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Kolbenflüssigkeitsmesser mit einstellbaren Anschlägen für die Meßkolben,
deren Hublängen nicht veränderbar sind Die Erfindltng bezieht sich auf Flüssigkeitamesser
mit einstellbaren Anschlägen für die Meßkolhen.
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Derartige Flüssigkeitsmesiser halben im allgemeinen radial angeordnete
Zylinder mit einander gegenüberliegenden Kolben, die paarweise auf gemeinsamen Kolbenstangen
angebracht sind. Die Kolbenstangen sind in der Nähe ihrer Kreuzungsstellen durch
einen Lenker verbunden, ,der so angeordnet ist, daß eine genaue Aufeinanderfolge
der Bewegungen .der Kolben gewährleistet wird. Zuführungs- und Abgabekammern, die
allen Zylindern gemeinsam sind; stehen durch geeignete Durchgangswege und Durchlässe
mit diesen in Verbindung.
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Es sind derartige Messer bekannt, bei denen der Einlaß und Auslaß
der Flüssigkeit unter der Regelung eines gemeinsamen sich drehenden Ventils vor
sich geht, das durch die Bewegung der Kolben, betätigt wind. Ein großer Nachteil
dieser bekannten Kolbenmesser besteht darin, daß das Steuerventil zu jedem einzelnen
Zylinder außerordentlich fein eingestellt werden muß. Wollte man andererseits ein
gemeinsames Ventil für alle Zylinder verwenden, so wäre eine Genauigkeit der Bearbeitung
erforderlich, die weit über das wirtschaftlich tragbare Maß hinausginge. Ferner
ist es unvermeidlich, daß in dienern Fäll einseitiger Druck entsteht, durch den
das Ventil auf seinem Sitz gehalten wird. Dadurch wird aber die freie Beweglichkeit
der Teile stark herabgesetzt, so daß ein erhöhter Druckabfall durch den Flüssigkeitsmesser
mit allen seinen daraus folgenden Nachteilen entsteht.
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Ein Hauptzweck der Erfindung ist, einen Messer zu hauen, der frei
von diesen Beeinträchtigungen ist, möglichst wenig arbeitende Teile hat und infolgedessen
größere Einfachheit und Zuverlässigkeit besitzt.
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Es ist bereits bekannt, bei Flüssigkeitsmessern die Einstellung der
mit jedem Kolbenhub abgegebenen Flüssigkeitsmenge durch Änderung des Ausschlags
der Kurbel vorzunehmen, die. -die Meßkolben miteinander verbindet. Hieraus ergibt
sich., daß der Hub eines jeden Kolbens durch Verän@derurng der Einstellung geändert
wird, so daß eine sehr kleine Änderung des wirksamen Kurbelausschlags eine verhältnismäßig
große Änderung der von den Meßkolben bei jeder Umdrehung abgegebenen Gesamtflüssgkeitsmenge
zur Folge hat. Die Einstellung ist also verhältnismäßig roh.
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Beiden Kolbenflüssigketsmessern nach der Erfindung sind ein oder mehrere
Meßkälben mit einem Hilfskolben versehen, -der mit einem
Anschlag
zusammenarbeiten kann, um die bei jedem Abgabehub des Kolbens abgegebene Flüssigkeitsmenge
einstellen-in können. Dabei können die in dem entsprechenden Kolben angeordneten
Hilfskolben z. B. so miteinander verbunden sein, -daß sie sich im gleichen Sinne
bewegen können.
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Bei den Messern nach der Erfindung wird also der Hub der Meßkolben
nicht geändert, sondern es wird der Hub der Anschlag- oder Hilfskolben geändert,
deren Querschnittsfläche im Vergleich zu der Querschnittsfläche der Hauptkolben
klein ist. Infolgedessen ist auch die Änderung der Gesamtabgabe je Umdrehung, die
sich aus einer Änderung des Hubs des Hilfsl<olbens ergibt, verhältnismäßig klein.
Daraus folgt, daß sich mit dem einen solchen Messer eine außerordentlich feine Einstellung
erzielen läßt. Diese Feinheit der Einstellung liegt weit über derjenigen, die sich
mit den bisherigen Vorrichtungen erreichen ließ, bei denen der wirksame Kurbelausschlag
geändert wurde.
