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Meßv orrichtung zur Bestimmung von Drücken Es sind Meßvorrichtungen
zur Bestimmung von Drücken bekannt, bei denen ein durch den zu messenden Druck beeinflußter
Kohlewiderstand so mit dem Anker eines Elektromagneten verbunden ist, daß der durch
den Kohlewiderstand gesteuerte Strom über den Elektromagneten auf den Kohlewiderstand
eine dem zu messenden Druck entgegengerichtete Kraft ausübt. Auch ist bereits vorgeschlagen
worden, den zu messenden Druck von einer das Gehäuse des Meßapparates in zwei Kammern
unterteilenden Membran aufnehmen zu lassen, fernerhin bei derartigen Meßvorrichtungen
dem Kohlewiderstand mit Hilfe von Schrauben und Federn eine Vorspannung zu geben.
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Die Erfindung betrifft eine vorteilhafte Anordnung der einzelnen Elemente
zueinander und kennzeichnet sich insbesondere dadurch, daß der Kohlewiderstand,
der Anker und die Elektromagnetspule konzentrisch zueinander in einem gemeinschaftlichen
Gehäuse angeordnet sind und der durch die Membran in Richtung des zu messenden Druckes
bewegbare Anker den von ihm becherartig umschlossenen Kohlewiderstand unmittelbar
zusammenpreßt.
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An Hand der Zeichnung, in welcher Abb. 1 einen Achsenschnitt und die
Abb. 2 bis q. Einzelteile des Meßapparates darstellen, sei die Erfindung näher erläutert.
Nach der Zeichnung ist mit 2o der Boden eines eine Flüssigkeit enthaltenden Behälters
bezeichnet, deren Druck zu messen ist. Der Behälter kann natürlich auch ein Gas,
wie z. B. komprimierte Luft, enthalten. Die gezeigte Vorrichtung ist insbesondere
zur Messung von Flüssigkeitsdrücken geeignet. Das Gehäuse des Meßapparates besteht
im wesentlichen aus zwei metallenen Teilen 21 und 22, die bei 23 miteinander verschraubt
sind. Der Teil 21 wird vorzugsweise aus Messing gewählt und ist in den Behälter
2o eingeschraubt, wodurch der Meßapparat gleichzeitig gehalten wird. Der Teil 22
besteht aus magnetischem Material und dient als ein Teil des Magnetstromkreises
der Einrichtung. An dem unteren Ende des Gehäuses ist eine aus Isolierstoff bestehende
Kammer 24 angebracht, deren Teile beispielsweise aus Bakelit bestehen können. Mit
13 ist die Spule des Elektromagneten bezeichnet. Eine Membran 25 nimmt den zu messenden
Flüssigkeitsdruck auf und wird in ihrer Mitte durch eine Scheibe 26 getragen. Der
Anker des Solenoids ist ein becherartig geformter Teil 27,
der den Kohlewiderstand
umgibt und unmittelbar auf ihm ruht. Der Kohlewiderstand besteht aus einer Schicht
von Kohleblättchen 28. Der Anker 27 ist mit der Scheibe 26 durch das Zwischenstück
29 verbunden sowie durch einen
Führungsbolzen 3o, der durch den
oberen Teil des Ankers hindurch in den Teil 2g eingeschraubt ist. Der Führungsbolzen
3o erstreckt sich nach unten durch eine Buchse 31 aus Isoliermaterial und durch
eine leicht einstellbare Schraubenfeder 32, jedoch wird das untere Ende des Bolzens
nicht unterstützt, sondern ist nur gegen seitliche Bewegung gesichert. Zwischen
der Buchse 31 einerseits und den Kohleblättchen und deren Stützfläche 33 andererseits
besteht genügend Spiel, so daß ein Ecken und Klemmen verhindert wird. Diese Anordnung
dient dazu, die Kohleblättchen in ihrer richtigen Lage zu halten. Wie ersichtlich,
wird der auf die Membran 25 ausgeübte Druck über die Teile 26, 29 und 27 auf den
Kohlewiderstand übertragen und der Kohlewiderstand zwischen den Teilen 27 und 33
zusammengepreßt. Die Stützfläche 33, auf welcher der Kohlewiderstand ruht, bildet
den oberen Teil eines hohlen Metallstöpsels, der innen und außen mit einem Gewinde
versehen ist. Eine Stellschraube 34 ist in den Boden des Stöpsels eingeschraubt
und gegenüber der von ihr getragenen Schraubenfeder 32 isoliert. Ein federnder Arm
40 ist an dem unteren Ende der Stellschraube 34 befestigt und dient als Handhabe
für die Verdrehung der Stellschraube 34 und zur Einstellung der Feder 32. Der die
Stützfläche 33 bildende Metallstöpsel ist in einem metallenen Teil 35 eingeschraubt,
der in dem aus Isolierstoff bestehenden Gehäuseteil 24 befestigt ist, welches wiederum
mit dem Metallgehäuse 22 verbunden ist. Hieraus ergibt sich, daß die Stützfläche
33 gegenüber dem Gehäuse des Apparates stets eine feste Lage einnimmt, daß aber
durch Verschrauben des Stöpsels von vornherein eine genaue Einstellung der die Kohle
tragenden Stützfläche erzielt werden kann. Der Boden des Isoliergehäuses 24 ist
leicht entfernbar, damit die genannten Einstellungen vorgenommen werden können.
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Das von dem Solenoid ausgehende Magnetfeld umfaßt außer dem becherförmig
gestalteten Anker 27 sämtliche magnetischen Teile, die rings um die Spule 13 in
deren Nähe angeordnet sind. Diese Teile sind die äußere zylindrische Hülse des Gehäuseteils
22, dessen Bodenstück 36, welches sich nach dem inneren Hohlraum der Spule hin erstreckt,
ein innerer zylindrischer magnetischer Teil 37, der an dem Boden 36 des Gehäuses
befestigt ist und sich zu etwa zwei Drittel der Höhe des Solenoids nach oben erstreckt,
sowie die magnetische Deckplatte 38, welche an ihrem äußeren Rande mit dem Gehäuse
22 leitend verbunden ist und sich nach innen hin bis zum oberen kreisringförmigen
Rand des Ankers 27 erstreckt. Somit ist der magnetische Stromkreis geschlossen mit
Ausnahme des zylindrischen Luftspaltes zwischen den konzentrisch ineinanderliegenden
Teilen 27 und 37 und dem schmalen Luftspalt zwischen dem oberen Teil des Ankers
27 und der Deckplatte 38. Der magnetische Kraftfluß zwischen den Teilen 27 und 37
erfolgt in radialer Richtung und wird an den gegenüberliegenden Seiten des Ankers-
ausgeglichen; jedoch ist der Kraftfluß zwischen der Deckplatte 38 und dem Anker
27 senkrecht gerichtet. Somit wird, wenn die Spule 13 erregt wird, der Anker 27
einer aufwärts gerichteten Magnetkraft unterworfen.
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Die Spule 13 und der Kohlewiderstand sind in Serie geschaltet.
Die leitende Verbindung mit dem äußeren Stromkreis der Batterie 15 wird durch das
Verbindungsstück 41 hergestellt, während auf der anderen Seite die Spule mit dem
Teil 42 leitend verbunden ist. Ein Metallsteg 43 verbindet die Klemme 42 mit dem
Metallteil 35, welcher über die Stützfläche 33 mit dem Boden des Kohlewiderstandes
in leitender Verbindung steht. Die einzige elektrische Verbindung zwischen der Stützfläche
33 und dem Anker 27 führt über den Kohlewiderstand. Der Anker 27 ist mit dem Gehäuse
durch eine biegsame Metallscheibe 44 verbunden, welche gleichzeitig zur Zentrierung
der die Membran tragenden Scheibe 26 dient. In der Abb. 2 ist die Scheibe 44 in
kleinerem Maßstab dargestellt. Sie übt auf den Anker weder einen abwärts noch aufwärts
gerichteten Druck aus. Die andere Klemme des äußeren Stromkreises ist an das Gehäuse
oder an den Behälter 2o oder an irgendwelche metallenen Teile angelegt, die mit
dem metallenen Gehäuse oder dem Behälter in leitender Verbindung stehen.
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Bei einem Flüssigkeitsmeßapparat, insbesondere einem solchen für die
Bestimmung von Brennstoffmengen, wird zwischen dem Flüssigkeitsbehälter und der
oberen Fläche der Membran 25 eine Verschlußschraube 45 angeordnet. Diese Schraube
besitzt keinen flüssigkeitsdichten Sitz, sondern gestattet der in dem Behälter befindlichen
Flüssigkeit, langsam durchzutropfen. Diese oder eine ähnliche Anordnung dient zur
Dämpfung plötzlicher Änderungen im Flüssigkeitsdruck, wie sie beim Hinundherbewegen
des Brennstoffes in dem Behälter entstehen können. Sie dient auch dazu, einen beträchtlichen
Verlust an Brennstoff zu verhindern, falls der Teil 22 des Gehäuses von dem Teil
21 abgeschraubt wird, um die Membran auszuwechseln. Nachdem die Teile zusammengefügt
sind, wird eine Verschlußschraube 46 gelöst, damit die in dem Druckraum enthaltene
Luft oder Flüssigkeit oberhalb der Membran entweichen kann und dieser Raum sich
mit der in dem Behälter befindlichen Flüssigkeit anfüllen kann. Die Membran ist,
wie in der Zeichnung veranschaulicht, mit ihrem äußeren Rande eingeklemmt und besteht
natürlich aus nicht porösem Material oder ist derart behandelt, daß sie flüssigkeitsdicht
ist. Die Größe der durch die Scheibe 26 unterstützten Fläche der
Membran
hängt von dem zu messenden Druck ab. Wie die Abb. 3 und q. zeigen, kann diese Fläche
durch Austausch der Stützfläche 26 geändert werden. In Abb.3 ist der wirksame Durchmesser
der Membran mit D und in Abb. q. mit D' bezeichnet.
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Nachdem eine geeignete Stützfläche für die Membran ausgewählt ist,
wird die Meßvorrichtung an dem Behälter angebracht, mit dem Anzeigeinstrument 16
in einen Stromkreis geschlossen und einreguliert. Die Größe des Luftspaltes zwischen
dem Deckel 38 und dem Anker 27 wird durch Verschraubung des Stöpsels 33 verändert.
Wenn der durch die Spule fließende Strom bei gegebenem Druck zu stark ist, so wird
der Luftspalt verkleinert, so daß der magnetische Kraftfluß bei gegebener Stromstärke
größer ist. Die Nulleinstellung erfolgt mittels der Stellschraube 34 und der Feder
32. Wenn der Druck gleich Null ist, so wird durch das Gewicht des Ankers und der
zugeordneten Teile ein leichter Druck auf den Kohlewiderstand ausgeübt, und ein
Strom geringer Stärke fließt durch den Stromkreis hindurch. Die Größe dieses Anfangsdruckes
kann mit Hilfe der Feder 32 einreguliert werden, so daß bei der Eichung des Anzeigeinstrumentes
ein willkürlicher Nullpunkt gewählt werden kann, der einem Druck von der Größe Null
entspricht, wenn ein geringer Strom durch den Stromkreis hindurchfließt. Dieser
kleinste Strom muß natürlich so groß sein, daß der Apparat anspricht. Nachdem die
Eichung vorgenommen ist, arbeitet die Anzeigevorrichtung sehr genau und behält diese
Wirkungsweise bei.