DE376186C - Anzeige- oder Aufzeichenvorrichtung fuer den Durchfluss in der Zeiteinheit in Fluessigkeits- und Gasmessern mit umlaufendem Messteil - Google Patents

Description

375186

Die Aufgabe, bei Flüssigkeits- und Gasmessern mit umlaufendem Meßteil den Durchfluß in der Zeiteinheit anzuzeigen oder aufzuzeichnen, ist infolge der nur sehr langsamen Zeigerbewegung eine schwierige. Um deutlich meßbare Ausschläge zu erreichen, müssen die Meßspiele mehrere Minuten betragen, also v(3n so langer Dauer sein, daß möglicherweise inzwischen große Geschwindigkeitsänderungen ίο 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 Anzeigeoder Aufzeichenvorrichtung nach der Erfindung hat das Merkmal, daß der Arbeitsvorgang 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.

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 werden. '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.

Wie auf der hier angegebenen Grundlage die Lösung erfindungsgemäß durchgeführt wird, folgt aus der Erläuterung der auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. Abb. ι 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. 4 bis 6 sind Schnitte nach den Linien C-D, E-F und G-H der Abb. 3.

Durch das Zählwerk 1 in Abb. 1 wird mittels der Welle 2 und der Kegelräder 3 die Hauptwelle 4 entsprechend der Zeigerbewegung in der angezeigten Pfeilrichtung in fortlaufende Umdrehung versetzt. Die in achsialer Richtung verschiebbare Kupplungsscheibe 5 wird von der Welle 4 ständig mitgenommen und greift in der gezeichneten Stellung mit ihren Kupplungszähnen in entsprechende ι Zähne der lose drehbar auf der Welle 4 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 Kupplungsscheibe 5 in Richtung des Uhrzeigers abzulaufen, bis ihr Anschlag 9 auf den festen Anschlag 10 auftritt (s. Abb. 2). Auf der Welle 4 ist lose drehbar eine weitere Schnurscheibe 11 mit einem Kranz von Sperrzähnen angeordnet, in die der Sperrhaken 12 eingreift. Wird dieser ausgehoben, so läuft die Scheibe 11 infolge der um sie geschlungenen Schnur 13 und des daranhängenden Gewichtes vom Zeiger 14 so weit ab, bis der Anschlagstift 15 der : Scheibe 11 auf den Anschlag 9 der Scheibe 6 auftritt. Der Zeiger 14 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 19 besitzt, werden durch die Zugfeder 20 zwei Schalthebel 21 und 22 angedrückt, von denen der Hebel 21 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 19 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 19.

Diese Einrichtung wirkt wie folgt: Steht das Zählwerk 1 still, so befindet sich der Zeiger 14 in der Nullstellung, der Anschlag 9 der Scheibe 6 liegt am festen An-

375186

schlag ίο, und der Anschlagstift 15 der Scheibe 11 liegt seinerseits am Anschlag 9 an. Beginnt sich nun der Zeiger des Zählwerkes 1 zu drehen und steht die Schnurscheibe 6 mit S der Kupplungsscheibe 5 in Eingriff, so wird die Scheibe 6 mitgenommen und dreht durch die Anschläge9 und 15 die Scheiben. 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 19 einfällt, wird hierdurch der Sperrhaken 12 aus den Sperrzähnen der Scheibe 11 ausgehoben. Da nun aber der Anschlagstift 15 bereits am Anschlag 9 anliegt, so ändert sich hierdurch die Stellung der beiden Scheiben 6 und 11 zueinander nicht. Durch weitere Drehung der Schaltscheibe 18 wird alsdann Schalthebel 22 wieder aus der Aussparung 19 herausgehoben und dadurch der Sperrhaken 12 wieder eingeklinkt. Gleich darauf fällt der Schalthebel 21 in die andere Aussparung 19 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 Uhrzeigersinne gedreht, bis ihr Anschlag 9 den festen Anschlag ro berührt. Indessen verhindert der Sperrhaken 12 die Scheibe n am Ablaufen, und es wird der Zeiger 14 bis zur nächsten Schaltung in seiner Stellung festgehalten, die dem Durchfluß in der Zeiteinheit vor der letzten Schaltung entspricht. Sobald dann nach einer geringen Drehung der Schaltscheibe 18 der Schalthebel 21 aus der Aussparung 19 herausgehoben wird, kuppelt er auch sofort wieder die Kupplungsscheibe 5 mit der Schnurscheibe 6.

