DE51811C

DE51811C - Indicator mit selbstthätiger graphischer Darstellung der Arbeit in bestimmten Zeitabständen

Info

Publication number: DE51811C
Application number: DENDAT51811D
Authority: DE
Original assignee: E. SCHLIEGL in Brünn, Dornichgasse 37, und A. SIEMS in BRÜNN, Josephstadt 71
Anticipated expiration: 1909-07-26

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 42: Instrumente.

Der vorliegende Apparat, »Registratur« genannt, ist eine Indicirvorrichtung, welche selbstthätig die Arbeit einer Dampfmaschine, Pumpe oder eines Gasmotors in bestimmten Zwischenräumen bezw. nach je einer bestimmten Umdrehungszahl graphisch darstellt, so dafs man dadurch in den Stand gesetzt ist, die während einer bestimmten · Verwendungszeit der betreffenden Maschine durchschnittlich geleistete bezw. verbrauchte Arbeit zu beurtheilen und stets . die Leistung der Maschinen überwachen kann, gleichzeitig aber auch in der Lage ist, Rechenschaft darüber abzulegen, ob die beobachteten Maschinen in gutem Zustande sind.

Die in beiliegenden Zeichnungen dargestellte Vorrichtung zeichnet bei jeder 2ooosten Umdrehung selbstthätig ein Diagramm der vorderen und der hinteren Seite des Arbeitscylinders. Derselbe nimmt somit 0,05 pCt. der Gesammtumdrehungszahl auf und liefert beispielsweise von einer Maschine, welche 100 Umdrehungen in der Minute macht, 30 Doppeldiagramme während zehnstündiger Arbeitszeit. Eine Gruppe derartig aufgenommener, auf einen Streifen Papier neben einander gezeichneter Diagramme, \velche von einem Versuchsinstrument herrühren, ist in Fig. 1 dargestellt.

Der Apparat besteht zunäqhst aus einem gewöhnlichen Indicatorcylinder C, welcher gegen die bisher in Anwendung gebrachten Constructionen dahin verändert ist, dafs derselbe mit einem Dampfmantel versehen ist, um das ungleiche Auslaufen des Indicatorcylinders infolge ungleicher Ausdehnung durch Wärme und die sonstigen damit verbundenen Uebelstände dauernd zu beseitigen.

Dieser Indicatorcylinder ist durch zwei Rohre RR¹, Fig. 10 und 11, mit den Enden der. Arbeitscylinder verbunden. Die Hähne H, Fig. ι ο und 1 1, dienen in bekannter Weise zum. vollständigen Abschlufs zwischen Arbeitsund Indicatorcylinder, wohingegen das Doppelventil V₁ F₂, Fig. 2, 3 und 8, durch entsprechende Steuerung die zeitweise Verbindung des Dampfes, Wassers oder der Gase des Arbeitscylinders mit dem Indicatorcylinder herstellt.

Die Papiertrommel besteht aus dem Federhause P, der Reibungstrommel P₁ und dem Papiercylinder P₂, Fig. 3; letzterer wird an der Frictionstrommel durch Reibung festgehalten, welche dadurch erzeugt wird, dafs der cylindrische Theil α b der Frictionstrommel P₁ am Umfang geschlitzt ist und federnd auf die Innenfläche des Papiercylinders P₂ wirkt. Die Reibungstrommel hat eine" Feder P⁹, welche ebenso wie die Fe"der im Federgehäuse P durch eine Drehung der Papiertrommel in der Richtung xy gespannt wird. Auf dem Federhause P ist an der Stelle P⁷ die Schnur P₃ zum Bewegen der Trommel, von der Reductionsrolle R^x, Fig. 12 und 13, herkommend, befestigt, Fig. 2, 3, 10 und 11. Beide Federn der Papiertrommel sind zum -Spannen eingerichtet durch Verdrehen des cylindrischen Federkernes, und zwar bei dem Federhause der Frictionstrommel unmittelbar, wohingegen es bei der Federbüchse durch das Räderpaar D F, Fig. 8, geschieht.

Die Papiertrommel P P₁ P₂ dient dazu, mit der Gegentrommel T, Fig. 2 und 3, ein geschlossenes Papierband aufzunehmen, auf welches die Diagramme gezeichnet werden.

