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Flüssigkeitskolbenmesser mit selbsttätiger Umsteuerung Die Erfindung
bezieht sich auf Flüssigkeitskolbenmesser, bei denen die den Meßkolben hin und her
bewegende Flüssigkeit selbsttätig umgesteuert wird, wobei die Umschaltung des Umsteuerorgans
durch Vermittlung eines vom Meßkolben aus betätigten Spannwerkes erfolgt.
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Bei Meßvorrichtungen dieser 'Art ist es sehr schwierig, den Meßkolben
genau an seinem Hubende zum Stillstand zu bringen. Dieser Mangel wird bei dem den
Gegenstand der Erfindung bildenden Kolbenmesser dadurch behoben, daß die Schaltbewegung
für das Umsteuerorgan von der Freigabe einer das Schaltwerk festhaltenden, beispielsweise
als Klinke ausgebildeten Sperrvorrichtung abhängig gemacht wird, die ihrerseits
in an sich bekannter Weise auf die bei Beendigung des Meßkolbenhubes auftretende
Erhöhung des Flüssigkeitsdruckes anspricht. Bei den bekannten Einrichtungen wird
die Spannung der Schaltfeder des Spannwerkes unmittelbar durch die Kolbenstange
bewirkt. Hierbei hat also der Meßkolben bei Beendigung seines Hubes dauernd den
Widerstand der Schaltfeder zu überwinden. Bei der vorliegenden Meßvorrichtung wird
das Spannen der Schaltfeder durch Vermittlung mehrerer Hebel sowie daran befindlicher
Nocken von der Kolbenstange bewirkt, wie dies an sich bei Meßvorrichtungen bekannt
ist. Es hört die Rückwirkung der Schaltfeder auf den Meßkolben auf, sobald die Schneiden
der Nocken einander passiert haben. Auf diese Weise läßt sich die Beendigung des
Zapfvorganges genau mit der Beendigung des Kolbenhubes in Übereinstimmung bringen,
ohne daß man Gefahr läuft, daß der Kolben seine Endstellung wieder verläßt. Der
Zapfer braucht nur, wenn er beispielsweise Flüssigkeit mittels einer Handpumpe fördert,
sobald der Meßkolben sein Hubende erreicht, mit Pumpen aufzuhören, bevor die Zunahme
des Flüssigkeitsdruckes zur Freigabe des Schaltwerkes genügt. Der Kolben wird dann
genau an seinem Hubende festgehalten.
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Eine weitere Verbesserung besteht noch darin, daß bei Bildung einer
während eines Meßvorganges, z. B. durch Abdrosselung des Zapfhahnes, zustande kommenden
Druckerhöhung diese das Einrücken einer Sperrvorrichtung veranlaßt, die die Umsteuerung
endgültig verhindert, d. h. den Zapfvorgang beendigt.
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Die Erfindung ist in den Fig. r und 2 in zwei verschiedenen Ausführungsformen
im senkrechten Schnitt dargestellt, während die Fig.3 und 4. verschiedene Stellungen
des Schlauchhahnes im Schnitt zeigen.
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Der die Umschaltung des Steuerschiebers E bewirkende, unter dem Einfluß
einer Feder 4.4 stehende, mit einem zweiflankigen Nocken 4.2 ausgerüstete Hebel
43 ist über einen Bolzen 51 mit einer Sperrklinke 52 verbunden, deren Sperrnase
53 mit einem Sperrstift 55 zusammenwirkt, der unter dem Einfluß einer Feder 56 und
eines Hebels 57 steht, während ihre Sperrnase 54 unter dem Einfluß eines An-
"chlages
58 steht, dessen Tragspindel 59 einerseits in eine Gabel 6o mündet, welche über
den Stift 61 des Hebels 57 greift, und anderseits mit einem unter dem Einfluß einer
Feder 62 stehenden Steuerkolben 63 verbunden ist. Dieser läuft in einem Zylinder
64, dessen die Feder 62 enthaltender Teil durch eine Leitung 65 mit der äußeren
Atmosphäre verbunden ist, während der über dem Kolben liegende Teil durch eine Verbindungsleitung
66 mit der Zuführungsleitung i für die Druckflüssigkeit verbunden ist. Sofern im
Mundstück 21 des Zapfschlauches 2o ein durch eine Feder belastetes Ventil go vorgesehen
ist, wird die Feder 62 des Steuerkolbens 63 so abgestimmt, daß zur Abwärtsbewegung
des Steuerkolbens 63 ein größerer Flüssigkeitsdruck notwendig ist als zum Öffnen
und Offenhalten des Schlauchventils go.
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Der Meßkolben B ist mit einer die Steuerstifte 16 und 17 für den Winkelhebel
40 tragenden Kolbenstange C fest verbunden, die auch eine Verzahnung 7o aufweist,
die mit einem Zahnrad 71 kämmt, jedoch nicht zum Antreiben der Kolbenstange, sondern
zur Betätigung eines Zählwerkes durch die hin und her gehende Kolbenstange. Zu diesem
Zweck ist das Zahnrad 71 innerhalb des Pumpengehäuses 5 auf einer Welle 72 gelagert,
die ebenfalls innerhalb des Gehäuses ein Exzenter 73 trägt, das mit seiner Lenkstange
74 auf ein Klinkenschaltwerk 75 einwirkt und dadurch das Schaltrad 76, welches durch
eine Klinke 77 gegen Rückgang gesperrt ist, weiterschaltet. Dieses Schaltrad ist
auch mit einer im Gehäuse 5 liegenden, einen Nocken 78 tragenden Scheibe 79 sowie
mit der Welle So gekuppelt, die durch das Gehäuse 5 hindurchgeführt ist und außerhalb
desselben einen Zeiger 81 trägt, welcher schrittweise die Umschaltungen anzeigt.
Der Zeiger 81 kann von außen jeweils bei Beginn einer Zapfung auf das gewünschte
Ouantum eingestellt werden unter entsprechender Mitdrehung des mit ihm gekuppelten
Nockens 78 der Steuerscheibe 79. Bei der Ausgabe schreitet der Zeiger 81 von Teilstrich
zu Teilstrich zurück, bis die gewünschte Menge ausgegeben wird, wobei am Schluß
der Nocken 78 die Zapfung unterbricht.
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Der Steuerschieber E verbindet je nach seiner Stellung entweder die
Flüssigkeitszuführungsleitung i mit der zur Oberseite des Meßkolbens führenden Umführungsleitung
3 und die mit der Unterseite des Meßkolbens dauernd in Verbindung stehende Kammer
4 mit der Flüssigkeitsaustrittsleitung 2 oder aber umgekehrt die Flüssigkeitszuführungsleitung
i mit der zur Unterseite des Kolbens führenden Kammer 4 und die von der Kolbenoberseite
kommende Umgehungsleitung 3 mit der Flüssigkeitsaustrittsleitung 2. An die Austrittsleitung
2 ist ein Zapfschlauch 2o angeschlossen, dessen Mundstück 21 einen zur Drosselung
oder Absperrung dienenden Hahn 22 trägt.
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Die Förderung der Flüssigkeit in der Zuführungsleitung i, i" kann
entweder mittels einer Handpumpe oder aber auch mittels einer motorisch betriebenen
Pumpe bzw. dadurch erfolgen, daß der Flüssigkeitsvorrat unter die Wirkung eines
Druckgases gesetzt oder aber durch Einführung von Druckwasser gefördert wird. Im
letzten Falle kann in die Flüssigkeitszuführungsleitung i ein Absperrorgan 82 eingebaut
sein, welches in der gestrichelt dargestellten Schließstellung den Eintrittskanal
84 des Steuerschiebers E über ein unter Belastung einer schwachen Feder 83 stehendes
Rückschlagventil 86 mit einer Flüssigkeitsabzugsleitung 87 verbindet.
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Es kann aber auch z. B. bei motorisch betriebener Förderpumpe die
zur Bewegung des Steuerkolbens 63 dienende Leitung 66 an den Austrittskanal 85 des
Steuerschiebers E angeschlossen und der Schlauchhahn 22 des Zapfschlauches 2o als
Dreiweghahn ausgestaltet sowie im Auslauf ein federbelastetes Rückschlagventil 9o
enthalten sein, welches das Eintreten von Luft verhütet, so daß der Schlauch stets
gefüllt bleibt. Das Dreiwegküken 9i verbindet den Schlauch 2o in der Stellung I
(Fig. 2) mit dem Auslaufventil go, in Stellung II (Fig. 3) mit einem Ventil 92,
dessen Schließfeder 93 so abgestimmt ist, daß der zur Öffnung nötige Druck größer
ist als der zur Betätigung des Steuerkolbens 63 nötige Druck, und dessen Ausgang
94 ebenfalls in das Auslaufventil go mündet, während in Stellung III (Fig. 4) der
Schlauch ganz abgeschlossen ist.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Beim Einführen von
Druckflüssigkeit durch die Zufuhrleitung i bzw. i, wird je nach der Stellung des
Steuerschiebers E der Meßkolben B auf- oder abwärts geschoben und dabei eine dem
Hubvolumen entsprechende Menge Flüssigkeit durch den Zapfschlauch 2o ins Freie verdrängt.
Jeweils im letzten Teil eines Kolbenhubes wird durch einen der Steuerstifte 16 oder
17 zunächst der Winkelhebel 4o ein Stück mitgenommen, wobei er mittels seines -zweiflankigen
Nockens 41 den zweiflankigen Nocken 42 des federbelasteten Hebels 43 so weit gegen
die Kraft der Feder 44 anhebt, daß sich annähernd im gleichen Augenblick, in welchem
der Kolben B seine Hubbegrenzung erreicht, der zweiflankige Nocken 42 des federbelasteten
Hebels 43 auf der Gegenseite des Nockens 41 vom Winkelhebel 40 wieder abrutschen
kann, um dadurch den
Winkelhebel 4o weiter umzulegen und den Schieber
E dabei umzusteuern. Die hierzu nötige Rückbewegung des federbelasteten Hebels 43
ist aber von der Freigabe der mit ihm verbundenen Sperrklinke 52 abhängig, da deren
Sperrnase 54 zunächst vom Anschlag 58 festgehalten wird, der sich senken muß, wenn
er die Sperrnase freigeben soll. Die Senkung tritt erst ein, wenn durch die beim
Kolbenanschlag sich ergebende Stauung der Flüssigkeit eine Druckerhöhung entsteht,
die den durch das Schlauchventil go gebildeten Druck um ein gewisses Maß überschreitet
und dann erst durch Einwirken auf den Steuerkolben 63 gegen die Kraft seiner Feder
62 dessen Senkung herbeiführt, wodurch der Anschlag 58 ebenfalls gesenkt wird und
die Sperrnase 54 freigibt. Jetzt erst kann die Feder 44 durch Einwirkung auf den
Steuerhebel 43 den Winkelhebel 40 vollends umlegen und dabei den Schieber E umsteuern.
Durch diesen Teil der Wirkungsweise wird verhütet, daß bei abgenutztem Steuernocken
41 und 42 die Umschaltung erfolgen kann, bevor der Meßkolben B seinen Anschlag erreicht
hat. Auch bietet er den Vorteil, daß bei Förderung der Flüssigkeit mittels einer
Handpumpe der Bedienende bei jeder Erreichung eines Kolbenhubendes in sehr bequemer
Weise wählen kann zwischen Weiter schalten oder Aufhören und Festhalten des Kolbens
genau am Hubende. Er braucht nämlich nur, wenn er aufhören will, die Bildung einer
nennenswerten Druckerhöhung zu vermeiden und hält dadurch den Kolben genau am Hubende
fest, während er, wenn er weiterpumpen will, nur einen kleinen Überdruck zu geben
braucht, um sofort eine Umschaltung und Weiterbetätigung zu erzielen.
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Erfolgt hingegen die Förderung der Flüssigkeit nicht mittels einer
Handpumpe, sondern durch eine motorisch betriebene Pumpe oder mittels Druckgas oder
Wasserdruck, so entsteht natürlich der zur Freigabe der Umschaltung auf den Kolben
63 wirkende Staudruck regelmäßig. Es ist aber wünschenswert, durch Betätigung des
Schlauchhahnes 22 die endgültige Unterbrechung des Zapfvorganges herbeiführen zu
können, weil es von Wichtigkeit ist, mit nur einem Mann Bedienung am Schlauchende
auskommen zu können. Auch diese Aufgabe wird mit der Einrichtung gelöst, denn wenn
während eines Kolbenhubes der Schlauchhahn 22 gedrosselt wird, so tritt bereits
während der Kolbenbewegung eine Druckerhöhung in der Zuführungsleitung i ein, welche
bei genügender Drosselung des Hahnes 22 ausreicht, um den Steuerkolben 63 gegen
die Kraft seiner Feder 62 abwärts zu bewegen, wobei er sich aber so weit abwärts
bewegt, daß der Sattel 6o" der Gabel 6o, die mit dem Kolben 63 verbunden ist, auf
den Hebel 57 einwirkt und den Stift 55 gegen die Kraft seiner Feder 56 in die Bahn
der Steuernase 53 einrückt (Fig. i). Infolgedessen ist zwar, wenn bei Beendigung
des Hubes des Kolbens B der Steuerhebel 43 gegen die Kraft seiner Feder
44 angehoben wird, die Steuernase 54 der Sperrklinke 52 freigegeben, aber
die Steuernase 53 derselben gleitet über den hochgehobenen Sperrstift 55 und wird
jetzt von diesem endgültig festgehalten, weil infolge des Ausbleibens einer Umschaltung
der erhöhte Staudruck in der Zufuhrleitung erhalten bleibt und daher der Steuerkolben
63 zunächst nicht wieder zurückgehen kann. Es wird also durch das Einwirken des
Steuerkolbens 63 auf den Sperrstift 55 eine endgültige Unterbrechung des Zapfvorganges
durch Druckerhöhung beim Drosseln des Schlauchhahnes 22 ausgelöst.
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Um nun nach einer Zapfpause die Sperrung wieder aufzuheben und dadurch
eine neue Zapfung zu ermöglichen, braucht man nur das in der Zufuhrleitung i, i"
eingebaute Absperrorgan 82 in seine Absperrstellung zu bringen, in der es den Eintrittskanal
84 über das bei einem geringen Druck öffnende federbelastete Rückschlagventil86
mit dem Flüssigkeitsablauf 87 verbindet. Dadurch kann sich der Steuerkolben 63 unter
dem Einfluß seiner Feder 62 und Verdrängen von Flüssigkeit aus dem Zylinder 64 in
die Ablaufleitung 87 wieder heben und dadurch das Zurückziehen des Sperrstiftes
55 mittels seiner Feder 56 freigeben, worauf die Feder 44 mittels des Hebels 43
und des Winkelhebels 40 den Schieber E umsteuert.
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Ist bei Förderung durch Motorpumpe, wie in Fig. 2 dargestellt, die
zum Steuerkolben 63 führende Druckleitung 66 an den Auslaßkanal 85 des Steuerschiebers
E angeschlossen und der Zapfschlauch mit einem Dreiweghahn mit durch Federventil
gedrosseltem Nebenausgang versehen, so kann eine im Gange befindliche Zapfung beendigt
werden dadurch, daß während eines Hubes des Meßkolbens B der Schlauchhahn g1 in
die Drosselstellung II gedreht wird, in der die Flüssigkeit nur durch das federbelastete
Ventil g2 treten kann, zu dessen Öffnung ein Druck erforderlich ist, welcher genügt,
den Steuerkolben 63 gegen seine Feder 64 abwärts zu bewegen, wodurch der Sperrstift
55 in seine wirksame Lage angehoben wird und die Umschaltung verhindert. Hierauf
kann der Schlauchhahn durch Übergang in die Stellung III geschlossen werden oder
aber durch Rückgang in die Stellung I eine neue Zapfung eingeleitet werden, weil
nach diesem Rückgang die Feder 6 den Steuerkolben 63 wieder zurückschieben kann
und dadurch die Umschaltung freigibt.
Durch die Überführung des
Schlauchhahnes in die Drosselstellung Il wird die Beendigung des Zapfvorganges so
vorbereitet, daß sie genau beim nächsten Hubende des Meßkolbens B zustande kommt.
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Bei jedem Aufwärts- und Abwärtshub des Meßkolbens ß3 überträgt die
Verzahnung 70 der Kolbenstange C ihre Bewegung auf das Zahnrad 71, dessen Durchmesser
so gewählt ist, daß je ein Hub ungefähr einer vollen Umdrehung des Zahnrades 71
entspricht. Hierbei macht auch das Exzenter 73 einen vollen Hinundherhub und steuert
dabei das Schaltrad 76, das durch eine Klinke 77 gegen Rückgang gesperrt ist, und
den Zeiger 8i jeweils um einen Teilstrich fortschaltend weiter. Ist der Zeiger 8i
auf eine bestimmte Menge eingestellt gewesen, unter entsprechender Mitnahme des
Steuernockens 78, was Bedingung dafür ist, daß die Feder 56 den Sperrstift 55 aus
seiner wirksamen Stellung herauszieht, und ist dann die eingestellte Flüssigkeitsmenge
entnommen, so schiebt sich bei der Abgabe der letzten Hubmenge der Sperrnocken 78
wieder unter den Steuerstift 55 und hebt diesen gegen die Kraft seiner Feder 56
in die wirksame Stellung an. Da das Exzenter 73 in solcher Weise auf der Welle 72
befestigt ist, daß immer im ersten Teil einer vollen Umdrehung die Fortschaltung
des Schaltrades 76 erfolgt und im zweiten Teil der Umdrehung der Rückzug der Schaltklinke
75 eintritt, wird beim letzten Kolbenhub im ersten Teil desselben bereits durch
Einwirkung des Nockens 78 der Sperrstift 55 in seine wirksame Stellung gehoben,
und beim Anheben des Schalthebels 4.3 im letzten Hubteil des Kolbens B fällt die
Sperrnase 53 der Klinke 52 über den Sperrstift 55 ein und hält nunmehr den Schalthebel
43 fest, so daß eine Umschaltung nicht erfolgen kann und der Meßvorgang unterbrochen
wird.
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Infolge des Zusammenwirkens der Einstellbarkeit des Zeigers mit dem
Steuernocken 78 einerseits und des unter der Wirkung eines Staudruckes sich betätigenden
Kolbens 63 anderseits, wird es dem Zapfer freigestellt, ob er die am Beginn einer
Zapfung eingestellte Menge ganz ausgeben oder aber für den Fall, daß der aufnehmende
Tank doch schon zu früh voll wird, die Zapfung durch Drosselung des Schlauchhahnes
22 früher, aber mit einem ganzen Hubvolumen, unterbrechen will.