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Umsteuergetriebe für trockene Ventilgasmesser Umsteuerwerke für die
Ventile von Gasmessern mit zwei Meßklammern bestehen vielfach aus einem durch die
Membranbewegung gelenkten Führungshebel und einem durch Zugfeder mitgenommenen Kipphebel,
wobei durch Anordnung von Abreißorganen die Mitnahme jedesmal am Hubende des Führungshebels
plötzlich erfolgt. Während des Hubes liegt der Kipphebel mit Hilfe eines mit einer
Gleitfläche versehenen Auslegers an einer entsprechenden Auslegerfläche .des Führungshebels
oder eines damit verbundenen Kupplungsgliedes an; bis die Zugfeder im Verlaufe des
Hubes gespannt ist und am Hubende der Abriß erfolgt.
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Die bekannten, bei Gasmessern angewandten Kipphebelsysteme dieser
Art arbeiten mit Hebeln, deren Achsen parallel stehen oder womöglich auch zu einer
gemeinsamen Achse zusammengefaßt sind. In Abb. i und 2 sind derartige Kipphebel
in der Stellung vor dem Abriß dargestellt, und zwar solche, bei denen die mit Abreißflächen
versehenen Ausleger mit den Hebeln selber starr verbunden sind. Letztere Maßnahme
empfiehlt sich stets zur Vereinfachung und Erhöhung der Genauigkeit des Ganges.
Die Abb. 2 bezieht sich beispielsweise auf eine im Patent 350 228 dargestellte
Anordnung der Hebel, die durch eine Zugfeder in einer Weise verbunden sind, die
dort, da die Hebel sich überschneiden, als »kreuzweise« bezeichnet ist. Die Verwendung
derartiger Kipphebelsysteme ist insofern erschwert, als sich zumeist die gesamte
Gasmesserkonstruktion zum großen Teil nach dem Umsteuerungswerk richten muß. Der
von der Membran 5 mittels des Antriebshebels id gelenkte Führungshebel i (Abb. i
und 2) mit der Achse ia hat einen bestimmten Winkelhub a bei einem bestimmten Achsabstand
ib vom Mitnehmer io der Membran 5. Desgleichen hat der Kipphebel 2 mit der Achse
2a einen bestimmten Winkelhub ß bei einem bestimmten Achsa'bstand 2b von der bzw.
den umzusteuernden Ventilspindeln i i, wobei letztere ihren Anstoß etwa durch das
auf der Achse 2a befestigte federnde Glied 2d, z. B. eine Blattfeder, erhalten.
Die Winkelhübe a und ß beider Hebel i und 2 stehen aber selbst in konstruktiver
Abhängigkeit voneinander sowie vom gegenseitigen Abstand der Achsen ia#, 2a sowohl
durch die Anordnung der Zugfeder 3 als besonders durch die Verbindung mit den Abreißflächen
ic und 2c. Denn das eine Abreißelement 2c soll auf der Fläche des anderen, auf die
es durch das von der Feder 3 auf den Hebel 2 jeweils ausgeübte Drehmoment aufgepreßt
wird, möglichst in Richtung -der Flächennormalen aufliegen, um Sperrung und A'briß
des Gliedes 2 möglichst genau durchzuführen und um ferner an den Abrißkanten, wo
dann der Abriß in Richtung der Flächennormalen erfolgt, scharfe Kantenwinkel zu
vermeiden.
Infolgedessen ist, wie man leicht erkennt, der am besten geeignete geometrische
Ort für die im Raum festliegenden Abreißpunkte 8 und 9 der einander umspielenden
Abreißelemente ia 2c der Halbkreis 6 über der Achsenentfernung ja, 2a. Der
Raum endlich, den die Abreißelemente seitlich, d. h. in Richtung des Pfeiles r2
beanspruchen, übt einen ungünstigen Einfluß auf die Bautiefe des Gasmessers aus
und ist daher möglichst zu beschränken. Zu diesem Zweck muß man daher entweder die
Achsen ja und 2a ziemlich dicht aneinanderrücken oder sich dadurch, daß man die
Auslegerarme der Elemente ic, 2c möglichst verschied'e'n lang wählt, in den Ausschlagwinkeln
a, ß Zwang auferlegen, zumal man bezüglich der Abreißelemente selbst an brauchbare
Abmessungen gebunden ist. Die Ausschlagwinkel a, ß, die Hebellängen i und 2 und
der Achsabstand ja, 2ä stehen somit in unumgänglicher konstruktiver Abhängigkeit
voneinander.