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Ferner kann hierbei auch die Einrichtung leicht so getroffen. werden,
da sich die Teile für die Einstellung außerhalb des Geräts befinden, so daß .die
Einstellung bewirkt werden kann, solange der Flüssigkeitsmesser in Tätigkeit ist,
wie .dies z. B. bei Gasmessern bekannt ist.
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Da die Einstellung der bekannten Flüssigkeitsmesser verhältnismäßig
roh ist, können die Einstellungen nur durch wiederholtes Ausprobieren bewirkt werden,
und der Messer muß für jeden einzelnen Versuch auseinandergenommen und wieder zusammengebaut
werden, damit festgestellt werden kann, ob die gewünschte Genauigkeit erreicht worden
ist.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Flüssigkeitsmessers
nach,der Erfindung, und zwar ein Messer mit vier zuein-_ ander rechtwinklig angeordneten
Zylindern, j, dargestellt. j Fig. i ist ein, vertikaler Querschnitt durch den, Messer
nach der Linie A-A der Fig. 2. Fig. 2 ist ein horizontaler Querschnitt durch den
Messer nach der Linie B-B der Fig. i.
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Bei dem dargestellten Messer sind die vier Zylinder i, 2, 3, 4 in
einem einzigen Gehäuse ausgebildet und mit Deckeln 5, 6, 7, ,8 versehen. Die zwei
Kolbenstangen g, io; die in rechtem- Winkel zueinander stehen und, wie dargestellt,
geeignet ,geformt sind, so daß sie sich kreuzen können, ohne miteinander zusammenzustoßen,
sind durch einen Lenker i i miteinander verbunden, der fest in die Kolbenstangen
eingesetzte Stifte 12, 13 umschließt, so daß, wenn ein Paar von Kolben 14, 16 an
dem Ende seines Hubes; ist, das andere Paar 15, 17 sich in der Mitte des
Hubes befindet und umgekehrt. Inder Zeichnung sind die Kolben 14, 16 an dem linken
Ende ihres Hubes und die Kolben 15, 17 in der Mitte des Hubes dargestellt.
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Das Gehäuse, in das die Zylinder gebohrt sind, weist einen gemeinsamen
mittleren Raune oder eine Kammer 18 auf, gegen die die- inneren Enden sämtlicher
Zylinder offenstehen. Diese Kammer 18 ist mit einem Ein laß ig versehen, der mit
der Zuführungsquelle der Flüssigkeit verbunden werden kann. über den Zylindern liegt
ein Deckel 2o, der einen Raum 21 einschließt, welcher eine gemeinsame Abgabe- oder
Auslaßkammer bildet und einen Auslaß 22 zur Abgabe von Flüssigkeit besitzt. Auf
der Seite eines jeden Zylinders ist ein Kanal23, 24, 25, 26, während die Zylinderdeckel
so ausgebildet sind, daß sie zwischen jedem Kanal und dem äußeren Ende des Zylinders,
mit dem er verbunden ist, eine freie Verbindung schaffen.. An ihren inneren Enden
stehen die Kanäle mittels Durchlässe 27, 28, 2g, 30 mit denjenigen Zylindern
in Verbindung, die im Kreis die nächsten sind. Diese Durchlässe stehen. gegen die
Zylinder in der Nähe- ihrer inneren Enden offen, so daß in jedem Fall das äußere
Ende eines Zylinders mit dem inneren Ende des nächsten in Verbindung steht und daher
auch bei gewissen Stellungen der später beschriebenen Ventile mit der gemeinsamen
Einlaßkammer 18. Entsprechend ist die Auslaßkammer 2i in Verbindung mit jedem der
Zylinder durch Durchlässe, von denen zwei 31, 32, nämlich diejenigen in den Zylindern
i und 3, in Fig. r zu sehen sind-.