Nunmehr wird letztere wiederum entsprechend der Zeigerbewegung des Zählwerkes ι in Umdrehung versetzt, wobei sich der Anschlag 9 vom festen Anschlag 10 entfernt. Ist nun der Durchfluß in diesem Zeitabschnitt größer als im vorigen, so muß vor Beginn der

4-5 Schaltung durch die Scheibe 18 der Anschlag 9 den Anschlagstift 15 erreicht haben. Alsdann wird die Scheibe 11 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.

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 11 frei. Durch das Gewicht des Zeigers 14 wird die Scheibe 11 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 1 r wieder gesperrt und die Kupplungsscheibe 5 von der Scheibe 6 gelöst, so daß letztere bis zum Auftreffen ihres Anschlages 9 auf den Anschlag 10 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.

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 10 derart mit der Kupplungsscheibe 5 verbunden wird, daß durch Auftreffen des Anschlages 9 auf den Anschlag 10 sofort die beiden Scheiben 5 und 6 gekuppelt werden.

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.

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 11 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 30 besitzt einen Anschlag 34, gegen den in der gezeichneten Schaltstellung der Anschlagstift 35 der

875186

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 Schnurscheibe 11 entgegengesetzt zum Uhrzeigerdrehsinne nicht verhindert. Er läßt sich durch den auf der Welle 29 festsitzenden Hebel 38 von den Sperrzähnen der Scheiben abheben (s. Abb. 6). Die Scheiben 31 und n sind je mit einem isoliert angebrachten Schleifring 39 bzw. 40 versehen, an denen die Schleiffedern 41 bzw. 42 anliegen. Die Schleifringe haben außerdem je einen Anschlag 43 bzw. 44, die bei gegenseitigem Berühren sowohl zum ao Mitnehmen der Scheibe 11 durch die Scheibe 31 als auch zum Kontaktgeben dienen. Um die Scheibe 11 ist nun in gleicher Weise wie in Abb. 1 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 Aufzeichnungstrommel 45 die auftretenden Zählwerkbewegungen für die Zeiteinheit. 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 den 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 j Stromquelle 53 aus ein Strom durch die Elek- j tromagnete 54 und 46. Der Elektromagnet i 54 zieht den Anker 51 an und hebt den Winkelhebel 50 wieder aus der Nut 49 heraus, i Infolge seines Übergewichtes schwingt der Winkelhebel 50 nach rechts bis zum Anschlag ; an den Stift 55. Nachdem der Anker 51 an- \ gezogen 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 18 auf und kann zwecks erneuter Kontaktgebung erst wieder nach einer vollen Umdrehung der Scheibe 18 in die Nut 49 einfallen. 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 j an der Kontaktstelle 36, der Anschlagstift 35 j am Anschlag 34 und der Anschlag 44 am Anschlag 43 an, während die auf der gemeinsamen Welle 29 sitzenden Sperrhaken 28, 37 und 12 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 dem 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 ι Kegelrad 27 mit der Schnurscheibe 30, die sich infolgedessen in gleicher Richtung wie die Welle 4, jedoch mit doppelter Geschwindigkeit ι dreht. Sie überträgt hierbei durch den Anschlag 34 ihre Bewegung auf die Zwischenscheibe 31 und diese durch den Anschlag 43 auf die Schnurscheibe 11, so daß das Rollengewicht 33 gehoben wird und der Schreibstift 14 an der Aufzeichnungstrommel 45 bis zu einer der Zählwerkbewegung in diesem Zeit- : abschnitt entsprechenden Höhe ansteigt. : Wird nun durch Einfallen des Winkelhebels 50 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 Sperrj haken 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 30 auf die Kontaktstelle 36 auftrifft. Die Zwischenscheibe 31 ist durch den Sperrhaken 37 am Ablaufen verhindert, und auch die Schnurscheibe 11 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, über die Anschläge 43 und 44 der Schleifringe 40 und 39 zur Schleif feder 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 Auf treffen ihres Anschlagstiftes 35 auf den Anschlag 34 abläuft, während ihr die Schnurscheibe 11 infolge der Sperrung durch den Sperrhaken 12 nicht folgen kann und der Schreibstift 14 daher die erreichte Stellung beibehält. Die bei-

