DE312762C - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Geschwindigkeitsmesser, die auf dem Grundsatz der .Staudruckmessung beruhen. Insbesondere betrifft sie Apparate dieser Art, die eine unmittelbare Verwendung für Zwecke der Luftschiffahrt gestatten sollen und daher mit einer Vorrichtung zum Berücksichtigen der Veränderlichkeit der Luftdichte versehen sind. Hierbei ist im im Grunde gleich, ob

to man z. B. an einer meteorologischen Station mittels eines Schalenkreuz-Anemometers oder ähnlichen Windstärkenmessers die Geschwindigkeit von Luftströmungen messen will, oder'ob man an Bord eines in bewegter oder ruhender Luft fahrenden Luftschiffes dessen Geschwindigkeit gegenüber dem Luftmeer

. mittels Pitotscher Röhre, mittels Windrades oder in ähnlicher Weise festzustellen hat.
Vorrichtungen zum Messen der Geschwindigkeit gasförmiger Körper, bei denen die Temperatur und der Druck, d. h. die Dichte des gasförmigen Körpers berücksichtigt werden, sind an sich aus der Dampfmessung bekannt. Doch arbeiten solche Meßvorrich-

*5 tungen zum Teil mit unveränderlichem Drossel- bzw. Staudruck, zum Teil versagen die vorgesehenen Schleifen, wenn der Druckunterschied oder die Strömungsgeschwindigkeit unter einem gewissen Betrag sinkt bzw. sich der Null nähert.

Die Erfindung sucht nun einen Geschwindigkeitsmesser zu schaffen, der entsprechend den Anforderungen der Luftschiffahrt für stark veränderliche Staudrücke verwendbar ist und dessen Angaben bei großer Einfachheit der verwendeten Übertragungen auch dann vollkommen richtig bleiben, wenn die Geschwindigkeit sich der Null beliebig weit nähert. Den Erfindungsgegenstand bildet demgemäß ein Geschwindigkeitsmesser, der eingangs erwähnten Art, bei dem die den Einfluß von Temperatur und Luftdruck berücksichtigende Vorrichtung mit dem Staudruckmesser derart durch Lager oder Zwischenhebel in Verbindung gebracht ist, daß sie in der Nullage des Staudruckmessers wirkungslos bleibt.

Die einzelnen Vorrichtungen können unmittelbar hintereinander geschaltet werden und als Ganzes auf das Zeigerwerk einwirken. Dies empfiehlt sich namentlich dann, wenn man im Interesse größter Einfachheit die Dichte der Luft durch einen einheitlichen Gesamtkörper (Thermo-Barometer) berücksichtigen läßt. Ist für den ganzen Apparat weniger eine besondere' Einfachheit als die Möglichkeit einer genauen Kontrolle aller einander gleichwertigen Bestimmungsgrößen der gesuchten Geschwindigkeit maßgebend, so bestimmt man zweckmäßig den Luftdruck und die Temperatur gesondert voneinander und läßt sie in einer Art Parallelschaltung gegeneinander und gegenüber dem Staudruckmesser das Zeigerwerk antreiben. In diesem Falle kann man im weiteren. Ausbau der Erfindung die Meßvorrichtungen für Luftdruck und Temperatur noch je mit Zeigern versehen, so daß sie gleichzeitig als selbstständige Beobachtungsinstrumente dienen. Als Geschwindigkeitsmesser im engeren Sinne können alle Vorrichtungen Verwendung finden, die auf die mit der gegen-

ß. Auf tage, ausgegeben am J9. Februar igaa.1

seitigen Bewegung verbundene Druckänderung der Luft ansprechen. So kann man Anemometer und ähnliche Windräder benutzen. Um bei unveränderlicher Geschwindigkeit möglichst wenig Bewegung innerhalb der gesamten Meßvorrichtung zu erhalten, verwendet man zweckmäßig einen Staudruckmesser passender Bauart. Besonders eignet sich ein Differenzzugmesser,, dessen beide

ίο Seiten mit den entsprechenden Bohrungen einer Pitotschen Röhre in Verbindung stehen.

Auf der Zeichnung, sind zwei Ausführungs-

- beispiele des Erfindungsgegenstandes in sehe lratischer Darstellung veranschaulicht, und zwar zeigt:

Fig. ι und 2 einen kompensierenden Geschwindigkeitsmesser einfachster Bauart und Fig. 3 und 4 einen zur unmittelbaren Beobachtung von Druck-, Temperatur- und

Geschwindigkeit geeigneten Kompensierenden Geschwindigkeitsmesser je bei verschiedenen Stellungen einzelner Teile.

Bei dem Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 und 2 ist in einem nach außen luftdicht abge-

.25 schlossenea Gehäuse A eine mehrzellige Membran B gelagert; der Innenraum der Membran kann mittels eines durch die Gehäusewand hindurchgeführten Schlauchstutzens ^¹ an eine Staudruckleitung angeschlpssen werden. Ein Schlauchstutzen c¹ verbindet den Innenraum des Gehäuses A. mit der Umgebung oder bei Zwischenschaltung einer Leitung C¹ mit der Stelle, deren statischer Druck in Frage kommt.. Die Membran B besitzt

*5 am freien Ende eine T-förmige Verlängerung D, deren durchlaufender Teil zur Führung dient, während die Abzweigung d¹ eine allseitig geschlossene Membran E trägt. Letztere ist am freien Ende ebenfalls verlängert und vermag sich mit einer G^trolle in einer Führüngsgabel f¹ eines Zeigers F zu verschieben.

Die Verhältnisse sind so gewählt, daß bei gleichem Druck innerhalb und außerhalb der Staudruckmembran B, d. h. bei der Geschwindigkeit Null die Bahn der Gleitrolle c^x mit der Längsachse der Führungsgabel zusammenfällt (Fig. 1)·

Eine Längenänderung der zur-Berücksichtigung der Luftdichte ^>rgesehenen Membran E bewirkt also keinerlei Verstellung des die Geschwindigkeit Null anzeigenden Zeigers F.

Ändert sich jedoch der Druck innerhalb der Staudruckmembran B gegenüber dem der Umgebung, so verschiebt sich die Verlängerung D in Richtung ihres durchlaufenden Teiles (Fig. 2) und bewirkt mittels der Gleitrollenführung e¹, f^l eine Drehung des Zeigers F bis zu einem Ausschlage entsprechend der bei mittlerer Luftdichte vorhandenen Geschwindigkeit. Nunmehr fällt auch bei unverändertem Staudruck, d. h. bei gegebener Stellung der A^erlängerung D die Bahn der Gleitrolle ^¹ nicht mehr mit der Längsachse der Führungsgabel f zusammen, sondern schneidet diese unter einem gewissen von der jeweiligen Stauhöhe abhängigen Winkel.

Eine Längenänderung der Membran E verändert also, wie aus der Fig. 2 ohne weiteres zu ersehen ist, den Zeigerausschlag. Eine mit steigender Temperatur oder mit fallendem Barometerstande, also mit abnehmender > Luftdichte verbundene Ausdehnung der Membran vergrößert den Ausschlagwinkel entsprechend der Theorie, wonach bei gleicher Stauhöhe die Geschwindigkeit mit steigender Temperatur und fallendem Luftdruck steigt.

Bei dem Ausführungsbeispiele nach Fig. 3 und 4 befindet sich in einem Gehäuse A eine Staudruckmembran B', ^em Metallbarometer E¹ und ein Spiralthermometer ll\ mittels geeigneter Übertragungen stehen die drei Vorrichtungen je mit einem Zeiger F, J und K in Verbindung. Jeder Zeiger spielt über einer ' von drei Schreibtrommeln V, T und B sowie der zugehörigen zum unmittelbaren Ablesen der Geschwindigkeit, der Temperatur und des Barometerstandes bestimmten Skala. Die Zeiger/ und K sind mittels je eines Lenkers an das Thermometer H¹ bzw. an das Barometer E¹ angeschlossen. Außerdem stehen sie durch je einen zweiten Lenker in Verbindung mit einer Übertragungsschiene M.

Das freie Ende der SchieneM kann sich mittels einer Gleitrolle m¹ in einer Führungsgabel f¹ des Zeigers F verschieben. Ein Lenker b² verbindet im übrigen die Schiene M mit dem freien Ende der Membran B¹. Je ein Schlauchstutzen b¹ bzw. α¹ ermöglicht die Verbindung mit dem Innenraume der Membran B¹ und des Gehäuses A.

Bei einer Verstellung des Thermometers H¹ bzw. des Barometers E¹ hebt oder senkt ' sich der entsprechende Teil der Schiene M. Einer Verstellung der Membran B¹ entspricht eine ihr im wesentlichen gleichgerichtete seitliche Verschiebung der Schiene M. Die den Lenkern und Zeigern beigesetzten Pfeile deuten deren Bewegungsrichtung an, wenn Geschwindigkeit, Temperatur oder Luftdruck zunimmt.

_ Wie Fig. 3 erkennen läßt, sind die Verhältnisse so gewählt, daß bei der Geschwindigkeit Null, d. h. bei gleichem Druck innerhalb und außerhalb der Staudruckmembran B¹ die Längsachse der Führungsgabel /* mit der im wesentlichen senkrecht verlaufenden Bahn der Gleitrolle m¹ zusammenfällt. Eine durch Temperatur oder Luftdruckänderung be-

wirkte Hebung oder Senkung der Schiene bzw. der Gleitrolle zieht also keinen Ausschlag des auf Null weisenden Zeigers F nach sich.

S Ist jedoch eine gewisse Geschwindigkeit vorhanden, d. h. hat sich unter dem Einflüsse' eines dieser entsprechenden Staudruckes das freie Ende der Membran B¹ nach links verschoben (Fig. 4), so fällt die Bahn der Rolle m¹ nicht mehr mit der nunmehr schrägliegenden Längsachse der Führungsgabel f¹ zusammen.

Mit steigender Temperatur, sowie bei fallendem Barometerstande schwingt die Schiene M im Sinne des Uhrzeigers. Die Rolle wt¹ hebt sich also mit abnehmender Luftdichte. Hierdurch wird in Übereinstimmung mit der Theorie eine Vergrößerung bei unveränderter Staudruckhöhe angezeigt.

Zur besseren Übersichtsichkeit der Zeichnung sind die Hebelarme nicht immer in ihren wahren Verhältnissen wiedergegeben. Auch sind verschiedene in der Praxis vorteilhafte Kurvenführungen teils weggelassen/ teils durch Gerade ersetzt. An der grundsätzlichen Anordnung wird hierdurch aber ebensowenig etwas geändert wie dadurch, daß zum leichteren Verständnis alle Drehachsen parallel angenommen wurden, während man bei der wirklichen Ausführung für diese Achsen auch verschiedene Richtungen wählen kann.

Claims (4)

Pate nt-An Sprüche:

1. Auf dem Grundsatz der Staudruckmessung beruhender, mit Vorrichtung zum Berücksichtigen der Veränderlichkeit der Luftdichte versehener Geschwindigkeitsmesser, insbesondere für Zwecke der Luftschiffahrt, dadurch gekennzeiehnet, daß die Vorrichtung, die den Einfluß von Temperatur und Luftdruck berücksichtigt, und die gegebenenfalls einen einheitlichen Gesamtkörper (Thermobarometer) darstellen kann, mit dem Staudruckmesser derart durch Lager oder Zwischenhebel in Verbindung gebracht ist, daß die Vorrichtung zur Berücksichtigung von Temperatur und Luftdruck in der Nullage des Staudruckmessers auf dessen Zeigervorrichtung ohne jede Einwirkung ist.

2. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzzeugmesser (B¹), das Thermometer (H¹) und das Barometer (Ii¹) gleichartige, in Reihen nebeneinanderliegende Skalen bzw. über gleichachsigen Trommeln (V, T, B) spielende Zeiger (F, /, K) besitzen und die Zeiger (/ und K) von Thermometer (H¹) und Barometer (E¹) mittels ihrer als Ausgleichhebel ausgebildeten Basisenden einerseits unmittelbar an die zugehörigen Instrumente, andererseits an einen Ubertragungskörper (M) angelenkt sind, während der Zeiger (F) des Differenzzugmessers (B¹) durch eine Gleitführung (f¹, m¹) mit dem Differenzzugmesser (B¹) bzw. dem an diesen durch einen Lenker (b²) angeschlossenen Übertragungskörper (M) in Verbindung steht.

3. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die als einheitlicher Gesamtkörper (Therniobarometer) ausgebildete Vorrichtung (H) zum Berücksichtigen der Luftdichte einerseits durch eine Gleitführung (e¹, f¹) mit dem die Geschwindigkeit angebenden Zeiger (F) in Verbindung steht und andererseits von einem am freien Ende des Differenzzugmessers (B) befestigten und in dessen Achsenrichtung verschiebbaren Führungsstück(D) in solcher Weise abgezweigt ist, daß die Verschiebungsrichtung des Thermobarometers (E) senkrecht zur Verschiebungsrichtung des Differenzzugmessers (B) steht.

4. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in ihrer Vereinigung zur tinmittelbaren Berücksichtigung des spezifischen Gewichtes der Luft dienenden Einzelkörper (IP und E¹) je mit Zeigern (7 und K) versehen sind, so daß sie gleichzeitig als selbstständige Beobachtungsinstrumente dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen