Mechanisches Integriergerät für mehrere Meßgrößen, vornehmlich zur
Gasmengenmessung Bei vielen mechanischen Vorrichtungen zur Integration zweier Meßwerte
wird die Umdrehungszahl eines Treibrades, welches nur zeitweise mit einem zweiten
angetriebenen Räde in Eingriffsverbindung steht, der ersten Meßgröße verhältnisgleich
gehalten. Die Eingriffszeit bzw. der Eingriffswinkel ist der zweiten Meßgröße verhältnisgleich,
so daß die Umdrehungszahl des angetriebenen zweiten Rades dem Produkt der beiden
Meßgrößen entspricht. Dabei wird bei einer bekannten Ausführungsart eine Sperrklinke,
die auf einer sich drehenden Welle sitzt, auf einen bestimmten Teil des Umfanges
mit einem Zahnrad in Eingriff gebracht. Die Umdrehungszahl dieses Rades ist dann
gleich der Tourenzahl der die Klinke tragenden Welle multipliziert mit dem Eingriffswinkel.
Bei anderen Ausführungen wird ein Zylinder, dessen Umdrehungszahl der ersten Meßgröße
verhältnisgleich ist und der am oberen Ende auf seinem ganzen Umfang, am unteren
nur auf einem kleinen Teil des Umfanges mit Zähnen versehen ist, mit einem Zahnrad
nur auf einem Teil seines Umfangss in Berührung gebracht. Je höher demzufolge das
in Eingriff kommende Zahnrad, das auf einer verschiebbaren Welle sitzt, gestellt
wird, desto öfter dreht es sich bei einer Umdrehung des Zylinders. Ferner werden
vielfach Schwinghebel benutzt, deren Schwingungszahl der ersten Meßgröße verhältnisgleich
ist, während die Hubhöhe von der zweiten Meßgröße bestimmt wird. Hubzahl und Hubhöhe
beeinflußt eine ein Zählwerk treibende Welle. Bei dem Gegenstand der Erfindung wird
der zeitweise Eingriff zwischen zwei Rädern dadurch bewirkt, daß Schwingbewegungen
eines dieser beiden Räder sie zeitweise 'zum Eingriff miteinander bringen. Dadurch
entsteht ein Gerät von besonders einfacher und betriebssicherer Bauart.Mechanical integrator for several measured quantities, primarily for
Gas quantity measurement With many mechanical devices for the integration of two measured values
is the number of revolutions of a drive wheel, which only intermittently with a second
driven wheels is in engagement connection, the first measured variable proportionally
held. The intervention time or the pressure angle is proportional to the second measured variable,
so that the number of revolutions of the driven second wheel is the product of the two
Corresponds to measured quantities. In a known embodiment, a pawl,
which sits on a rotating shaft, on a certain part of the circumference
engaged with a gear. The number of revolutions of this wheel is then
equal to the number of revolutions of the shaft carrying the pawl multiplied by the pressure angle.
In other versions, a cylinder whose number of revolutions is the first measured variable
is proportional and that at the upper end over its entire circumference, at the lower end
is provided with teeth only on a small part of the circumference, with a gear
brought into contact only on part of its circumference. Accordingly, the higher the
meshing gear, which sits on a sliding shaft, is made
the more it rotates with one revolution of the cylinder. Further be
rocking levers are often used, the number of oscillations of which is proportional to the first measured variable
is, while the lifting height is determined by the second measured variable. Stroke rate and lift height
influences a wave driving a counter. In the subject matter of the invention
the intermittent engagement between two wheels causes oscillating movements
one of these two wheels will bring them into engagement with one another at times. Through this
the result is a device of particularly simple and operationally reliable design.
