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Anzeige- oder Aufzeichenvorrichtung für den Durchfluß in der Zeiteinheit
in Flüssigkeits- und Gasmessern mit umlaufendem meßteil. Die Aufgabe, bei Flüssigkeits-
und Gasi::essern mit umlaufendem Meßteil den Durchiluß in der Zeiteinheit anzuzeigen
oder aufzuzeichnen, ist infolge der mir sehr langsamen Zeigerbewegung eine schwierige.
Um deutlich meßbare Ausschläge zu erreichen, müssen die Meßspiele mehrere Minuten
getragen, also von so langer Dauer sein, daß möglicherweise inzwischen große Geschwindigkeitsänderungen
auftreten. Die in an sich bekannter Weise durch sich in gleichen Zeitabschnitten
wiederholende und der jeweiligen Meßgeschwindigkeit entsprechenden Arbeitsvorgänge,
deren Größe während der folgenden Meßperiode dauernd angezeigt wird, betätigte Anzeige-oder
Aufzeichenvorrichtung nach der Erfindung hat das Merkmal, daß der Arbeitsv organg
dauernd mit nur sehr kurzen Unterbrechungen während des ganzen Zeitabschnittes stattfindet,
so daß das jeweilige Endergebnis auch bei starken Geschwindigkeitsschwankungen den
Durchschnittswert aus der ganzen Meßzeit ergibt. Die wirkliche Messung erfolgt somit
während der Dauer des ganzen Spieles.
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Die bei Kraftfahrzeugen bekannten Vorrichtungen, die durch die größeren
oder kleineren Bewegungen in gleichen Zeitabschnitten die Stellung eines Geschwindigkeitsanzeigers
berichtigen, arbeiten unter ganz anderen Verhältnissen. Es stehen dort große Kräfte
zur Verfügung, und es müssen große Augenblicksgeschwindigkeiten schnell und augenblicklich
festgestellt «-erden. Der Wechsel zwischen großen Geschwindigkeitsunterschieden
verteilt sich stets über mehrere Meßspiele. Bei Flüssigkeits- und Gasmessern müssen
dagegen die Meßspiele, um am Zeiger deutlich lesbare Ausschläge zu erreichen, mehrere
Minuten betragen, in denen sich eben schon große Geschwindigkeitsänderungen geltend
machen können.
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Wie auf der hier angegebenen Grundlage die Lösung erfindungsgemäß
durchgeführt wird, folgt aus der Erläuterung der auf der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele. Abb. i zeigt ein solches mit mechanischer Auslösung durch
ein Uhrwerk. Abb. 2 ist ein Schnitt nach der Linie A-B. Abb. 3 behandelt elektromagnetische
Lösung, und die Abb. q. bis 6 sind Schnitte nach den Linien C-D, E-F und G-H der
Abb. 3. Durch das Zählwerk i in Abb. i wird mittels der Welle :2 und der Kegelräder
3 die Hauptwelle .a. entsprechend der Zeigerbewegung in der angezeigten Pfeilrichtung.
in fortlaufende Umdrehung versetzt. Die in achsialer Richtung verschiebbareKupplungsscheibe5
wird von der Welle .l. ständig mitgenommen und greift in der gezeichneten Stellung
mit ihren Kupplungszähnen in entsprechende Zähne der lose drehbar auf der Welle
.I sitzenden Schnurscheibe 6 ein. Infolge der um die Scheibe 6 geschlungenen Schnur
7 mit daranhängendem Gewicht 8 hat erstere stets das Bestreben, beim Ausrücken der
Kupplttngss@heiLe 5 in Richtung des Uhrzeigers abzulaufen, bis ihr Anschlag g auf
den festen Anschlag i o auftritt (s. Abb. 2,). Auf der Welle .I ist lose drehbar
eine weitere Schnurscheibe i i mit einem Kranz von Sperrzähnen angeordnet, in die
der Sperrhaken 12 eingreift. Wird dieser ausgehoben, so läuft die Scheibe i i infolge
der um sie geschlungenen Schnur 13 und des daranhängenden Gewichtes vom Zeiger 1
4. so weit ab, bis der Anschlagstift 15 der Scheibe i i auf den Anschlag 9 der Scheibe
6 auftritt. Der Zeiger 1,4 bewegt sich in einer Geradführung 16 und gleitet längs
einer Anzeigeskala 17, auf der der Durchfluß in der Zeiteinheit angegeben ist. An
den Umfang einer Schaltscheibe 18, die von einem Uhrwerk gleichmäßig in der angegebenen
Pfeilrichtung gedreht wird und die an ihrem Umfang zwei gegenüberliegende Aussparungen
ig besitzt, werden durch die Zugfeder 20 zwei Schalthebel 21 und 22 angedrückt,
von denen der Hebelei das Ein- und Ausrücken der Kupplungsscheibe 5 und der Hebel
22 das Ein-und Ausklinken des Sperrhakens 12 bewirkt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich,
sind die Längen der beiden Schalthebel so bemessen, daß bei Drehung der Schaltscheibe
18 zunächst immer der Hebel 22 in die Aussparung ig einfällt, und erst bei weiterer
Drehung der Schaltscheibe, nachdem der Hebel 22 sich wieder auf den Umfang der Scheibe
gelegt hat, gelangt der Hebel 21 in die gegenüberliegende Aussparung i g.
