DE2749921A1 - Vorrichtung zur anzeige des volumens eines fluidstromes - Google Patents

Description

Patentanwälte

Dipl.-Ing Dipl-Chem Dipl-Ing '

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Er η sberger strasse 19

θ München 60

ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION 8. November 1977

600 Grant Street

Pittsburgh. Pennsylvania / V,St,A. Unser Zeichen: R 95fr

Vorrichtung zur Anzeige des Volumens eines Fluidstromes

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Korrektur der Ausgangsgröße eines Strömungsmeßgerätes (hier nicht offenbart) in einer Rohrleitung bei Änderungen des Drucks und der Temperatur des zu messenden Fluids. Wenn die Ausgangsgröße des die Druck- und Temperaturänderungen erfassenden Meßgerätes nicht kompensiert werden soll, wird diese direkt auf ein Zählwerk, eine Anzeigevorrichtung oder eine andere Ausgabevorrichtung aufgegeben. Wenn jedoch Veränderungen des Drucks und der Temperatur den Energiegehalt des Fluids beeinflussen, ist es oft erwünscht, die Ausgabewerte des Meßgerätes zu korrigieren, damit diese Druck und Tempera-

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änderungen berücksichtigt werden. Das erfolgt gewöhnlich durch die Verwendung eines Getriebes mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis zwischen dem Meßgerät und dem Ausgabezählwerk, dem Einrichtungen zur Veränderung des Ausgabewertes in Abhängigkeit sowohl von der Druck- als auch von der Temperaturänderung zugeordnet sind. Solche Vorrichtungen sind als Integratoren bekannt, wobei typische bekannte Integratoren in der US-PS 3 538 766 und in der US-PS 3 895 531 offenbart Sind, die durch die vorliegende Erfindung verbessert werden sollen. Der Integrator nach der US-PS 3 895 531 besitzt Ringglieder zur übertragung der Antriebsbewegung zwischen zylindrischen Antriebselementen und konischen Elementen, während bei der Lösung nach der US-PS 3 538 766 die Antriebsbewegung von zylindrischen Elementen auf ein scheibenförmiges Element übertragen wird. Zur Verhinderung eines Schlupfes zwischen den Ringgliedern und den anderen Elementen des Antriebs ist es notwendig, daß die radiale Kupplungskraft zwischen den Ringelementen und den anderen Elementen relativ hoch ist, was zu einem vergleichsweise niedrigen Getriebewirkungsgrad, übermäßigem Verschleiß und verringerter Genauigkeit nach einer bestimmten Gebrauchsdauer führt. Solche bekannte Integratoren erfordern außerdem häufig Wartungsarbeiten und sind verhältnismäßig schwierig zu eichen.

Integratoren, wie sie hierin beschrieben sind, werden bei der Strömungsmessung, hauptsächlich bei der Gasmessung verwendet, wobei sie eine aufsummierte Anzeige des Fluidvolumens ermöglichen, das mit veränderlichen Strömungsmengen über eine bestimmte Zeitspanne durch ein Meßgerät strömt. Die Vorschrift B 109 der American Gas Association fordert beispielsweise, daß die Integratoren für solche Anwendungen mit mindestens einer Genauigkeit von +/- 99,25 % über den gesamten Bereich des Druckes und der Temperatur arbeiten, für den sie vorgesehen sind. Es ist deshalb äußerst wichtig, daß die verwende-

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ten, mit veränderlichen Ubersetzungverhältnissen arbeitenden Getriebe solcher Integratoren einen hohen Ubertragungswirkungsgrad über den gesamten Arbeitsbereich und über ausgedehnte Zeiträume haben und nicht durch einen Umgebungswechsel beeinflußt werden. Der Eingriff zwischen den treibenden und angetriebenen Bauteilen solcher Getriebe muß daher so ausgebildet sein, daß die Kraft, die die Bauteile zusammendrückt, minimal bleibt, andererseits aber über den gesamten Geschwindigkeitsbereich, in dem der Integrator arbeiten soll, und bei Änderungen der Geschwindigkeitsübersetzung keinen Schlußf zwischen den Bauteilen zuläßt. Dieser Genauigkeitsund Ubertragungswirkungsgrad darf sich darüberhinaus über ausgedehnte Zeiträume nicht verschlechtern, weshalb die betriebswirksamen Bauteile keinen wesentlichen Vrschleiß erleiden dürfen und deshalb auch aus chemisch stabilem Material hergestellt werden müssen.

Die vorliegende Erfindung vermeidet die Mängel des Bekannten durch die Beseitigung der Ringelemente, die bei den bekannten Lösungen zur übertragung der Antriebsbewegung und zwischen der verschiedenen Getriebeelementen benutzt werden. Es wurde festgestellt, daß durch die Verwendung radartiger Elemente mit Riffel- bzw. Rändelvorsprüngen auf ihren Antriebsflächen und durch die Ausbildung der Antriebsflächen des Getriebeelementes mit veränderlichem Getrieberadius aus einem elastomeren Material wie Polyester-Urethan, das als Polyurethan bezeichnet wird und sich durch ein hohes Maß an Rückverformbarkeit, eine geeignete Härte und ein hohes Maß an Abriebfestigkeit auszeichnet, ein zwangsweise wirksames, verschleißfestes Getriebe entsteht, bei dem die Ringe und Zylinder der bekannten Lösungen entfallen. Bekannte Getriebe, wie das beispielsweise in der l'S-PS 1 251 784 offenbarte Getriebe verwenden demgegenüber ein verzahntes Rad im Zusammenwirken mit einer Gummifläche auf einer Scheibe eines Rades. Derartig gestaltete Getriebe würden nicht den Genauigkeitsanforderungen entsprechen, v/ie sie bei den Anwendungsgebieten zu berücksichtigen sind,

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für die der hier beschriebene Integrator bestimmt ist. Bei jedem Härtegrad, der den erforderlichen zwangsläufigen Eingriff zwischen den Getriebegliedern erzeugen würde, ist bei Gummi nicht das erforderliche Maß Verschleißwiderstandsfähiqkeit und Abriebfestiqkeit über lanqe Zeiträume erreichbar. Auch ändern sich die physikalischen Eigenschaften der meisten Gummizusatnmensetzungen in langen Zeiträumen.

Die hier verwendete Bezeichnung "veränderlicher Getrieberadius'¹ bezieht sich auf ein drehbares Element mit einem veränderlichem Obersetzungsverhältnis, bei dem an vorgewählten Punkten die Abtriebsbewegung des Getriebes abgenommen oder die Antriebsbewegung des Getriebes aufgebracht werden kann, wobei jeder der Punkte einen unterschiedlichen Radius von der Drehachse des Getriebelementes aus hat. Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen kontinuierlichen Integrator zu schaffen, der über ausgedehnte Benutzungszeiträume nicht an Funktionsgenauigkeit verliert, ein verbessertes Drehkraftübertragungsvermögen hat und relativ frei von Wartungsarbeiten ist sowie leicht geeicht werden kann.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Integrators, bei dem das Getriebeelement mit veränderlichem Getrieberadius eine Getriebefläche hat, die aus einem elastcmeren Material qebildet ist. das sich durch eine hohe Rückverformbarkeit und durch eine hohe Abriebfestiqkeit auszeichnet.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Integrators, der ein Rad und eine Scheibe umfaßt, wobei die Getriebefläche des Getriebeelementes mit veränderlichem Getrieberadius aus Polyurethan gebildet ist, während die anderen Getriebeelemente Räder sind, die durch Riffelvorsprünge in triebwirksamen Kontakt mit der Polyurethanfläche der Scheibe stehen.

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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsformen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Integrators,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Vorderansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung, bei der einige der in Fig. 1 sichtbaren Bauteile fortgelassen sind,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung von links, bei der verschiedene Elemente fortgelassen sind,

Fig. 4 einen Schnitt entsprechend der Linie 4-4 der Fig. 2 in Richtung der Pfeile gesehen,

Fig. 5 eine schematische Diagrammdarstellung der veränderlichen Getriebeverhältnisse des Integrators, der in den Fig. 1 bis 4 gezeigt ist, und

Fig. 6, 7 und 8

schematische Darstellungen alternativer Ausführungsformen der Getriebeelemente mit veränderlichem Getrieberadius, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendbar sind.

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Die Zeichnungen lassen einen generell durch das Bezugszeichen 10 gekennzeichneten Basisteil erkennen, der von einem im wesentlichen hohlen Fuß 12 getragen wird. Eine von der
Basis gehaltene Lagerhülse 14 trägt eine Welle 16 und eine um die Achse der Welle drehbare Scheibe 18. Die Oberfläche 20 der Scheibe weist eine Schicht aus elastomerem Material auf, das sich durch gewisse, nachfolgend im einzelnen noch zu beschreibende wichtige Eigenschaften auszeichnet, unter anderem die Fähigkeit zur Rückverformbarkeit in den Ausgangszustand nach einer Verformung und eine Widerstandsfähigkeit gegen
Abrieb und Verschleiß.

Der Basis 10 sind zwei vertikale Ansätze 22 und 24 angeformt, die von jeder Seite der oberen Fläche des Basisteils 10 aufwärts vorstehen, wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Dem Basisteil 1O ist außerdem ein im wesentlichen mittig angeordneter Lagerträger 30 angeformt, der
ebenfalls nach oben absteht. An den Ansätzen 22 und 24 sind Lagerplatten 26 bzw. 28 durch Schrauben 32 befestigt, von
denen nur die der Lagerplatte 26 zugeordnete Schraube dargestellt ist. Eine horizontal angeordnete Welle 34 weist an ihrem gemäß Fig. 2 linken Ende einen verjüngten Abschnitt auf, der durch den Ansatz 22 hindurchgeftihrt ist und drehbar in dem in der Lagerplatte 26 angeordneten Lager 38 gehalten wird. Das rechte Ende der Welle 34 wird drehbar von einem Lager 40 aufgenommen, das in dem Ansatz 30 sitzt. Auf der Rückseite der Welle 16 ist, wie Fig. 3 zeigt, eine von einem Meßgerät angetriebene Welle 46 drehbar in einer Lagerhülse 42 angeordnet, die mit Preßsitz oder in einer anderen geeigneten Weise in einer Öffnung der Basis 1O festgelegt
ist und innerhalb des Fußes 12 von der Basis herabhängt.
Das untere Ende der Welle 46 besitzt einen Mitnehmer 48, der zum Antrieb durch ein passendes Element bestimmt ist, das
seinerseits durch die Antriebsenergie eines Meßgerätes an-

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treibbar ist, das in einer Fluidleitung sitzt, deren Durchströmvolumen gemessen werden soll. An dem oberen Ende der Welle 46 ist ein Kegelrad 50 befestigt, das mit einem passenden Kegelrad 52 kämmt, welches an der Welle 34 unter der Scheibe 18 angebracht ist. Das Meßgerät treibt somit die Welle 46 und über die Kegelräder 50 und 52 die Welle 34.

Ein im großen und ganzen mittig angeordneter, vorkragender Lagerträger 54 ist mit seinem einen Ende durch Schrauben 58 an dem Ansatz 55 befestigt, der dem Basisteil 10 einstückig angeformt ist und von diesem aufwärts ragt (Fig. 3). Der vorkragende Arm des Lagerträgers 54 erstreckt sich aufwärts und über die Scheibe 18. Das freie Ende des Trägers, das in Fig. 1 im Schnitt dargestellt ist, enthält die Lager 56 und 58. Wie am besten die Fig. 1 und 2 erkennen lassen, sind die benachbarten Enden der voneinander getrennten Wellen 70 und 72 in Lagern 56 bzw. 58 gelagert, die in dem vorkragenden Ende des Trägers 54 gehalten sind. Die entgegengesetzten Enden der Wellen 70 und 72 besitzen verjüngte Abschnitte, die in dem oberen Teil der Lagerträger 26 bzw. 28 gelagert sind, wobei geeignete Lager wie das Lager 74 in dem Träger 26 Verwendung finden. Der verjüngte Abschnitt der Welle 70 erstreckt sich durch das Lager 74, wobei an seinem Ende ein Zahnrad 76 befestigt ist, das mit dem Zahnrad 68 kämmt, welches an dem freien Ende des verjüngten Abschnittes 36 der Welle 34 sitzt. Das Zahnrad 76 kämmt außerdem mit dem Zahnrad 80 und treibt dieses an (Fig. 3), das das Eingangszahnrad eines Digitalzählers 82 ist, der auf einer Tragleiste 84 montiert ist, die selbst am Basisteil 10 angebracht ist und von dort aufwärts steht. Der verjüngte Abschnitt der Welle 72, der gemäß der Darstellung in Fig. 2 von deren rechten Ende absteht, ist durch ein (nicht dargestelltes) Lager in einem Lagerträger 28 gehalten, der von diesem Abschnitt durchgriffen wird. Am äußersten rechten Ende der Welle 72 gemäß der Darstellung in den Fig. 1 und 2 ist ein Zahnrad 86

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angebracht, das mit dem Zahnrad 88 kämmt, welches drehbar auf einer Stummelwelle 90 sitzt, die von dem Lagerträger 28 absteht. Das Zahnrad 92 ist ebenfalls drehbar mit dem Zahnrad 88 auf der Stummelwelle 90 und kämmt dabei mit dem Zahnrad 94 eines Digitalzählers 96, der ebenfalls von dem Träger 98 gehalten wird, welcher an der Basis 1O befestigt ist und von dieser aufwärts steht.

Auf den Wellen 70 bzw. 72 sind zwei verschiebbare Radkopfeinheiten 100 und 102 derart angeordnet, daß sie eine Axialbewegung entlang der Welle 70 und 72 sowie eine Radialbewegung zur Drehachse der Scheibe 18 ausführen können. Die Fig. 4 zeigt einen vertikalen Querschnitt des Kopfes 1OO gemäß der Schnittlinie 4-4 in Fig. 2, auf den nun Bezug genommen wird. Der Kopf 1OO umfaßt einen Körperteil 106 und ein schwenkbares Lenkglied 108, das seinerseits einen U-förmigen Radhalter mit zwei abwärts stehenden Schenkeln 110 und 112 (Fig. 2) umfaßt, die von einem horizontalen Stegabschnitt 114 nach unten stehen. Von dem Stegabschnitt 114 steht eine Achse 116 aufwärts ab, die in einer in dem Körper 106 ausgebildeten vertikalen Bohrung sitzt, so daß das Lenkglied 108 dadurch in den Körper 106 drehbar gehalten wird. Das Rad (in Fig. 4 strichpunktiert dargestellt) und das Zahnrad 120 sind zusammen mit der Achse 117 drehbar angeordnet, die sich ihrerseits zwischen ihnen erstreckt und drehbar in den abwärtsstehenden Schenkeln 11O und 112 so gehalten ist, daß jegliche signifikante Seitwärtsbewegung zwischen den Rad 118, dem Zahnrad 120 und den herabstehenden Schenkeln 110 und verhindert wird. Das obere Ende der Achse 116 ragt über den Grund einer Nut 122 vor, die in der Oberseite des Körpers 1O6 ausgebildet ist, wobei ein Ende eines Armes 124 am oberen Ende der Achse 116 innerhalb der Hut 122 befestigt ist. Das andere Ende des Armes 124 trägt einen aufrecht stehenden Lagerbolzen 126, dessen oberes Ende zur Bildung eines Zapfens 128 verjüngt ist. Bei einer Drehung des Armes 124 um

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die Achse 116 wird damit der gesamte Radteil 1O8 gleichermaßen um die Achse 116 gedreht, wodurch wiederum das Rad 118 und das Zahnrad 120 entsprechend der Drehbewegung des Armes 124 gedreht werden.

Im Abstand voneinander liegende vertikale Schenkel 13O und 132 stehen auf der Unterseite des in Fig. 4 linken Körperabschnittes 106 ab. Die Welle 70 ist auch in den Schenkeln und 132 gelagert und innerhalb ihrer Grenzen verschiebbar aufgenommen, während das Zahnrad 134 durch eine Nut 104 und einen an ihm ausgebildeten passenden Keil auf der Welle 70 festgekeilt ist, so daß es zusammen mit der Welle dreht, während es zugleich in Richtung der Achse der Welle 70 frei längsbewegbar ist. Das Zahnrad 134 ist zwischen den Schenkeln 130 und 132 eingeschlossen, damit jegliche seitliche Relativbewegung zwischen den Schenkeln und dem Zahnrad verhindert, die Drehbewegung des Zahnrades jedoch erlaubt wird. Auf dem Umfang des Zahnrades 120 ausgebildete Zähne kämmen lose mit Zähnen, die auf dem Umfang des Zahnrades 134 ausgebildet sind, so daß eine begrenzte Winkelversetzung des Zahnrades 120 um die Achse 116 unter Aufrechterhaltung eines triebschlüssigen Eingriffs des Zahnrades 120 mit dem Zahnrad 134 möglich ist. Der Umfang des Rades 118 ist verhältnismäßig schmal ausgebildet und mit einer Riffelung, einer Rändelung oder einer anderen Umfangsformgebung mit kleinen, gleichmäßigen Vorsprüngen versehen, damit ein fester, triebschlüssiger Angriff zwischen dem Rad 118 und der Fläche 20 der Scheibe 18 erzeugt wird. Die gesamte Radkopfeinheit ist auf einer Welle 70 und über das Rad 118 auf der Scheibe 18 gehalten. Das Gewicht der Radkopfeinheit 100 drückt daher die Umfangsriffeiung bzw. -rändelung des Rades 118 in die Polyurethan-Oberfläche 20 ein. Wenn das Rad 118 um seine Achse rotiert, bildet die Riffelung bzw. die Rändelung des Radumfangs einzelne Vervormungen in der Oberfläche 20, in die die Radvorsprünge eingreifen. Auf diese Weise bilden

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die Riffel- oder Rändelvorsprünge des Rades passende Vorsprünge oder Zähne in der Oberfläche 20 aus und erzeugen so einen triebschlüssigen Eingriff zwischen dem Rad 118 und der Scheibe 18, ähnlich des Eingriff zwischen zwei Zahnrädern, wobei jeglicher Schlupf bzw. jegliche Relativbewegung zwischen dem Rad 118 und der Scheibe 18 wirksam ausgeschaltet wird. Es ist festgestellt worden, daß durch dieses Getriebe beträchtliche Drehkräfte schlupffrei übertragen werden können. Der Begriff "Riffelung" soll in dem hier gebrauchten Sinn auf einen Umfang eines Rad-Getriebeelementes bezogen werden, der mit Riffelungen, Rändelungen oder anderen gleichmäßigen Vorsprüngen ausgebildet ist, die getrennte Verformungen in der Getriebeoberfläche des Getriebelementes vilden, an der es angreift, wobei die Vorsprünge an dem Rad-Getriebeelement passende Vorsprünge in der Getriebeoberfläche zur Bildung eines triebschlüssigen Eingriffs zwischen den beiden Elementen formen, wodurch ein Schlupf zwischen den beiden Elementen bei der normalen übertragung von Drehkräften ausgeschaltet wird.

Wenn die Welle 70 gedreht wird, dreht das Zahnrad 134 mit und treibt das Zahnrad 12O sowie das Rad 118 an, das wiederum die Scheibe 18 treibt und deren Drehung um die Achse der Welle 16 bewirkt. Falls der Arm 124 bei der Bewegung dieses Systems eine Winkelverlagerung um die Achse 116 entgegen der Uhrzeigerrichtung aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung erfährt, wird das Lenkglied 108 zusammen mit dem Rad 118 und dem Zahnrad 120 ebenfalls winkelverlagert. Wenn die Scheibe 18 entgegen der Uhrzeigerrichtung wie in Fig. 1 dargestellt angetrieben wird, wird ein Radialschub in Auswärtsrichtung der Scheibe 1 8 auf den Radkopf 1OO ausgeübt. Da das Zahnrad 134 auf die Welle 70 axial verschiebbar aufgekeilt ist und die Achse 70 axial verschiebbar in den abwärts stehenden Schenkeln 130 und 132 gelagert ist, bewegt sich dadurch die gesamte Radkopfeinheit 1OO auf der Scheibe 18 in der in Fig. 1 gezeigten Weise radial auswärts, bis der Arm 124 wieder in

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der in Fig. 1 dargestellten Position zentriert ist. Wenn demgegenüber der Arm 124 bei der Darstellung in Fig. 1 in Uhrzeigerrichtung winkelverlagert wird, bewegt sich der Kopf 1OO auf der Scheibe 18 radial einwärts, bis der Arm 124 wieder in die zentrierte Position in Bezug auf den Kopf 100 zurückgeführt wird, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Da der Umfang des Rades 118 verhältnismäßig schmal ist, nähert sich sein Kontakt mit der Oberfläche 20 einem Punktkontakt, was die Drehung bzw. Lenkung des Rades um die Achse 116 erleichtert. Ein übermäßiger Kontaktbereich zwischen dem Rad 118 und der Oberfläche 20 würde die erforderliche Kraft zur Drehung des Rades übermäßig erhöhen.

Der Radkopf 102 entspricht im Aufbau dem Radkopf 100 und arbeitet auch entsprechend. Wie am besten die Fig. 1 und 2 zeigen, umfaßt der Kopf 102 einen Körperteil 136 und ein schwenkbar gelagertes Lenkglied 138, das wiederum einen U-förmigen Radhalter umfaßt, der zwei von einem horizontalen Mittelsteg 144 abwärts stehende Schenkel 140 und 142 besitzt. Von dem Mittelsteg 114 steht eine Achse 146 aufwärts, die drehbar von einer in dem Körper 136 ausgebildeten Vertikalbohrung aufgenommen wird, wodurch das Lenkglied 138 drehbar in dem Körper 136 gehalten ist. Das Rad 148 und das Zahnrad 15O sind zur gemeinsamen Drehung mit der Achse 147 angeordnet, die sich zwischen den abwärts stehenden Schenkeln 140 und 142 in einer Weise erstreckt und von diesen Schenkeln drehbar gehalten wird, durch die jede signifikante Seitwärtsbewegung zwischen dem Rad 148, dem Zahnrad 150 und den abwärts stehenden Schenkeln 140 und 142 verhindert wird. Das obere Ende der Achse 146 ragt über den Grund der Nut 152 vor, die in der Oberseite des Körpers 136 ausgebildet ist und, wie die Fig. 2 erkennen läßt, sich zum Vorderende des Körpers 136 hin erstreckt. Ein Ende des Arms 154 ist an dem oberen Ende der Achse 146 innerhalb der Nut 152 befestigt, während das andere Ende des Armes 154 einen aufwärts stehenden Lagerbolzen

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156 trägt, dessen oberer Bereich zur Bildung eines Zapfens 158 verjüngt ist. Wenn daher der Arm 154 um die Achse 146 aus der in Fig. 1 dargestellten Position winkelverdreht wird, erfolgt eine entsprechende Drehung des Radgliedes um die Achse 146 und damit eine Drehung des Rades 148 und des Zahnrades 150 entsprechend der Winkelverlagerung des Armes 154.

Im Abstand zueinander angeordnete vertikale Schenkel 160 und 162, die den Schenkeln 130, 132 des Körpers 106 vergleichbar sind, stehen von der Unterseite des rückwärtigen Bereichs des Körpers 136 ab. Die Welle 72 ist ebenfalls in den Schenkeln 160 und 162 gelagert und innerhalb der Grenzen dieser Schenkel verschiebbar gehalten« wobei das Zahnrad 164 (Fig.1) durch eine Nut 105 sowie einen dazu passenden, in dem Zahnrad 164 ausgebildeten Keilabschnitt mit der Welle 72 verkeilt, so daß das Zahnrad 164 und die Welle 72 zusammen drehen, während das Zahnrad 164 und der Kopf 102 eine Längsbewegung in Richtung der Achse der Welle 72 in einer Weise frei ausführen können, die im wesentlichen mit den Bewegungen übereinstimmt, die in Bezug auf die entsprechenden Teile des Radkopfes 100 beschrieben sind. Die auf dem Umfang des Zahnrades 150 ausgebildeten Zähne könnten lose mit Zähnen, die auf dem Umfang des Zahnrades 164 ausgebildet sind, so daß eine begrenzte Winkelversetzung des Zahnrades 150 um die Achse 146 unter Aufrechterhaltung des triebschlüssigen Eingriffs zwischen dem Zahnrad 150 und dem Zahnrad 164 möglich ist. Wie beim Rad 118 ist auch der Umfang des Rades 148 verhältnismäßig schmal ausgebildet und mit einer Riffelung, einer Rändelung oder einer anderen Formgebung mit schmalen, gleichmäßigen Vorsprüngen ausgegebildet, um einen starken triebschlüssigen Eingriff zwischen dem Rad 148 und der Oberfläche 20 der Scheibe 18 in der gleichen Weise zu erreichen, wie dies in Verbindung mit dem Rad 118 erläutert worden ist. Es besteht

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lediglich der Unterschied, daß das Rad 118 des Radkopfes 100 die Scheibe 18 antreibt. Bei dem Radkopf 102 treibt demgegenüber die Scheibe 18 das Rad 148 und das Zahnrad 150, durch das das Zahnrad 164 und dadurch wiederum die Welle 72 angetrieben wird. Der Radkopf 1O2 ist in der gleichen Weise für eine Längsbewegung entlang der Welle 72 frei wie der Kopf 100 in der zuvor beschriebenen Weise entlang der Welle 70.

