DE6916904U - Ausgleichsmechanismus fuer eine messvorrichtung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

TELEFON: 395314 2000 H AM B U RG 50, λ- .

TELEGRAMME: KARPATENT KONIGSTRASSE 28 L.J, Ti

W. 23 721/69

American Meter Company Philadelphia, Pennsylvania (V.St.A.)

Ausgleichsmechanismus für eine Meßvorrichtung

Bisher wurden bei Meßvorrichtungen, die zum Messen des Volumens eines durch einen Durchgang strömenden ^ verwendet werden, Korrekturen für Änderungen der Tempera tur und des Druckes des ^ases dadurch vorgenommen, daß integrierend arbeitende Korrektureinrichtungen in Reihe vorgesehen wurden. Beispielsweise würde die Temperaturkorrektureinrichtung eine von einer Meßvorrichtung angetriebene Eingangswelle und eine Ausgangswelle haben, und eine ähnliche l'ruckkorrektureinrichtung würde eine Eingangswelle haben, die von der Ausgangswelle der Temperaturkorrektoreinrichtung angetrieben wird. Solche Anordnungen sind vom Standpunkt der Arbeitsweise aus zufriedenstellend, jedoch bedingen sie notwendigerweise komplizierte Ausführungen.

Gremäß der Erfindung sind die ■'-'ruck- und ^'emperaturkorrektureinrichtungen in einer einzigen kompakten Einheit zusammengefaßt, die eine einzige Eingangswelle und eine einzige ^Ausgangswelle aufweist, wobei diese Wellen gewünschtenfalls entlang einer gemeinsamen -^chse ange-

ordnet sein können. Die Eingangswelle treibt eine Scheibe über einen schwimmenden bzw. frei bewegbaien Hing an, der über einen ersten schwimmenden Hebel eingestellt wird, um das Antriebsverhältnis zwischen einer '-i-rommel und der Scheibei zu ändern. Die Scheibe treibt über einen zweiten schwimmenden Ring die Ausgangswelle und eine zweite Trommel an. Der zweite schwimmende Ring wird unabhängig eingestellt, um das Antriebsverhältnis zwischen der Scheibe und der Ausgangswelle zu ändern.

^s ist ersichtlich, daß eine kompakte Ausführung erhalten wird, da nur eine Scheibe eiforderlich ist. Durch die Verwendung schwimmender Ringe in dem ^usgleichsmechanismus wird ein hoher '•'rad am Empfindlichkeit erzielt, da ein schwimmender ^uing sehr leicht durch -^rehen seines zugeordneten Hebels gedreht werden kann und eine seitliche ^teilung einnimmt und andererseits durch die Bewegung seines Hebels als Ergebnis der ihm durch sein zugeordnetes Antriebselement erteilten Kraft eine sehr geringe Reibung bei solchen Arbeitsvorgängen auftritt, so daß zum Ausführen einer Einstellung nur eine sehr geringe Kraft erforderlich ist.

-^s ist einleuchtend, daß bei einer volumetrische Meß vorrichtung, bei der Temperatur- und -^ruckKorrekturen vorgenommen werden müssen, sich verschiedene Schwierigkeiten ergeben, und zwar zufolge Unterschiede in den Beziehungen zwischen dem korrigierten Volumen und dem Druck und zwischen dem korrigierten ^oluemen und der Temperatur, wobei die erstere Beziehung linear und die letztere nicht linear {hyperbolisch) ist. ^as -^ruck- und Tempeaturansprechen der Ausgleichseinrichtung muß mit den Änderungen der Druck- und Temperatureingänge übereinstimmen, die gewähnlich linear oder wenigstens angenähert linear sind« Daher müssen, wenn getrennte Ausgleichseinrichtung für den Druck und die Temperatur in Reihe angeordnet sind, diese jeweils verschieden ansprechen. Dieses Erfordernis führt

zu Komplikationen in der mechanischen Ausführung.

Hauptzweck der Erfindung ist daher, einen Ausgleichsmechanismus zu schaffen, der auf zwei Variable anspricht, von einfacher Ausführung ist und einen hohen ^rad an Empfindlichkeit hat.

Weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, in der die Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert ist.