Auf dem Federhause P ist eine excentrische Scheibe angedreht, welche die Excenterstange P₄ und das damit verbundene Schaltwerkgehäuse S in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt, Fig. 2, 3 und 8. In dem Schaltwerkgehä'use S befinden sich die Schaltklinken S₁, Fig. 2, welche durch Federn gegen das Schaltrad S₂ gedrückt werden. Durch die hin- und hergehende Bewegung des Gehäuses S wird das Schaltrad S₂ in eine rotirende Bewegung in der Pfeilrichtung op, Fig. 2 und 8, versetzt, und zwar bewegt sich dasselbe bei einem Hin- und Hergang des Schaltwerkgehäuses S um einen ganzen Zahn weiter; in dem in der Zeichnung dargestellten Falle sind 40 Umdrehungen der Maschine nöthig, um das Schaltrad S₂ einmal zu drehen.

Die Führungsbacke S₃, Fig. 9, ist auf der Spindel I drehbar und dient zur Führung der Excenterstange P₄.

Das Schaltrad S₂ ist mit einer langen Büchse versehen, auf welcher ein Zahnsegment Z, Fig. 2 und 3, befestigt ist, welches in ein Rad Z₁ zeitweise eingreift; auf der Büchse des Rades Z₁ sitzt ein dem ersteren gleiches Zahnsegment Z₂, Fig. 9, welches seinerseits wieder zeitweise mit dem Rad Z₃ in Eingriff kommt. Die Zahnsegmente Z und Z₂ sind bei dem in der Zeichnung dargestellten Apparat so beschaffen, dafs dieselben bei einer ganzen Umdrehung ihren zugehörigen Rädern eine Fünftel-. Umdrehung ertheilen. Da das Schaltrad S₂, wie erwähnt, .40 Zähne hat, so erhält die Steuerwelle III bei je 1 000 Doppelhüben des Excenters bezw. bei 1 000 Umdrehungen des Motors durch die vorstehenden Uebersetzungsverhältnisse eine Umdrehung. Aus den Rädern Z₁ und Z₃, Fig. 2, ist jeder achte Zahn herausgenommen, so dafs die Zahnsegmente Z und Z₂ vorerst in die durch den fehlenden Zahn entstandene Lücke eintreten und die Räder Z₁ und Z₃ gewissermafsen in die richtige Lage zum Eingriff zwingen; es verhindert diese Vorkehrung das Zusammenfallen zweier Zähne auf einander. Zur ferneren Sicherung eines genauen Zahneingriffes ist aufserdem jedes' Rad (Z₁ und Z₃) mit einer Stellscheibe Z₄ und Z₅, Fig. 3 und 8, versehen, welche den bezüglichen Stellungen der Räder Z₁ und Z₃ entsprechende Kerben haben, in welche die Sperrklinken Z₆ und Z₇ genau nach jeder Fünftel-Umdrehung der Räder Z₁ und Z₃ einfallen.

Die Steuerwelle ///, welche von dem Zahnrad Z₃, Fig. 3, getrieben wird, ist an dem den Ventilen zugewendeten Ende mit einem Steuerring G versehen, welcher durch die an denselben befindlichen Knaggen g_x g₂, Fig. 9, auf die Ventilhebel F₃ und F₄ einwirkt und dadurch das Oeffnen und Schliefsen des einen oder anderen Ventiles veranlafst, Fig. 2, 3, 8 und 9, wodurch dann entweder die Arbeit der Vorder- oder Hinterseite des Arbeitscylinders auf den Indicatorkolben übertragen wird.

Die Zeichnung der Diagramme geschieht wie folgt:

Das Federhaus P der Papiertrommel wird stets durch Vermittelung der Schnur P₃, von der Reductionsrolle R^x herkommend, durch den belebten Motor bewegt, wohingegen die Reibungstrommel P₁ während 992. Maschinenumdrehungen (in dem durch Zeichnungen dargestellten Falle) stillsteht. Dieselbe wird nur dann von dem Federhause mitgenommen, wenn die Zeichnung der Diagramme erfolgen soll, was dadurch veranlafst wird, dafs die Steuerscheibe H^x der Steuerwelle III auf die Sperrklinke 'UT₁", Fig. 6 und 7, und durch Vermittelung des Hebels H₂ und der Federn Tf₃ und H_i aus- und einrückend auf die Frictionstrommel einwirkt, Fig. 6 und 7. Die Auslösung von P₂ erfolgt, wenn der Hebel H₂ mit der damit verbundenen Sperrklinke H₁ von der Steuerscheibe H^x in der Richtung gegen die Trommel geschoben wird. Dabei wird gleichzeitig die Feder H₃ durch dieselbe Steuerscheibe H^x so beeinflufst, dafs dieselbe durch ihr oberes Ende β γ einrückend auf die Sperrklinke H₁ wirkt. Die Reibungstrommel P₁ gleitet unter der Sperrklinke weg, bis letztere auf den gezahnten Theil trifft, wo die Klinke an entsprechender Stelle einfällt und den Rückgang der Frictionstrommel verhindert.

Der Hebel H₂ wird zur Vermeidung des Anschlages der Sperrzahnung der Trommel P₁ gegen die Klinke H₁ noch etwas vorgeschoben und dieser Zustand so lange erhalten, bis die. Trommel P₁ wieder mitgenommen werden soll.

Das Einrücken der Trommel. zum Zwecke der Aufnahme eines Diagramms geschieht in der Weise, dafs der Hebel H₂ mit der Klinke H₁ zurücktritt, was durch die in der Steuerscheibe H^x befindliche Vertiefung einerseits und durch den Druck der Feder H^ andererseits ermöglicht ist; weiterhin wird auch die Feder H₃ durch die Steuerscheibe H^x so zur Wirkung gebracht, dafs deren ganze Länge ay auf die Sperrklinke H₁ auslösend wirkt, die Sperrklinke wird ausgehoben und die Trommel P₁ vom Federhause mitgenommen.

Der Zustand der ausgelösten Trommel ist in Fig. 6, jener der eingelösten Trommel in Fig. 7 dargestellt.

Das Vorschieben des Papiercylinders P₂ zur. Aufzeichnung der Diagramme neben einander besorgt das kleine Excenter X, Fig. 6 und 7, indem es den Hebel X¹, welcher seinerseits wieder die Sperrklinke X² führt, in schwingende Bewegung versetzt. Beim Vorschieben der Trommel greift die Klinke X² in die feine Sperrzahnung des Papiercylinders P₂, wohin-

gegen dieselbe beim Leergang von der Excenterstange des Excenters X ausgehoben wird. Die Drehung des P apiercy linders P₂ auf der Reibungstrommel P₁ kann durch Verstellen des excentrischen Zapfens geregelt werden.

Der Schreibstift F^x wird von dem Steuerscheibchen .F₁, Fig. 2 und 3, beeinflufst, indem dasselbe auf den Hebel F₃, Fig. 2, wirkt, welcher dadurch aus seiner senkrechten Stellung verdrängt werden kann. Der Hebel F₃ ist seitwärts gebogen, so dafs er den Haken der federnden Stange F₄ erfassen kann, sobald derselbe abwärts gedrückt wird, Fig. 2, was durch die Steuerscheibe^: F₂ veranlafst wird. Die Steuerscheibchen F₁ und F₂ sind durch ein Räderpaar ff¹ derart mit einander verbunden, dafs das Stängchen F_i einmal heruntergedrückt wird, während die Steuerwelle III zwei Umdrehungen macht. ·

F₄ ist in der aus der Zeichnung ersichtlichen Art mit dem Zugstift F₅ in Verbindung gebracht, welcher einen in dem drehbaren Theil des Indicatorcylinders befestigten Stift F₆ umfafst und . von da aus den Schreibstift F* an den Papiercylinder bezw. an das Indicatorpapier andrückt. Die Entfernung des Schreibstiftes von dem Papiercylinder wird durch eine Spiralfeder, welche auf dem Zugstift F_s in dem Federgehäuse F₇ sitzt, veranlafst. Wird das federnde Stängchen F₄ von dem Hebel F₃ angezogen, so wird der Schreibstift F^x an das Papier angedrückt und das Diagramm wird verzeichnet.

Da zwischen den Steuerscheibchen F₁ und F₂ eine Räderübersetzung von 1 zu 2 besteht und die Steuerwelle III sich bei 1 000 Umdrehungen der Maschine nur einmal dreht, so wird erst jede 2oooste Umdrehung zur Verzeichnung gebracht. Der Indicatorkolben wird somit zweimal von dem Arbeitscylinder beeinflufst, die Bewegung hingegen nur einmal aufgezeichnet.

Die Arbeitsweise des »Registrators« ist folgende :

Die Federbüchse P wird stetig von dem belebten Motor durch die Schnur P₈, Fig. 2, ι ο und 11, in eine schwingende Bewegung versetzt,-welche durch das an der Federbüchse sitzende Excenter P⁰ und Stange P₄, Fig. 3 und 8, als annähernd geradlinige Bewegung auf das Schaltwerkgehäuse 5 übertragen wird. Dasselbe ertheilt dem Schaltrad S₂ durch Vermittelung der Schaltklinken S₁ und 1S₁, Fig. 2, eine langsame Drehbewegung, welche durch das Zahnsegment Z auf das Zahnrad Z₁ und die Welle II und von dieser durch das Zahnsegment Z₂ auf das Rad Z₃ und die Steuerwelle III übertragen wird. Von dieser aus werden die Einlafsventile V₁ V₂, die Reibungstrommel P₁ und der Papiercylinder P₂, sowie der Schreibapparat bethätigt.