Insbesondere die Fig. 1 läßt erkennen, daß eine Montageplatte 170 auf dem Basisteil 10 durch geeignete Mittel wie die Schrauben 172 befestigt ist. Der Platte 170 ist ein Ansatz 174 einstückig angeformt, der aufwärts absteht und durch den eine Einstellschraube 176 hindurchgeführt ist. Auf der Platte 170 ist eine Seiteneinstellplatte 178 montiert, die relativ seitlich bewegbar ist. In der folgenden Beschreibung der Positions-Einstelleinrichtung für die Temperatur- und Druckfühlerelemente bezieht sich der Begriff "seitlich" auf eine Bewegungsrichtung, die bei der Darstellung in Fig. 1 einerBewegung von rechts nach links oder umgekehrt entspricht. Der Begriff "längs" bezieht sich auf eine Bewegungsrichtung bei der Darstellung in Fig. 1 von oben nach unten oder umgekehrt, d.h. von der Vorderseite zur Rückseite des Integrators, da Fig. 2 eine Vorderansicht zeigt. Durch eine längliche Öffnung 180 in der Platte 178 ragt eine Schraube 182 hindurch, die in die Platte 170 eingeschraubt ist, um die Platte 178 in jeder eingestellten Seitenlage festzuhalten. Der Platte 178 ist ein Widerlager 184 einstückig angeformt, das von der Platte aufwärts steht und von dem das Ende der Einstellschraube 176 drehbar aufgenommen ist, das jedoch gegen eine Seitwärtsbewegung gegenüber der Schraube festgehalten wird. Durch eine Drehung der Einstellschraube 176 in beiden Richtungen des Ansatzes 174 kann die Seitenlage der Platte 178 eingestellt werden. Mit der Platte 187 ist ein Ansatz 186 einstückig ausgebildet, der aufwärts absteht und durch den

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eine Längs-Einstellschraube 188 hindurchgeschraubt ist. Auf der Platte 178 ist eine Längs-Einstellplatte 19O dieser gegenüber längsbeweglich angeordnet. Von der Platte 190 steht ein mit ihr einstückig ausgebildetes Widerlager 192 aufwärts ab, in das das Ende einer Einstellschraube 188 drehbar eingeführt ist, das jedoch gegen eine Längsbewegung gegenüber der Schraube festgehalten wird. Durch eine längliche öffnung 194 in der Platte 190 ragt eine Schraube 196 hindurch, die in die Platte 178 eingeschraubt ist, um die Platte 190 in ihrer eingestellten Längsposition festzuhalten. Durch eine Drehung der Einstellschraube 188 in dem Ansatz 186 in beiden Richtungen kann somit die Längs-Positionierungsplatte 19O eingestellt und dann in der eingestellten Lage durch die Schraube 196 festgelegt werden.

An der Einstellplatte 190 ist durch geeignete Elemente eine Trägerplatte 2OO befestigt, die aufwärts vorsteht und einen horizontal verlaufenden Montagebereich 202 hat. Das Außenende der Temperaturspirale 204 ist an dem Teil 202 durch eine Montageplatte 206 befestigt, die an dem Teil 202 dreheinstellbar durch Schrauben 208 befestigt ist, die durch bogenförmige Schlitze 210 hindurchgreifen und in den Teil 202 eingeschraubt sind. Das äußere Ende der Temperaturspirale 204 wird dadurch so auf den Teil 202 festgehalten, daß es Seiten- und Längsbewegungen mit dieser ausführt, während das innere Ende der Spirale entsprechend der Temperaturänderung des zu messenden Fluids frei drehbeweglich bleibt. Durch die Einstellschraube 176 können die Platten 178, 19O, die Trägerplatte 200 und die Spirale 2O4 seitlich in jede eingestellte Seitenposition innerhalb des durch die öffnung 180 zugelassenen Bewegungsspielraums gebracht werden. Durch die Einstellung der Schraube 188 können die Platte 90, die Trägerplatte 200 und die Temperaturspirale 204 innerhalb der Grenzen des Schlitzes 194 in Längsrichtung in jede gewünschte Position gebracht werden. Auf diese Weise kann die Lage der Temperaturspirale 204 sowohl in

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Seitenrichtung als auch in Längsrichtung eingestellt werden.

Am Innenende der Temperaturspirale 204 ist ein Kupplungsblock 211 befestigt und mit der Spirale drehbeweglich. Von dem Kupplungsblock 210 stehen im wesentlichen in Radialrichtung gegenüber der Temperaturspirale 204 zwei konvergierende Kupplungsstangen 212 ab, die an einem etwa in ihrer Mitte liegenden Punkt den Zapfen 128 auf dem Arm 124 umfassen. Die Stangen 212 können aus Metall hergestellt sein und daher eine ausreichende Steifigkeit besitzen, um den Arm 128 und den Arm 124 bei der normalen Biegung der Temperaturspirale 204 bewegen, während das Stellgetriebe bewegt wird; auf Grund der Länge und der verhältnismäßig dünnen Ausbildung verbleibt den Kupplungsarmen 212 jedoch ein Maß an Elastizität, das eine begrenzte Biegung der Spirale 204 und eine Bewegung des Kupplungsblocks 211 gegenüber dem Arm 124 bei bestimmten Bedingungen zuläßt, wie dies nachfolgend noch im einzelnen beschrieben wird.

Das Innere der Temperaturspirale 204 ist durch eine Leitung 216 mit dem Inneren eines nicht dargestellten Temperaturfühler-Kolbens verbunden, der innerhalb der Leitung angeordnet ist, die das zu messende Fluid transportiert. Das Innere eines solchen Temperaturfühler-Kolbens, die Leitung 216 und die Temperaturspirale 204 sind mit einem Medium gefüllt, das sich entsprechend der Temperaturänderung des zu messenden Fluids ausdehnt und zusammenzieht. Bei einer Temperaturänderung des Fluids in der Rohrleitung biegt sich die Temperaturspirale 204 und dreht dadurch den Montageblock 211 entsprechend im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn. Diese Bewegung des Montageblocks 211 verursacht über die Stangen 212 eine Winkelverlagerung des Arms 124 im Gegenuhrzeigersinn oder im Uhrzeigersinn entsprechend der Temperaturänderung des zu messenden Fluids.

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Wie insbesondere die Fig. 1 zeigt, ist eine Montageplatte 220 durch geeignete Mittel wie die Schrauben 222 an dem Basisteil 10 befestigt. Von der Platte 22O steht ein Ansatz 224 aufwärts ab, der einstückig mit ihr ausgebildet ist und durch den eine Einstellschraube 226 hindurchgeschraubt ist. Die Seiteneinstellplatte 228 ist auf der Platte 220 seitlich bewegbar montiert. Von der Platte 228 steht ein Widerlager 234 aufwärts, das mit dieser einstückig ausgebildetrist und von dem das Ende der Einstellschraube 226 drehbar aufgenommen, jedoch gegen eine seitliche Bewegung festgelegt ist. Durch die Betätigung der Einstellschraube 226 in dem Ansatz 224 in die möglichen Richtungen kann die Seitenposition der Platte 228eingestellt werden. Durch eine längliche öffnung 230 in der Platte 228 greift eine Schraube 232 hindurch, die in die Platte 220 zur Festhaltung der Platte 228 in jeder eingestellten Seitenlage eingeschraubt ist. Von der Platte 228 steht der einstückig angeformte Ansatz aufwärts, durch den eine Längseinstellschraube 238 durchgeschraubt ist. Die Längseinsteilplatte 240 ist längsbeweglich auf einer Platte 228 montiert. Von der Platte 240 steht ein einstückig mit ihr ausgebildetes Widerlager 242 aufwärts, in das das Ende der Einstellschraube 238 drehbar, jedoch gegen eine Längsbewegung gesichert, festgelegt ist. Durch eine Drehung der Einstellschraube 238 in dem Ansatz 236 in den möglichen Richtungen erfolgt dahereine Längseinstellung der Platte 24o, die dann in der eingestellten Längslage durch die Schraube 246 festgelegt wird. Durch eine längliche öffnung in der Platte 240 greift eine Schraube 246 hindurch, die in die Platte 228 eingeschraubt ist, um die Platte 240 in ihrer eingestellten Längsposition auf der Platte 228 festzuhalten.

