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Gerät zur Gasdichtebestimmung Die vorliegende Erfindung betrifft ein
Gerät zur Gasdichtebestimmung durch Messung des Drehmomentes eines in dem zu untersuchenden
Gas umlaufenden Flügelrades.
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Erfindungsgemäß sind zur Ausschaltung des Einflusses. von Drehzahländerungen
der Flügelradtriebwelle die Flügel derart schwenkbar angeordnet, daß durch von der
Triebwelle ausgelöste Fliehkräfte mit zunehmender Drehzahl der Laufkreisdurchmesser
:des Flächenschwerpunktes der Flügel entsprechend verkleinert wird.
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An sich ist es bei Geräten zur Gasdichtebestimmung mit einem umlaufenden
Schleuderr, ohr, durch welches das zu untersuchende Gas anströmt, bekannt, Drehzahländerungen
der Antriebswelle durch eine mit Hilfe eines Fliehgewichtes bewirkte Veränderung
des Abstandes der Ausströmungsöffnung von der Welle unwirksam zu machen. Diesen
Geräten haftet jedoch der Nachteil an, daß sie nur in einer Stellung ausgewuchtet
sein können.
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Meßgeräte jedoch, bei denen man in dem zu untersuchenden Gas einen
Körper umläufen läßt und den demselben, entgegengesetzten Widerstand mißt, machten
bisher eine mit gleichbleibender Drehzahl umlaufende Antriebsquelle erforderlich.
Eine brauchbare Lösung, Drehzahländerungen der Antriebswelle unwirksam zu machen,
kannte man bisher nicht. Diese Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung
beseitigt. Die Flügel des umlaufenden Flügelrades sind nach der Erfindung vorteilhaft
über ihren Schwerpunkt verlängert und an den Verlängerungsarmen abgefederte Fliehgewichte
befestigt. Die Einfachheit der Einrichtung und die Tatsache, daß eine besondere
Antriebswelle gleichbleibender Drehzahl für das Flügelrad nicht erforderlich ist,
begünstigen die Verwendung als Regler zum selbsttätigen Aufrechterhalten des Ladedruckes
oder Gemischverhältnisses von Verbrennungskraftmaschinen, wobei der Antrieb der
Flügelradwelle durch die Verbrennungskraftmaschine selbst erfolgt. Man kann die
ganze Anlage auch noch weiter räumlich zusammendrängen, indem man das Gerät an das
Brennstofpumpengehäuse der Maschine anflanscht und .seinen Antrieb von der Pumpenahtriebswelle
aus erfolgen läßt. Es wird damit erreicht, daß bei Verwendung des Gerätes zur Gemischregelung
der Regler und die zu regelnden Teile organisch zu einer Einheit zusammenwachsen.
Das Gerät ist in jeder Stellung der Fliehgewichte vollständig ausgewuchtet. Falls
man an die Meßgenauigkeit des Gerätes keine größeren Anforderungen stellt, genügt
es, wenn man zur Hervorbringung
.der Gegenkraft für die Schwungmassen
eine einfache Feder mit linearer Federcharakteristik benutzt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt.
Während Fig. i die Schwenkeinrichtung der Flügel besonders deutlich erkennen läßt,
zeigt Fig.2 den Einbaudes neuen Gerätes in das Brennstoffpumpengehäuse einer Verbrennungskraftmaschine.
In beiden Abbildungen sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Betrachtet man zunächst die Darstellung Fig. i, so erkennt man, daß
die Flügel i an zweiarmigen Hebeln z befestigt sind, die um einen Zapfen 3 schwenken
können. An den freien Endendes Hebels 2 greifen die Winkelhebel ¢ an, an deren einem
Schenkel Schwunggewichte 5 angebracht und deren andere Schenkel durch Federn 6 miteinander
verbunden sind. Die Federn 6 und die Schwunggewichte 5 halten -sich bei jeder Drehzahl
in einer bestimmten Lage das Gleichgewicht. Um die Verstellkräfte auf ein Geringstmaß
zu bringen, empfiehlt es sich, die Hebel 2 in ihren Maßen so auszugleichen, daß
auf Seihen des Flügels i durch diesen nur ein ganz kleines Mehrgewicht entsteht.
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Bei dem schon erwähnten Anwendungsfall des Gerätes, den Fig.2 veranschaulicht,
erfolgt der Antrieb des Flügelrades von der Welle 7 aus,. die zugleich zum Antrieb
der Brennstoffpumpen dient, die dran sich kreisringförmig um die Mittelachse des
Brenustoffpumpengehäuses angeordnet denken muß. Die Welle 7 läuft in einer Lagerbuchse
$, die ihrerseits in einem Flansch des Deckels sitzt. Der Deckel 9 ist am Untergehäuse
io befestigt, auf das das Obergehäuse i i aufgesetzt ist. Die Welle 7 trägt an ihrem
oberen Ende ein Ritzel 12, das mit denn Innenzahnkranz 13 eines Kegelrades 14 kämmt.
Der Hals 15 des Kegelrades i q. trägt an seinem oberen Ende einige Zähne 16, die
zweckmäßig in Größe und Teilung mit denen der Verzahnung 13 übereinstimmen, so daß
sie mit diesen zusammen hergestellt wenden können. Mit der Verzahnung 16 steht eine
entsprechende Verzahnung des Querstückes 17 im Eingriff, das fest auf den Teil 18
aufgesetzt ist. Dieser Teil erweitert sich an seinem oberen Ende zu einer Art von
Trommel, die mit einer Innenverzahnung 19 versehen ist. Der Teil 18 ist im feststehenden
und aus zwei Teilen bestehenden Gehäuse 2o gelagert. Der Deckel 21 des Gehäuses
20 ist wiederum in diesem drehbar gelagert und wird durch die Krampen 22 am Herausfallen
gehindert. Der Teil 18 und der Deckel 21 dienen zur Lagerung der Flügelradwelle
23. Diese Welle besitzt einen festen exzentrischen Teil 24, auf dem sich ein Doppeizahnrad'25
frei drehen kann. Der eine Zahnkranz dieses Rades greift in das Antriebszahnrad
i g, der andere Zahnkranz in den Zahnkranz 26 des Differentialgehäuses ein, der
an dem Korb oder der Hülse 27 des sich ergebenden Differentialgetriebes sitzt. Der
Differentialkorb 27 ist in den Teilen 2o und 21 frei drehbar gelagert. Er wird jedoch
durch eine Spiralfeder 28 (Uhrfeder) gehalten, deren freies Ende am Deckel 2 i befestigt
ist. Der Differentialkorb 27 besitzt eine Nase 29, durch die bei seinen Bewegungen
das Zahnrad 30 mitgenommen wird. Von dem. Zahnrad 30 werden die Verstellimpulse
für das zu regelnde Organ abgeleitet. Von dieser Stelle aus wird also beispielsweise
die Fördermenge der in dem Brenustoffpumpengehäuse io, i r untergebrachten Pumpen
in an sich bekannter Weise selbsttätig so eingeregelt, daß die geförderte Brennstoffmenge
stets in richtigem Verhältnis zu der Dichte der durch den Raum 3 i geleiteten Ladeluft
des Motors steht. Weitere bauliche Einzelheiten dieser Regelung sind, da sie für
die Erfindung ohne Bedeutung sind, in der. Abbildung nicht dargestellt. Der Deckel
2 i ist seinerseits als Gehäuse ausgebildet, durch den, wie oben angedeutet wurde,
wenigstens ein Teil der Ansang- oder Ladeluft hindurchgeleitet wird. Um zusätzliche
Luftwirbel, die die Messung beeinträchtigen könnten, zu verhüten, sind die Federn
6 und die Schwunggewichte 32, die in diesem Falle direkt einen Teil der schwenkbaren
Flügelarme bilden, im übrigen aber dieselbe Wirkung haben wie die Schwunggewichte
gemäß Fig. i, in einer Ummantelung 33 untergebracht.
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Verfolgt man bei der Anordnung, die Fig. 2 zeigt, den Kraftfluß von
der Welle 7 bis hinauf zu dem Flügelrad, so findet man, daß die Drehzahl zunächst
an der Stelle des Zahnkranzpaares 12, 13 heruntergesetzt wind, daß dann in dem oberliegenden
Differentialgetriebe an einer Stelle, wo ein infolge derDrehzahlreduktion großes
Moment auftritt, dieses Moment gemessen. und durch das Differentialgetriebe die
Drehzahl schließlich auf den für den Antrieb des Flügelrades zweckdienlichen hohen
Wert heraufgesetzt wird. Das vom Differentialkorb 27 aufgenommene Drehmoment wird
jeweils von der Feder 28 aufgenommen. Die Bewegungen, die der Differentialkorb,
ausführt, sind infolge der gemäß der Erfindung in besonderer Weise schwenkbar gelagerten
Flügel i von den Drehzahlschwankungen der Welle 7 unabhängig und geben damit die
Möglichkeit, von dem Verstellglied 30 Regelimpulse abzunehmen., die in. jedem
Falle ausschließlich durch Dichteänderungen in dem Raum oder dem Kanal 31 hervorgerufen
werden. Wird eine Änderung
des Verhältnisses des Brennstoffgewichtes
zur Luftdichte gewünscht, so hat man nur nötig, durch Drehen des Deckels 2 1 die
Spannung der Torsionsfeder 28 entsprechend zu verändern.