DE564257C - Integrator - Google Patents

Integrator

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DE564257C
DE564257C DEY586D DEY0000586D DE564257C DE 564257 C DE564257 C DE 564257C DE Y586 D DEY586 D DE Y586D DE Y0000586 D DEY0000586 D DE Y0000586D DE 564257 C DE564257 C DE 564257C
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circuit
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D1/00Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application
    • G01D1/04Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application giving integrated values
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/07Integration to give total flow, e.g. using mechanically-operated integrating mechanism

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Description

  • Integrator Die Erfindung bezieht sieh auf eine Einrichtung zum Integrieren veränderlicher Werte mittels einer unilaufenden, mit einem Zählwerk gekuppelten Trommel, die mit zwei stromleitenden Auflagen versehen ist. Ein auf derTrommel schle ifender Kontakt schließt abwechselnd m. it den leitenden Auflagen Stromkreise, und der Schluß des einen Stromkreises bewirkt die Einrückung der zwischen der Trommel und dem Zählwerk befindlichen Kupplung, der Schluß des zweiten Stromkreises die Lösung der Kupplung. Während bei den bekannten Einrichtungen dieser Art das Schalten des Zählwerks durch ein oder mehrere Relais erfolgt, die bei der Berührung des Kontaktes mit den stromleitenden Auflagen das Ein- und Ausschalten des Zählwerks hervorrufen, sind gemäß der Erfindung in den beiden Stromkreisen zwei elektromagnetische Systeme angeordnet, von denen das eine bei Stromschluß die Umstellung von Hebeln hervorruft. Diese bewirken dabei die Kupplung der Trommel mit dem Zählwerk und legen sich zugleich hinter Sperrklinken, von denen sie so lange festgehalten werden, bis durch Erregung des zweiten elektromagnetischen Systems die Klinken zurückgezogen und die Hebel wieder freigegeben werden. Die neue Einrichtung zeichnet sich gegenüber dem Bekannten durch besondere Einfachheit aus, da die Lösung und der Schluß der Kupplung ohne Zuhilfenahme besonderer Relais einfach durch zwei elektromagnetische Systeme bewirkt wird. Vor allem aber zeichnet sie sich durch geringen Stromverbrauch aus. Die sonst verwendeten elektromagnetischen Kupplungen 'stehen so lange unter Strom, als das Zählwerk mit der Trommel gekuppelt ist. Bei der neuen Einrichtung treten demgegenüber bei jeder Umdrehung der Trommel nur zwei kurze Stromstöße auf. Während des Übrigen Teiles findet ein Stromverbrauch überhaupt nicht statt, auch dann nicht, wenn das Zählwerk mit der Trommel gekuppelt ist.
  • Die Einrichtung ist in an sich bekanter Weise mit einer Vorrichtung zur Löschung der Schaltfunken versehen. Diese wird dadurch bewirkt, daß je kurz vor der Schließung der Stromkreise der Kupplungsmagnete zusätzliche Stromkreise durch den Schleifkontakt geschlossen werden, die unter Vermittlung eines Relais die Einschaltung eines an sich bekannten, die Funkenlöschung bewirkenden Widerstands hervorrufen. Zweckmäßig dienen zur Einschaltung der Hilfsstromkreise zusätzliche Auflagen auf der Trommel, die dicht neben den die Ströme für die elektromagnetischen Systeme schaltenden Auflagen angeordnet sind. Um, auch bei der Einschaltung der Hilfsstromkreise Funkenbildung am Schleifkontakt zu verhindern, ist in der Stromleitun g der zusätzlichen Aufla,-en ein Widerstand angeordnet.
  • Die Einrichtung kann beispielsweise zum \lessen der Menge eines durch eine Leitung strömenden Gases Verwendung finden. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar ist Abb. i ein senkrechter Schnitt durch die Einrichtung, Abb.:2 ein waagerechter Schnitt, Abb. 3 eine Stirnansicht der den Zähler steuernden Trommel und Abb. 4 ein senkrechter Schnitt durch ein zweites AusführunIgsbeispiel.
  • Die Meßvorrichtung enthält eine Trommel i, die in geeigneter Weise synchron mit einer Meßvorrichtung gedreht wird, mittels deren die Menge des zu einer Verbrauchsstelle ströwenden Gases gemessen wird. Jede Umdrehung der Trommel entspricht einer bestimmten Gasmenge. Die Trommel ist mit einem Zählwerk 2 verbunden, welches ein Ablesen der Gasmenge in Kubikmetern ermöglicht.
