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Anm.: Wo@fgang Schwörer, Ing. grad., 7730 VS - Villingen
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Bezeichnung: Verbrauchsmessgerät fiir in einer Vor- und Rücklauf leitung
strömende Medien Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung und Anzeige
des Verbrauchs von flüssigen oder gasförmigen Mcdien, die in einer Vorlaufleitung
aus einem Vorratsbehälter einem Verbraucher zugeführt .erden und von denen der nicht
verbrauchte Teil in einer Rücklaufleitung wieder in den Vorratsbehälter zurückfließt,
wobei sowohl in der Vorlaufleitung als auch in der Rücklaufleitung jeweils ein Durchflußmengenmesser
mit einem drehenden Meßorgan angeordnet ist, deren Meßdaten laufend voneinander
subtrahiert und als Differenz in Form von elektrischen Zählimpulsen auf elektrische
oder elektronische Zähl-, Registrier- und / oder Anzeigegeräte übertragen werden.
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Derartige Verbrauchsmeßgeräte für strömende Medien sind an sich bekannt.
Bei diesen bekannten Geräten wird sowohl die Drehzahl des sich in der Vorlaufleitung
befindenden Durchflußmengenmessers als auch die Drehzahl des sich in der Rücklaufleitung
befindenden Durchflußmengenmessers jeweils durch einen elektrischen Impulsgeber
in elektrische Zählimpulse umgewandelt, die gemeinsam einer die elektrischen
Zählimpulse
der beiden Durchflußmengenmesser voneinander subtrahierenden,elektronischen Schaltungsanordnung
zugeführt werden, deren Ausgang die Durchflußmengendifferenz der beiden Durchflußmengenmesser
aii ein digitales oder analoges Registrier-, Zähl - oder Anzeigegerät weitergibt.
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Dazu sind zwei Impulsgeber und eine elektronische Differenzbildungsschaltung
notwendig, wobei die Gefahr bestcht, daß beim Ausfall eines der beiden Impulsgeber
das falsch zur Anzeige kommende Meßergebnis nicht ohnc weiteres erkennbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangsgenannten
Art zu schaffen, bei der mit nur einem einzigen Impulsgeber unmittelbar die Differenz
der jeweils momentanen Meßdaten der beiden Durchflußmengenmesser abgenommen und
in entsprechende Zählimpulse umgewandelt wird.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die beiden
gegenläufig angetriebenen Meßorgane der beiden Durchflußmesser koaxial zueinander
angeordnet und jeweils durch ein Sonnenrad und ein mit beiden Sonnenrädern gemeinsam
in Eingriff stehendes Planetenrad eines Umlaufgetriebes mit einem koaxial zu den
beiden Sonnenrädern drehbar angeordneten, scheibenförmigen, mit einem Zahnkranz
oder
mit Mitteln zur Erzeugung elektrischer Impulse versehenen Planetenradträger in getrieblicher
Verbindung stehen, dessen Drehungen ein Maß für die Differenz der beiden in der
Vor- und Rücklaufleitung strömenden Durciflußmenge darstellen.
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Auf diese Weise wird der momentane Verbrauchswert d h.
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die Differenz zwischen der Vorlaufmenge und der Rücklaufmenge unmittelbar
an einem drehenden Organ abgenommen, dessen Umdrehungen fehlerfrei in elektrische
Impulse umge@andelt und auf einfache Weise sowie mit einfachen Mitteln weiterbenutzt
werden können z. 13. zur Anzeige des momentanen Verbrauchswertes. In Verbindung
mit einem Mikro-Computer, dem die dem momentanen Verbrauchswert entsprechenden Zählimpulse,
sowie an einem Tachometer abgenommene Geschwindigkeitsmeßimpulse zugeführt werden
kann auch ein Umrechnung in den Verbrauch,gemessen in Litern pro 100 km, erfolgen
und angezeigt und / oder registriert werden.
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Um Durchflußmengemnesser mit vollständig geschlossenen Meßkammern
verwenden zu können, ist es zweckmäßig, wenn die beiden Sonnenräder jeweils in an
sich bekannter leise durch berührungslose, magnetische Kupplungen mit den Meßorganen
der beiden Durchflußmengenmesser gekoppelt sind.
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Mit Sonnenrädern, und Planetenrädern, die jeweils Kegelverzahnungen
aufweisen, läßt sich ein sehr leichtgängiges, reibungsarmes und somit das Meßergebnis
kaum verfälschendes Umlaufgetriebe erzielen. Dabei kann es vorteilhaft sein, den
Planetenradträger als Zahnrad auszubilden und ihn für den Antrieb einer besonderen
Impulsgeberscheibe zu verwenden um auch bei langsamen Drehungen des Planetenradträgers
hohe Impulszahlen und somit genauere Meßergebnisse zu erzielen.
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Anhand der Zeichnung wird nun im folgenden ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher erläutert. Es zeigt: Fig. t In schematischer Darstellung ein
Verbrauchsmeßgerät nach der Erfindung Fig. 2 In schematischer Darstellung eine elektronische
Schaltungsanordnung mit zwei Anzeigegeräten Fig. 3 ein kombiniertes Analog-Digitalanzeigegerät
für einen erfindungsgemäßen Verbrauchsmesser Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung
besteht aus zwei Durchflußmengenmessern 1 und 2, wobei der Durchflußmengenmesser
1 in einer Vorlaufleitung s und der Durchflußmengenmesser 2 in einer Rücklaufleitung
1l liegt. Beide Durchflußmengenmesser 1 und 2 sind jeweils mit einem in der Zeichnung
nicht dargestellten drehenden Meßorgan ausgerüstet, deren Drehungen über berührungslose,
magnetische Kupplungen auf
Sonnenräder 5 bzw. 6 mit gegenläufigem
Drehsinn ül)ertTaLren herde. Die Sonnenräder 5 und 6 sind koaxial zueinander drehbar
auf Zapfen 7 bzw. 8 gelagert und besitzen jeweils eine Kegelverzahnung, durch welche
sie gemeinsam mit einem ebenfalls kegelförmig verzahnten Planetenrad 9 in Eingriff
stehen. Das Planetenrad 9 ist mittels z@eier Lagerlaschen 10 und ii mit seiner Welle
12 an einem scheibenförmigen, als Zahnrad ausgebildeten Planetenradträger 13 gelagert,
der seinerseits auf dem Zapfen 8 des Sonnenrades 6 koaxial zu den beiden Sonnenrädern
5 und @ drehbar gelagert ist.
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Der Zahnkranz des Planetenradträgers 13 steht in Eingriff mit einem
Zahnritzel 14 einer Impulsgeberscheibe 15, die von einem elektronischen Impulsgeber
16 abgetastet wird und in diesem elektrische impulse erzeugt, deren Anzahl pro Zeiteinheit,
dem jeweils momentanen Verbrauch, d. h.
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der Drehzahl des Planetenradträgers 13 bzw. der Differenz der Umdrehungen
der beiden Sonnenräder 5 und 6 und somit der beiden Meßorgane der Durchflußmengenmesser
l und 2 entspricht. Gemäß Fig. 2 können die vom Impulsgeber 16 erzeugten elektrischen
Spannungs- oder Stromimplll se 17 iiber eine elektronische Scllaltunv 18 einem analogen
Anzeigegerät 19 zugeführt werden, das den Momentanverbrauch in Menge pro Zeiteinheit
anzeigt. Die elektronische Schaltung 18 umfaßt einen Impulsformer, ein Integrationsglied,
, das die Impulsfolge in eine frequenzproportionale Spannung oder elektrischen Strom
verwandelt, die bzw. der das Anzeigegerät 19 beeinflußt.
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Stattdessen oder zugleich können die vom Impulsgeber 16 erzeugten
elektrischen Impulse 17 eineni Mikro-Computer 20 zugeführt werden, der zugleich
an einen Tacho-Impulsgeber 21 angeschlossen ist, von dem wegstreckenproportionale
bzw.
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geschwindigkeitsproportionale Impulse 22 erzeugt werden.
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Mit Ililfe des Mikro-Computers 20 ist es dann möglich, den momentanen
Verbrauchswert, beispielsweise eines Fahrzeuges,in die geläufige Beziehung zu einer
bestimmten zurückgelegten Wegstrecke bzw in Beziehung zu der momentanen Fahrgeschwindigkeit
zu setzen und beispielsweise in einem zusätzliehen Anzeigegerät 23 die Verbrauchsmenge
in Litern pro 100 km anzuzeigen. Selbstverständlich gilt dann der jeweils angezeigte
Wert in dem Anzeigegerät 23 nur für die jeweils gerade gefahrene Geschwindigkeit
In Fig. 3 ist die Frontansicltt eines kombinierten Anzeigegerätes 24 dargestellt,
das einen zentral gelagerten Zeiger 25 besitzt, der sich über einer Kreisskala 26
drehen kann. Die Kreisskala 26 kann beispielsweise in Litern geeieht sein, so daß
die jeweilige Winkelstellung des Zeigers den momentanen Verbrauch in Litern anzeigt.
Zusätzlich ist dieses Anzeigegerät 24 mit einem summierenden nichtnullstellbaren
Total-Verbrauchszähler 27 sowie mit einem nullstellbaren Verbrauchszähler 28 versehen,
an dem beispiels weise der Verbrauch einer bestimmten Fahrstrecke angezeigt wird.
Der Verbrauchszähler 28 ist mittels eines Rückstellknopfes 29 nullstellbar.
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Das beschriebene Verbrauchsmeßgerät läßt sich sowohl für flüssige
als auch gasförmige Medien verwenden. Fs kann sowohl bei Kraftfahrzeugen als auch
bei allen sonstigen mit einer Vor- und ltiicklaufleitung versehenen strömende Medien
verbrauchenden Anlagen verwendet werden.
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Als Durchflußmengenmesser bzw. Volumenzähler kommen Kapselmeßwerke,
wie z. B. Zahnradpaare, Flügelzellenräder als auch durchströmte Turbinenräder in
Frage.
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Statt eine besondere Impulsgeberscheibe 15 vorzusehen, die iiber ein
Zahnritzel 14 von dem Planetenradträger 13 angetrieben wird, ist es auch möglich
den Planetenradträger 13, der die Form einer Kreisscheibe hat, selbs-t mit impulserzeugenden
Einrichtungen bzw. mit Löchern, Schlitzen oder dergleichen zu versehen, die von
dem Impulsgeber 16 abgetastet werden können.
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