Pig. 1 ist eine teilweise schematische Ansicht einer Meßvorrichtung, die mit einem Ausgleichsmechanismus gemäß der Erfindung versehen ist. Pig. 2 ist eine Hinteransicht des Ausgleichsmechanismus.
Fig. 3 ist eine Seitenansicht des -«usgleichsmechanismus_?von der rechten Seite der -^ig. 1 aus gesehen.

Fig. 4 ist eine Unteransicht des Ausgleichsmechanismus. Pig. 5 ist eine Draufsicht des Ausgleichsmechanismus. Pig. 6 ist eine Vorderansicht des Ausgleichsmechanismus.

Pig. 7 ist eine Teilansicht, in der ein schwimmender Eing in seiner Lage in bezug auf eine Trommel und eine scheibe wiedergegeben ist. Pig. 8 ist eine schematische darstellung des Ausgleichsmechanismus zur Erläuterung seiner Arbeitsweise.

In Pig. 1 ist allgemein mit 2 eine volumetrische Meßvorrichtung für ein ^as oder ein anderes elastisches Medium (beispielsweise ^ampf) bezeichnet, die von irgendeiner bekannten A_rt ist und einen Ausgang an eine -^rehwelle liefert. Solche Meßvorrichtungen sind, wenn sie zum Messen von Gasmengen verwendet werden, üblicherweise mit Balgen veraehene Vorrichtungen, und zur Vereinfachung wird angenommen, daß die Meßvorrichtung von dieser Arx ist, ob-

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wohl ersichtlich ist, daß auch andere Arten von Meßvorrichtungen einschließlich dynamischer Meßvorrichtungen (solche der nicht zwangsläufigen oder Turbinenart) verwendet werden können. Die Meßvorrichtung 2 liefert ihren Ausgang an eine "'»eile 4 und betätigt einen Zähler 6 über Kegelzahnräder 8 und 10. Der Zähler 6 ist zur sichtbaren Überprüfung des ^rbeitens der Meßvorrichtung 2 vorgesehen.

Eine Eingangswelle 12 der !Compensations- oder Ausgleichseinrichtung, die allgemein mit 14 bezeichnet ist, wird von ier ^eIIe 4 über ein ^escbwindigkeitsübersetzungsgetriebe ^ angetrieben, welches Zahnräder 16 und 18, Ritzel 20 und 22 und eine Welle 24 aufweist.

Eine .Ausgangswelle 26 der -Ausgleichseinrichtung treibt einen Zähler 28 über zwei KegelZahnräder 50 und 32 an, und sie kann außerdem einen -⁴¹Us druck zähl er 34 betätigen. Solche Ausdruckzähler sind bekannt, und sie drucken periodisch eine Zählanzeige auf einen sich bewegenden Streifen, um eine -Aufzeichnung zu liefern, aus der Zeiten und entsprechende Zählanzeigen bestimmt werden können. Die Zähler 28 und 34 zeigen das auf ^tandardbedingungen zurückgeführte Volumen an.

Ein Temperaturfühlelement 36 ist so angeordnet, daß es die Temperatur des ^ases an der Meßstelle feststellt und ein Bourdonrohr 38 betätigt. Das Bourdonrohr 38 dreht einen Arm 40 um die Achse einer Welle 42 über ein Gestänge, daseinen

Arm 44 und einen lenker 46 aufweist. Der Arm 40 ist mit einen Schlitz 48 versehen, in dem eine Einstellschraube 50 angeordnet ist, die durch ein G-ewindeloch in einem Element 52 hindurchgeht, das an dem Ende des Lenkers 46 schwenkbar angebracht ist, um den wirksamen Hebelarm und damit das Ausmaß der Bewegung des -^rmes 40 im Ansprechen auf Temperaturänderungen zu bestimmen, welche die Stellung des Endes des Bourdonrohres 38 bestimmen.

Die ^Y>elle 42 ist drhebar und läuft in nicht dargestellten fest angeordneten Lagern. Die Bewegung des Armes 40 ruft eine

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Drehung der Welle 42 hervor, und ein Arm 54, dessen Ende auf die Welle 42 geklemmt ist, dreht sich infolgedessen bei Temperaturänderungen. Ein Zeiger 56, der an dem Arm 54 befestigt ist, liefert eine direkte Inzeige der Temperatur an einer Skala auf einer Platte 58. Auf der Welle 42 ist weiterhin ein Arm 60 befestigt, der mit einem Gewindeflansch 62 versehen ist, durch welchen eine Einstellschraube 64 hindurchgeht. Das untere Ende der Einstell- . schraube 64 ist in einem Element 66 am Ende eines ^Λπη.Β3 68 angebracht, so daß die Stellung des -armes 68 mit Bezug auf den Arm 60 eingestellt werden kann. Der Arm 68 ist auf der Welle 42 lose angeordnet, so daß seine ^utellung nicht direkt durch die Schwenkstellung der *elle 42, sondern durch den Arm 60 beeinflußt wird.

Zwischen dem Arm 68 und einem schwimmenden Hebel 70 ist ein Lenker vorgesehen, der ein Element 72 aufweist, welches mit dem Arm 68 durch eine Federklammer 74 verbunden ist, die bei 76 an das Element 72 angenietet und mit einem Stift 78 versehen ist, der in ein kleines Loch in dem Arm 68 eingreift. Das Element 72 ist an einem EIement 80 mittels Schrauben 82 befestigt, die durch einen ausgerichteten Schlitz in dem Element 80 hindurchgehen und in Grewindelöcher des Elementes 72 eingeschraubt sind. Die Schrauben 82 ermöglichen eine Linearitätseinstellung, und die Schraube 64 ermöglicht eine Nulleinstellung.

Ein zusätzlicher Schlitz 84 ist in dem Element 80 vorgesehen, und in dem Element 86 ist ein entsprechender Schlitz vorgesehen, der mit dem Schlitz 84 ausgerichtet ist. Zwei spindelartige Elemente 88 und 90 sind in dem Schlitz des Elementes 80 und in dem entsprechenden Schlitz des EIemenes 86 angeordnet, und Bunde an dieser, spindelartigen Elementen 88,90 verhindern eine trennung der Elemente 80 und 86. Die Enden einer -t'eder 92 gehen durch in den Elementen 88 und 90 vorgesehene Löcher hindurch, unddie Feder 92 hat das Bestreben, die spindelartigen Elemente 88 und 90 von-

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einander getrennt und an den finden der Schlitze zu halten. Diese Anordnung schafft eine Leerlaufverbindung zwischen den Elementen 80 und 86 und ermöglicht einen (»rad an Überlauf des -Elementes 80 in beiden Richtungen über die Bewegungsgrenzen des Hebels 70 hinaus. Das Element 86 ist mit dem Hebel 70 durch eine Federklammer 94 verbunden, die der Klammer 74 ähnlich ist.

Eine mit dem in die Meßvorrichtung 2 eintretenden Gras in Verbindung stehende Öffnung 96 ist über ein Rohr 100 mit einem Bourdonrohr 98 verbunden. Eine drehbare Kelle jh wird über ein Gestänge betätigt, das ein Element 104, welches mit dem Bourdonrohr 98 verbunden ist, Elemente 106 und 108, die zur relativen Einstellung durch Schrauben zusammengehalten sind, und einen ^m 110 aufweist, der auf der drehbaren *elle 102 befestigt ist. Der .Arm 110 ist mit einem Schlitz 112 versehen, und das Element 108 ist in irgendeiner gewünschten ^teilung entlang des -armes 110 durch eine Schraube 114 festgelegt.

Ein Arm 116 ist mit Reibung mit der drehaberen Welle verbunden und mit einem Zeiger 118 versehen, der eine Anzeige des Gasdruckes an einer Skala auf einer Platte 120 liefert, die an der •"usgieichseinrichtung angeordnet ist.

Ein auf der Welle 102 befestigter Arm 122, der durch Drehung der ^ftelle 102 gedreht wird, ist mit einem Plansch 124 und einer Einstellschraube 126 versehen, die den entsprechenden Teilen an dem Arm 60 ähnlich sind. Ein ^rm 128 ist durch einen Zapfen 130 mit dem ^Λπη 122 schwenkbar verbunden, und seine Winkelstellung mit ^e zug auf den -"rm 122 wird durch eine Nulleinstellschraube 126 eingestellt, deren Ende in einem Element 132 angebracht ist. Mit dem ^Arm 128 ist ein Hebel 134 über ein Gestänge verbunden, welches ein geschlitztes Element 136 und ein Element 138 umfaßt, die mittels Pederklammern 140 bzw. 142 mit den Armen 128 bzw. 134 verbunden sind. Zwei Einstellschrauben 144 gehen durch den Schlitz im Element 136 und durch ^ewindelöeher im EIe-

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ment 158 hindurch, und aie sind vorgeadaen, um eine Linearitätseinstellung zu ermöglichen.

Gemäß der Darstellung in den Figuren 2 bis 6 weist die Ausgleichseinrichtung 14 einen Rahmen 146 auf, der mit zwei Gliedern 148 und 150 versehen ist, durch welche sich ein Zapfen 152 hindurcherstreckt. -Bs ist ein erster beweglicher Rahmen 154 vorgesehen, der -Arme 156 und 153 aufweist, die beide mit Löchern versehen sind, durch welche der Zapfen hindurchgeht. Der Rahmen 154 kann sich demgemäß um den Zapfen 152 drehen, jedoch ist er in seiner bewegung durch eine Feder 160 begrenzt (Fig. 4), welche eine Schraube umgibt und welche zwischen dem Kopf der Schraube 162 und einem Plansch 164 des Rahmens 154 zusammengedrückt gehalten ist. Die Schraube 162 ist in den Rahmen 146 eingeachraubt und durch eine Mutter 166 gehalten.

Die ^ftelle 12 geht durch ein Lager in dem ^Λπη 158 des beweglichen ^ahmens 154 hindurch und treibt eine Trommel 168 an, deren gegenüberliegendes -^nde in dem ^Ärm 156 des Rahmens 154 gelagert ist. Zusätzliche Rahmenteile 170 und 172 sind an den ^Armen 158 bzw. 156 befestigt und mit Schlitzen versehen, durch welche der schwimmende Hebel 70 hindurchgeht; der Rahmenteil 172 ist mit einem Schlitz versehen, und in dem Rahmenteil 170 ist ein ähnlicher Schlitz (nicht dargestellt) vorgesehen. Der schwimmende Hebel 70 ist mit einem länglichen Schlitz 176 versehen, dessen Länpe ungefähr dem Durchmesser eines Ringes 178 entspricht, ^er Schlitz 176 umfaßt den Ring 178 mit gerade ausreichendem Spiel, um seine drehung zuzulassen, jedoch eng genug, um eine zwangsläufige °teuerung der Winkelstellung des Ringes und die seitliche Lageeinstellung des Hebels 70 durch den Ring zu ermöglichen.

Ein zweiter beweglicher ⁿahmen 180 ist zur drehung um den Zapfen 152 unabhängig von der Stellung des ersten beweglichen Rahmens 154 angeoranet und in ähnlicher Weise mit Lagern für eine trommel 182 versehen, welche die Ausgangs-

welle 26 antreibt. Teile 184 und 186 des Rahmens 180 sind geschlitzt, um den Steuerhebel 134 zu halten, und ein Ring 188 ist in einem Schlitz 190 des Hebels 134 gehalten und durch den Hebel 134 in seiner Lage einstellbar. Die Bewegung des Rahmens 180 ist durch eine Feder 192 begrenzt (Pig. 5), die zwischen dem Kopf einer Schraube 194 und einem Flansch 196 des Rahmens 180 zusammengedrückt gehalten ist. Die Hebel 70 und I34 erstrecken sich etwa diametral über ihren betreffenden Ring 178 bzw. 188.

In dem Rahmen 146 ist eine Welle 198 befestigt, die sich in das Innere eines hohlen zylindrischen Teiles 200 erstreckt (Fig. 3), in dem ein Lager vorgesehen ist, welches die Drehung des Zylinders 200 um die Welle 198 zuläßt.

Eine Scheibe 202 ist an dem zylindrischen Teil 200 angeordnet und mit einer glatten Fläche 204 versehen. Es sei an dieser °teile bemerkt, daß die trommeln 168 und 182 so angeordnet sind, daß ihre Achsen parallel zu einem Durohmesser der Fläche 204 verlaufen.