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Da nun anderseits, wie oben gezeigt, die Winkelhübe a, ß im Verein
mit dem Membran- und Ventilhub ihrerseits die Hebellängen ib und 2b bestimmen und-
da diese Hebel beide in gleicher oder entgegengesetzter Raumrichtung verlaufen sowie
höchstens axial verschoben werden können und sich daher mit dem Achsabstand ja und
2a addieren oder subtrahieren, ist man beim Entwurf derartiger Kippwerke gezwungen,
die Lager der Ventilspindeln zum Membranangriffspunkt der Zwischenschaltung des
-Umsteuerwerkes von vornherein anzupassen und oft auf Vorteile der Raumausnutzung,
die sich ohne diesen Zwang ergeben würden, zu verzichten. Denn auch eine Anordnung
der Antriebshebel i d, 2d auf ihren Achsen i a, 2a in anderer, etwa senkrechter
Richtung ändert an der Abhängigkeit nichts und verschlechtert nur die Raumausnutzung
in Richtung des Pfeiles 12.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung der in Abb. 3 in Aufriß, Grund-
und Seitenriß I bis III dargestellten Hebelachsen ja, 2a wird dieser Nachteil
vermieden und hinsichtlich der Lage des antreibenden und des angetriebenen Organs
zueinander und zum Triebwerk größte Freiheit gewonnen. Die eine Achse 2a wird senkrecht
oder ungefähr senkrecht zur anderen ja gestellt. Die Zugfeder 3 wird wieder zwischen
den Hebeln i und 2 ausgespannt, die Abreißelemente befinden sich an den Auslegern
ic, 2c. Sämtliche Hebel bewegen sich in den gezeichneten Pfeilrichtungen hin und
her, wobei Hebel i führt und Hebel 2 unter Abriß nachgezogen wird.
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Es besteht nun zwar noch wie früher die Bedingung, daß die Achse ja
im Abstand der Hebellänge ib vom Membranangriffspunkt und die Achse 2a im Abstand
2b-von der Ventilspindel angeordnet werden, wobei die Abstände bzw. Hebellängen
ib, 2b in der beschriebenen Weise konstruktiv an die Winkelausschläge des Umsteuerwerkes
gebunden. sind. Mit ganz anderem Effekt als früher kann jedoch der Antriebshebel
id beliebig ent-. 'kannlang der Achse ja, der Antriebshebel 2d in Gestalt der Blattfeder
beliebig entlang der Achse 211 verschoben werden, denn nunmehr stehen beide Achsen
ja, 2,11 aufeinander senkrecht.
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Offensichtlich bedeutet diese Verschiebbarkeit der Hebel id und 2d
in senkrechter Richtung zueinander eine große Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten
auf Fälle unbequemer Energieübertragung zwischen Membran und Ventilspindel. Denn
im Gegensatz zu der früheren Anordnung, wo ja 2a parallel zueinander verliefen,
kann jetzt der Abstand des antreibenden und angetriebenen Punktes unabhängig voneinander
und von der Hebellänge rd, 2d und den übrigen Massen und Winkelwegen des Umsteuerwerkes
gewählt werden.
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Die Achsen ja, 2a brauchen sich nicht notwendigerweise zu schneiden.
Muß Achse- 2a z. B. in der Mittelebene der zur Verfügung stehenden Meßkammer angeordnet
werden, so kann man Achse ja, um die seitlich in Richtung - der Membranbewegung
vorspringenden Abreißelemente ic, 2.c leichter unterzubringen, nach der anderen
Seite hin versetzt anordnen. Die Anordnung ist in Albb.4 im Aufriß, Grund- und Seitenriß
(I bis III) dargestellt. Die Funktion der Hebel i,-2, der Zugfeder 3, der Abreißkörper
ia, 2a usw. ist die gleiche wie der entsprechenden Teile in Abb. 3. Die Achse- ja
schneidet aber nicht mehr Achse 2a, sondern kreuzt sie in einem gewissen Abstande
dahinter. Liegt also 2a in der Mittel-,ebene der Meßkammer, so wird für die nach
vorn vorspringenden Abreißelemente ic, 2c nunmehr etwas weniger Platz benötigt.
Die Führungsbahn des Aufhängepunktes der Zugfeder von Hebel i wird damit zwar unsymmetrisch
und bedingt eine Schräglage der Feder in den Endstellungen, die aber, wenn sie passend
gewählt wird, den Gang des Triebwerkes nicht stört.
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Ein Vorteil besteht ferner in der Möglichkeit, ohne Zuhilfenahme weiterer
Kupplungsglieder auch Bewegungen aufeinander zu übertragen, die nicht in derselben
Raumrichtung erfolgen. Dadurch, daß der Hebel id z. B. nicht entsprechend Abb. 4,
sondern senkrecht zu der dort dargestellten Stellung, d. h. zur Zeichenebene von
Abb. 4, I, angebracht wird, kann die Bewegung der Ventilspindel ohne weiteres in
eine Richtung gebracht werden, die senkrecht zur Membran'bewegung liegt.
Ein
Anwendungsbeispiel zeigt Abb. 5 bis 9, von denen Abb. 5 den Aufriß (Schnitt C-D
durch das Gehäuse) eines Gasmessers, Abb. 6 einen Querschnitt A-B durch sein Oberteil,
Abb. 7 und 8 einen Querschnitt E-F durch seine Gehäusezarge in zwei verschiedenen
Membranstellungen, Abb.9 den Messer im Seitenriß (Schnitt G-H) zeigen.
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Der dort dargestellte Gasmesser besitzt zwei gegenläufige Membranen
13" und 13b, welche an Schwenkrahmen 30 und 31 mit den festen Achsen
32, 33 im Punkte 40 und 41 angelenkt sind und durch Führungshebel 43, 44 (Abb. 7
und 8) geführt werden.
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Die Besonderheit bei diesem Beispiel besteht darin, daß die Ventile
außerhalb der Meßkammern angebracht sind, und daß das mit den Membranen und den
Ventilen in Verbindung stehende Umsteuerwerk räumlich beengt ist, so daß die Übertragung
durch ein Steuerwerk mit parallelen Achsen Schwierigkeiten machen würde. Am oberen
Teil des Gasmessers, der hier als Beispiel angegeben ist, ist ein Gußstück 14 angebracht,
daß außer den Ventilkammern Führungskanäle und Flansche für die Anschlußstutzen
enthält. Zweck dieser Maßnahme ist möglichst raumsparende Anordnung der genannten
erforderlichen Organe und Versteifung der Stutzen.
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Das Gas tritt durch den Eingang 18 in eine für Ablagerungen vorgesehene
Blechkammer 15, steigt in dieser empor und gelangt durch die Kammer 24 zum Eingangsventil'
16. Das in der Zeichnung (Abb. 6) vorgesehene Ventil 27 ist ein herausnehmbares
Ventil für Münzgasmesser. Die Kammer 17 steht mit dem Raum zwischen den Membranen
in Verbindung. Das Auslaßventil 19 führt zur Kammer 2o und 25 und zum Ausgangsstutzen.
Die Ventile 16 und 19 befinden sich auf einer gemeinsamen Spindel 21, welche an
einem dafür vorgesehenen Doppelbund 23 durch eine Blattfeder 47 umgesteuert wird.
Diese ist an einem Hebel 63 befestigt, welcher um die feste horizontale Achse 45b
schwingt. Die Membranbewegung wird durch einen Doppelhebel 46 auf eine vertikale
Achse 45 übertragen, an deren Hebelarm 6o die Zugfeder 62 des Hebels 63 befestigt
ist. Gleichzeitig wird von der Achse 45, das Abreißelement 61 mitbewegt, an welchem
das an der Achse 45b befindliche Abreißelement 66 entlang gleitet. Die Anordnung
entspricht also der A'bb.4. Der Antrieb des Doppelhebels 46 durch die Membran erfolgt
durch Verbindungsglieder 42a, 42b, die den Hebel mit den Tragrahmen 30 und
31 der beiden Membranteller 13a, 13b verbinden.
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Die Lage der angetriebenen Spindel 21 und die Lage der antreibenden
Kupplungsglieder 42a, 42b üben hier keinerlei Zwang gegenüber der zweckmäßigen Ausbildung
des Umsteuergetriebes aus, denn dem Doppelhebel 46 und der Blättfed'er 47 kann unabhängig
voneinander die passende Länge erteilt werden, die den günstigsten Winkelweg der
Hebel 6o und 63 und die günstigste Form der Abreißelemente 61 und 66 ergibt.