DE2813433A1

DE2813433A1 - Einrichtung zur temperaturkompensation

Info

Publication number: DE2813433A1
Application number: DE19782813433
Authority: DE
Inventors: Henri Couture
Original assignee: United Gas Industries Ltd
Current assignee: United Gas Industries Ltd
Priority date: 1977-03-30
Filing date: 1978-03-29
Publication date: 1978-10-12
Also published as: IT7848615A0; FR2386103B1; IT1101991B; FR2386103A1; GB1570757A

Description

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UNITED GAS INDUSTRIES LIMITED, London, England Einrichtung zur Temperaturkompensation

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Temperaturkompensation, die insbesondere, aber nicht ausschließlich, zur Korrektur des Ausgangs eines Gasmeters oder -meßgerätes bezüglich TemperaturSchwankungen benutzt wird.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Temperaturkompensation, die eine in unbegrenzt kleinen Schritten variable Übersetzungsgetriebeeinrichtung enthält, deren Übersetzungsverhältnis sich mit der wahrgenommenen Temperatur ändert, wobei das Übersetzungsgetriebe enthält: ein Paar drehbarer Platten, die getrennt, aber einander benachbart angeordnet sind, Wälzeinrichtungen, die zwischen den beiden Platten liegen, um den Antrieb zwischen den Platten zu übertragen, wobei eine erste Platte drehbar an einem ersten beweglichen Hebel angeordnet ist, und der Mittelpunkt der ersten Platte derart eingestellt werden kann, daß der Radius, bei dem der Wälzkontakt erfolgt, das Übersetzungsverhältnis zwischen den Platten verändert wird, und eine temperaturempfindliche Einrichtung zum Einstellen der Lage des Hebels.

Die Wälzeinrichtung stellt bevorzugt einen Punktkontakt mit beiden Platten her, sie kann z.B. entweder aus einer Kugel oder einem kreisrunden Kranz bestehen.

Die zweite Platte ist bevorzugt auf einer stationären Struktur angeordnet und kann ebenfalls ein Getrieberad enthalten, das Teil eines Zahnradvorgeleges zur Verbindung mit der zu korrigierenden Messung ist. Ein korrigiertes Ausgangssignal kann von der Drehung der ersten Platte abgenommen wer-

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den, die von der zweiten Platte, verändert durch das erhaltene Übersetzungsverhältnis, drehbar angetrieben wird.

Die Erfindung betrifft ferner ein Gasmeter mit der oben genannten Einrichtung zur Temperaturkompensation.

Ein Gasmeter oder -meßgerät, welches das vorbeiströmende Gasvolumen mißt, unterliegt aufgrund des Charleschen-Gesetzes, aufgrund dessen das Volumen irgendeines bestimmten Gewichtes an Gas unter konstantem Druck eine Zunahme proportional zur absoluten Temperatur erfährt, und umgekehrt, einem Temperaturfehler. Dies wird durch die Formel ausgedrückt :

■y V= Volumen (Basis korri-

Y=C wobei giert)

T = Temperatur (Basis)

C = Konstante Es gilt daher:

YjJ = γ = C wobei Vn und Tn die Werte bei

speziellen Meßbedingungen sind, die von den gewählten Basisbedingungen abweichen.

Es gilt daher:
V = VnT

Um daher den Wert Vn zu korrigieren, d.h. das tatsächlich gemessene Volumen bei der geänderten Temperatur Tn, wird ein Korrekturfaktor f eingeführt:

Gemäß der Erfindung wird der Korrekturfaktor f mechanisch durch die GetriebeüberSetzung dargestellt, die sich im be-

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liebig veränderlichen Getriebe ergibt. Es hat sich gezeigt, daß der Faktor f in der Praxis zwischen dem Wert 0,841 und 1,187 variiert, was den Übersetzungen 1,41 : 1 und 1 : 1 entspricht und einen Temperaturbereich zwischen -30 C bis 70⁰C darstellt.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Rückansicht einer Kompensationseinrichtung;

Fig. 2 eine seitliche Schnittansicht durch die Kompen^

sationseinrichtung der Figur 1 j Fig. 5 eine Vorderansicht der Kompensatxonseinrichtung

der Figur 1;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie A-A der Figur 1; Fig. 5 eine Rückansicht einer weiteren Ausführungsform

der Kompensationseinrichtung; Fig. 6 eine schematische Darstellung des Antriebs von

der Meßeinrichtung bis zur Anzeige der Kompen-

sationseinrichtung der Fig. 1; und Fig. 7 eine Abwandlung der Einzelheit der Figur 4.

In den Figuren 1 bis 3 betätigt der Arbeitsstift 11 einer ein Fläschchen enthaltenden temperaturempfxndlichen Ausdehnungseinrichtung, die lediglich teilweise bei 12 gezeigt ist, einen Hebel 13, um diesen an einem Ende um eine Drehachse 14 zu schwenken. Das andere Ende des Hebels 13 trägt einen Schwenkarm 15, der ebenfalls an einem Kreissegmentstück oder Quadranten 16 schwenkbar gelagert ist. Das Kreissegmentstück läßt sich um eine im wesentlichen zentrale Welle 17 drehen, und es besitzt eine Quadrantenzahnung 18, die mit einem Zahnrad 19 kämmt. Eine Nockenplatte 21 ist an der selben Welle wie das Zahnrad 19 befestigt und dreht sich mit dem Zahnrad. Die Bewegung der Ausdehnungseinrichtung ist daher in Abhängigkeit von einer

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Temperaturänderung in eine Winkelbewegung der Nockenplatte 21 umgesetzt.

Die Nockenplatte 21 besitzt eine nahezu spiralförmige Nockenkontur, gegen die ein Folgeelement 22 ruht, welches über Kugellager an dem Ende eines Armes 23 zur Ausführung einer freien Drehbewegung angebracht ist. Eine Feder (nicht dargestellt) hält das.Folgeelement 22 in Berührung mit der Nockenscheibe. Der Arm 23 ist seinerseits am unteren Ende eines festen Hebels 25 angeordnet, der an seinem oberen Ende um eine Welle 26 schwenkbar ist. Eine Reibungsplatte 27» die eine plattierte Hartbronzeoberfläche aufweist, ist auf einer Welle angeordnet, die im Hebel 25 drehbar gelagert ist, wobei diese Welle sich zusammen mit einem Rad oder Zahnrad 28 dreht.

Die Winkelbewegung der Nockenscheibe 21 wird auf diese Weise als eine Winkelbewegung des Hebels 25 um die Welle reproduziert, wobei diese Bewegung auch den Mittelpunkt der Platte 27 längs eines Bogens 38 bewegt, der seinen Mittelpunkt auf der Welle 26 hat.

Von der Reibungsplatte 17 getrennt, dieser Platte jedoch benachbart, ist eine Messingplatte 30 angeordnet, und zwischen die Reibungsplatte 27 und die Messingplatte 30 greift eine Kugel 31 aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 3/8" (0,95 cm) ein. Die Kugel ist zwischen einem Schlitz im festen Arm 32 aus rostfreiem Stahl und einer an einem festen Arm befestigten Kugellagerung 33 eingefangen und berührt über einen Reibungskontakt die beiden Platten 27 und 30 und überträgt damit zwischen diesen Platten eine Antriebskraft. Die Messingplatte 30 ist ebenfalls als Zahnrad ausgebildet und greift an ihrem Umfang in eine Reihe von Zahnrädern (nicht dargestellt) ein, die vom Ausgang eines

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Gasmeters z.B. vom positiven Dreh-Versetzungstyp angetrieben sind. Die Platte 30 treibt eine Anzeigeeinrichtung 35 an, die einen Ablesewert des durch das Gasmeter hindurchgetretenen Gasvolumen*angibt, welches bezüglich der Temperatur nicht korrigiert ist.

Das Übersetzungsverhältnis des Antriebs von der Platte 30 über die Kugel 31 zur Reibungsplatte 27 hängt von der radialen Stellung der Kugel bezüglich beider Platten ab. Diese Stellung ist bezüglich der Platte 30 fest, die Platte 27 ist jedoch um die Kurve 38 beweglich, so daß das Verhältnis infinit variabel zwischen bestimmten Grenzen ist, d.h. von einem Mittelpunkt mit dem Übersetzungsverhältnis 1 : 1 bis zu Extremwerten von 1 : 1,19 in beiden Richtungen, wobei diese Übersetzungsverhältnisse eine Korrektur bezüglich der Temperatur bewirken. Die Drehung der Platte 27 wird dem Zahnrad 28, und über ein am Hebel 25 angeordnetes Getriebe der korrigierten Ausgangswelle 26 übertragen. Von dieser Welle wird die korrigierte Anzeigeeinrichtung 37 angetrieben.