Das untere Ende der Druckspirale 254 ist starr auf einer Montageplatte 250 befestigt, die wiederum auf einer Platte 240 mit dieser durch geeignete Bauteile wie Schrauben (nicht dargestellt) beweglich festgelegt ist. Das obere innere Ende der

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Druckspirale 254 ist mit dem Montageblock 260 verbunden, von dem ein mit Gewinde versehener Arm 262 absteht. Das Innere der Druckspirale 254 ist durch eine Leitung 265 mit dem Inneren der Rohrleitung an dem Punkt verbunden, an dem der Fluidstrom gemessen werden soll. Die Druckspirale 254 biegt sich in Abhängigkeit von der Druckänderung in der Rohrleitung, wodurch der Arm 262 in einem kreisförmigen Bogen um die Achse der Druckspirale 254 verschwenkt wird. Ein Schwenkadapter mit einer öffnung 266 ist in Längsrichtung des Arm 262 beweglich verschiebbar angeordnet. Auf dem Arm 262 ist eine Einstellmutter 268 aufgeschraubt und in der öffnung 266 aufgenommen, so daß bei einer Einstellung der Mutter 268 in Längsrichtung des Arms 262 der Schwenkadapter 264 wahlweise in Längsrichtung des Arm 162 einstellbar ist.

Von dem Basisteil 10 steht ein U-förmig gestalteter Drehträger 270 aufwärts, wie am besten die Fig. 2 erkennen läßt. Zwischen den oberen und unteren Schenkeln des Trägers 270 ist dabei die Schwenkwelle 272 schwenkbar gelagert. Der Montageblock 274 ist auf der Schwenkwelle 272 mitdrehbar befestigt, wobei von ihm der mit Gewinde versehene Arm 276 absteht, auf dem ein zweiter Schwenkadapter 278 in Längsrichtung verschiebbar angeordnet ist. Der Schwenkadapter 278 besitzt eine öffnung, die der öffnung 266 in dem Schwenkadapter 264 entspricht und in der eine auf dem Arm 276 aufgeschraubte Einstellmutter 282 aufgenommen ist. Durch die Einstellung der Mutter 282 in Längsrichtung des Arms 276 ist dadurch der Schwenkadapter 278 in Längsrichtung des Arm 276 wahlweise einstellbar. Wie am besten die Fig. 1 erkennen läßt, ist ein Ende des Arms 290 schwenkbar mit dem Schwenkadapter 264 verbunden, während das andere Ende des Arms 290 schwenkbar mit dem Schwenkadapter 278 verbunden ist.

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Auf der Schwenkwelle 272 ist ein Ende eines Arms 292 drehbeweglich montiert. Die Kupplungsstangen 294 stehen von dem anderen Ende des Arms 292 vor und umfassen im Bereich ihrer Enden den Zapfen 158 des Arms 154. Wie die Stangen 212 sind auch die Stangen 294 aus Metall hergestellt und ausreichend starr, um unter normalen Betriebsbedingungen eine Bewegung des Arms 154 mit dem Arm 292 herbeizuführen, wenn das Stellgetriebe in Bewegung ist, sind jedoch dabei auch so elastisch ausgebildet, daß sie eine begrenzte Drehbewegung des Arms gegenüber dem Zapfen 158 und dem Arm 154 unter bestimmten Bedingungen zulassen.

Auf der Schwenkwelle 272 ist mitdrehbar das Joch 296 montiert, daß in Form eines Kreisscheibenausschnittes ausgebildet ist. Von dem Joch 296 steht ein Ansatz 298 aufwärts, durch den die Einstellschraube 300 hindurchgeschraubt ist, deren Ende in einem Ansatz 302 aufgenommen ist, der von dem Arm 292 aufwärts steht. Das Ende der Einstellschraube 3OO wird dabei so von dem Ansatz 3O2 aufgenommen, daß zwar eine Drehung der Schraube, jedoch keine Axialbewegung gegenüber dem Ansatz möglich ist. Durch das Einwärts- oder Auswärtsdrehen der Schraube 3OO in dem Ansatz 298 kann die Winkellage des Jochs 296 gegenüber dem Arm 292 eingestellt werden. Durch eine bogenförmige öffnung 306 in dem Joch 296 steht eine Schraube 304 hindurch, die in den Arm 292 eingeschraubt ist und diesen sowie das Joch 296 in der eingestellten Winkellage zueinander hält.

Wenn die Druckspirale 254 infolge einer Druckänderung in der Fluid-Rohrleitung sich verbiegt, dreht der Arm 262 um die Achse auf der Druckspirale, wobei durch die Gestängeverbindung des Arms 290 zwischen dem Schwenkadapter 264 und dem Schwenkadapter 278 der Montageblock 274 und die Schwenkwelle 272 um die Achse dieser Welle gedreht werden. Da das Jochglied 256 mit der Schwenkwelle 272 dreht und an dem Arm 292

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festgelegt ist, wird dieser wahlweise um die Achse der Schwenkwelle 272 übereinstimmend mit dem Arm 262 gedreht. Wenn daher der Druck in der Rohrleitung die Druckspirale 254 zu einer Biegung veranlaßt, dreht sich der Arm 292 proportional damit und verursacht eine Winkelverlagerung des Arms 154 um die Achse 146 in der Radeinheit 1O2.

Nachfolgend soll die Arbeitsweise der Vorrichtung beschrieben werden. Der Abtriebsteil des Meßgerätes in der Rohrleitung ist mit der Welle 46 (Fig. 3) durch den Mitnehmer 48 verbunden. Die Welle 46 treibt die Welle 34 über die Kegelräder 50 und 52 (Fig. 2) an, während die Welle 34 wiederum die Welle 70 über die Zahnräder 78 und 76 antreibt. Die Welle 70 treibt das Rad 118 über die Zahnräder 134 und 12O. Die Drehung des Rades 118 ist daher ein Maß für die Strömung durch das Meßgerät, bei der Temperatur-oder Druckänderungen noch nicht berücksichtigt sind. Der Antrieb von dem Meßgerät zu dem Rad 118 ist so ausgebildet, daß das Rad 118 die Scheibe 18 bei der in Fig. 1 gewählten Darstellung im Gegenuhrzeigersinn antreibt. Wenn die Temperatur des zu messenden Fluids ansteigt, biegt sich die Temperaturspirale 204 in einer Richtung, durch die der Montageblock 211 und die Stangen 212 bei der Darstellung in Fig. 1 im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden. Dadurch wird der Arm 124 gegenüber der Ausgangsposition bei der Darstellung in Fig. 1 im Gegenuhrzeigersinn um die Achse 116 winkelverlagert, wodurch das Rad 118 mit einem Winkel gegenüber seiner Ausgangsposition, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, positioniert wird, durch die auf Grund der Drehrichtung der Scheibe 18 der Radkopf 100 auf der Scheibe 18 radial auswärts bewegt wird. Diese Radialbewegung des Kopfes 100 auf der Scheibe 18 wird durch die Welle 70 geführt und wird dabei so lange fortgesetzt, bis der Arm 124 und das Rad 118 in die Ausgangsposition zurückkehren, in der die Drehachse des Rades 118 wieder radial zu der Scheibe 18 verläuft. An diesem Punkt endet die Bewegung des Kopfes 100 ent-

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lang der Welle 70, da er nun radial auswärts seiner Ausgangsposition liegt, wodurch die Geschwindigkeit der Scheibe 18 entsprechend der Temperaturerhöhung in dem zu messenden Fluid verringert wird. Die Geschwindigkeit der Scheibe 18 spiegelt daher nur den Fluidstrom durch das Meßgerät mit Temperaturkorrektur wider. Für den Fall, daß die Temperatur des zu messenden Fluids abfallen sollte, erfolgt eine Bewegung des Kopfes 100 derart, daß er auf der Scheibe 18 radial einwärts eingestellt wird, wodurch die Geschwindigkeit der Scheibe 18 entsprechend des Temperaturabfalls des zu messenden Fluids erhöht wird. Die Geschwindigkeit der Scheibe 18 ist daher ein Maß für den Fluidstrom durch das Meßgerät bei alleiniger Berücksichtigung der Temperatur.

Wenn der Druck des zu messenden Fluids steigen sollte, biegt sich die Druckspirale 254 derart, daß der Arm 262 bei der in Fig. 1 gewählten Darstellung im Gegenuhrzeigersinn dreht. Diese Bewegung führt dazu, daß der Arm 292 und die Stange 294 über den Verbindungsarm 290, den Schwenkadapter 278, den Arm 276, den Montageblock 274, die Schwenkwelle 272 und das Joch 196 ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden. Eine solche Bewegung der Stangen 294 führt zu einer WinkelVerlagerung der Arms 154 aus der in Fig. 1 dargestellten Position um die Achse 146 im Gegenuhrzeigersinn und damit zu einer Drehung des Rades 148 im Gegenuhrzeigersinn. Da der Antrieb von der Scheibe 18 zu dem Rad 148 geht und da die Scheibe 18 im Gegenuhrzeigersinn dreht, wird der Kopf 102 radial auswärts gegenüber der Scheibe 18 eingestellt und bei dieser radialen Auswärtsbewegung entlang der Welle 72 geführt. Die Geschwindigkeit des Rades 148 wird dadurch gegenüber der Geschwindigkeit erhöht, mit der es in der in Fig. 1 dargestellten Ausgangsposition angetrieben wurde, und zwar entsprechend der Erhöhung des Drucks des zu messenden Mediums. Die Geschwindigkeit des Rades 148 repräsendiert daher die sowohl temperaturabhängig als auch druckabhängig korrigierte Strömung durch das Meßgerät. Da ä^.W^le. 7.2. durch das Zahnrad 150 und das

Zahnrad 164 angetrieben wird, repräsentiert die Geschwindigkeit der Welle 72 gleichermaßen den temperaturabhängig und druckabhängig korrigierten Fluidstrom durch das Meßgerät. Das über die Zahnräder 94, 88, 92 und 86 von der Welle 72 aus angetriebene Zählwerk 98 zeigt daher das druckabhängig und temperaturabhängig korrigierte Volumen des Fluidstromes durch das Meßgerät an. Wie zuvor erwähnt wurde, bilden bei der Drehung der Räder 118 und 148 aufgrund der elastomeren Eigenschaften der Oberfläche 20 die Riffelvorsprünge auf den Rädern einzelne Verformungen in der Oberfläche 2O, die passende Vorsprünge in der Oberfläche 20 zur Erzeugung eines formschlüssigen Antriebs zwischen den Rädern und den Scheiben ergeben. Die Oberfläche 20 der Scheibe 18 umaßt eine Materialschicht, die sich durch eine geringe, bleibende Verformung beziehungsweise ein hohes Maß an Rückverformbarkeit auszeichnet, was die Fähigkeit des Materials zur Rückführung in den Ausgangszustand, die Ausgangsform oder die Ausgangslage nach einer Deformation betrifft und dies über lange Zeiträume fortsetzt, während der das Material wiederholt Deformationen ausgesetzt ist. Diese Eigenschaft soll nachfolgend als "geringe bleibende Verformung bezeichnet werden. Dieses Material muß zugleich auch einen bestimmten Härtegrad und eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb, Verschleiß oder Schneidwirkungen haben, wobei diese Eigenschaft nachfolgend als "Abriebfestigkeit" bezeichnet werden soll.

Langjährige Versuche und Prüfungen haben Eigenschaften und Optimalwerte ergeben, die die elastomere Oberfläche 20 aufweisen muß, damit das beschriebene Getriebe in Abhängigkeit der Erfordernisse des Integrators arbeitet. Wie bereits zuvor erv/ähnt worden ist, ist es wichtig, daß die Oberfläche nur eine geringe bleibende Verformung, einen hohen Abriebwiderstand und einen geeigneten Härtegrad aufweist. Der Härtegrad beeinfluß dabei sowohl die bleibende Verformung und die Abriebfestigkeit.

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Die physikalischen Materialeigenschaften sind quantitativ durch Standardtestverfahren bestimmt, die von der American Society for Testing Materials (ASTM) und anderen bekannten Organisationen ähnlicher Art festgelegt sind. Diese Verfahren geben eine Standardgrundlage zum Vergleich der physikalischen Eigenschaften verschiedener Materialien und sind bei Materialbeschreibungen zur Festlegung gewünschter Charakteristika weit verbreitet. Bei den für das Material der Oberfläche 2O nachfolgend beschriebenen Werten handelt es sich um solche Werte, die bei der Anwendung solcher Standardtestverfahren ermittelt werden.

Nach umfangreichen Tests wurde festgestellt, daß der optimale Wert der bleibenden Verformung nicht wesentlich größer als 35 % sein sollte, wie er bei dem ASTM-Testverfahren D 395, Verfahren B, gemessen wird. Das bedeutet, daß sich eine Probe des geprüften Materials bis auf 35 % seiner Verformung oder Durchbiegung nach der Anwendung dieses Standard-Testverfahrens wieder zurückbildet. Es wurde ermittelt, daß ein unterer Wert der bleibenden Verformung zu einem äußerst hohen Hörtegrad früht, der einen Schlupf zwischen den Getriebeelementen verursacht und dadurch den Getriebewirkungsgrad verringert. Ein höherer Wert der bleibenden Verformung führt zu einer dauerhaften Verformung mit Ausbildung von Rillen in der Oberfläche 20, die die "Lenkung" der geriffelten Räder beeinträchtigen und damit ebenfalls den Gütegrad des Getriebes.

Wie bei der bleibenden Verformung ist· auch die Abriebwiderstandsfähigkeit vom Härtegrad des Materials abhängig. Ein hartes Material besitzt eine größere Abriebsfestigkeit als ein weiches Material. Wie zuvor ausgeführt, beeinflußt ein übermäßig hartes Material den Getriebegütegrad jedoch nachteilig, während ein übermäßig weiches Material nicht nur zu dem zuvor erwähnten unannehmbaren Maß einer dauerhaften

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Verformung sondern auch zu einem übermäßigen Verschleiß führt. Die Test haben einen bevorzugten Grad der Abriebfestigkeit ergeben, der bei einem Wert liegt, der nach dem ASTM-Tes C 501 nicht wesentlich höher liegt als 55 (bei Verwendung einer Testvorrichtung der Firma Taber Instruments mit einem H-18-Rad). Diese Anweisung verlangt, daß nicht mehr als 55 Milligramm des Materials bei jeweils 1000 Umdrehungen des Abreibrades verloren geht, das entsprechend dem zuvor beschriebenen Test auf eine Materialprobe aufgebracht wird.

Es wurde weiterhin festgestellt, daß das optimale Härtemaß vorlag, wenn der Härtewert im Bereich von 50 bis 55, gemessen auf der Shore-D-Skala unter Verwendung des ASTM-Testverfahrens 676 lag. Bei in diesem Bereich liegenden Härtewert wurde festgestellt, daß das erforderliche Maß sowohl der bleibenden Verformung und der Abriebfestigkeit erreichbar war.

Damit ist ermittelt worden, daß zu den optimalen Eigenschaften des Materials für die Oberfläche 20 eine bleibende Verformung gehört, die nicht wesentlich größer ist als 35 %, ferner ein Härtewert von 50 bis 55 und eine Abriebfestigkeit, die nicht wesentlich größer als 55 ist, wobei alle diese Werte nach den zuvor erläuterten ASTM-Standard-Tests ermittelt worden sind. Wenn auch im Rahmen der Erfindung geringfügige Abweichungen von diesen Werten möglich sind, ist doch davon auszugehen, daß eine Abweichung von über 10 % der genannten Werte die Fähigkeit des Materials ernsthaft beeinträchtigen würde, den Funktionserfordernissen des Integrators zu entsprechen.

Andere wünschenswerte Eigenschaften sind Widerstandsfähigkeit gegen altersbedingte Verschlechterungen, chemische Stabilität und Unempfindlichkeit gegen angemessene Temperaturänderungen. Alle diese Eigenschaften sind bei solchen Zusammensetzungen der Polyester-Urethan-Elastomere vorhanden, wie bei den thermoplastischen Urethanen, die von der Mobay Chemical Company unter dem Handelsnamen "Texin" vertrieben wird, wobei

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jedoch vom Standpunkt der Funktionsfähigkeit aus gleichermaßen auch andere Materialien mit den vorangehend beschriebenen Eigenschaften verwendbar sind.

Wie zuvor bereits erläutert worden ist, sind die Kupplungsstangen 212 und 294 in gewissem Umfang elastisch verformbar, sind aber jedoch ausreichend steif, um die Bewegungen der Arme 124 und 154 zu steuern, wenn das Stellgetriebe beim norlen Betrieb bewegt wird. Wenn jedoch keine Strömung durch das Meßgerät in der Rohrleitung hindurchgeht, ist die Scheibe 18 nicht in Bewegung. Wenn unter solchen Bedingungen eine Temperatur- oder Druckänderung des Fluids in der Rohrleitung erfolgt, werden die Temperaturspirale 204 und/oder die Druckspirale 254 auch eine Verformung erfahren, die zu einer Drehung des Montageblocks 211 oder des Armes 292 führt. Da die Scheibe 18 nicht bewegt wird, können die Köpfe 1OO oder 102 sich nicht radial bewegen. Unter solchen Bedingungen erlaubt deshalb die Elastizität der Stangen 212 und 294 eine Drehung des Blocks 211 oder des Arms 292 ohne eine entsprechende Bewegung der Arme 124 oder 154 bzw. eine entsprechende Radialbewegung der Köpfe 100 und 102.

Die verschiedenen zuvor beschriebenen Verbindungen erlauben Einstellungen des Druck- und Temperaturbereiches, des Genauigkeitsbereichs, der Linearität und anderer Betriebsparameter der beschriebenen Integriervorrichtung. So kann beispielsweise die Winkelstellung des den Arm 262, den Arm 290 und den Arm 276 umfassenden Gestänges durch die Einstellung des Schwenkadapters 264 eingestellt werden. Diese Einstellung bewirkt eine Einstellung des Bereichs der Druckänderungen über den die Druckkompensationseinrichtung arbeitet. Die Winkelstellung zwischen dem Jochglied 296 und dem Arm 292 kann durch die Verstellung der Schraube 3OO eingestellt werden. Diese Verstellung bewirkt die Einstellung des Einstellpunkts bzw. der unteren Grenze des Druckänderungsbereichs, über den die Druckkompensationseinrichtung arbeitet.

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Die Position der Temperaturspirale gegenüber dem Zapfen 128 am Arm 124 der Radblockeinheit 1OO und die Position der Druckspirale 254 gegenüber dem Schwenkpunkt des Arms 292 sind ebenso einstellbar. Die Längsverstellung der Temperaturspirale weg von dem Zapfen 128 erhöht die Temperaturgrenzen, in denen der Integrator arbeiten kann, während die Verstellung zu den Zapfen 128 hin die Temperaturgrenzen verringert, in denen der Integrator mit den zuvor beschriebenen Genauigkeitsgrenzwerten arbeiten kann. Die Seitwärtsbewegung der Temperaturspirale 204 durch die Verstellung der Schraube 174 bewirkt eine Verschiebung der Kurve der Genauigkeit gegenüber der Fluid-Temperatur aufwärts oder abwärts gegenüber dem 100 %-Genauigkeitspunkt.

Die Einstellung der Druckspirale 254 in Längsrichtung zum Schwenkpunkt des Armes 292 hin oder vom Schwenkpunkt des Armes 292 weg verstellt die Linearität der Kurve des Drucks gegenüber der Genauigkeit, während eine Seitwärtsverstellung der Position der Druckspirale eine der Seitwärtsbewegung der Temperaturspirale entsprechende Wirkung hat, d.h. sie verschiebt die Kurve des Fluid-Drucks in Abhängigkeit von der Genauigkeit aufwärts oder abwärts gegenüber dem 100 %-Genauigkeitspunkt.

Es versteht sich, daß die beschriebene Erfindung gleichermaßen nützlich mit anderen äquivalenten Formen von Stellgetrieben ist, die für einen variablen Eingangswert ausgebildet sind. Fig. 5 zeigt die schematische Darstellung der Beziehungen der Getriebeelemente des Stellgetriebes des vorangehend beschriebenen Integrators. Bei dieser Form des Getriebes wurde nur ein Element mit einem variablen Getrieberadius, nämlich die Scheibe, in Verbindung mit zwei Getrieberädern mit festliegendem Radius verwendet. Bei den in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsformen sind die Scheiben ebenfalls Elemente mit veränderlichem Getrieberadius, während bei den in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungen die Konuskörper die Elemente mit veränderlichem Getrieberadius sind. Eine andere

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Form eines Stellgetriebes, bei dem die vorliegende Erfindung verwendbar ist, ist in Fig. 6 schematisch dargestellt, wobei zwei Elemente mit veränderlichem Getrieberadius verwendet werden, nämlich die Scheiben und ein Element mit festliegendem Radius bzw. ein Rad. Bei einer solchen Anordnung wird die Antriebsleistung von dem Meßgerät auf die Scheibe 320 übertragen, die das Rad 324 treibt, welches wiederum die Scheibe treibt. Durch die Einstellung der Rotationsachse der Scheibe 32O in eine Richtung parallel zu der Rotationsachse des Rades in Übereinstimmung mit Druckänderungen spiegelt das Getriebeverhältnis zwischen der Scheibe 320 und dem Rad 324 solche Druckänderungen wider. Durch die Einstellung der Rotationsachse der Scheibe 322 parallel zur Achse des Rades 324 in Übereinstimmung mit Temperaturänderungen des Fluids verändert sich das übersetzungsverhältnis zwischen dem Rad 324 und der Scheibe 322 entsprechend den Temperaturänderungen, so daß die Drehung der Scheibe 322 den Fluidstrom durch das Meßgerät wiedergibt, der in Abhängigkeit des Druckes und der Temperatur korrigiert ist.

Die Fig. 7 und 8 sind schematische Darstellungen äquivalenter Stellgetriebe, bei denen als Elemente mit verstellbarem Getrieberadius Konuskörper verwendet werden. In Fig. 7 wird die Antriebsleistung des Meßgerätes auf das Rad 330 übertragen, das wiederum den Konuskörper 332 antreibt, der seinerseits das Rad 336 treibt, daß den Abtriebsteil des Getriebes darstellt. Durch die Einstellung der axialen Lage des Rades 330 entsprechend Temperaturänderungen erfolgt eine Veränderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen dem Rad 330 und dem Konus 332 entsprechend diesen Änderungen, wodurch die Drehung des Konus 332 den temperaturabhängig korrigierten Fluidstrom widerspiegelt. Durch die Veränderung der Position des Rades 336 entlang seiner Achse entsprechend Veränderungen des Drucks wird das übersetzungsverhältnis zwischen dem Konus 332 und dem Rad 336 entsprechend diesen Änderungen verändert, so daß die Drehung_ßdes fRjräßPft^3£ <dann das sowohl druck- als

temperaturabhängig korrigierte Volumen des Fluidstromes repräsentiert. Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführung sind wie bei der Ausführung gemäß Fig. 6 zwei Getriebeelemente mit veränderlichem Getrieberadius vorgesehen. In diesem Fall wird die Antriebsleistung des Meßgerätes auf den Konus 340 übertragen, der wiederum das Rad 342 antriebt. Durch die Einstellung der Position des Konuskörpers 340 entsprechend Druckänderungen wird das übersetzungsverhältnis zwischen dem Konuskörper 340 und dem Rad 342 entsprechend diesen Änderungen verstellt. Die Drehung des Rades 342 spiegelt daher den nur druckabhängig korrigierten Fluidstrom durch das Meßgerät wider. Durch die Einstellung der Lage des Konuskörpers 346 parallel zur Drehachse des Rades 342 wird entsprechend dieser Veränderung das übersetzungsverhältnis zwischen dem Rad 342 und dem Konuskörper 346 verstellt, so daß die Drehung des Konuskörpers 346 das sowohl druck- als auch temperaturabhängig korrigierte Volumen des Fluidstromes durch das Meßgerät widerspiegelt.

Bei jeder dieser erfindungsgemäß gestalteten Ausführungsformen ist das Getriebeelement mit dem veränderlichen Getrieberadius mit einem Material überzogen, daß eine geringe bleibende Verformung und einen hohen Abriebwiderstand aufweist, wie dies bei Polyurethan der Fall ist, wobei die Getriebeflächen der Räder, mit denen die Getriebeelemente mit veränderlichem Getrieberadius in triebschlüssigem Kontakt stehen, Vorsprünge wie eine Riffelung oder eine Rändelung haben, die einen formschlüssigen Getriebeeingriff herstellen.

Es ist schließlich noch hinzuzufügen, daß die Temperaturkorrektur mittels einer Elementenanordnung eingefügt werden muß, bei der die Antriebsleistung von dem Element mit festem Getrieberadius auf das Element mit variablem Getrieberadius übetragen wird anstatt umgekehrt. Andererseits muß die Druckkorrektureinrichtung mittels einer Elementenanordnung einge-

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fügt werden, bei der die Antriebsleistung von dem Element mit variablem Getrieberadius zu dem Element mit festem Getrieberadius hin übertragen wird. Der Grund hierfür ist im einzelnen in der US-PS 3 895 532 erläutert, weshalb von einer Wiederholung an dieser Stelle abgesehen wird.