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Mit jedem Hauptkolben verbunden und bei der dargestellten Ausführungsform
ein Ganzes damit bildend, ist ein Kolbenventil 33, 34, 35, 36, das mit den Einlaßdurchlässen
27, 28, 29,
30 und mit den Auslaß.durchlässen 31, 32 ebenso
wiemit denjenigenAuslaßdurchläs-sen, die mit den Zylindern2 und 4 verbunden, aber
in der Zeichnung nicht zu sehen sind, zusam- j menarbeiten können. Um eine unmittelbare
Verbindung zwischen den, Kammern 18 und 21 zu verhindern, ist jedes Kolbenventil
mit einer Verlängerung ausgebildet, von denen diejenigen an den Kolbeniventilen
33 und 35 die Durchlässe 3 r bzw. 32 schließen können, wie es bei 37 und 38 zu sehen
ist. Die Hauptteile de:r mit den Eirnla3durchlässen. 27, 28, 2,9 und 30 zusammenarbeitenden
Ventile wirken, wie in Fig. 2 zu sehen ist, so, .daß sie die Durchlässe schließen,
wenn die entsprechenden Kolben in der Mitte ihres Hubes sind und das andere Kolbenpaar
an einem oder dem anderen äußersten Ende des Hubes und daher stationär ist. Das
Anhalten des Kol- i benpaares an dem Ende seines Hubes ist je-
doch nur von
sehr kurzer Dauer, und während
dieses kurzen Zeitraums ist es notwendig,
daß die Kolbenventile, die in der Mitte des Hubes sind, vollständig an den entsprechenden
Einlaßdurchlässen vorbeigehen, woraus folgt, daß, wie in Fig. 2 dargestellt, nur
eine sehr geringe 1;Jberlappung zulässig ist, d. h. daß die Weite der wirksamen
Oberfläche des Kolbenventils nur sehr wenig größer als die des Einlaßdurchlasses
sein kann. Es ist daher eine sehr genaue Einstellung des Kolbenventils auf seiner
Stange erforderlich, und da diese Genauigkeit über derjenigen liegt, die gewöhnlich
bei Herstellungsverfahren angewendet wird, ist eine Vorrichtung zur Einstellung
der Kolbenventile auf ihren entsprechenden Kolbenstangen vorgesehen.. Zu diesem
Zweck ist an jedem Ende einer jeden Stange eine Schraube 39 angebracht, die einen
zylindrischen Bloch: 40 zurückhalten kann, der mittels eines äußeren Gewindes eine
Mutter 41 trägt, die eine halbkugelförmige sphärische Unterlegscheibe
42 hat, die auf einer bearbeiteten Oberfläche des Kolbengehäuses aufliegen
kann. Innerhalb dieses Gehäuses ist eine schraubenförmige Feder 43 vorgesehen, die
sich unter Druck zwischen einem Kragen 44 auf der Kolbenstange und einem inneren
Flansch 45 auf dem Kolbengehäuse befindet. Eine Einstellung wird dadurch bewirkt,
daß der angeschraubte Zylinder 4o auf deni,Ende der Kolbenstange mittels der Schraube
39. befestigt wird und dann das, Kolbenventil genau in bezug auf seinen zusammenarbeitenden
Einlaßdurchlaß durch Drehen der Mutter 41 gegen die Wirkung der Feder 45 einsgestellt
wird. Wenn die erforderliche Einstellung ausgeführt worden ist, wird der Zylinder
40 in die Aussparungen 46 übergenietet, die in der Mutter 41 ausgebildet sind, so
daß er im wesentlichen damit ein einheitlicher Teil wird. Wenn danach ein Entfernen
des Kolbens und Kolbenventils von der Stange gewünscht wird, kann dies -durch Lösen
der Schraube 39 geschehen, aber bei Wiederanbringen des Kolbens -und Kolbenventils
und Festziehen der genannten Schraube ist das Ventil wieder in der genauen Einstellung.
Eine Drehung der Kolben und Kolbenventile in bezug auf ihre entsprechenden Kolbenstangen
wird durch Stifte 47 verhindert, die nach innen von den Kolbenventilen vorspringen
und in Nasen. 48 auf den Kolbenstangen eingreifen können.
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Um eine Einstellung der Genauigkeit der Abgabe zu ermöglichen, sind
auf jedem Paar von Kolben 15, 17 zwei Plungerkolben 49, 50 angebracht, die durch
eine Kolbenstange 51 miteinander verbunden sind und sich gewöhnlich mit den Kolben
16 und 17 bewegen. In den Zylinderdeckeln 6 bzw. 8 sind Anschläge 52 und 53 angeordnet,
die durch eine Schraube oder andere Vorrichtung einstellbar sind und entsprechend
mit den Plungerkolben 49 und 5o zusammenarbeiten können. Durch die Einstellung dieser
Anschläge können so die Plungerkolben gehindert werden., an der vollständigen Hinundherbewebung,der
Kolben 15 und 17 teilzunehmen. Es ergibt sich eine daraus folgernde Änderung der
Flüssigkeitsabgabe, wodurch die gewünschte Einstellung einer solchen Abgabe gewährleistet
werden kann. Obwohl hier beide Anschläge 52 und 53 als einstellbar dargestellt sind,
ist dies nur bei einem der Anschläge absolut nötig, der andere kann gegebenenfalls
fest sein. Eine ähnliche Einstellvorrichtung kann bezüglich der Kolben 14 und 16
angebracht werden, aber im allgemeinen. ist ein solches besonderes Paar von Plungerkolben
hier nicht erforderlich, wenn eis nicht aus irgendeinem Grund notwendig ist, d'aß
die Menge der durch jeden Kolben abgegebenen Flüssigkeit einzeln einstellbar sein
soll.
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Die Abgabe von Flüssigkeit kann durch jede geeignete Art von Mechanismus
(Zählwerk) angezeigt oder aufgezeichnet werden, der jedoch nicht einen Teil der
vorliegenden Erfindung bildet. Eine solche Vorrichtung kann von irgendeinem beweglichen
Glied des Messers angetrieben werden, aber am zweckmäßigsten wird für diesen Zweck
die Bewegung des Lenkers i i verwendet. Ein Punkt auf diesem Lenker auf der Linie,
die die Mittelpunkte der Stifte 12 und 13 verbindet und der auf der Mitte zwischen
diesen liegt, beschreibt einen Kreis, und diese Tatsache kann zur Betätigung eines
Zählwerks oder einer Aufzeichnungsvorrichtung durch drehende Bewegung benutzt werden.
Da, damit der Druck auf .die Kolben genau axial sein kann, der Lenker i i zwischen
den Kolbenstangen 9 und io gelegt und daher nicht sehr für eine unmittelbare Verbindung
mit einem äußeren Zählwerk zugänglich ist, ist der Stift 12 hohl ausgeführt, so
daß darin eine Stange 54 mit einem Flansch. 55 an ihrem unteren Ende eingelassen
werden kann, der mit einem Stift 56 versehen ist, welcher in eine Öffnung in den
Lenker i i eingreifen kann, so daß sowohl die Stange als auch Lenker sich in bezug
auf den hohlen Stift i2 drehen. Das obere Erde der Stange 54 ist, wie in Fig. 2
dargestellt, mit quadratischem Querschnitt zur Aufnahme eines Hebels 57 ausgebildet,
der darauf abnehmbar mittels einer Schraube 58 befestigt ist. Dieser Hebel ist mit
einem Stift 59 versehen, der so angebracht ist, däß seine Mittellinie durch den
obererwähnten Punkt, der eine kreisförmige Bewegung besitzt, läuft. Der Stift 59
wiederum steht mit einer Kurbel 6o auf einer Spindel 61 in Eingriff, die mittels
eines Stopfbücbsendeckels
62 aurch die Außenseite dies- Messers
tritt und dazu dient, einen Anzeige- oder Aufzeichnungsapparat in beka,nnterWeise
anzutreiben.
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Die Reihenfolge der Arbeitsvorgänge wird im folgenden auseinandergesetzt,
wobei zu beachten ist, d'aß gewöhnlich der Messer mit der zu messenden Flüssigkeit
gefüllt ist. Die mittlere Kammer i8 steht durch. den Einlaß i9 in unmittelbarer
Verbindung mit der Zufuhr von Flüssigkeit unter Druck. Deshalb wird, ein solcher
Zuführungsdruck auf die nach. innen gerichteten Flächen sämtlicher Kolbenventile
ausgeübt, und dementsprechend sind die Kräfte; die auf tlie gegenüberliegenden Ventile
bei j eidem Paar wirken, im Gleichgewicht und nicht wirksam, um eine Hinundherbewegung
hervorzurufen. DieWirkung des Messers wird auf die folgende Weise hervorgebracht:
Wenn man die Elementebetrachtet, wie sie anfangs in ihren entsprechenden Stellungen
in der Zeichnung dargestellt sind, so findet die Flüssigkeit ihren Weg von, der
Einlaßkammer 18 durch den Durchlaß 28 und den Kanal 24 zu dem äußeren Ende des Zylinders
:2 und wirkt dementsprechend auf die äußere Seite des Kolbens 15, indem sie diesen
und seine verbundernen Elemente nach oben treibt, wie in Fig. 2 dargestellt. Der
Zylinder 2 wird so mit Flüssigkeit von seinem äußeren Ende aus gefüllt, während
zu gleicher Zeit Flüssigkeit schon in dem Zylinder ¢ durch den Kanal 26 und den
Durchlaß 3o ausgetrieben wird. Diese findet ihren. Weg in den Raum zwischen dem
Kolben 14 und- dem Kolbenventil 33 und deshalb durch den Auslaß:durchlaß 31 des
Zylinders i zu der - Auslaßkammer 2 i, von wo sie durch dien Ausltaß 22 abgegeben
wird. Zu gleicher Zeit, unmittelbar nachdem die Kolben 15, 17 ihre Mittelstellung
durchlaufen haben, beginnt das Freigeben der Durchlässe 27 und 29, und, dementsprechend
wird Flüssigkeit von der Einlaßkammer 18 durch den Du@rchlaß 29 und den Kanal 25
zu dem äußeren Ende des Zylinders 3 zugelassen und hilft so, die Kolben 14 und 16
nach rechts zu treiben, wie es in den Figuren zu sehen ist. Der Zylinder 3 wird!
auf diese Weise von, dem äußeren Ende aus -gefüllt, und zu gleicher Zeit findet
eine Abgabe von Flüssigkeit von dem äußeren Ende des Zylinders i über den Kanal
21 den Durchlaß 27, den Ramm zwischen dem, Kolben 15 und dem Kolbenventil
34 und über dien zu der Auslaßkammer 21 führenden Auslaßdurchluß des Zylinders 2
statt. Durch die Anordnung der Auslaßdurchlässe 31 und 32 wird es ermöglicht, daß
das Freigeben dieser Durchlässe beginnt, bevor das entsprechende Kolbenventil .die
Mittelstellung auf seinem inneren Hub erreicht hat. Wenn die Kolben 15, 17 die oberen
Enden ihres Hubes erreicht haben, sind die Kolben 14, 16 in ihrer Mittelstellung
angelangt, d. h. die relativen Stellungen der beiden Kolbenpaare sind miteinander
ausgewechselt, und die oben beschriebene Reihenfolge von Vorgängen wind entsprechend
wiederholt.
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Unter gewissen Umständen kann man. es für notwendig befinden., die
Weite der Kolbenventile in bezug auf ihre zusammenarbeitenden Durchlässe 27, 28,
29 und 30 zu vergrößern, wodurch die Überlappung zu solchem Auslaß vergrößert
wird, daß die entsprechenden mit dien Kolbenventilen, die durch ihre Mittelstellung
gehen, zusammenarbeitenden Durchlässe noch nicht angefangen haben, in der Zeit unbedeckt
zu sein, in der die Rückbewegung der Kolben, die am Ende ihres Hubes sind, begonnen
hat und so der erforderliche Auslaß für die abzugebend@e Flüssigkeit aus einem der
Zylinder noch nicht geschaffen ist. Diese Schwierigkeit kann dadurch Überwunden
werden, daß Vorsorge getroffen wird, daß jedes Paar von Kolben während einer begrenzten
Zeit an jedem Ende seines Hubes stillsteht. Zu diesem Zweck kann. der verbindende
Lenker gegen die Wirkung einer Feder schiwach. zusammen@drückbar gemacht werden
und Anschläge, vorzugsweise einstellbare, vorgesehen werden, um die Länge der Koibenhube
zu einer solchen Länge zu begrenzen; daß am Ende des, Hubes der Verbindungslenker
schwach zusammengedrückt wird, wodurch der Kolben zum Stillstehen veranlaßt wird,
während das andere Paar von Kolben, das die Zulassung zu den Zylindern und die Abgabe
daraus regelt, -deren Kolben am Ende ihrer Hube sindi, sich mit einer vergleichsweise
großen Geschwindigkeit bewegt.
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Bei gewissen Ausführungsformen, von Messern gemäß der Erfindung, insbesondere
bei solchen von großem Fassungsvermögen, kann es als wünschenswert gefunden werden,
anstatt die verschiedenen Ventile tatsächlich auf den Kolbenstangen zu befestigen,
sie in eine i getrennte, an den Zylindern. angrenzende Ventilkammer zu legen und
von den Kolbenstangen durch geeignete Verbindungsgetriebe anzutreiben. Die Wirkung
der Ventile ist jedoch im wesentlichen die gleiche wie bei i dem dargestellten Messer,
nämlich daß das mit jedem Zylinder verbundene Ventil so wirkt, d'aß es das Zulassen
und die Abgabe von. Flüssigkeit zu und von dem Zylinder regelt, der im Kreis der
nächste in der i Reihenfolge ist.