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Diese Einrichtung wirkt wie folgt: Steht das Zählwerk i still, so
befindet sich der Zeiger 14. in der Nullstellung, der Anschlag 'g der Scheibe 6
liegt am festen Anschlag
io, und der Anschlagstift 15 der Scheibe
i i liegt seinerseits am Anschlag 9 an. Beginnt sich nun der Zeiger des Zählwerkes
i zu drehen und steht die Schnurscheibe 6 mit der Kupplungsscheibe 5 in Eingriff,
so wird die Scheibe 6 mitgenommen und dreht durch die Anschläge 9 und 15 die Scheibe
i i. Das Gewicht 8 wird hochgezogen und der Zeiger 14 zum Ausschlag gebracht. Sobald
nun die Schaltscheibe 18 durch; das Uhrwerk so weit gedreht ist, daß der Schalthebel
22 in die Aussparung ig einfällt, wird hierdurch der Sperrhaken 12 aus den Sperrzähnen
der Scheibe n ausgehoben. Da nun aber der Anschlagstift 15 bereits am Anschlag 9
anliegt, so ändert sich hierdurch die Stellung der beiden Scheiben 6 und i i zueinander
nicht. Durch weitere Drehung der Schaltscheibe 18 wird alsdann Schalthebel 22 wieder
aus der Aussparung ig herausgehoben und dadurch der Sperrhaken 12 wieder eingeklinkt.
Gleich darauf fällt der Schalthebel 2i in die andere Aussparung ig der Schaltscheibe
18 und bringt die Schnurscheibe 6 außer Eingriff mit der Kupplungsscheibe 5. Nunmehr
wird die Scheibe 6 durch das Gewicht 8 so lange im Uhrzeigersinnc gedreht, bis ihr
Anschlag 9 den festen Anschlag io berührt. Indessen verhindert der Sperrhaken 12
die Scheibe i i am Ablaufen, und es wird der Zeiger 14 bis zur nächsten Schaltung
in seiner Stellung festgehalten, die demDurchfluß in der Zeiteinheit vor der letzten
Schaltung entspricht. Sobald dann nach einer geringen Drehung der Schaltscheibe
18 der Schalthebel 21 aus der Aussparung ig herausgehoben wird, kuppelt er auch
sofort wieder die Kupplungsscheibe 5 mit der Schnurscheibe 6.
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Nunmehr wird letztere wiederum entsprechend der Zeigerbewegung des
Zählwerkes i in Umdrehung versetzt, wobei sich der Anschlag g vom festen Anschlag
io entfernt. Ist nun der Durchfluß in diesem Zeitabschnitt größer als im vorigen,
so muß vor Beginn der Schaltung durch die Scheibe 18 derAnschlag 9 den Anschlagstift
15 erreicht haben. Alsdann wird die Scheibe ii entsprechend dem größeren Durchfluß
weiterbewegt und Zeiger 14 noch mehr zum Ausschlag gebracht. Beim Eintritt der Schaltung
spielen sich alsdann die gleichen Vorgänge ab wie vorher beschrieben.
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Ist hingegen die Zeigerbewegung in einem folgenden Zeitabschnitt kleiner
als im vorigen, so fällt der Schalthebel 22 schon in die Aussparung 19 ein, bevor
Anschlag 9 den Anschlagstift 15 erreicht hat. Durch das hierdurch verursachte Ausklinken
des Sperrhakens 12 wird die Schnurscheibe i i frei. Durch das Gewicht des Zeigers
14 wird die Scheibe i i im. Uhrzeigersinne bewegt, bis der Anschlagstift 15 gegen
den Anschlag 9 trifft. Dementsprechend verringert sich der Ausschlag -des Zeigers
14. Durch die Einwirkung der Schaltscheibe 18 auf die Schalthebel 21 und 22 wird
dann in gleicher Weise wie vorher die Scheibe i i wieder gesperrt und die Kupplungsscheibe
5 von der Scheibe 6 gelöst, so daß letztere bis zum Auftreffen ihres Anschlages
9 auf den Anschlag io abläuft. Dann werden schließlich beide Scheiben wieder für
den Beginn einer neuen Schaltzeit miteinander gekuppelt. Der Zeiger 14 kann auch
unmittelbar als Schreibfeder ausgebildet sein.
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Wenn bei dem letztbeschriebenen Vorgang nach Auslösen der Sperrklinke
12 der Zeiger 14 auf eine niedrigere Skalastellung zurückgeht, bis der Anschlagstift
15 auf den Anschlag 9 auftrifft, so wird in der kurzen Zeit bis zur Auslösung der
Kupplungsscheibe 5 doch der Zeiger 14 wieder etwas steigen, da das Zählwerk inzwischen
weiterschreitet. Dies würde bei der Ausführung als Anzeigevorrichtung von geringer
Bedeutung sein; bei der Ausbildung als Aufzeichnungsvorrichtung würden jedoch kleinere
Strömungsschwankungen verzeichnet werden, die in Wirklichkeit nicht aufgetreten
sind. Ferner wird die Vorrichtung in der Zeit, während der die Kupplung zwischen
den Scheiben 5 und 6 gelöst ist, nicht vom Zählwerk des Messers. beeinflußt. Je
größer nun diese Zeitspanne ist, um so mehr würde der Zeiger 14 hinter der Bewegung
des Zählwerkes im folgenden Zeitabschnitt zurückbleiben. Letzterer Übelstand läßt
sich jedoch auf einen Mindestbetrag verringern, wenn nämlich der Anschlag io derart
mit der Kupplungsscheibe 5 verbunden wird, daß durch Auftreffen des Anschlages 9
auf den Anschlag io sofort die beiden Scheiben 5 und 6 gekuppelt werden.
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Um nun bei der Aufzeichnungsvorrichtung die obenerwähnten Fehler zu
vermeiden, kann die Auslösung auf elektrisch-magnetischem Wege erfolgen. Abb. 3
zeigt ein Ausführungsbeispiel für elektromagnetische Schaltung.
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Die Hauptwelle 4 wird wieder von einem Zählerwerk durch die Welle
2 und das Kegelräderpaar 3 angetrieben. Mit der Welle 4 ist der Bolzen 23 fest verbunden,
auf dem lose drehbar das Kegelrad 24 sitzt. Letzteres greift in die beiden Kegelräder
25 und 27 ein, die wie die folgenden Scheiben 31 und i i lose drehbar auf der Welle
4 angeordnet sind. Mit dem Kegelrad 25 ist das Sperrad 26 verbunden, in das der
auf der Welle 29 festsitzende Sperrhaken 28 eingreift (s. Abb. 4). Um die . mit
dem Kegelrad 27 fest verbundene Schnurscheibe 30 und die Zwischenscheibe
31 ist eine Schnur 32 geschlungen und über ein Rollengewicht 33 geführt. Die Scheibe
3o besitzt einen Anschlag 34, gegen den in der gezeichneten Schaltstellung der Anschlagstift
35 der
Scheibe 31 anliegt (s. Abb. 5). Der feste Anschlag 36 ist
als elektrischer Kontakt ausgebildet, der beim Aufliegen von Anschlag 34 in der
Nullstellung geschlossen wird. Der auf der Welle 29 starr befestigte Sperrhaken
ist in der gezeichneten Schaltstellung nicht mit den Sperrzähnen der Scheibe 31
im Eingriff. Der Sperrhaken 12 dagegen sitzt lose auf der Welle 29, damit er eine
Drehung der Schnurscheihe i i entgegengesetzt zum Uhrzeigerdrehsinne nicht verhindert.
Er läßt sich durch den auf der Welle 29 festsitzenden Hebel 38 von den Sperrzähnen
der Scheibe i i abheben (s. Abb. 6). Die Scheiben 31 und f i sind je mit einem isoliert
angebrachten Schleifring 39 hzw. 4o versehen, an denen die Schleiffedern 41 bzw.
42 anliegen. Die Schleifringe haben außerdem je einen Anschlag 43 bz«-. 4-1, die
bei gegenseitigem Berühren sowohl zum Mitnehmen der Scheibe i i durch die Scheibe
31 als auch zum Kontaktgeben dienen. Um die Scheibe i i ist nun in gleicher Weise
wie in Abb. i die Schnur 13 geschlungen, die an ihrem Ende den dem Zeiger entsprechenden
Schreibstift 14 trägt. Dieser bewegt sich in der Geradführung 16 und verzeichnet
auf der von einem Zeituhrwerk angetriebenen AufzeichnungstrOmmel45 die auftretenden
Zählwerkbewegungen für die Zeiteinheit.
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Die elektrische Auslösung erfolgt durch die Schaltscheibe 18 mittels
des vom Uhrwerk in bestimmten Zeitabschnitten betätigten Elektromagneten 46, dessen
Anker durch den auf der Welle 29 festsitzenden Hebel 47 gebildet wird. Sobald der
Elektromagnet 46 stromlos ist, hebt die Schraubenfeder 48 deal Anker 47 ab (s. Abb.
4). In die Nut 49 der Scheibe 18 fällt nach jedesmaliger voller Umdrehung der Schaltscheibe
18 der Winkelhebel 50 des Ankers 51 ein, wodurch der Kontakt 52 geschlossen
wird. Infolgedessen geht von der Stromquelle 53 aus ein Strom durch die Elektromagnete
54 und 46. Der Elektromagnet 54 zieht den Anker 51 an und hebt den Winkelhebel 5o
wieder aus der Nut 49 heraus. Infolge seines Übergewichtes schwingt der Winkelhebel
5o nach rechts bis zum Anschlag an den Stift 55. Nachdem der Anker 51 angezogen
ist, unterbricht er durch den Kontakt 52 den Strom in den beiden Elektromagneten
46 und 54, der Winkelhebel 50 setzt sich wieder auf den Umfang der Schaltscheibe
i8 auf und kann zwecks erneuter Kontaktgebung erst wieder nach einer vollen Umdrehung
der Scheibe 18 in die Nut 49 einfallen.
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Diese Anordnung wirkt wie folgt: In der Nullstellung, in der sich
der Schreibstift 14 und das Rollengewicht 33 in der tiefsten Lage befinden, liegt
der Anschlag 34 an der Kontaktstelle 36, der Anschlagstift 35 am Anschlag 34 und
der Anschlag 44 am Anschlag 43 an, während die auf der gemeinsamen Welle 29 sitzenden
Sperrhaken 28, 37 und 1.2 die in den Abb. 4 bis 6 dargestellten Lagen einnehmen.
Da nun bei Drehung der Hauptwelle 4 in der angedeuteten Drehrichtung das Kegelrad
25 mit dein Sperrad 26 durch den Sperrhaken 28 an der Bewegung gehindert wird, so
überträgt sich die Drehung der Welle 4 durch das Planetenrad 24 auf das Kegelrad
27 mit der Schnurscheihe 30, die sich infolgedessen in gleicher Richtung wie die
Welle 4., jedoch mit doppelter Geschwindigkeit dreht. Sie überträgt hierbei durch
den Anschlag 34 ihre Bewegung auf die Zwischenscheibe 31 und diese durch den Anschlag
43 auf die Schnurscheibe i i, so daß das Rollengewicht 33 gehoben wird und der Schreibstift
14 an der Aufzeichnungstrommel45 bis zu einer der Zählwerkbewegung in diesem Zeitabschnitt
entsprechenden Höhe ansteigt.
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Wird nun durch Einfallen des Winkelliebels 5o in die Nut 49 der Kontakt
52 geschlossen, so ist der Stromkreis für den Elektromagneten 46 geschlossen. Er
zieht den Anker 47 an und hebt hierdurch die Sperrhaken 28 und 12 aus und klinkt
gleichzeitig den Sperrhaken 37 ein. Das Rollengewicht 33 hat stets das Bestreben,
das Sperrad 26 infolge des Ineinandergreifens der Kegelräder 27, 24 und 25 im Uhrzeigersinne
zu drehen. Infolge Aushebens des Sperrhakens 28 läuft es nunmehr so weit ab, bis
der Anschlag 34 der Scheibe 3o auf die Kontaktstelle 36 auftrifft. Die Zwischenscheibe
31 ist durch den Sperrhaken 37 am Ablaufen verhindert, und auch die Schnurscheibe
i i ist trotz Aushebens des Sperrhakens 12 am Ablaufen gehindert, da der Anschlag
44 am Anschlag 43 der Zwischenscheibe 31 anliegt. Sobald sich nun bei Anlage der
Anschläge 43 und 44 der Anschlag 34 den Kontakt 36 hergestellt hat, ist ein zweiter
Stromkreis geschlossen. Dieser nimmt seinen Verlauf von der Batterie 55 zur Kontaktstelle
52, von dort durch den Elektromagneten 54 zur Schleiffeder 42, ürer die Anschläge
43 und 44 der Schleifringe 40 und 39 zur Schleiffeder 41, alsdann zur Kontaktstelle
36 und von hier aus zurück zur Batterie. * Infolgedessen wird der Anker 51 angezogen
und der Kontakt 52 für beide Stromkreise unterbrochen. Dies hat zur Folge, daß der
Anker 47 durch den Druck der Schraubenfeder 48 wieder die aus Abb.4 ersichtliche
Stellung einnimmt. Der Sperrhaken 37 gibt nun die Zwischenscheibe 31 frei, so daß
sie infolge des Rollengewichtes 33 bis zum Auftreffen ihres Anschlagstiftes 35 auf
den Anschlag 34 abläuft, während ihr die Schnurscheibe i i infolge der Sperrung
durch den Sperrhaken 12 nicht folgen kann und der Schreibstift 14 daher die erreichte
Stellung beibehält. Die beiden
Scheiben 30 und 31 werden
nun wiederum durch Vermittlung der Kegelräder 24 und 27 von der Hauptwelle 4 vorwärts
bewegt. Ist nun der Weg des Zählwerkes in diesem Zeitabschnitt größer als im vorigen,
so muß vor Schließung des Kontaktes 52 durch die Schaltscheibe 18 der Anschlag 43
den Anschlag 44 erreicht haben und ihn entsprechend dem größeren Zählwerkweg weiterbewegen,
und der Schreibstift 14 steigt noch höher. Bei Schließung des Kontaktes spielen
sich alsdann die gleichen Vorgänge wie vorher beschrieben ab.
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Ist hingegen der Zählwerkweg in diesem Zeitabschnitte kleiner als
im vorigen, so erfolgt die Schließung des Kontaktes 52 schon, bevor der Anschlag
43 den Anschlag 44 erreicht hat. Infolge Anziehens des Ankers 47 durch den Elektromagneten
46 und Aushebens der Sperrhaken 28 und 12 läuft in diesem Falle nicht nur das. Sperrad
26 mit den Kegelrädern 25, 24 und 27 sowie die Schnurscheibe 3o ab, bis der Anschlag
34 auf den Kontakt 36 trifft, sondern es dreht sich auch die Scheibe i i im Uhrzeigersinne,
bis ihr Anschlag 44 den Anschlag 43 berührt und den Kontakt für den zweiten Stromkreis
zum Heben des Ankers 51 herstellt. Der Schreibstift 14 ist demnach dem geringeren
Zählwerkweg entsprechend zurückgegangen, und es wiederholen sich nunmehr die vorher
l:eschriebenen Vorgänge.
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Durch diese elektrische Auslösung ist die Schaltdauer auf das geringstmögliche
Maß verringert, da der Anzug durch den Elektromagneten 46 sofort aufhört, sobald
sich die Anschläge 43 und 44 berühren und der Anschlag 34 -in seiner Nullstellung
den Kontakt 36 geschlossen hat.
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Um zu vermeiden, daß beim Überschreiten der berechneten höchsten Zählwerkbewegung
in der Schaltzeit oder bei etwaigem Versagen des Kontaktes 52 infolge Stillstandes
des Uhrwerkes die Vorrichtung beschädigt wird, läßt sich ferner durch einen an der
Schnurscheite 3o angebrachten Stift erreichen, daß bei Überschreitung der höchstzulässigen
Drehung der Scheibe 30 und damit auch der beiden anderen Scheiben 3 i und
i i dieser Stift den Sperrhaken 28 anhebt und ein Weiterdrehen der Scheiben infolge
Ablaufens des Sperrades 26 verhindert.