Wie schon erläutert, wird die Bewegung der Reibungsplatte 27 längs des Bogens 38 durch die Bewegungen der Ausdehnungseinrichtung hervorgerufen, und diese Bewegung der Reibungsplatte 27 stellt eine Einjustierung des Getriebeverhältnisses um einen Wert dar, der den Ausgang des Gasmeters ändert und bezüglich Temperaturschwankungen einstellt. Die Nockenkontur der Nockenscheibe 21 ist nahezu spiralförmig, erforderlich sind lediglich kleinere Abweichungen hiervon, um die relativ geringen Verbindungsfehler in der Einrichtung, und jegliche Nichtlinearität der Antwort der Ausdehnungseinrichtung bezüglich Temperaturschwankungen zu kompensieren.

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Die Vorderseite der Einrichtung (Fig. 3) enthält sowohl eine korrigierte als auch eine unkorrigierte Anzeigeeinrichtung und weist ferner eine Skala 40 für die Umgebungstemperatur auf. Diese Skala arbeitet mit einem beweglichen Zeiger 41 am Ende eines Hebels zusammen, der durch eine Verbindung 42 von der ¥elle 17 in einem derartigen Verhältnis bewegt wird, daß der Zeiger 41 die von der Ausdehnungseinrichtung 12 festgestellte Temperatur anzeigt.

Die Ausdehnungseinrichtung 12 ist Herstellungsschwankungen unterworfen, welche ihre Wirkungslinie und die Länge der Bewegung beeinflussen. Dies wird von den Einrichtungen zugelassen, welche die Bewegung der Ausdehnungseinrichtung dem Hebel 13 übertragen, und die in Fig. 4 im Schnitt gezeigt sind. Der Arbeitsstift 11 greift in eine Zapfenlageranordnung 44, die ein Lager 45 besitzt, welches schwenkbar vom Hebel 13 an der Stelle 49 gehalten ist. Eine Bewegung des Zapfenlagers oder' der Zapfen um das Lager gestattet bei der Wirkungslinie des Stiftes 11 Schwankungen. Die Entfernungen zwischen der Drehachse 14 und dem Stift 11 und zwischen dem Stift 11 und dem Hebel 15 sind beide unabhängig variabel, wie in Fig. 1 durch die geschlitzten Verbindungen 46 und und durch die Schraube 48 gezeigt ist, deren Drehung die Stellung des Hebels bezüglich.der Drehachse 14 einjustiert. Das Maß an Bewegung, welches dem Hebel 15 übertragen wird, läßt sich daher um die Schwankungen der Bewegungslänge des Stiftes 11 korrigieren.

Die Wirkung der Kugel 31 bei der Übertragung eines in unendlich kleinen Schritten variablen Antriebs von der Platte 30 zur Platte 27 wird durch Drehung auf beiden Oberflächen erzeugt, wobei die Kugel einen Punktkontakt auf beiden Oberflächen besitzt. Wenn die Platte 27 sich in Abhängigkeit von einer Temperaturschwankung bewegt, bleibt die Kugel durch die Käfiganordnung 32, 33 gehalten und gleitet bezüglich der Platte seitwärts. Der Punktkontakt ermöglicht diese seitwärts ver-

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laufende Gleitbewegung mit einem Minimum an Widerstand.

Die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform der Erfindung ist im wesentlichen denjenigen der Fig. 1 ähnlich, sie arbeitet jedoch nach einem verschiedenen Verfahren zum Antreiben der Reibungsplatte 27 von der Platte 30. Ein einstellbarer L-förmiger Arm 50 trägt eine daran befestigte "Welle 51. Kugellager auf der Welle tragen einen Zylinder aus rostfreiem Stahl mit Lagerqualität, der an einem Ende einen Antriebswülst 53 erhöhten Durchmessers besitzt. Der Wulst ist mit einer kreisrunden Form versehen und berührt sowohl die Platte 30 als auch die Reibungsplatte 27 an Punkten auf je einer Seite. In dieser Ausführungsform besitzt die Platte 27 eine mit Hardchrom plattierte Oberfläche. Die Kugellagerung gestattetes, daß die Wulst frei rotiert. Ansonsten arbeitet diese Ausführungsform in ähnlicher Weise wie die in Fig.1 beschriebene Ausführungsform der Erfindung.