Die einzelnen Vorgänge während der Aufnahme eines Doppel -Diagramms sind folgende:

ι. Das eine Ventil F₁ öffnet sich und läfst Dampf, Wasser oder Gas auf den Indicatorkolben C arbeiten.

2. Gleichzeitig mit dem Oeffnen des Ventils wird die Reibungstrommel P₁ mit der Federbüchse P durch die Wirkung der Steuerscheibe H* zusammengekuppelt.

3. Der Schreibstift wird angezogen und zeichnet ein Diagramm.

4. Ventil V₁ wird geschlossen und V₂ geöffnet.

5. Der Schreibstift zeichnet das Diagramm der anderen Seite.

6. Das Ventil V₂ wird geschlossen, die Reibungstrommel von der Sperrklinke UT₁ aufgefangen und zum Stehen gebracht.

7. Die Sperrklinke H₁ wird gegen die Trommel geschoben.

Alle diese Vorgänge finden innerhalb einer Fünftel-Drehung der Steuerwelle III statt.

Zu erwähnen ist noch, dafs durch passende Wahl der Zähnezahl bei den Rädchen und Segmenten Z Z₁ Z₂ Z_%, sowie durch Aenderung des Uebersetzungsverhältnisses der Rädchen zwischen den Steuerscheibchen F₁ F₂ auch innerhalb anderer Zwischenräume die Aufzeichnung erfolgen kann.

Die Reductionsrolle, welche mit dem »Registrator« in Anwendung kommt, ist gegenüber den bisher verwendeten Rollen . dahin abgeändert, dafs sie keine Feder hat. · Sie besteht aus einer breiten Blechscheibe Pv^x, Fig. 12 und 13, um welche ein in sich selbst geschlossenes, durch die kleinere Rolle gespannt erhaltenes Seil gewickelt ist. Beide Seilenden sind mit dem Kreuzkopf oder der Kolbenstange etc. des Motors in Verbindung gebracht und das eine derselben über eine Rolle R* geführt, Fig. 10 und 11. In die Spindel der grofsen Rolle R^x ist die kleine Rolle zum Uebertragen der Bewegung des Seiles auf die Indicirvorrichtung angebracht.

Claims

Patent-Ansprüche:

ι . Eine Vorrichtung zur selbstthätigen graphischen Darstellung der Arbeit von Dampf-, Gas- und ähnlichen Motoren oder von Pumpen innerhalb bestimmter Zeitzwischenräume, gekennzeichnet durch die Verbindung eines Indicatorcylinders mit Schreibstift mit einer von einem Theil der Maschine aus stetig bethätigten Betriebstrommel (P), welche ihre Bewegung zeitweise einer Papiertrommel (T²J, sowie einer Steuerwelle (III) und Zwischenwelle (II). in der Weise mittheilt, dafs in bestimmten Zeitzwischenräumen, während die Papiertrommel eingerückt ist, das eine oder

andere mit der hinteren bezw. vorderen Kolbenseite des Arbeitscylinders verbundene Steuerungsventil (V¹ V"¹) des Indicatorcylinders geöffnet wird, so dafs der Schreibstift (F*) eine entsprechende Bethätigung erfährt und gleichzeitig die Papiertrommel(T²J die Bewegung der Betriebstrommel (P) mitmachen kann, um im nächsten Augenblick wieder gesperrt und dann derart in Beziehung auf die.Betriebstrommel (P) weitergedreht zu werden, dafs bis zur darauffolgenden Aufzeichnung das Papierband weiter gerückt ist und diese Aufzeichnung sich mit der vorhergegangenen nicht deckt. In Verbindung mit der im Anspruch f. bezeichneten Einrichtung eine auf der Steuerwelle /// angeordnete Scheibe F¹, welche während der Auslösung derKlinkeii¹ und des Oeffnens der Ventile V¹ bezw. F² den Zeichenstift F^x unter dem Einflufs entsprechend angebrachter Daumen gegen die Papiertrommel P² zieht und ihn nach erfolgter Aufzeichnung wieder zurücktreten läfst.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen.