DE2816321C2 - Gasdruck-Meßstellen-Umschalter - Google Patents

Description

ß-a

——

k +J

a>0,ß>0

mit

Zylindermantel (36) einer kinematisch mit dem Rotor (8) verbundenen Codeglocke (35) ausgeführt ist, die in zur Drehachse der Codeglocke (35) senkrechten Ebenen angeordnet sind, wobei angrenzende Gruppen (43) der öffnungen (37) gegenseitig um einen vVinkel

versetzt sind, mit 1 = Übersetzungszahl der kinematischen Verbindung zwischen dem Rotor und der Codeglocke, und in den k Gruppen die Winkel θ zwischen den angrenzenden Öffnungen durch das Verhältnis θ = γ ■ i bestimmt sind (F i g. 3,10).

5. Gasdruck-Meßstellen-Umschalter nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Nummeranzeiger (6) für den unizuschaltenden Eingang der Umschalt-Einheit (3), der als Winkel-Code-Umsetzer ausgeführt und kinematisch mit dem Rotor (8) verbunden ist (F ig. 2).

6. Gasdruck-Meßstellen-Umschalter nach Anspruch^ dadurch gekennzeichnet, daß die Codeglocke (3S) in bezug auf den Rotor (8) drehbar angeordnet ist, und daß die Lichtquelle (34) mit den lichtempfindlichen Elementen (33) in bezug auf die Codeglocke (35) für Grob- bzw. Fein-Einstellunc der Zeitpunkte für die Erzeugung der Abfragesignale der Druckwandler (2) drehbar ist.

7. Gasdruck-Meßstellen-Umschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nummeranzcigcr (6) für den umzuschaltenden Eingang der Umschalt-Einheit (3) aufweist:

eine Lichtquelle (44), lichtempfindliche Elemente (45), eine Codeglocke (48), die kinematisch mit dem Rotor (8) verbunden ist, und einen Zylindermantel (49), in dem Gruppen von öffnungen (50) ausgeführt sind, die in zur Drehachse der Codcglocke (48) senkrechten Ebenen angeordnet sind und eine Codemaske (51) bilden, die zwischen der Lichtquelle (44) und den lichtempfindlichen Elementen (45) angeordnet ist (F ig. 15).

Winkel zwischen den angrenzenden Eintrittsöffnungen(ll),

k = Anzahl der Gruppen (12) der Eintrittsöffnungen (11),

j = 1,2,3...

3. Gasdruck-Meßstellen-Umschalter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Synchronisierimpuls-Generator (5), der als ein Winkel-Code-Umsetzer ausgeführt sowie kinematisch mit dem Rotor (8) verbunden ist und Signale für die Abfrage der Druckwandler erzeugt, und daß der Antrieb (4) bo der Umschalt-Einheit (3) als Antrieb für kontinuierliche Drehung ausgebildet ist.

4. Gasdruck-Meßstellen-Umschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Synehronisierimpuls-Gcncrator (5) aufweist: <v> eine Lichtquelle (34), lichtempfindliche Elemente (33) und eine dazwischen untergebrachte Codemakc (3H). die als k 4 7 Gruppen von Öffnungen (37) im Die Erfindung betrifft einen Gasdruck-Meßstellen-Umschalter für Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsysteme mit Druckwandlern.

Die Erfindung kann in Gasdruck-Meßsystemcn bei der Durchführung aerodynamischer Untersuchungen, insbesondere beim Durchblasen von Flugzeug-Modellen in Windkanälen, bei Untersuchungen der Gas-Luft-Wege von Gasturbinentriebwerken sowie bei der Untersuchung anderer pneumogasdynamischer Systeme verwendet werden.

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 Druckmeßstellen und der Verkleinerung von Abmessungen des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters gerecht zu werden, der im Inneren von Modellen untergebracht ist, die in Windkanälen durchgeblasen werden.