Bei dem Betrieb des Dreh-Versetzungs-Gasmeters wird das Fläschchen der temperaturempfindlichen Einrichtung im Gasstrom angeordnet. Die Korrektureinrichtung ist auf dem Körper des Meters angeordnet, wobei das Getriebe zur Platte führt, die an den sich drehenden Ausgang des Gasmeters angeschlossen ist, wobei die Drehgeschwindigkeit ein Maß für die volumetrische Strömung durch das Gasmeter ist. Fig. 6 zeigt schematisch das Gasmeter 55, das Getriebe 56, die nicht korrigierte Anzeige 35, Reibungsplatten 27, 30 und die Kugel 31, und die korrigierte Anzeige 37. Die Ausdehnungseinrichtung 12 ist ebenfalls dargestellt und arbeitet auf das Kreissegment 16 und die Nockenscheibe 21.

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Die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform besitzt eine Lagerzapfenanordnung 44^f, die gegenüber der in Fig. 4 dargestellten Form abgewandelt ist. Diese Anordnung besitzt zwei vertikal beabstandete Lager 45', 45'', mittels derer diese Anordnung mit dem Hebel 13' verbunden ist. Das untere Lager 45' trägt einen Stift 60, der vertikal in einem Schlitz in einer staionären Halteanordnung 61 gleitet. Diese Ausführungsform verleiht der Lagerzapfenanordnung eine größere Stabilität und reduziert unerwünschte Freiheitsgrade, während Herstellungsschwankungen in der Wirkungslinie der Ausdehnungsanordnung gestattet sind.

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UNITED GAS INDUSTRIES LIMITED, London, England

Iy Einrichtung zur Temperaturkompensation, mit einer infinit variablen Übersetzungsantriebseinrichtung, wobei die Antriebseinrichtung zwei drehbare Scheiben aufweist, die separat, jedoch einander benachbart angeordnet sind, und mit einem Rollkontaktelement, welches zwischen den beiden Scheiben angeordnet ist und den Antrieb zwischen den Scheiben überträgt, dadurch gekennzeichnet, daß eine temperaturempfindliche Einrichtung (12) zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses der Antriebseinrichtung (30, 27, 31) vorgesehen ist, und daß das Übersetzungsverhältnis einen Temperaturkorrekturfaktor darstellt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturempfindliche Einrichtung (12) derart angeordnet ist, daß sie die drehbare Scheibe (27) derart bewegt, daß der Radius, an dem das Rollkontaktelement die Scheibe berührt, veränderbar ist, wodurch das Übersetzungsverhältnis des Antriebs sich ändert.
3. Einrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die eine drehbare Scheibe (27) drehbar auf einem ersten beweglichen Hebel (25) angeordnet ist, der von der temperaturempfindlichen Einrichtung (12) bewegbar ist.

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4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hebel (25) einen Nockenfolger (22) trägt, der auf einer Nockenscheibe (21) läuft, die in Stellungen gedreht wird, welche der von der temperaturempfindlichen Einrichtung festgestellten Temperatur zugeordnet sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadur ch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe (21) eine im wesentlichen spiralförmige Kontur aufweist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die temperatureinpfindliche Einrichtung eine ein Fläschchen aufweisende Ausdehnungseinrichtung enthält, daß die Ausdehnungseinrichtung auf einen zweiten Hebel (13) arbeitet, der Einstellmittel zum Ausgleich von Herstellungsschv/ankungen bei der Herstellung der Ausdehnungseinrichtung enthält.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnungseinrichtung Bewegung auf den zweiten Hebel (13) über eine Drehzapfenanordnung (44, 44') überträgt.
8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder J₁ dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hebel (13) eine Längeneinstellung (46, 47, 14) enthält.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rollkontaktelement (31, 53) in einem konstanten Abstandsradius bezüglich der anderen der beiden Platten (30) gehalten ist.

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ORIGINAL INSPECTED
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung mit in unendlich kleinen Schritten variablem Übersetzungsverhältnis als ein Element in ein Getriebe zwischen einer nicht korrigierten Eingangsantriebsrate zu einer korrigierten Ausgangsantriebsrate eingesetzt ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung in ein Gasmeter zur Korrektur der Temperaturschwankungen der gemessenen Ausgangswerte einsetzbar ist.
12. Gasmeter,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Temperaturkompensation verwendet ist, die in einem der Ansprüche 1 bis 11 beansprucht ist.

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