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Claims (25)

Ansprüche :

1.) Vorrichtung zur Anzeige des Volumens eines Fluidstromes durch ein in einer Rohrleitung angeordnetes Meßgerät, gekennzeichnet durch ein erstes um seine Achse drehbares Getriebeelement und ein zweites um seine Achse drehbares Getriebeelement, von denen das eine als Rad mit auf seinem Umfang ausgebildeter Riffelung und das andere mit einem veränderlichen Getrieberadius ausgebildet ist, dessen Getriebeoberfläche aus einem Material geringer bleibender Verformung und hoher Abriebfestigkeit gebildet ist, ferner durch ein drittes um seine Achse drehbares Getriebeelement, wobei von den beiden letztgenannten Getriebeelementen eines einen veränderlichen Getrieberadius hat und mit einer Getriebeoberfläche aus einem Material geringer bleibender Verformung und hoher Abriebfestigkeit versehen ist, während das andere Getriebeelement ein Rad mit auf seinem Umfang ausgebildeter Riffelung ist, wobei das erste und das zweite Getriebeelement sowie das erste und das dritte Getriebeelement triebschlüssiq in Verbindung stehen und wobei Bauteile

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zur Einstellung des Eingriffspunktes zwischen dem ersten und dem zweiten Getriebeelement zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses entsprechend einem physikalischen Zustand des durch das Meßgerät strömenden Fluids und Bauteile zur Einstellung des Eingriffspunktes zwischen dem ersten und dem dritten Getriebeelement entsprechend Veränderungen eines zweiten physikalischen Zustands des Fluids und schließlich Einrichtungen zur triebschlüssigen Verbindung des zweiten Getriebeelementes mit dem Ausgangsteil des Meßgerätes vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Oberflächenmaterial eine bleibende Verformung von nicht mehr als 3 5 %, gemessen nach dem ASTM-Test D 39 5, Verfahren B, hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Oberflächenmaterial eine Abriebfestigkeit von nicht mehr als 55, gemessen nach dem ASTM-Test C 501, hat.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Oberflächenmaterial eine Härte von 50 bis 55, gemessen auf der Shore-D-Skala, hat.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Getriebeelement entsprechend der Temperaturänderung des Mediums und das übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten und dritten Getriebeelement entsprechend der Druckänderung des Fluids einstellbar ist.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Getriebeelement entsprechend der Druckänderung des Fluids und das Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten und dritten Getriebeelement entsprechend der Temperaturänderung des Fluids einstellbar ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet , daß das Oberflächenmaterial Polyurethan ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet , daß das Getriebeelement mit veränderlichem Getrieberadius eine Scheibe ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Getriebeelement mit veränderlichem Getrieberadius ein Konuskörper ist.

10. Vorrichtung zur Anzeige des Volumens eines Fluidstromes durch ein Meßgerät in einer Rohrleitung, gekennzeichnet durch ein Getriebeelement mit veränderlichem Getrieberadius, dessen Getriebefläche aus einem Material geringer bleibender Verformung und hoher Abriebfestigkeit besteht, ferner durch ein Rad mit auf seinem Umfang ausgebildeter Riffelung, das mit dem Getriebeelement triebschlUssig in Verbindung steht, durch Bauteile zur Einstellung des Eingriffspunktes zwischen den Getriebeelementen zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses entsprechend Veränderungen eines physikalischen Zustands des durch das Meßgerät strömenden Fluids sowie Bauteile zur Verbindung eines der Getriebeelemente mit dem

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Ausgangsteil des Meßgerätes.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Rad triebschlüssig mit dem Meßgerät verbunden und der Eingriffspunkt zwischen dem Rad und dem Getriebeelement mit veränderlichem Getrieberadius zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses zwischen ihnen entsprechend der Temperaturänderung des Fluids verstellbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Getriebeelement mit veränderlichem Getrieberadius eine Scheibe ist, die drehbar um eine senkrecht zu ihrer Getriebefläche gestellte Achse gelagert ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Getriebeelement mit veränderlichem Getrieberadius als um seine Achse drehbar gelagerter Konuskörper ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß das Getriebeelement mit veränderlichem Getrieberadius triebschlüssig mit dem Meßgerät verbunden und der Eingriffspunkt zwischen dem Rad und dem Getriebeelement mit veränderlichem Radius zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses entsprechend der Druckänderung des durch das Meßgerät strömenden Fluids verstellbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß das Getriebeelement mit veränderlichem Radius eine drehbar um eine senkrecht zu ihrer Getriebefläche gestellte Achse gelagerte Scheibe ist.

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16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß das Getriebeelement mit veränderlichem Getrieberadius als um seine Achse drehbarer Konuskörper ausgebildet ist.

17. Getriebe mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis, gekennzeichnet durch ein Getriebeelement mit veränderlichem Getrieberadius, dessen Getriebefläche aus einem Material geringer bleibender Verformung und hoher Abriebfestigkeit besteht, durch ein Rad mit an seinem Umfang ausgebildeter Riffelung, das mit dem Getriebeelement mit veränderlichem Getrieberadius triebschlüssig in Eingriff steht, sowie durch Bauteile zur Einstellung des Eingriffspunktes zwischen den Getriebeelementen und damit zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen ihnen.

10. Getriebe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenmaterial des Getriebeelementes mit veränderlichem Getrieberadius eine bleibende Verformung besitzt, die nicht größer als 35 % gemsessen nach dem ASTM-Test D 395, Verfahren B, ist.

19. Getriebe nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet , daß das Oberflächenmaterial des Getriebeelementes mit veränderlichem Getriebewiderstand eine Abriebfestigkeit von nicht mehr als 55, gemessen nach dem ASTM-Test C 501, hat.

20. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet , daß das Oberflächenmaterial des Getriebeelementes mit veränderlichem Getrieberadius eine Härte von 50 bis 55, gemessen auf der Shore-D-Skala, hat.

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21. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet , daß das Getriebeelement mit veränderlichem Getrieberadius eine Scheibe ist, die drehbar um eine senkrecht zu ihrer Getriebeoberfläche gestellte Achse ist.

22. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet , daß das Getriebeelement mit veränderlichem Getrieberadius ein um seine Achse drehbarer Konuskörper ist.

23. Vorrichtung zur Anzeige des Volumens eines Fluidstromes durch ein Meßgerät in einer Rohrleitung, gekennzeichnet durch eine um ihre Achse drehbare Scheibe mit ebenen Seitenflächen, von denen die eine als Getriebefläche aus einem Material geringer bleibender Verformung und hoher Abriebfestigkeit gebildet ist, durch ein Rad, das mit seinem Umfang triebschlüssig mit der Getriebefläche der Scheibe in Eingriff steht, wobei der Radumfang verhältnismäßig dünn gestaltet und mit einer Riffelung versehen ist, durch Bauteile zur drehbaren Anbringung des Rades auf einer radial zur Drehachse der Scheibe gestellten Drehachse, durch Bauteile zur geradlinigen Bewegbarkeit radial zur Drehachse der Scheibe, durch Bauteile zur drehbeweglichen Anbringung des Rades um eine parallel zur Drehachse der Scheibe schwenkbare Achse und durch Bauteile zur Drehung des Rades um die Schwenkachse entsprechend der Änderungen eines physikalischen Zustandes des durch die Rohrleitung strömenden Fluids, wobei Veränderungen des physikalischen Zustandes die Drehlage des Rades um die Schwenkachse verändert und damit eine radiale Bewegung des Rades gegenüber der Scheibenachse verursacht, wenn die Scheibe und das Rad in Bewegung sind.

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24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß der Bauteil zur Drehung des Rades um die Schwenkachse Einrichtungen zur Drehung des Rades um die Schwenkachse entsprechend der Temperaturänderung des Fluids und Einrichtungen zur triebschlüssigen Verbindung des Rades mit dem Meßelement des Meßgerätes aufweist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der zuletzt genannte Bauteil eine Einrichtung zur Drehung des Rades um die Schwenkachse entsprechend der Druckänderung des Fluids und Einrichtungen zur triebschlüssigen Verbindung der Scheibe mit dem Meßelement des Meßgerätes umfaßt.

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