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Vorrichtung zur Messung des Differenzdruckes, insbesondere für Fahrtmesser
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Differenzdruckes, insbesondere
für Fahrtmesser.
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Es ist bekannt, die Fahrtgeschwindigkeit dadurch zu messen, daß die
zwischen dem aus statischem und dynamischem Druck bestehenden Gesamtdruck und dein
statischen Druck entstehende Druckdifferenz durch eine meßbare Gegenkraft ausgeglichen
wird.
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Es ist weiter bekannt, als Meßgröße den Weg eines Rückführgliedes
zu verwenden, dessen über einen Kraftschalter gesteuerte Bewegung eine Kraft erzeugt,
die dem zu messenden Differenzdruck entgegenwirkt.
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Tun wächst bekanntlich der Differenzdruck mit dem Quadrat der Strömungs-
oder Fahrtgeschwindigkeit. , Es wurde deshalb schon vorgeschlagen, die Anordnung
so zu treffen, daß die Gegenkraft ebenfalls im quadratischen Verhältnis zu einer
Meßgröße wächst, so daß sich eine lineare Abhängigkeit der Meßgröße von der Geschwindigkeit
ergibt. Bei den bekannten Vorrichtungen der genannten Art wirkt zu diesem Zweck
das Rückführglied über eine Radiziervorrichtung dem zu messenden Differenzdruck
entgegen. Den bekannten Vorrichtungen gegenüber besteht das Neue gemäß der Erfindung
darin, daß als Rückführglied eine geradlinig bewegbare Schiene und für den Antrieb
dieser Schiene eine Gewindespindel dient, so daß also die Schiene in Achsrichtung
der Spindel verschoben wird. Diese Ausbildung hat im Gegensatz zu den bekannten
Vorrichtungen den Vorzug, daß sich die Meßwerte nicht als Winkelwege, sondern als
geradlinige Verschiebungswege ergeben, sa daß sie ohne weiteres in ein Integrierwerk
eingeleitet oder unmittelbar zur Erzeugung einer zur Integrierung der Meßgröße verwendbaren
Registrierkurve verwendet werden können. Es kann ein zusätzlicher Schneckenantrieb
und eine schwer herstellbare Rückführkurve erspart werden, so daß also die Herstellung
wesentlich vereinfacht wird.
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Die Verwendung eines als Schiene ausgebildeten Gliedes ist zwar bei
Fahrtmessern bekannt, jedoch ist dort die Schiene nach Art eines Waagebalkens neigbar
angeordnet und dient zur-Umsteuerung eines Elektromotors, der die Aufgabe hat, ein
auf der Schiene aufgehängtes Gewicht hin und her zu schieben.
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Es ist schließlich auch bekannt, bei einem Fahrtmesser die Umsteuerung
eines Wendegetriebes mit Hilfe einer auf einer Gewindespindel verschiebbaren Mutter
zu bewirken, die Umsteuerkontakte trägt.
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Die Zeichnung veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel
des Erfindungsgegenstandes.
Durch die Druckleitungen Al und A, wird
der aus statischem und dynamischem Druck bestehende Gesamtdruck und der statische
Druck auf je eine Membran i und 2 geleite.#, die beide über ein Zwischenstück 3
an ei bei 5 gelagerten Hebel angreifen. Die wegungen des Hebels 4 werden durch Scheibenzwischenstück
6 auf einen bei gelagerten Winkelhebel 8 übertragen. An dem Winkelhebel 8 greift
eine Wendelfeder 9 an, deren anderes Ende mit. einer Schneide an einem weiteren
Winkelhebel io eingehängt ist. Der Winkelhebel io ist so gelagert und ausgebildet,
daß bei einer Schwenkung desselben sowohl die Spannung der Feder 9 als auch der
Hebelarm, mit dem diese am Winkelhebel 8 angreift, wächst, was an sich bekannt ist.
Die Schwenkung des Winkelhebels io wird bewirkt durch eine Rückführschiene 12, die
auf einem durch eine Spindel 14. verschiebbaren Schlitten 13 einstellbar befestigt
ist. An die Rückführschiene 12 wird eine am Winkelhebel io angebrachte Gleitrolle
i i angedrückt. Am Winkelhebel io greift eine weitere Wendelfeder 28 an, und zwar
derart, daß sie bei wenig gespannter Feder 9 die Gleitrolle i i an die Schiene 12
andrückt, also die Feder g unterstützt, bei stark gespannter Feder 9, d. h. bei
ausgeschwenktem Winkelhebel io, der Feder 9 entgegenwirkt, also die Rolle i i von
der Schiene wegzuziehen versucht. Durch das Zusammenwirken der beiden Federn 9 und
28 wird erreicht, daß die Gleitrolle i i trotz der unterschiedlichen Spannung der
Feder 9 immer mit annähernd gleichbleibender Kraft gegen die Rückführschiene 12
gezogen wird.
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Die Spindelbewegung wird über eine Kuppelung 15 in ein Anzeige- und
Fernübertragungssystem 16 eingeführt. Der auf der Spindel 14 sitzende Schlitten
13 ist durch eine zwischen zwei Schienen 17 gleitende Rolle 18 seitlich geführt.
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Am Winkelhebel 8 ist ein Arm i9 befestigt, der über einem Winkelhebe12i
auf ein Strahlrohr 2o einwirkt. Durch das Strahlrohr -2o wird ein die Spindel 14
über ein Getriebe 23 antreibender Ülmotor 22 in bekannter Weise gesteuert.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende: Bei
wachsendem Staudruck über der Membran i wird ein Drehmoment auf den Hebel 8 ausgeübt,
wodurch derSteuerartnig dieLage des Strahlrohres 20 verändert. Das Strahlrohr veranlaßt
eine Drehung des ÖImotoTs 22 bzw. der Spindel 14. Dabei wird mit dem Schlitten 13
die Rückführschiene iz nach oben bewegt und dadurch der Hebel io geschwenkt. Diese
Schwenkbewegung des Hebels io übt über die Feder 9 ein Gegendrehmoment auf denHebe18
aus, das dem durchdenDifferenzdruck ausgeübten Drehmoment das Gleichgewicht hält.
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Das Differenzdruckdrehmoment auf den Iebe18 ist dein Ouadrat der Strömungsr
Fahrtgeschwindigkeit verhältnisgleich. s Gegendrehmoment ist annähernd dem @"Ouadrat
des Rückführweges, also z. B. der Spindelumdrehung, verhältnisgleich, da die Rückführung
über die Radizierfeder 9, deren Spannung und Hebelarm bei der Rückführbewegung gleichzeitig
verändert werden, zur Einwirkung kommt. Mithin ist der Rückführweg, d. h. der Weg
des Schlittens 13, oder. die Anzahl der Spindeldrehungen der zu messenden Fahrt-
oder Strömungsgeschwindigkeit mit großer Annäherung verhältnisgleich.
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Man kann also sowohl die Schlittenverschiebung an einer beispielsweise
in Seemeilen geeichten Geschwindigkeitsskala 30 ablesen oder die Spindeldrehungen
als Geschwindigkeitswert in einAnzeige-oderFernübertragungssystem 16 einführen.
Mau kann aber auch eine Registriervorrichtung 29 anbringen, deren Schreibhebel 29'
den Bewegungen des Rückführschlittens 13 folgt und diese aufzeichnet. Wird die Rückführschiene
12 so an dem Schlitten 13 befestigt, daß ihr Neigungswinkel verändert werden kann,
so kann man damit den Rückführeinfluß verändern und auf diese Weise verschiedene
Einflüsse, z. B. bei Fahrtmessern den der Wasserdichte, berücksichtigen. Zu ,fiesem
Zwecke ist die Schiene 12 bei i2' am Schlitten 13 schwenkbar gelagert und mit einem
Schlitz 12" versehen. Eine Befestigungsschraube 13', die durch den Schlitz 12" hindurchragt,
gestattet, die Schiene iz unter verschiedenen Neigungswinkeln am Schlitten 13 festzuklemmen.