Es sind Gasdruck-Meßstellen-Umschalter bekannt (vgl. Scanivalvc Inc.. USA, General Catalog. Oct. 1972), die einen Stator und einen mit der Stirnseite an

diesen angedrückten Rotor enthalten. Im mittigen Teil des Stators sind eine Austrittsöffnung und am Umfang Eintrittsöffnungen vorgesehen. Die Eintrittsöffnungen werden der Reihe nach in Verbindung mit einem im Rotor ausgeführten Austrittskanal bei Di ehung des Rotors in bezug auf den Stator gebracht. Die Austrittsöffnung steht in Verbindung mit einem Druckwandler. Der Rotor wird von einem Schrittantrieb angetrieben.

Beim Betrieb des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters stößt der den Rotor beaufschlagenden 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.

Zum Ausgleich dieser Druckkraft wird im inneren Volumen des Gasdruck-Meßstellen-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 Hilfe einer gesonderten Druckquelle erzeugt, was den Aufbau des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters kompliziert macht und seine Zuverlässigkeit verringert.

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.

Die diskontinuierliche Bewegung des Rotors ruft erhöhte dynamische Beanspruchungen in den Einheiten des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters hervor und beschränkt seine Arbeitsgeschwindigkeit.

Die DE-AS 22 41 883 betrifft ein druckbelastetes Manometer-Wahiventil, bei dem die rotierende Versetzung eines arbeitenden Organs im Ventil ausgenutzt wird, das zur Verbindung einiger Meßpunkte mit dem Manometer dient, das konstruktiv mit dem Ventil vereinigt ist. Das Ventil weist einen unbeweglichen zylindrischen Teil mit Eingängen sowie Kanalrillen und Kanälen und einen rotierenden hülsenartigen Teil, an dessen Innenzylinder ein Verbindungskanal angeordnet ist, auf. Während des Arbeitsvorganges verbindet der Verbindungskanal bestimmte Eingänge zum Ventil mittels Kanalrillen mit dem Eingang in den Manometer. Die bekannte Vorrichtung ist für die manuelle Selektion einer begrenzten Anzahl von Punkten auf einen Indikator mit visueller Ablesung vorgesehen. Die Vorrichtung läßt sich an schnell arbeitenden automatischen Druckluftmeßsystemen mit hundert bis tausend Meßpunk'.en mangeis Fernantrieb, einer Anlage zur Erkennung der Meßpunktc und eines Generators für synchronisierende Signale zur Steuerung der Meß- und Registriervorrichtungen des Systems nicht verwenden.

Die CH-PS 4 79 831 betrifft eine hydraulische Steuerungsvorrichtung und ihre Verwendung für Maschinen, die mittels einer Betriebsflüssigkeit in Gang gesetzt werden. Die Vorrichtung weist ein zylindrisches Ventil mit Gruppen von Zuführungsöffnungcn sowie mit Eingängen und Ausgängen am Gehäuse auf und ist mil ringartigen Kanälen sowie Schlitzen am Rotor versehen. Die Vorrichtung kann mittels Sehrittumschaltungen geschaltet werden. Der Rotor wird durch einen Anti ich /um Rotieren gebräunt, wodurch die l-'unktion einer Reihe von hydraulischen Vorrichtungen, z. B. Werkbänken, Pressen etc., gewährleistet wird. Auch diese Vorrichtung läßt sich nicht in schnell arbeitenden automatischen Systemen der Mehrpunktmessung von Gasen verwenden, weil kein Generator für synchronisierende Signale zur Steuerung mit Meß- und Registriervorrichtungen des Systems kein Identifikator des befragten Punktes vorhanden sind.

Die SU-PS 2 90 199 betrifft einen Gpsdruck-Meßstellenumschalter, der einen hohlen zylindrischen Stator hat, auf dessen Innenfläche eine gewendelte Nut ausgeführt ist.

In der gewandelten Nut sind Eintrittsöffnungen ausgeführt, durch die der umzuschaltende Druck einem abgefragten Magnetventil zugeführt wird, das auf der Achse des Rotors eingebaut ist, der sich über die gewendete Nut zum mit einer gewendelten Rohrleitung verbundenen Druckwandler verstellt. Der Rotor bewegt sich periodisch die Achse des Stators entlang mittels eines elektromagnetischen Antriebes, der ein Sperrwerk und ein Differentialgetriebe besitzt.

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 Berührungsfläche des Stators mit dem Rotor entstehen, sind so stark, daß sie das Gleiten des Magnetventils auf der Oberfläche des Stators verhindern. 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. Die Kräfte vom Magnetventil werden durch die Achse des Rotors aufgenommen.

Bei Steigerung des Gasdruckes ist es also notwendig, die vom Magnetventil entwickelte Kraft zu vergrößern, was zur Vergrößerung der Masse des Magnetventils und der Trägheit des Rotors führt.

Die Arbeitsgeschwindigkeit des beschriebenen Gasdruck-Meßstellen-Umschalters ist wegen der periodischen Wirkung des Elektromagnets des Antriebes und des Magnetventils und der bedeutenden Baugruppen-Massen, die sich mit Stillsetzungen bewegen, niedrig.

Der komplizierte Aufbau des Rotors vergrößert die Abmessungen des Stators uno folglich des ganzen Gasdruck-Meßstellen-Umschalters, was seine Verwendung in aerodynamischen Versuchen, besonders beim Durchblasen von Flugzeug-Modellen, erschwert.

Der Schrittbetrieb der Bewegung der Einheiten des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters vermindert dessen Zuverlässigkeil und Lebensdauer.

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-

bu Meßstellen-Umschalters und der Größe des gemessenen Gasdruckes stark vermindert.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen einfachen und kompakten Gasdruek-Meßstellen-Umschalter für ei.ι Mehr-Meßsiellen-Gasdruck-Meßsystem zu schaf-

b5 fen, der eine erhöhte Anzahl von umzuschaltenden Eingängen aufweist und die Druckmessung an diesen bei kontinuierlicher Drehung des Rotors sowie die Übertragung der Belastungen, die durch den an den umzuschal-

tenden 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.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Lehre nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der beschriebene Aufbau des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters gestattet, dessen Zuverlässigkeit und Arbeitsgeschwindigkeit zu erhöhen. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Gasdruck-Meßstcllen-Umschalters im Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsystcm wird die notwendige Genauigkeit der Erfassung der Nummer für den umzuschaltenden Eingang der Umschali-Einheil 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 durchgemessen werden.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsystems, das einen Gasdruck-Meßstellen-Umschalter gemäß der Erfindung mit einem Synchronisierimpuls-Generator enthalt;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Mehr-Meßstellen-Gasdruck-Meßsystems, das einen Gasdruck-Meßstellen-Umschalter mit einem Synchronisierimpuls-Generator sowie mit einem Nummeranzeiger für den umzuschaltenden Eingang der Umschalt-Einheit enthält;

F i g. 3 eine Gesamtansicht des Gasdruck-Meßstellen-Umschaiters gemäß der Erfindung mit einem Teilschnitt;

F i g. 4 einen Schnitt durch die Umschalt-Einheit;

Fig. 5 einen weiteren Schnitt durch die Umschalt-Einheit;

F i g. 6 eine Gesamtansicht des Rotors.:

F i g. 7 einen Schnitt des Rotors;

F i g. 8 eine Gesamtansicht des Stators;

F i g. 9 einen Schnitt des Stators:

Fig. ! 0 eine Abwicklung des Zylindermantels der Codeglocke:

Fig. 11 einen Schnitt des Gehäuses mit darin untergebrachtem Synchronisierimpuis-Generator:

F i g. 12 eine Befestigung des Deckels am Rotor;

Fig. 13 eine axonometrische Darstellung des Gasdruck-Meßsieilen-Umscha'ters;

F i g. 14 eine Abwicklung des Zylindermantels der Codeglocke des Synchronisierimpuls-Generators;

Fig. 15 eine Gesamtansicht des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters mit dem Synchronisierimpuls-Generator und dem Nummeranzeiger für den umzuschaltenden Eingang der Umschalt-Einheit;

F i g. 16 eine Abwicklung des Zylindermantels der Codeglocke des Nummeranzeigers für den umzuschaltenden Eingang der Umschalt-Einheit;

Fig. 17 ein Arbeätszyklogramm des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters gemäß der Erfindung.

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-Meßstellcn-Umschalter 1 verbunden sind.

Der Gasdruck-Meßstellen-Umschalter 1 kann in zwei Hauptvarianien ausgeführt werden.

Gemäß der ersten Hauplvariante hut er eine Umschalt-Einheit 3, einen Unischalteinheii-Antrieb 4 und einen Synchronisierimpuls-Generator 5. und gemäß der zweiten Hauptvariante eine Umschalt-Einheit 3, einen Umsehalteinhcit-Aritrieb 4, einen Synchronisierimpuls-Generator 5 und einen Nummeranzeiger 6 für die Nummer des umzuschaltenden Eingangs der Umschalt-Einheit 3(1·' i g. 2).

Die Umschalt-Einheit 3 hat 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 verlaufenden Ebenen fünf Ringkanäle 9 vorgesehen. Längs der Drehachse des Rotors 8 sind fünf Umschail-Nuien 10 (vgl. auch F i g. 7) ausgeführt, die der Gesamterzeugenden 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. F i g. 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.

Die Eintrittsöffnungen 11 (Fig. 3) einer Gruppe 12 sind innerhalb der Länge einer Umschalt-Nut 10 untergebracht.

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.

Gleichnamige Eintrittsöffnungen 11 sämtlicher Gruppen 12 sind die Erzeugenden b-b des Stators 7 entlang angeordnet (F i g. 3).

In der bevorzugten Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 1 ist jede nachfolgende Umschalt-Nut 10 des Rotors 8 mit einer einseitigen Ver-Setzung gegenüber der vorhergehenden um die Drehachse des Rotors 8 um einen Winkel /?(F i g. 6, 7) ausgeführt, der aus folgender Beziehung bestimmt wird:

mit

Y ~

Winkel zwischen den angrenzenden Eintrittsöffnungen 11 jeder Gruppe 12,
Anzahl der Gruppen 12 der Eintrittsöffnungen 11 und
1,2,3...

Es ist eine Ausführungsvariante des Gasdruck-Meß-Stellen-Umschalters 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 α ausgeführt sind, die aus derselben Beziehung wie in (1) (Fig.8, 9) bestimmt wird, und die Umschalt-Nuten 10 sind die Erzeugende a-a des Rotors 8 entlang [ß — 0) angeordnet

Es ist eine weitere Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 1 mi* 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-a

k+j

a>0,ß>0.

An der Stirnseite des Stators 7 (Fig. 3) ist mittels Schrauben 14 der Umschalteinheil-Anlrieb 4 befestigt, der ein Zweislufen-Unterselzungsgetriebe 15, das im Gehäuse 16 moniert ist, und einen Elektromotor 17, der auf dem Gehäuse 16 angeordnet ist, enthält. Das Zweistufen-Getriebe 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 Zahnrad 18 ist auf der Welle 24 des Elektromotors befestigt, und das Zahnrad

21 sitzt auf der Achse 25 eines Deckels 26, der mit Schrauben 27 am Rotor 8 befestigt ist.

An der gegenüberliegenden Stirnseite des Stators 7 sind fünf Druckwandler 2 mittels Schrauben 28 befestigt, je einer für jede Gruppe 12 der Eintrittsöffnungen 11. In den Eintrittsöffnungen 11, den Austrittsöffnungen 13 und in den Druckwandlern 2 sind Stutzen 29 vorgesehen. Jede Austrittsöffnung 13 ist über einen der Stutzen 29 und eine Rohrleitung 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 34 befestigt. Der Generator 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 38 (F i g. 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.

Öffnungen 41 (Fig. 12), über die der Deckel 26 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 ausgeführt, was eine Feineinstellung des Generators 5 sichert.

Die öffnungen 37, die die Codemaske 58 bilden, sind in Gruppen 43 (Fig. 10) in zur Achse 22 senkrechten Ebenen angeordnet (Fig.3), wobei das lichtempfindliche Element 33 in jeder dieser Ebenen Platz findet. Die Anzahl der Gruppen 43 ist gleich k 4- j. In der Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters, die in F i g. 3 gezeigt ist, ist k = 5 J = 2. Die gleichnamigen öffnungen 37 der Gruppen 43 sind die Gesamlerzeugenden c-centlang des Zylindermantels 3b(Fig. 10) angeordnet Die Winkel θ zwischen den angrenzenden öffnungen 37 der Gruppe 43 sind einander gleich und werden durch die Beziehung bestimmt

Θ =

y-i

Übersetzungszahl der kinematischen Verbindung zwischen Rotor 8 und Codeglockc 35, d.h.

Zy\ = Anzahl der Zähne des Zahnrades 20.

Die bevorzugte Ausführungsvariante des Synchroni-.sierimpuls-Gencralors ist so, daß die Codeglocke 35 des s Generators 5 starr mit dem Deckel 26 (F ig. 13) verbunden ist. Dabei ist die Ausführung der Codemaske analog der Codemaske 38 (F i g. 14) bei; = 1.

In der Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstelien-Umschalters 1 mit Verschiebung der Umschalt-Nuten 10 oder der Gruppen 12 der Eintrittsöffnungen 11 (vgl. F i g. 6—9) sind die Gruppen 43 der Öffnungen 37 der Codemaske 38 des Generators 5 auch eine in bezug auf die andere um einen Winkel o(F ig. 14) verschoben, der durch folgende Beziehung bestimmt wird:

<5 =

k+j

i.

Anzahl der Zähne der Zahnräder 21,

Der Nummeranzeiger 6 für den umzuschaltenden Eingang hat nach der zweiten Hauptvariante der Ausführung des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 1 (F i g. 15) eine Lichtquelle 44 und lichtempfindliche 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.

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 Öffnungen 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 Binärdezimalcode 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.

Die Öffnungen 50 (F i g. 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.

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 Druckwandler 2 und eines Analog-Digiial-Umsetzers 56 zugeschaltet sind, der über 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.

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 (F i g. 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.
Der erfindungsgemäße Gasdruck-Meßstellen-Um-

schalter arbeitet wie folgt. Die 7u messenden Drücke werden durch die Rohrleitungen 60, die an den Stutzen 29 angeschlossen sind, den Eintrittsöffnungen zugeführt.

Die Stromversorgung 53 gewährleistet tlie 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 (F i g. 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 Reihenfolge nach den Signalen vom Syn.-chronisierimpuls-Generator 5 auf das Meßgerät 58 und das Registriergerät 59 gibt.

Gemäß der ersten Hauptvariante der Ausführung des Gasdruck-Meßstellen-Umsehalters (Fig.3) ist die Bestimmung der Nummer für den Eingang der Umschalt-Einheit folgenderweise durchgeführt: Die Signale des Synchronisierimpuls-Generators 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.

In der zweiten Ausführungsvariante des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters t (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.

Beim Betrieb des Gasdruck-Meßstellen-Umschalters 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 r(F i g. 17). Die Größe des Zeitintervalls r 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 (F i g. 3) des Generators 5, der auf der Achse 22 des Zweistufen-Untersetzungsgetriebes 15 befestigt ist. Die Zeit τ nach ik'ffi Beginn der Kreuzung der Eäntrittsöffnung 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 /(Fig. 17) für die Abfrage des Druckwandlers 2, der dem elektromechanischen Kommutator 55 zugeführt wird. Die Abfrage des Druckwandlers 2 erfolgt nach Ausgleich des Druckes im 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 erforderlichen Genauigkeit der Messung und von den Bedingungen der Durchführung des Versuches ab.

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.

Beim Gasdruck-Meßstellen-Umschalter 1 nach Fig. 3 sind die Umschalt-Nuten 10 des Rotors 8 längs der Gcsamterzeugendcn a-n 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 (F i g. 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 Hefen. Die Reihenfolge der Messung von Drücken und der Registiierung der Ergebnisse wird durch den elektromechanischen Kommutator 55 bestimmt.

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 /dargestellt, was den sieben Gruppen der Öffnungen 37 in der Codemaske 38 des Generators 5 entspricht, wobei Jt = 5,./ = 2 ist. Die ersten fünf Gruppen von Signalen /"werden für die Abfrage der Druckwandler 2 verwendet. Die sechste Gruppe der Signale /ist für die Abfrage zusätzlicher Geber, z. B. eines Gebers für Staudruck im Windkanal, vorgesehen. In der siebten

Gruppe ist ein Signal /vorhanden, was einer Öffnung in der siebten Gruppe 43 (Fig. 14) der Öffnungen 37 der Codemaske 38 (F ig. 10) entspricht. Es ist für die Erzeugung des Signals zum Stillsetzen des Umschalleinheit-Antriebes 4 vorgesehen.

4-) In der Ausführungsvariante des Gasdruck-Mcßstel-Icn-Umschalters 1 (Fig. 15) wird die sechste Gruppe der Signale /zur Abfrage 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 U der Gruppen 12 erfolgt. Dann wird die nächste Nummer angezeigt und werden die nächsten gleichnamigen Eintrittsöffnungen 11 der Gruppen 12 abgefragt.

Im übrigen unterscheidet sich die Arbeit des Gasdruck-Meßslellen-Umschalters 1 in der gegebenen Ausführungsvariante nicht vom oben beschriebenen.

Der erfindungsgemäße Gasdruck-Meßstellen-Umschalter 1 kann auch in den anderen Druckmeß-Sysiemen arbeiten, insbesondere mit einem Universalrechner. In einigen Fällen kann auch ein Schrittantrieb für die Umschalt-Einheit eingesetzt werden.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gasdruck-Meßstellen-Umschalter für ein Druckwandler aufweisendes Mehr-Meßstellen-Gas- i druck-Meßsystem, mit einer Umschalt-Einheit, die aufweist:

einen Stator, in dem ein durch eine Drehflache begrenzter Hohlraum sowie Ein- und Austrittsöffnungen, über die der Stator-Hohlraum mit den Druck- to wandlern verbindbar ist, vorhanden sind, und einen Rotor, der im Stator-Hohlraum untergebracht ist und mit der den Stator-Hohlraum begrenzenden Drehfläche zusammenwirkt sowie die Druckwandler den Eintrittsöffnungen periodisch zuschaltet, und mit einem Antrieb für die Umschalt-Einheit, der kinematisch mit dem Rotor verbunden ist d a d u - c h gekennzeichnet, daß der Rotor (8) eine zylindrische Mantelfläche aufweist, auf der mit den Austrittsöffnungen (13) in Verbindung stehende Rmgkanäle (9) und in zur Drehachse des Rotors (8) senkrechten Ebenen angeordnete Umschalt-Nuten (10) ausgeführt sind, deren jede mit einem der Ringkana-Ie (9) verbunden ist und durch die der Reihe nach die Ringkanäle bei der Drehung des Rotors (8) an die Einlrittsöffnungen (11) anschließbar sind, die gruppenweise längs der Drehachse des Rotors (8) angeordnet sind, wobei in, jeder Gruppe die Eintrittsöffnungen (U) innerhalb der Länge einer Umschalt-Nut (10) angeordnet sind. *>

2. Gasdruck-Meßstellen-Umschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel zwischen den Achsen angrenzender Eintrittsöffnungen (11) jeder Gruppe (12) in den zur Drehachse des Rotors (8) senkrechten Ebenen einander gleich sind, daß die benachbarten Gruppen (12) der Eintrittsöffnungen (11) mit einer gleichsinnigen gegenseitigen Versetzung um die Drehachse des Rotors (8) um einen Winkel λ (Fig.9) ausgelührt sind, und daß jede nachfolgende Umschalt-Nut (10) mit einer gleichsinnigen Versetzung in bezug auf die vorhergehende um die Drehachse des Rotors (8) um einen Winkel^ausgeführt ist (F i g. 7), wobei gilt:

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