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Gasdruck-Meßstellen-Umschalter
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Die Erfindung betrifft einen Gasdruck-Meßstellen-Umschalter für Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsysteme
mit Druckwandlern.
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Die Erfindung kann in Gasdruck-Meßsystemen bei der Durchführung aerodynamischer
Untersuchungen, insbesondere beim Durchblasen von Flugzeug-Modellen in Windkanälen,
bei Untersuchungen der Gas-Luft-Wege von Gas turbinentriebwerken sowie bei der Untersuchung
anderer pneumogasdynamischer Systeme verwendet werden.
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Zu den wichtigsten Kennwerten von Gasdruck-Meßstellen-Umschaltern
für Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsysteme, die bei aerodynamischen Untersuchungen
verwendet werden, gehören Zuverlässigkeit und schneller Betrieb. Dabei ist es
notwendig,
gleichzeitig den widersprüchlichen Anforderungen hinsichtlich der Vergrößerung der
Anzahl der umzuschaltenden DruckmeßstelleIl und der Verkleinerung von Abmessungen
des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters gerecht zu werden, der im rnneren von Modellen
untergebracht ist, die in Windkanälen durchgeb lasen werden.
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Es sind Gasdruck-Meßstellen-Umschalter bekannt (vgl.
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Scanivalve Inc., USA, General Katalog, Oct. 3, 1972), die einen Stator
und einen mit der Stirnseite an diesen angedrückten Rotor enthalten. im mittigen
Teil des Stators sind eine Austrittsöffliung und am Umfang Eintrittsöffnungen vorgesehen.
Die Eintrittsöffnungen werden der Reihe nach in Verbindung mit einem im Rotor ausgeführten
Austrittskanal bei Drehung des Rotors in bezug auf den Stator gebracht. Die Austrittsöffnung
steht in Verbindung mit einem Druckwandler. Der Rotor wird von einem Schrittantrieb
angetrieben.
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Beim Betrieb des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters stößt der den Rotor
beaufschlagende Gasdruck den Rotor vom Stator ab, so daß die Abdichtung des Hohlraumes
gestört werden kann, der durch die öffnungen im Stator und den im Rotor vorgesehenen
Kanal gebildet wird.
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Zum Ausgleich dieser Druckkraft wird im inneren Volumen des Gasdruck-Meßsteilen-Umschalters
ein Gegendruck erzeugt, der im Betrag ungefähr gleich dem Mittelwert des im gegebenen
Zeitpunkt zu messenden und umzuschaltenden Gasdrucks ist. Dieser Gegendruck wird
mit ilfe einer gesonderten Druckquelle erzeugt, was den Aufbau des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters
kompliziert macht und seine Zuverlässigkeit verringert.
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Die beschriebenen Gasdruck-Meßstellen-Umschalter werden mit 24 und
28 Eintrittsöffnungen ausgeführt. Eine weitere Erhöhung von deren Anzahl ist mit
bedeutenden technischen Schwierigkeiten verbunden und führt zu einer beträchtlichen
Vergrößerung des Gewichts und der Abmessungen der Umschalt-Einheit. Bei notwendiger
Druckmessung an einer größeren Anzahl von Meßstellen werden Sätze aus einigen Umschalt-Einheiten
verwendet, die von einem steuernden Elektronenrechner gesteuert werden.
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Die diskontinuierliche Bewegung des Rotors ruft erhöhte dynamische
Beanspruchungen in den Einheiten des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters hervor und
beschränkt seine Arbeitsgeschwindigkeit.
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Es ist auch ein Gasdruck-Meßstellen-Umschalter bekannt (vgl. SU-ES
290 188, Int. Cl.2 G 01 1 19/00), der einen hohlen zylindrischen Stator hat, auf
dessen Innenfläche eine gewendelte Nut ausgeführt ist.
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In der gewendelten Nut sind Eintritts öffnungen ausgeführt, durch
die der umzuschaltende Druck einem abgefragten Magnetventil zugeführt wird, das
auf der Achse des Rotors eingebaut ist, der sich über die gewendelte Nut zum mit
einer gewendelten Rohrleitung verbundenen Druckwandler verstellt. Der Rotor bewegt
sich periodisch dl-Achse des Stators entlang mittels eines elektromagnetischen Antriebes,
der ein Sperrwerk und ein Differentialgetriebe besitzt.
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Zum Umschalten einer der Eintrittsöffnungen wird das Magnetventil
an die Innenfläche des Stators angedrückt, indem es die Kräfte überwindet, die in
dieser Eintrittsöffnung durch den Gasdruck erzeugt werden. Die Reibungskräfte,
die
an der BerührungsSläche des Stators mit dem Rotor entstehen, sind so stark, daß
sie das Gleiten des Magnetventils auf der Oberfläche des Stators verhindern.
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Zum Umschalten der nächsten Eintrittsöffnung wird das Magnetventil
abgeschaltet, von der Oberfläche des Stators weggeschoben, durch den elektromagnetischen
Antrieb gedreht und an die Oberfläche des Stators wieder angedrückt.
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Die Kräfte vom Magnetventil werden durch die Achse des Rotors aufgenommen.
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Bei Steigerung des Gasdruckes ist es also notwendig, die vom llagnetventil
entwickelte Kraft zu vergrößern, was zur Vergrößerung der Masse des Hagnetventils
und der Trägheit des Rotors führt.
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Die Arbeitsgeschwindigkeit des beschriebenen Gasdruck-Meßstellen-Umschalters
ist wegen der periodiscien Wirkung des Elektromagnets des Antriebes und des Magnetventils
und der bedeutenden Baugruppen-Massen, die sich mit Stillsetzungen bewegen, niedrig.
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er komplizierte Aufbau des Rotors vergrößert die Abmessungen des
Stators und folglich des ganzen Gasdruck-Meßstellen-Umschalters, was seine Verwendung
in aerodynamischen Versuchen, besonders beim Durchblasen von Flugzeug-Modellen,
erschwert.
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er Schrittbetrieb der Bewegung der Einheiten des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters
vermindert dessen Zuverlässigkeit und Lebensdauer.
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Im beschriebenen Gasdruck-Meßstellen-Umschalter wird die Bestimmung
der Nummer der umzuschaltenden Eintrittsöffnung durch Auszählung elektrischer Impulse
durchgeführt,
die dem Magnetventil zugeführt werden. Bei eventuellem
Nichtansprechen des Magnetventils wird daher die Genauigkeit der Erfassung der Nummer
des umzuschaltenden Eingangs des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters und der Größe des
gemessenen Gasdruckes stark vermindert.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindulle, einen einfachen und kompakten
Gasdruck-Meßstellen-Umschalter ftir ein Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsystem zu schaffen,
der eine erhöhte Anzahl von umzuschaltenden Eingängen aufweist und die Druckmessung
an diesen bei kontinuierlicher Drehung des Rotors sowie die Übertragung er Belastungen,
die durch den an den umzuschaltenden Eingängen gemessenen Druck entwickelt werden
und die auf den Rotor einwirken, unmittelbar auf den Stator, sowie die zuverlässige
Erfassung der Größe der Meßdrücke und der Nummer der umzuschaltenden Eingänge sichert.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Lehre
nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Der beschriebene Aufbau des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters gestattet,
dessen Zuverlässigkeit und Arbeitsgeschwindigkeit zu erhöhen. Bei Verwendung des
erfindungsgemäßen Gasdruck-Meßs tel len-Umschalters im Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsystem
wird die notwendige Genauigkeit der Erfassung der Nummer für den umzuschaltenden
Eingang der Umschalt-Einheit und der Größe des zu messenden Druckes erreicht. Die
Umschalt-Einheit des beschriebenen Gasdruck-Meßstellen-Umschalters kann hunderte
Eintrittsöffnungen besitzen bei Abmessungen, die dessen Anordnung im Inneren
von
Modellen von Objekten ermöglichen, die in Windkanälen dllrchgeblaserl werden.
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsystems,
das einen Gasdruck-Meßstellen-Umschalter gemäß der Erfindung mit einem Synchronisierimpuls-Generator
enthält; Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsystems, das
einen Gasdruck-Meßstellen-limschalter mit einem Synchronisierimpuls-Generator sowie
mit einem Nummer anzeiger für den umzuschaltenden Eingang der Umschalt-Einheit enthält,gemäß
der Erfindung; Fig. 3 eine Gesamtansicht des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters gemäß
der Erfindung mit einem Teilschnitt; Fig. 4 einen Schnitt durch die Umschalt-Einheit;
Fig. 5 einen weiteren Schnitt durch die Umschalt-Einheit; Fig. 6 eine Gesamtansicht
des Rotors gemäß der Erfindung; Fig. 7 einen Schnitt des Rotors gemäß der Erfindung;
Fig. 8 eine Gesamtansicht des Stators gemäß der Erfindung;
Fig.
9 einen Schnitt des Stators gemäß der Erfindung; Fig. 10 eine Abwicklung des Zylindermantels
der Codeglocke gemäß der Erfindung; Fig. 11 einen Schnitt des Gehäuses mit darin
untergebrachtem Synchronisierimpuls-Generator gemäß der Erfindung; Fig. 12 eine
Befestigung des Deckels am Rotor gemäß der Erfindung; Fig. 13 eine axonometrische
Darstellung des Gasdruck-Meßstellen-limschalters gemäß der Erfindung; Fig. 14 eine
Abwicklung des Zylindermantels der Codeglocke des Synchronisierimpuls-Generators
gemäß der Erfindung; Fig. 15 eine Gesamtansicht des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters
mit dem Synchronisierimpuls-Generator und dem lQummeranzeiger für den umzuschaltenden
Eingang der Umschalt-Einheit; Fig. 16 eine Abwicklung des Zylindermantels der Codeglocke
des Nummeranzeigers für den umzuschaltenden Eingang der Umschalt-Einheit gemäß der
Erfindung; Fig. 17 ein Arbeitszyklogramm des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters gemäß
der Erfindung.
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Der Gasdruck-Meßstellen-Umschalter 1 (Fig. 1) kann vorteilhaft in
einem Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsystem
verwendet werden, das
Druckwandler 2 hat, die baulich mit dem Gasdruck-Meßstellen-Umschalter 1 verbunden
sind.
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Der Gasdruck-Meßstellen-Umschalter 1 kann in zwei Hauptvarianten
ausgeführt werden.
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Gemäß der ersten Hauptvariante hat er eine Umschalt-Einheit 3, einen
Umschal tcinlici t-Anf.rieb 4 und einen Synchronisierimpuls-Generator 5, und gemäß
der zweiten Hauptvariante eine Umschalt-Einheit 3, einen Umschalteinheit-Antrieb
4, einen synchronisierimpuls-Genenator 5 und einen iJurmneran:'eiger G für die Nummer
dc:; umzuschaltenden Eingangs der Umschalt-Einheit 3 (Fig. 2) I)i e Umschalt-einheit
3 liat einen Stator 7 (Fig. 3) der in Form eines Kreis-Hohlzylinders ausgebildet
ist, in dessen Hohlraum ein Zylinder-Rotor 8 im Gleitsitz angeordnet ist. Auf der
Mantelfläche des Rotors 8 sind in senkrecht zur Rotordrehachse verlaufeiiden Ebenen
fünf Ringkanäle 9 vorgesehen. Längs der Drehachse des Rotors 8 sind fünf Umschalt-Nuten
10 (vgl. auch Fig. 7) ausgeführt, die die Gesamterzeugende a-a des Rotors entlang
angeordnet sind, wobei jede Umschalt-Nut 10 in Verbindung mit einem der Ringkanäle
9 steht. Im Stator 7 sind Eintrittsöffnungen 11 vorgesehen, die als Eingänge des
Gasdruck-Meßstellen-Umschalters auftreten und in Gruppen 12 längs der Drehachse
des Rotors 8 angeordnet sind (vgl. Fig. 8). Austrittsöffnungen 13 sind in den Ebenen
der Ringkanäle 9 (Fig. 4), je eine für jeden Ringkanal 9, angeordnet und stehen
mit ihnen in Verbindung.
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I)ie Eintrittsöffnungen 11 (Fig. 3) einer Gruppe 12 sind innerhalb
der Länge einer Umschalt-Nut 10 untergebracht.
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Die Winkel @ (Fig. 5) zwischen den angrenzenden Eintrittsöffnungen
11 sind in jeder Gruppe 12 in den zur Drehachse
des Rotors 8 senkrechten
Ebenen einander gleich.
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Gleichnamige Eintrittsöffnungen 11 sämtlicher Gruppen 12 sind die
Erzeugenden b-b des Stators 7 entlang angeordnet (Fig. 3).
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In der bevorzugten Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters
1 ist jede nachfolgende Umschalt-Mut lO des Rot<>rs 8 mit einer einseitigen
Versetzung gegensilber der vorhergehenden um die Drehachse des Rotors 8 uni einen
Winkel ß (Fig. 6, 7) ausgeführt, der aus folgender Beziehung bestimmt wird: ß =
######, (1) mit @ = Winkel zwischen den angrenzenden Eintrittsöffnungen 11
jeder Gruppe 12, k = Anzahl der Gruppen 12 der Eintrittsöffnungen 1 11 und j = 1,
2, 5 Es ist eine Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßste 1 len-Umschalter3 1 möglich,
in der die benachbarten Gruppen 12 der Eintrittsöffnungen 11 mit der einseitigen
Versetzung der einen gegenüber der anderen um die Drehachse des Rotors 8 um einen
Winkel X ausgeführt sind, die aus derselben Beziehung wie in (1) (Fig. 8, 9) bestimmt
wird, und die Umichalt-Iduten 10 sind die Erzeugende a-a des Rotors 8 entlang (ß
= 0) angeordnet.
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Es ist eine weitere Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters
1 mit Versetzung sowohl der Umschalt-Nuten 10 als auch der Gruppen 12 der Eintrittsöffnungen
11 möglich. Dabei gilt bei allen diesen Ausführungsvarianten des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters
1 die Beziehung:
ß - x = @ #### α # 0, ß # 0 (2).
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An der :;tiriieite des Stator. I (Fig. 3) ist mittels Schrauben 14
der Umschalteinheit-Antrieb 4 befestigt der ein Zweistufen-Untersetzungsgetriebe
15, das im Gehäuse 16 montiert ist, und einen Elektromotor 17, der auf dem Gehäuse
16 angeordnet ist, enthält. Das Zweistufengetriebe 15 weist Zahnräder 18 - 21 auf,
wobei sowohl die Zahnräder 18 und 19 als auch die Zahnräder 20 und 21 kämmen, während
die Zahnräder 19 und 20 mit einer Achse 22 verbunden sind, die in Lagern 23 des
Gehäuses 16 gelagert ist. Das Zaqhnrad 18 ist auf tier Welle 211 des Elektromotors
befestigt, und lis Zahnrad 21 sitzt auf der Achse 25 eines Deckels 26, ler mit Schrauben
27 am Rotor 8 befestigt ist.
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An der gegenüberliegenden Stirnseite des Stators 7 sind fünf Druckwandler
2 mittels Schrauben 28 befestigt, je einer fir jede Gruppe 12 der Eintrittsöffnungen
11. In den Eintrittsöffnungen 11, den Austrittsöffnungen 13 und in den Druckwanllern
2 sind Stutzen 29 vorgesehen. Jede Austrittsöffnung 13 ist ilber eineii der Stutzen
29 und eine Rohrle itung 30 an einen der Druckwandler 2 angeschlossen Der Synchronisierimpuls-Generator
5 ist in einer Öffnung 31 des Gehäuses 16 untergebracht. Auf dem Gehäuse 32 des
Generators 5 sind lichtempfindliche Elemente 33 und eine Lichtquelle 54 befestigt.
Der Geneflitor 5 enthält auch eine Codeglocke 35, die auf der Achse 22 angeordnet
ist. Im Zylindermantel 36 der Codeglocke 35 sind Öffnungen 37 vorgesehen, die eine
Codemaske J8 (Fig. 10) des Generators 5 bilden. Die Lichtquelle 34 (Fig. 3) ist
im Innern des Zylindermantels 36 und die lichtempfindlichen Elemente 33 sind außen
angeordnet. Das Gehäuse 32 (Fig. 11) ist mit
Flanschen 39 ausgeführt,
durch die es mittels Schrauben 40 am Gehäuse 16 befestigt ist.
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b-ffnungeii 41 (I'ig. 12), über die der Deckel 6 am Rotor 8 befestigt
ist, sind bogenförmig ausgeführt, was eine Grobeinstellung des Generators 5 gewährleistet.
Die Öffnungen 42 (Fig. 11) sind für die Schrauben 40 verlängert ausgefiihrt, was
eine Feineinstellung des Generators 5 sichert.
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Die öffnungen 37, die die Codemaske 58 bilden, sind in Gruppen 43
(Fig. 10) in zur Achse 22 senkrechten Ehenen angeordnet (Fig. 3), wobei das lichtempfindliche
Element 33 in jeder dieser L'benen Platz findet. I)ie Anzahl der Gruppen 43 ist
gleich k + j. In der Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters, die
in Fig. 3 gezeigt ist, ist k = 5, j = 2. Die gleichnamigen Öffnungen 37 der Gruppen
43 sind die Gesamterzeugenden c-c entlang des Zylindermantels 36 (Fig. 10) angeordnet.
I)ie Winkel 8 zwischen den angrenzenden öffnungen 37 der Gruppe 43 sind einander
gleich und werden durch die Beziehung bestimmt # = @ . i (3) mit i = Übersetzungszahl
der kinematischen Verbindung zwischen Rotor 8 und Codeglocke 3'», d. h.
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mit Z21 = Anzahl der Zähne der Zahnräder 21, Z20 = Anzahl der Zähne
des Zahnrades 20.
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Die bevorzugte Ausführungsvariante des Synchronisierimpuls-Generators
ist soD daß die Codeglocke 35 des Gene rators 5 starr mit dem Deckel 26 (Fig. 13)
verbunden ist.
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Dabei ist die Ausführung der Codemaske analog der Codemaske 38 (Fig
14) bei i = 1.
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In der Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 1
mit Verschiebung der Umschalt-Nuten 10 oder -der Gruppen 12 der Eintrittsöffnungen
11 (vgl. Fig. 6 - 9) sind die Gruppen Lt3 der öffnungen 37 der Codemaske 38 des
Generators 5 auch eine in bezug auf die andere um einen Winkel # (Fig. 14) verschobenn
der durch folgende Beziehung bestimmt wird: # = @ ##### i (4).
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Der Nummeranzeiger 6 für den umzuschaltenden Eingang hat nach der
zweiten Hauptvariante der Ausführung des Gasdruck-MeßstellenUmsenalters 1 (Fig.
15) eine Lichtquelle 44 und lichtempSindl-cho. Elemente 45, die auf einem Gehäuse
46 aufgestellt sind das in einer Öffnung 47 montiert ist, die im Gehäuse 16 ausgeführt
ist , und eine Codeglocke 48.
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Die Codeglocke 48 ist einstückig mit dem Deckel 26 ausgeführt: sie
hat einen Zylindermantel 49, in dessen Innerem eine Lichtquelle 44 und außen die
lichtempfindlichen Elemente 45 angeordnet sind. Im Zylindermantel 49 sind Offnungen
50 vorhanden, die die Codemaske 51 (Fig. 16) des Nummeranzeigers 6 für den umzuschaltenden
Eingang der Umschalt-Einheit bilden. Darauf sind die Nummer der Eintrittsöffnungen
11 der ersten Gruppe 12 im BinErdezimalcode aufgeschrieben. In der gegebenen Variante
der Ausführung des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters hat jede Gruppe 12 sechzig Eintrittsöffnungen
11 (Fig. 15), die schachbrettförmig
für die Vergrößerung der Anzahl
der Eintrittsöffnungen in der Gruppe 12 bei Erhaltung der Brücken (Stege) zwischen
angrenzenden minimal zulässigen Eintrittsöffnungen 11 einer Gruppe 12 angeordnet
sind.
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Die öffnungen 50 (Fig. 15) der Codemaske 51 sind in Gruppen zusammengefaßt,
die in den zur Drehachse der Codeglocke 48 senkrechten Ebenen angeordnet sind. In
jeder dieser Ebenen ist auch eines der lichtempfindlichen Elemente 45 untergebracht.
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In der ersten Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters
1 (Fig. 3) enthält das Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsystem eine Stromversorgung 53
(Fig. 1), die durch einen Steuerpunkt 54 den Antrieb 4, den Generator 5 und einen
elektromechanischen Kommutator 55 speist, dessen Eingängen die Ausgänge der Dfuckwandler
2 und eines Analog-Digital-Umsetzers 56 zugeschaltet sind, der übr einen Impulszähler
57 mit dem Generator 5 verbunden ist. Dem Ausgang des elektromechanischen Kommutators
55 ist ein Meßgerät 58 nachgeschaltet, das mit einem Registriergerät 59 verbunden
ist.
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Im Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsystem für die zweite Ausführungsvariante
des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters (Fig. 15) ist der Ausgang des Synchronisierimpuls-Generators
5 nur mit dem elektromechanischen Kommutator 55 (Fig. 2) verbunden, und dem Eingang
des Analog-Digital-Umsetzers 56 ist der Nummeranzeiger 6 für den zu kommutierenden
Eingang der Umschalt-Einheit zugeschaltet. Im übrigen sind die beiden Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsysteme
analog.
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Der erfindungsgemäße Gasdruck-Meßstellen-Umschalter arbeitet wie
folgt. Die zu messenden Drücke werden durch
die Rohrleitungen 60,
die an den Stutzen 29 angeschlossen sind, den Eintrittsöffnungen zugeführt.
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Die Stromversorgung 53 gewährleistet die notwendigen Spannungspegel
zur Stromspeisung des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 1 und der anderen Elemente
des Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsystems. Dabei setzt der Umschalteinheit-Antrieb
4 auf Befehl vom Steuerpult 54 den Rotor 8 in Betrieb, der der Reihe nach die Rohrleitungen
60 (Fig. 3) mit dem zu messenden Druck an die Druckwandler 2 über die Austrittsöffnungen
13 und die Rohrleitungen 30 anschließt. Die Druckwandler 2 wandeln den zu messenden
Druck in elektrische Signale um und führen ihn dem Eingang des elektromechanischen
Kommutators 55 zu, der sie in einer bestimmten Reihe folge nach den Signalen vom
Synchronisierimpuls-Generator 5 auf das Meßgerät 58 und das Registriergerät 59 gibt.
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Gemäß der ersten Hauptvariante der Ausführung des Gasdruck-P5æßsteilen-Umschalters
(Fig. 3) ist die Bestimmung der Nummer für den Eingang der Umschalt-Einheit folgenderweise
durchgeführt: Die Signale des Synchronisierimpuls-Ger,erabrs 5 gelangen zum Impulszähler
57, ferner im Binärdezimalcode zum Analog-Digital-Umsetzer 56 und sodann in Analogform
zum elektromechanischen Kommutator 55, der sie zum Meßgerät 58 und zum Registriergerät
59 überträgt.
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In der zweiten Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters
1 (Fig. 2, 15) gelangen die Signale vom Nummeranzeiger 6 für den umzuschaltenden
Eingang im Binärdezimalcode zum Analog-Digital-Umsetzer 56, von dem sie in Analogform
am elektromechanischen Kommutator 55 eintreffen.
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Beim Betrieb des Gasdruck-Meßstellen-Umsehalters 1
treibt
der Elektromotor 17 (Fig. 3) des Antriebes 4 durch das Zweistufen-Untersetzungsgetriebe
15 den Rotor 8 an; dabei kreuzen die Umschalt-Nuten 10 nacheinander die Eintrittsöffnungen
11 durch, wodurch die Rohrleitungen 60 durch die Ringkanäle 9 und die Rohrleitungen
30 an die Druckwandler 2 angeschlossen werden. Während der Kreuzung der Eintrittsöffnung
11 durch die Umschalt-Nut 10 erfolgt ein Ausgleich des Druckes in der Rohrleitung
60 und im Druckwandler 2. Dieser Vorgang dauert ein Zeitintervall t (Fig. 17). Die
Größe des Zeitintervalls t begrenzt die Drehzahl des Rotors 8, denn innerhalb eines
kleineren Zeitintervalls kann sich der Druck in den Rohrleitungen 60 und in den
Druckwandlern 2 nicht ausgleichen. Gleichzeitig mit der Drehung des Rotors 8 bewegt
sich die Codeglocke 35 (Fig. 3) des Generators 5, der auf der Achse 22 des Zweistufen-Untersetzungsgetriebes
15 befestigt ist. Die Zeit t nach dem Beginn der Kreuzung der Eintrittsöffnung 11
durch die Umschalt-Nut 10 passiert die Öffnung 37 im Zylindermantel 36 der Codeglocke
35 zwischen der Lichtquelle 34 und dem lichtempfindlichen Element 33. Dabei liefert
der Generator 5 das Signal f (Fig. 17) für die Abfrage des Druckwandlers 2, der
dem elektramechanischen Kommutator 55 zugeführt wird. Die Abfrage des Druckwandlers
2 erfolgt nach Ausgleich des Druckes in demselben bei miteinander verbundener Umschalt-Nut
10 und Eintrittsöffnung 11 oder wird beim Verbleiben der Umschalt-Nut 10 auf der
Brücke zwischen den benachbarten Eintrittsöffnungen 11 durchgeführt. Die Auswahl
der einen bzw. der anderen Arbeitsweise hängt von der er6rderlichen Genauigkeit
der Messung und von den Bedingungen der Durchführung des Versuches ab.
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Die Einstellung der Zeitpunkte für die Erzeugung der Abfragesignale
der Druckwandler 2 wird durch Verschiebung des Gehäuses 32 des Synchronisierimpuls-Generators
5 (Fig. 3)
oder durch Verschiebung des Deckels 26 in bezug auf den Rotor
8 durchgeführt, wozu man die Schrauben 40 (Fig. 11) und die Schrauben 27 (Fig. 12)
lockert, danach die genannten Elemente verschiebt und die Schrauben 40 und 27 wieder
anzieht.
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Beim Gasdruck-Meßstellen-Umschalter 1 nach Fig. 3 sind die Umschalt-Nuten
10 des Rotors 8 längs der Gesamterzeugenden a-a und'die gleichnamigen Eintrittsöffnungen
11 längs der Gesamterzeugenden b-b des Stators 7 angeordnet, dementsprechend sind
die Öffnungen 37 der Codemaske 36 (Fig. 10) die Erzeugende k-k der Codeglocke 35
(Fig. 3) entlang angeordnet. Das führt dazu, daß die Umschalt-Nuten 10 gleichzeitig
je eine Eintrittsöffnung 11 aus jeder Gruppe 12 umschalten und der Generator 5 die
Signale für die gleichzeitige Abfrage der Druckwandler 2 liefert.
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Die Reihenfolge der Messung von Drücken und der Registrierung der
Ergebnisse wird durch den elektromechanischen Kommutator 55 bestimmt.
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Vorteilhafter ist die Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters
1 mit Versetzung der Umschalt-Nuten 10 des Rotors 8 (Fig. 6, 7). In dieser Ausführungsvariante
des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 1 schalten die Umschalt-Nuten 10 des drehbaren
Rotors 8 nacheinander je eine Eintrittsöffnung 11 aus jeder Gruppe 12 um, und der
Generator 5 liefert die Signale für die serielle Abfrage der Druckwandler 2. Die
Arbeit des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 1 wird in dieser Ausführungsvariante
durch das Zyklogramm (Fig. 17) illustriert. Dort sind sieben Gruppen von Signalen
f dargestellt, was den sieben Gruppen der Öffnungen 37 in der Codemaske 38 des Generators
5 entspricht, wobei k = 5, j = 2- ist. Die ersten fünf Gruppen von Signalen f werden
für die Abfrage der Druckwandler 2 verwendet. Die
sechste Gruppe
der Signale f ist für die Ab frage zusätzlicher Geber, z. B. eines Gebers für Staudruck
im Windkanal, vorgesehen. In der siebten Gruppe ist ein Signal f vorhanden, was
einer Öffnung in der Siebten Gruppe 43 (Fig. 14) der Öffnungen 37 der Codemaske
38 (Fig. 10) entspricht. Es ist für die Erzeugung des Signals zum Stillsetzen des
Umschalteinheit-Antriebes 4 vorgesehen.
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In der Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 1
(Fig. 15) wird die sechste Gruppe der Signale f zur Ab frage des Nummeranzeigers
6 für den umzuschaltenden Eingang der Umschalt-Einheit verwendet, der die Nummer
des umzuschaltenden Eingangs beim Passieren der öffnungen 50 der Codeglocke 48 zwischen
der Lichtquelle 44 und den lichtempfindlichen Elementen 45 angibt. Der Nummeranzeiger
6 gibt die Nummer der Eintrittsöffnungen 11 nach der ersten Gruppe 12 an, wonach
die Messung der Drücke in allen gleichnamigen Eintrittsöffnungen 11 der Gruppen
12 erfolgt. Dann wird die nächste Nummer angezeigt und werden die nächsten gleichnamigen
Eintrittsöffnungen 11 der Gruppen 12 abgefragt.
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Im übrigen unterscheidet sich die Arbeit des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters
1 in der gegebenen Ausführungsvariante nicht vom oben beschriebenen.
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Der erfindungsgemäße Gasdruck-Meßstellen-Umschalter 1 kann auch in
den anderen Druckmeß-Systemen arbeiten, insbesondere mit einem Universalrechner.
In einigen Fällen kann auch ein Schrittantrieb für die Umschalt-Einheit eingesetzt
werden.
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L e e r s e i t e