Erfindungsgemäß wird die Fläche eines Treibrades, welche mit einem
angetriebenen Rad in Berührung steht, so ausgebildet, daß die Welle, auf welcher
das Treibrad befestigt ist, bei jeder Umdrehung eine hin und her gehende Bewegung
ausführt, und weiterhin wird eine von der zweiten Meßgröße beeinflußte Kurvenscheibe
so angebracht, daß sie die sich hin und her bewegende Welle in einem bestimmten
Punkte abstützt. Sobald die Welle des Treibrades durch die Kurvenscheibe abgestützt
wird, stehen die Räder nicht mehr in Verbindung, und das angestriebene Rad bleibt
stehen. Sobald beide Räder wieder in Berührung kommen, hebt sich die Welle infolge
entsprechender Ausbildung der Berührungsfläche der beiden Räder von der Kurvenscheibe
ab, und das angetriebene Rad wird- mitgenommen, bis sich die Welle wieder auf die
Kurvenscheibe auflegt. Dadurch wird je nach der Stellung der Kurvenscheibe der Eingriffswinkel
in beliebiger Weise in Abhängigkeit von einer zweiten Meßgröße beeinflußt. Eine
solche Vorrichtung eignet sich. besonders bei der volumetrischen Gasmengenmessung.
Z. B. kann man das Treibrad mit einem volumetrischen Gasmesser verbinden und die
Kurvenscheibe vom Druck, von der
Temperatur. und von der Feuchtigkeit
des Gases in bekannter Weise beeinflussen lassen" indem man die K_ urvenscheibe
über eine Zahnstange und ein Kitzel mit einer Tauchglocke verbindet, unter welcher
sich ein bestimmtes: Gasvolumen befindet, wobei Druck und Temperatur des eingeschlossenen
Volumens dem des strömenden,, zu messenden # Gases gleich sein müssen. In diesem
Falle würde ein an das Treibrad angeschlossenes Zählwerk unmittelbar Normalkubikmeterzählen.
AuchbeiderGaszneügenmessung nach der Strömungsmengenmeßmethode läßt sich ein solches
Integriergerät vorteilhaft verwenden, wenn man das Treibrad in bekannter Weise mit
einem Uhrwerk verbindet und die Kurvenscheibe von einem an eine Drosselstelle angeschlossenen
Differenzdruckmesser steuern läßt. Durch HintereinanderschaItüng mehrerer Integriergeräte
kann man in bekannter Weise gleichzeitig auch bei der Strömungsmengenmessung Druck
und Temperatur in ähnlicher Weise berücksichtigen, wie es oben für den volumentrischen
Gasmesser geschildert wurde. Man wird zu diesem Zweck einfach das angetriebene Rad
mit einem Treibrad eines zweiten Integriergerätes von den Zustandsgrößen des Gases
beeinflussen lassen. Für die Betriebsüberwachung kommt es manchmal nicht s97 genau
äuf Erfassung der Gasmenge äü; vielmehr genügt es zu wissen, wie lange und wie weit
ein in einer Leitung befindlicher Hahn oder ein Ventü geöffnet gewesen ist. In diesem
Falle läß't sich ebenfalls das oben beschriebene Integriergerät vorteilhaft verwenden,
indem das Treibrad mit einem-Uhrwerk angetrieben wird, während die- Kurvenscheibe
mit einem Hahn verbunden wird und je nach der Öffnung des Hahnes den Eingriffswinkel
mehr oder weniger vergrößert.According to the invention, the surface of a drive wheel, which with a
driven wheel is in contact, formed so that the shaft on which
the drive wheel is attached, a reciprocating motion with each rotation
executes, and a cam is influenced by the second measured variable
mounted so that they move the reciprocating shaft in a given
Points. As soon as the shaft of the drive wheel is supported by the cam
the wheels are no longer connected and the driven wheel remains
stand. As soon as both wheels come into contact again, the shaft rises as a result
corresponding design of the contact surface of the two wheels of the cam
from, and the driven wheel is taken along until the shaft is back on the
Cam disc hangs up. This changes the pressure angle depending on the position of the cam
influenced in any way depending on a second measured variable. One
such a device is suitable. especially for volumetric gas quantity measurement.
For example, the drive wheel can be connected to a volumetric gas meter and the
Cam disk from the pressure, from the
Temperature. and from the moisture
of the gas can be influenced in a known manner "by turning the cam disk
connects via a rack and a tickle with a diving bell, under which
there is a certain volume of gas, with pressure and temperature of the enclosed
Volume must be the same as that of the flowing gas to be measured. In this
In the event of a case, a counter connected to the drive wheel would immediately count normal cubic meters.
Such a method can also be used with the gas flow measurement using the flow rate measurement method
Use integrator advantageously if you use the drive wheel in a known manner
a clockwork connects and the cam disk connected to a throttle point
Can control differential pressure meter. By connecting several integrating devices in series
can be used in a known manner at the same time when measuring the flow rate pressure
and temperature in a similar way as it was above for the volumetric
Gas meter was depicted. One simply becomes the driven wheel for this purpose
with a drive wheel of a second integrator of the state variables of the gas
be influenced. For operational monitoring, s97 is sometimes not accurate
äuf detection of the amount of gas äü; rather, it is sufficient to know how long and how far
a tap or a valve in a line has been open. In this
In this case, the integrating device described above can also be used advantageously,
by driving the drive wheel with a clockwork mechanism, while the cam disk
is connected to a tap and, depending on the opening of the tap, the pressure angle
more or less enlarged.
Ein Ausführungsbeispiel ist in Abb. i dargestellt. Das Kronenrad i
berührt mit der Fläche 2 das Zahnrad 3, welches mit einem Zählwerk verbunden ist.
Das Kronenrad i ist schräg abgeschnitten, also' taumelscheibenartig, ausgebildet,
so daß es bei jeder Umdrehung auf und ab geht. Es ist fest mit der Welle 4 verbunden,
welche daher diese Bewegung mitmacht. Die Welle 4 ist in den Gehäusewänden 5, und
6 gelagert. Sie wird angetrieben durch ein Zahnrad 7, welches z. B:. mit einem Uhrwerk
in Verbindung steht. In der Bohrung des Zahnrads 7 kann sich die Welle axial hin
und her bewegen. Die Feder 8 zwischen dem Kronenrad :i und der- Gehäusewand 6 drückt
das Kronenrad. gegen -das Rad 3. Am Kopfe der Welle 4 sitzt ein Gabelstück 9, welches
- in der Kurvenscheibe To so geführt ist, daß es sich- nicht mitdrehen kann. Die
Welle 4 ist in diesem Gabelstück - frei drehbar gelagert. Sobald jetzt das Gabelstück
sich auf die Kurvenscheibe auflegt, kommen die Räder i und 3 außer Eingriffsverbindung,
so daß das Rad 3 stehenbleibt. Erst wenn sich das Rad ' so weit gedreht hat, daß
es wieder auf das Rad 3 ' trifft, wird dieses mitgenommen und das Gabelstück 9 von
der Kurvenscheibe io abgehoben. Die: Kurvenscheibe steht durch die Stange i= ' mit
einem beliebigen Meßgerät oder mit einem in einer Leitung sitzenden Hahn o. dgl.
in Verbindung, wie bereits oben geschildert.An exemplary embodiment is shown in Fig. I. The crown gear i
touches the surface 2 of the gear 3, which is connected to a counter.
The crown gear i is cut off at an angle, so 'swash plate-like, designed,
so that it goes up and down with every revolution. It is firmly connected to shaft 4,
which therefore participates in this movement. The shaft 4 is in the housing walls 5, and
6 stored. It is driven by a gear 7 which, for. B: with a clockwork
communicates. In the bore of the gear 7, the shaft can move axially
and move here. The spring 8 between the crown wheel: i and the housing wall 6 presses
the face gear. against the wheel 3. At the head of the shaft 4 there is a fork piece 9, which
- is guided in the cam disc To in such a way that it cannot turn with it. the
Shaft 4 is freely rotatable in this fork piece. As soon as now the fork piece
rests on the cam, the wheels i and 3 disengage,
so that the wheel 3 stops. Only when the wheel has turned so far that
it hits the wheel 3 'again, this is taken along and the fork piece 9 of
lifted off the cam disc ok. The: cam is through the rod i = 'with
any measuring device or with a cock seated in a line or the like.
in connection, as already described above.
Bei Integriergeräten der geschilderten Art wird es als Nachteil empfunden,
daß das Zählwerk nur stoßweise läuft. Um diesen Nachteil zu beseitigen, kann man
die Welle 4 durch ein Vorgelege auf eine verhältnismäßig hohe Tourenz?,h1 bringen
und zwischen das Rad 3 und das Zählwerk ein zweites Vorgelege bringen, welches die
Tourenzahl wieder herabsetzt. Es finden dann so zahlreiche Unterbrechungen der Bewegung
statt, daß das Zählwerk fast gleichmäßig geht. Den gleichen Zweck kann man auch.
dadurch erreichen, daß man zwischen das Rad 3 und das Zählwerk beispielsweise eine
Spiralfeder legt und das Rad 3 mit einer Sperrklinke versieht, so daß es sich nur
in einer Richtung drehen kann. Das Zählwerk kann dann - durch ein Zwischengelege
oder durch Vergrößerung der. Schwungmasse so mit dem Rad 3 verbunden werden, daß
es gleichmäßig läuft, während die Feder stoßweise vom Rad 3 in Drehrichtung versetzt
wird. Das Zählwerk wird dann also gewissermaßen von einem Feder-' werk getrieben,
welches vom Rad 3 stoßweise aufgezogen wird.In the case of integrating devices of the type described, it is felt to be a disadvantage
that the counter only runs intermittently. To eliminate this disadvantage, one can
bring shaft 4 to a relatively high speed?, h1 by means of a back gear
and bring a second back gear between the wheel 3 and the counter, which the
Number of tours reduced again. There are then so numerous interruptions in movement
instead of the counter going almost steadily. You can do the same thing.
achieve that between the wheel 3 and the counter, for example, one
Coil spring sets and the wheel 3 provides a pawl so that it is only
can rotate in one direction. The counter can then - through an intermediate gear
or by enlarging the. The flywheel is connected to the wheel 3 in such a way that
it runs smoothly, while the spring intermittently shifts from wheel 3 in the direction of rotation
will. The counter is then so to speak driven by a spring mechanism,
which is pulled up by the wheel 3 intermittently.
Eine besonders einfache Ausführungsart ist in Abb. 2 dargestellt.
Die: hin und her gehende Bewegung des antreibenden Rades yvird senkrecht zur Achse
dieses Rades durch exzentrische Lagerung des Rades 12 auf der Welle 13 hervorgerufen.
Das Rad 14 dreht sich bei einer Umdrehung des Rades 12 ebenfalls einmal herum. Auf
der Welle 13 sitzt. eine Gabel 15, welche in der Welle, 16 gelagert ist. Außerdem
ist auf der' Welle 13 ein Rad 17 fest angeordnet, welches mit dem auf der Welle
16 sitzenden Rad 18 in dauernder Eingriffsverbindung steht. Wird das Rad 18 z. B.'
durch ein Uhrwerk angetrieben, so dreht sich die Welle 13. Das exzentrische Rad
iz läuft über das Rad 14, und die Welle 13 beschreibt senkrecht zu ihrer Achse einen
kreisförmigen Bogen um die Welle 16. Soll der Eingriff der Räder 12 und 14 unterbrochen
werden, so wird die Kurvenscheibe i9, welche an der Welle 2o befestigt ist, gedreht.
Das untere Ende 2i _ der Gabel 15 wird dann angehoben, so daß -während einer bestimmten
Zeit die beiden Räder außer Berührung kommen. Die ganze Vorrichtung wird in zwei
hintereinanderIiegende Platten eingebaut. Die Räder 12 und 14 befinden sich innen,
die Kurvenscheibe und die Räder 17 und 18 außen. Um einen gleichmäßigen Gang des
Zählwerkes sicherzustellen,
können die Kurvenscheibe und die Räder
17 und 18 doppelt ausgeführt und auf beiden Außenseiten des Gehäuses angebracht
werden. Je weiter die Kurvenscheibe gedreht wird, desto schräger steht die Gabel15
und desto geringer ist der Eingriffswinkel. Die Kurvenscheibe kann in bekannter
Weise mit Zähnen versehen werden, während das untere Ende 2i der Gabel 15 angespitzt
wird, so daß beim Auflegen der Gabel i5 auf der Kurvenscheibe ig diese so lange
festgehalten wird, bis das Rad 12 wieder mit dem Rad 14 in Berührung kommt. Diese
Anordnung ist dadurch besonders vorteilhaft, daß durch die Drehung der Scheibe 18
im Sinne des eingezeichneten Pfeiles auf die Scheibe 17 und die Welle 13 ein Druck
nach unten ausgeübt wird, so däß die exzentrische Scheibe 12 auf die mit dem Zählwerk
in Verbindung stehende Scheibe 1¢ mit einer Kraft aufgedrückt wird, welche der Größe
der zu übertragenden Kraft entspricht.A particularly simple embodiment is shown in Fig. 2.
The reciprocating motion of the driving wheel becomes perpendicular to the axis
this wheel caused by eccentric mounting of the wheel 12 on the shaft 13.
The wheel 14 also rotates once for one revolution of the wheel 12. on
the shaft 13 is seated. a fork 15 which is mounted in the shaft 16, 16. aside from that
a wheel 17 is fixedly arranged on the 'shaft 13, which with the one on the shaft
16 seated wheel 18 is in permanent engagement. If the wheel 18 z. B. '
driven by a clockwork, the shaft rotates 13. The eccentric wheel
iz runs over the wheel 14, and the shaft 13 describes a perpendicular to its axis
circular arc around the shaft 16. Should the engagement of the wheels 12 and 14 be interrupted
the cam disk i9, which is attached to the shaft 2o, is rotated.
The lower end 2i _ of the fork 15 is then raised so that -during a certain
Time the two wheels come out of contact. The whole device comes in two
Installed panels one behind the other. The wheels 12 and 14 are inside,
the cam and the wheels 17 and 18 outside. To ensure that the
To ensure the counter,
can use the cam and the wheels
17 and 18 executed twice and attached to both outer sides of the housing
will. The further the cam is turned, the more inclined the fork15
and the smaller the pressure angle. The cam disk can be known in
Way to be provided with teeth, while the lower end 2i of the fork 15 is pointed
so that when the fork i5 is placed on the cam disk ig it lasts for so long
is held until the wheel 12 comes into contact with the wheel 14 again. These
The arrangement is particularly advantageous in that the rotation of the disk 18
in the sense of the arrow drawn on the disk 17 and the shaft 13 a pressure
is exercised downwards, so that the eccentric disc 12 on the counter
related disc 1 ¢ is pushed open with a force which corresponds to the size
corresponds to the force to be transmitted.
Dieses Integriergerät, das vornehmlich zur Mengenmessung strömender
Mittel dienen soll, läßt sich auch für beliebige andere Zwecke verwenden. Z. B.
kann man das Treibrad mit einem Wassermesser verbinden und die Kurvenscheibe durch
ein die Wassertemperatur anzeigendes Thermometer beeinflussen lassen und auf diese
Weise das Integriergerät als Wärmezähler benutzen.This integrating device, which is primarily used to measure the amount of flowing
Fund is intended to serve, can also be used for any other purpose. E.g.
you can connect the drive wheel with a water knife and the cam through
let influence a thermometer indicating the water temperature and on this
Way, use the integrator as a heat meter.