  • Zu der Meßvorrichtung gehört eine Einrichtun '-, durch die die Veränderung des Druckes und damit der Dichte des Gases berücksichtigt wird. Hierzu dient ein verhältnismäßig langer Hebel 3, der entsprechend den Druckschwankungen des Gases derart verstellt wird, das seine Stellung den jeweiligen Druck angibt. In einer Führung 5 ist ein Schieber 4 gegenüber der Trommel i verschiebbar, der sich in einem Schlitz 3o des flebels verstellen kann. Die Stellung des Schiebers.4 auf der Trommel i entspricht also dem jeweiligen Gasdruck.
  • In einer isolierten Bohrung des Schiebers ist ein elektrischer Leiter gelagert, der sich mit einem Schleifkontakt auf die Trommel i legt.
  • Die Trommel i besteht aus isolierendem Stoff, auf dem zwei Paar leitende, parallele und voneinander isolierte Schienen angebracht sind. Die Schienen ii und 12 verlaufen der Achse der Trommel parallel, während die Schienen i. und 14 schräg verlaufen und derart liegen, daß der Abstand zwischen den Schienen i2 und 14 sich in der Längsrichtun- der Trommel verändert. Wenn die Trommel sich dreht, so ist der von dem Schleifkontakt 6 zwischen den Schienen 1:2 und 14 beschriebene Bogen je nach der Einstelltin des Schiebers4 in der Führung5 größer oder kleiner. Die Schienen 12 und 14 sind derart auf der Trommel i angeordnet, daß der Winkelabstand der entsprechenden Punkte in einer bestimmten Beziehung zur Einstellung des Schiebers 4. in der Führung 5 steht. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bewegt sich der Schieber 4 bei einer Drucksteigerung in der Führung 5 von rechts nach links. Hierbei wächst der von dem Schleifkontakt 6 zwischen den Schienen 12 und 14 beschriebene Bogen. Die Schienen sind derart angeordnet, daß sie den Druckschwankungen des Gases Rechnung tragen.
  • Durch die Berührung des Schleifkontaktes6 mit den Schienen ii und 12 wird von der Trommel i aus ein Zählwerk 8 eingeschaltet, und durch die darauffolgende Berührung des Schleifkontaktes 6 mit den Schienen 13 und 14 wird das Zählwerk ausgeschaltet. Infolgedessen wird die Gasrnenge durch das Zählwerk 8 zusammengezählt unter Berichtigung der Angaben entsprechend dem Druck.
  • Außer dieser Berichtigung kann auch eine Berichtigung entsprechend der Temperatur des Gases in bekannter Weise vorgenommen werden.
  • Der Antrieb des Zählwerks 8 von der Trommel i aus ist in Abb. i bis 3 dargestellt. Das Zahnrad 9 des Zählwerks 8 ist auf der Welle der Trommel i drehbar. Es ist mit einem Kupplungsring, beispielsweise einer Reibungsscheibe gi, verbunden. Auf der Trommel i ist die zweite Kupplungshälfte angeordnet. Diese wird von biegsamen Armen 20 gebildet, die an der Trommel befestigt sind und sieh über die Stirnfläche hinaus erstrecken-. Diese Arme können mit Reibungsdruck an die Scheibe gi gepreßt werden. Für jeden Arm ist auf der Trommel ein Elektromagnet :21 angeordnet, mittels dessen der Arm entgegen der Federspannung an die Reibungsscheibe gi gedrückt wird. ZD el Die Arme2o können durch Sperrhebel:22 in Berührung mit der Scheibegi gehalten werden, und diese Sperrhebel können entgegen der Spannung von Federn2.4 durch Elektromagnete 23 ausgelöst werden, so daß die Arme 2o von der Scheibe gi zurückfedern. Bei der Drehung der Trommel wird durch den Übergang des Schleifkontaktes 6 über die Schiene 12 der die Elektromagnete:2i erregende Stromkreis geschlossen, und durch den Übergang des Schleifkontaktes 6 über die Z, Schiene 14 wird ein die Elektromagnete 23 erregender Stromkreis geschlossen. Zweckmäßig finden zwei einander gegenüberliegende Arme 2-o Verwendung.
  • An den unmagnetischen Armen 2o sitzen Aufsatzstücke ?-5 aus weichem Eisen in einem gewissen Abstande vor den Magneten 2 1. Die Flächen der Scheibe gi und der Arme:3o sind mit Gummi o. dgl. überzogen. Infolge dieser Anordnung sprechen die Zahnräder 9 genau auf den Stromschluß durch den Schleifkontakt und die Schienen 12 und 14 hin an. Sollte die Reibung in dem Getriebe des Zählwerks nicht ausreichen, inn dieses sofort beim Lösen der Kupplung zum Stillstand zu briiigen, so läßt sich eine Bremse anordnen.
  • Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 unterscheidet sich von dem im vorstehenden beschriebenen lediglich dadurch, daß an Stelle des Zalinrades 9 eine Scheibe 99 angeordnet ist, die ebenso wie die ringförmige Scheibe gi eine Kupplutigshälfte bildet. Die Scheibe 99 ist aber auf der Weile 81 des Zählwerks So befestigt, und dieses Zählwerk liegt gleichacbsig zur Tronirtiel i. Die Scheibe 99 kann init Teilstricben versehen werdeil, welche die Einheiten der bei einer Drehung 'gemessenen Gasinengen wiedergeben. Die Abmessungen können derart sein, daß bei einer Drehung der Scheibe 99 beispielsweise ioo 1 durchströmen. Das Zählwerk So gibt dann ein #,'ielfaelies von ioo Einheiten an.
  • Gleichachsig zur Trommel i ist ein Ring i_5 aus leitendem Stoff isoliert angeordnet, auf dein eine Bürste 16 schleift (Abb. i). Wenn der Schleifkontakt alt der Schiene 12 liegt, so wird ein Stromkreis geschlossen, der von der Stromquelle 17 durch die Elektromagnete 21 gelit, die mithin erregt v;erden. Wenn der Schleifkontakt 6 bei weiterer Drehung der Trommel i an di,.- Schiene i-t gelangt. so wird ein die gleiche Stroniquelle und Elektroina-,nete 23 enthaltender Stromkreis geschlossen, so daß jetzt diese Elektromagnete erregt werden. D-,ircli die Erregun- der Ma-nete 21 l# el werden die K-uppelarine 2o an die Kuppelscheibegi gedrückt, so daß das Zaliilradg sieh zusammen mit der Trommel i dreht. Die Sperrliebel'22 werden durch ihre Federn 24 über die Arme 2o g legt, so daß sie diese in Z#e t' der K-uppelstellung sperren (_Abb. 3). Wenn der Schleifkontakt 6 nun die Schiene 12 verläßt und die Elektrornagnete 21 ausgeschaltet werden, so bleiben die Arme :2o doch in Kuppelstellung. Bei weiterer Drehung der Trommel i -elangt der Schleifkontakt6 an die Schiene 1'-'4, so daß die Elektromagnete 23 erregt werden. Infolgedessen werden die Sperrliebel 22 zurückgezogen, so daß die Arme 20 von der Kuppelscheibe gi zurückfedern und das Zahnrad 9 ausschaltet).
  • Die im vorstehenden beschriebene Schaltung des Zählwerks erfolgt auch dann, wenn statt der Schienenpaare 11, 12 und 13, 14 nur eine Schiene vorgesehen ist. Die Hilfsschieneu i i und 13 haben die Aufgabe, Fünkenbildung bei der Herstellung und Unterbrechung der Stromkreise zu verhindern.
  • Bei der Drehung der Trommel gelangt der Schleifkontakt 6 zunächst an die Schienen i i Ulld 13, die bei der Ausführung den ihnen gegenüber isolierten Schienen 12 und 14 wesentlich näher liegen, als in der Zeichnung angegeben ist. Die Scbienenii und 13 sind unter Zwischensebaltung eines Widerstandes i,", an den Scbleifrin-i5 angeschlossen. Im Stromkreise des Schleifkontaktes 6 liegt außer der Stromquelle 17 ein Elektromal-net ig, der einen federbelasteten Stromunterbrecher 4o schließen kann. An diesen Schalter ist ein Widerstand angeschlossen, der mit den Hauptstromkreisen derart in Verbindung steht, daß die beim Ein- und Ausschalten der Hauptstronikreise an den Schienen 12* und 1.4 entstehenden Induktionsspannungen abgeleitet werden, ohne Schaltfunken hervorzurufen. Der Widerstand 18 im Hilfsstromkreis der Schienen 11, 13 kann so groß bemessen sein, daß er seinerseits Funkenbildung beim Ein-und Ausschalten des Hilfsstrornkreises verhindert.
  • Bei der Drehung der Trommel i gelangt der Schleifkontakt 6 zunächst an die Schiene i i. Durch den so geschlossenen Stromkreis geht infolge des Widerstandes iS ein schwacher Strom, der den Elektromagneten ig err eg t und den Schalter 4o schließt. Wenn der Schle;fizontalzt 6 die Schiene i i verläßt, so wird zwar dieser Stromkreis, nicht aber der Stromkreis durch den Schalter 4o unterbrochen. Der Kontakt6 gelangt nun an die Schiene 12. Da der Strom an dieser Stelle geschlossen wird, bevor der Stromkreis von hohem Widerstand unterbrochen ist, wird eine Funkenbildung vermieden. Durch den Kontakt 6 und die Schiene 12 wird ein Stromkreis geschlossen, in dem der Widerstand 18 nicht enthalten ist und in dem ein verhältnismäßig starker Strom fließt. Da in diesem Stromkreise auch der Elektromagnet ig liegt, bleibt der -Nebenschlußstromkreis geschlossen. Bevor also der Schalter 4o geöffnet ist, ist der Elektromagnet ig wieder erregt, so daß der Schalter 4o nicht geöffnet wird. Wenn der Kontakt 6 danach die Schiene 12 -verläßt, so wird zwar der die Elektromagnete 21 enthaltende Stromkreis sofort unterbrochen, aber der Nebenschluß von hohem Widerstände, der durch den Schalter 4o gebildet wird, wird noch einen Augenblick geschlossen bleiben. Infolgedessen wird Funkenbildung an der Schiene 12 vermieden.
  • Die Schiene 13 verhindert in entsprechender Weise die Funkenbildung an der Schiene 14. Der Hebel 3, der in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel entsprechend dem veränderlichen Gasdruck bewegt wird, kann beliebige andere Funktionen einer veränderlichen Größe wiedergeben. So kann beispielsweise der Ab- stand der Schienen 12 und 14 die Quadratwurzel, oder eine andere Funktion des Ab- standes des Kontaktes von einem Nullpunkt sein. Daher kann die durch die Einrichtung integrierte Veränderliche eine beliebige Funktion eines anderen Wertes sein, der gleichfalls eine Veränderliche ist.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Integrieren veränderlicher Werte mittels einer unilaufenden, mit einem Zählwerk kuppelbaren Trommel, auf der ein Kontakt schleift und die mit zwei stromleitenden Auflagen versehen ist, von denen die eine mit dem Schleifkontakt einen Stromkreis schließt, der die Kupplung einrückt, während die andere mit dem Schleifkontakt einen zweiten Stromkreis schließt, der die Kupplung ausrückt, gekennzeichnet durch zwei in den beiden#S tromkreisen liegende elektromagnetische Systeme (24 23), von denen das eine (:21) bei Stromschluß auf Hebel (:2o) derart einwirkt, daß diese die Trommel mit dem Zählwerk kuppeln und sich zugleich hinter Sperrklinken (:22) legen, während das zweite elektromagnetische System (23) bei Stromdurchgang die Klinken (2:2) zurückzieht und damit die Hebel (2o) wieder freigibt.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch i mit einer Vorrichtung zur Löschung der Schaltfunken, dadurch gekennzeichnet, daß je kurz vor Schließung der Stromkreise der Kupplungsmagnete zusätzliche Stromkreise durch den Schleifkontakt (6) geschlossen werden, die unter Vermittlung eines Relais (ig) die Einschaltung eines an sich bekannten, die Funkenlöschung bewirkenden Widerstandes hervorrufen. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, ge-25 kennzeichnet durch auf der Trommel (ii) dicht neben den die Ströme für die elektromagnetischen Systeme (234 23) schaltenden Auflagen (12, 14) angeordnete zusätzliche Auflagen (11, 13), die mit dem Schleifkontakt (6) die zusätzlichen Stromkreise schließen. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stromleitung der zusätzlichen Auflagen (11, 13) ein Widerstand (18) liegt, der Funkenbildung am Schleifkontakt (6) beim Einschalten der Hilfsstromkreise verhindert.
DEY586D 1929-04-13 1929-06-23 Integrator Expired DE564257C (de)

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