375186

den Scheiben 30 und 31 werden nunTviederum 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. '
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 er- { reicht hat. Infolge Anziehens des Ankers 47 durch den Elektromagneten 46 und Aushebens der Sperr haken 28 und 12 läuft in diesem Falle nicht nur das Sperrad 26 mit den Kegelrädern 25, 24 und 27 sowie die Schnurscheibe 30 ab, bis der Anschlag 34 auf den Kontakt 36 trifft, sondern es dreht sich auch die Scheibe 11 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 beschriebenen Vorgänge.

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. '

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 30 angebrachten Stift erreichen, daß bei Überschreitung der höchstzulässigen Drehung der Scheibe 30 und damit auch der beiden anderen Scheiben 31 und 11 dieser Stift den Sperrhaken 28 anhebt und ein Weiterdrehen der Scheiben infolge Ablauf ens des Sperrades 26 verhindert.

Claims (6)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Anzeige- oder Auf zeichenvorrichtung für den Durchfluß in der Zeiteinheit in Flüssigkeits- und Gasmessern mit umlaufendem Meßteil, betätigt durch sich in gleichen Zeitabschnitten wiederholende, der jeweiligen Meßgeschwindigkeit entsprechende Arbeitsvorgänge, deren Größe während der folgenden Meßperiode dauernd angezeigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsvorgang dauernd mit nur sehr kurzen Unterbrechungen während des .ganzen Zeitabschnittes stattfindet, so daß das jedesmalige Endergebnis auch bei starken Geschwindigkeitsschwankungen den Durchschnittswert aus der ganzen Meßzeit ergibt.
2. 2. Anzeige- oder Aufzeichenvorrichtung nach Anspruch 1 mit Sicherungsvorrichtung beim Aussetzen des Uhrwerkes, gekennzeichnet durch einen von der An- triebswelle (4) angetriebenen Anschlagstift, der ein Auskuppeln des Sperrades (26) bewirkt, falls das Zeitwerk aussetzt oder die höchste Durchflußmenge in der Zeiteinheit überschritten wird.
3. 3. Anzeige- oder Aufzeichenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Aufschlag der Scheibe (6) gegen den Nullpunktanschlag (10) gleichzeitig das Einrücken der Kuppelung (5) bewirkt wird, zwecks Verminderung von Meßfehlern zu Beginn jeder Meßperiode.
4. 4. Anzeige- oder Aufzeichenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Sperrklinke nicht unmittelbar vom Zeituhrwerk, sondern durch Vermittlung von Elektromagneten erfolgt, zum Zwecke, die Unterbrechung der Kuppelung mit der Antriebswelle auf die kürzeste Zeit zu beschränken.
5. 5. Anzeige- und Aufzeichenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Welle (4) nicht unmittelbar von der zu messenden Achse, sondern durch Vermittlung von Elektromagneten erfolgt, zum Zwecke, die Vorrichtung in beliebiger Entfernung atifzustellen und den Antriebszeiger des Gasoder Wassermessers zu entlasten.
6. 6. Anzeige- und Auf zeichenvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß von zwei im Nebenschluß liegenden Elektromagneten der eine (46) nach Kontaktschluß (52) durch ein Uhrwerk (18) das Klinkenwerk steuert, während der andere (54) nach Kontaktschluß durch Erreichung der Nullstellung der Schaltscheibe den Kontakt (52) unterbricht und dadurch beide Magnete stromlos macht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnuntien.