann erhöht
sich die Drehzahl des Ringkolbens, und es verstärkt sich die von dem Gewichtskörper
32 verursachte Zentrifugalkraft.
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Bei entsprechender Bemessung der Lagerbrücke 20, der Druckfedern 28
und 29 sowie des Gesichtskörpers 32 ist erreichbar, daß sich bei Uberschreiten einer
zulässigen höchsten Drehzahl der Abstand 38 zwischen den Lagerzapfen 24 und 27 verringert.
Dadurch wird der mit dem Lagerzapfen 27 eine konstruktive Einheit bildende Ringkolben
(vgl. Figuren 1 und 2) von der Innenwand der Meßkammermer abgehoben, wodurch sich
ein Spalt ergibt. Durch diesen Spalt kann Flüssigkeit ungehindert vom EinlaB- zum
Auslaßstutzen strömen, ohne daß die Drehzahl des Ringkolbens erhöht wird. Eine Beschädigung
oder eine Zerstörung des Ringkolbens kann daher nicht eintreten.
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Wie Figur 3 ferner erkennen läßt, besitzt der Gewichtskörper 32 eine
Außenkontur 39, die der Innenkontur 40 des Innenringes 37 entspricht. Damit läßt
sich eine weitere Abbremsung des Ringkolbens erreichen, wenn sich der Gewichtskörper
32 aufgrund einer hohen Drehzahl an den Innenring 37 anlegt.
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Bei dem Ausflihrungsbeispiel nach Figur 4 weist die Lagerbrücke 50
ein Lagerteil 51 auf, das als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist.
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Ein Hebelarm 52 ist gelenkig mit einem Ende 53 eines anderen Lagerteiles
54 verbunden; der andere Hebelarm 55 des einen Lagerteiles 51 trägt eine Lagerstelle
56 für einen Gewichtskörper 57, der nur an dieser Stelle 56 gelagert ist. In der
Nähe der Lagerstelle 56 ist eine Zugstange 58 an dem Gewichtskörper 57 gelagert.
Ein weiterer Lagerpunkt der Zugstange 58 befindet sich an anderen Ende 59 des anderen
Lagerteiles 54. In der Nähe der Zugstange 58 zwischen dem anderen Ende 59 des anderen
Lagerteiles 54 und den anderen Hebelarm 55 des einen Lagerteils 51 befindet sich
eine Druckfeder 60.
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Ein Ansatz 61 des Lagerteils 51 trägt eine Einstellschraube 62, die
sioh mit ihrem Ende auf das eine Ende 53 des anderen Lagerteiles 54 abstützt. Mit
der Einstellschraube 62 läßt sich die relativ. Lage der beiden Lagerteile 51 und
54 einstellen.
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Wie bereits im Zusammenhang mit der Figur 3 beschrieben, dreht sich
auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 das eine Lagerteil 51 mittels einer
Buchse 63 um einen Zapfen 64 der Meßkammer und das andere Lagerteil 54 trägt über
eine weitere Buchse 65 den Lagerzapfen 66 des Ringkolbens.
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Uberschreitet der Ringkolben des Ringkolbenzählers nach Figur 4 eine
zulässige obere Drehzahl, dann wird der Gewichtskörper 57 bei entsprechender Bemessung
der Druckfeder 60 nach außen zum Innenring 6 der Meßkammer hin gedrückt, wobei er
die Zugstange 58 mitnimmt. Damit wird auch das andere Lagerteil 54 um seine Lagerstelle
68 geschwenkt und dabei der Abstand 69 zwischen den Lagerzapfen 64 und 66 selbsttätig
verringert. Durch den sich dann ergebenden verhältnismäßig großen Spalt zwischen
dem Ringkolben und der Innenwand der Meßkammer tritt ein Abbremsen des Ringkolbens
ein, weil dem Ringkolbenzähler zugeführte Flüssigkeit zum Teil im Nebenschluß am
Ringkolben vorbeitreten kann. Das Abbremsen des Ringkolbens wird schließlich noch
dadurch verstärkt, daß sich der Gewichtskörper 57 bei einer verhältnismäßig hohen
Drehzahl mit seiner Außenkontur 70 gegen den Innenring 67 legt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 5 ist das eine sich um den
Lagerzapfen 80 der Meßkammer drehende Lagerteil 81 der Lagerbrücke 82 mit einer
radialen Aussparung 83 versehen, in der das andere Lagerteil 84 verschiebbar angeordnet
ist; das andere Lagerteil 84 trägt den Lagerzapfen 85 des Ringkolbens. Eine den
Lagerzapfen 85 umgreifende Buchse 86 ist in einer Kulisse 87 geführt.
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Die Kulisse 87 ist an einem Gewichtskörper 88 befestigt, der um eine
Lagerstelle 89 auf dem einen Lagerteil 81 schwenkbar angeordnet ist und unter dem
Einfluß einer Zugfeder 90 steht. Ein Anschlag 91 bestimmt die Ausgangsstellung des
Gewichtskörpers 88.
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Die Ausführung nach Figur 5 hat den besonderen Vorteil, daß bei unterhalb
einer höchstzulässigen Drehzahl im Betrieb auftretende, radial nach innen gerichtete
Kräfte am Ringkolben den Abstand zwischen den Lagerzapfen 80 und 85 wegen der Kulisse
87 nicht
verringern können, so daß der Spalt zwischen dem Ringkolben
und der Innenwand der Meßkammer klein bleibt; eine Verringerung der Meßgenauigkeit
ist damit verhindert.
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Andererseits überwindet bei Überschreitung der höchstzulässigen Drehzahl
die Zentrifugalkraft des Gewichtskörpers 88 die Kraft der Feder 90 und bewegt dabei
die Kulisse 87 so, daß das Lagerteil 84 mit der Buchse 86 und dem Lagerzapfen 85
des Ringkolbens nach innen, in Richtung des Lagerzapfens 80 der Meßkammer ausweichen
kann.
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Mit der Erfindung wird ein Ringkolbenzähler mit einer Lagerbrlikke
vorgeschlagen, bei dem aufgrund der flexiblen Ausbildung der Lagerbrücke der Abstand
zwischen den Lagerzapfen der Meßkammer und des Ringkolbens unter Krafteinwirkung
selbsttätig verringerbar ist, so daß auch unter extremen Betriebsbedingungen eine
Beschädigung oder Zerstörung des Ringkolbens durch Überdrehzahlen nicht eintreten
kann.
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5 Figuren 10 Patentansprüche
L e e r s e i t e