Die Ringe 176 und 188 werden von den Trommeln 168 bzw. 182 an der Fläche 204 der Scheibe 202 gehalten. ^eT Querschnitt jedes der Ringe 178, 188 ist vorteilhaft derart, daß, wie aus Fig. 7 ersichtlich, ein einziger Berührungspunkt zwischen der Außenkante jedes Ringes und der fläche 204 der Scheibe 202 vorhanden ist, während zwei Berührungspunkte zwischen jeder der Trommeln 168, 182 und der Innenfläche des betreffenden Ringes 178 bzw. 188 vorhanden sind. Die Außenfläche jedes Ringes ist abgeschrägt, um eine kreisförmige Kante 208 zu schaffen, während die Innenfläche mit zwei AUiso^rmigen Kanten 210 versehen ist. Es ist erwünscht, daß die beiden Innenkanten 210 dicht nebeneinander liegen.

der Gemäß einer Abwandlung kann die Innenfläche jpdes/Rlnge

178, 188 die Form einer Zylinderfläche haben, so daß, wenn die *chse des Ringes und die Achse der entsprechenden Trommel 168 bzw. 182 miteinander in Ausrichtung liegen, eine Berührungslinie zwischen der Trommel und der Zylinderfläche

des Binges vorhanden ist. Wenn die Achsen nicht parallel sind, sind selbstverständlich lediglich zwei Berührungspunkte zwischen dem Ring und der Fläche der Trommel vorhanden.

Die Ringe 178, 188 werden gegen die Fläche 204 der Scheibe 202 durch die Wirkung der ^edern 160 bzw. 192 gedrückt, welche auf die entsprechenden Rahmen 154 bzw. 180 einwirken, in denen die Trommeln 168 bzw. 182 angeordnet sind. Da drei Berührungspunkte zwischen jedem Ring, der Scheibe und der entsprechenden Trommel vorhanden sind, können die Ringe nicht verkanten und werden in einer stabilen °tellung rechtwinklig zu der ^cheibenflache 204 gehalten.

Gemäß Fig. 6 ist die Endfläche 206 des zylindrischen Teiles 200 mit einer Skala versehen, die, wie dies aus der nachstehenden -öeschreibung hervorgeht, zum Eichen des Instrumentes verwendet werden kann.

Beim Arbeiten jeder Ausgleichseinrichtung 14 wird Nutzen aus den Eigenschaften des schwimmenden Ringes gezogen, um eine empfindliche Einstellung des Antriebsverhältnisses zwischen den fellen 12 und 26 vorzunehmen. Im Betrieb dreht sich die ^eIIe 12, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, in Gegenuhrzeigerrichtung (wenn auf ihr Ende geblicKt wird), und sie erteilt der scheibe 202 über die Trommel 168 und den schwimmenden Ring 178 eine drehung in Gegenuhrzeigerrichtung. Wenn der Berührungspunkt zwischen dem Ring 178 und der Scheibe 202 näher an der Umfangskante der Scheibe 202 liegt, wird die Scheibe relativ langsam angetrieben, während, wenn der Berührungspunkt näher zur Mitte der ocheibe 202 liegt, die drehgeschwindigkeit der Scheibe in Bezug auf die drehgeschwindigkeit der Welle 12 zunimmt.

Anfänglich befindet sich der schwimmende Hebel 70 in einer derartigen ^teilung, daß die ^chse der Trommel 168 und die ^chse des Ringes 178 parallel sind, so daß die

Ebene der Umfangsi-ante 208 des Ringes 178 rechtwinklig zu dem ^Al"adiU3 der Scheibe 202 verläuft, der durch den Berührungspunkt zwischen der rvar.te 206 des Ringes 176 und der Fläche 204 del Scheibe 202 hindurchgeht. Dies ist eine stabile ^teilung, und der Ring 178 hat das -Bestreben, in der gleichen Stellung zu verbleiben, solange der schwimmende Hebel 70 nicht bewegt wird.

Eine Bewegung des Endes des schwimmenden Hebels 70 nach linkes(gemäß Fig. 2) beim Ansprecnen auf eine Temperaturabnahme führt dazu, daß die -Achse des ^iXinges 178 aus ihrer Parallellage zu der Achse der Trommel 168 herausbewegt wird. Der Ring 178 wird in der Tat von dem Hebel 70 "gelenkt" und in einer solchen Richtung angetrieben, daß seine Achse wieder parallel zu der -^chse der Trommel 168 verläuft, jedoch liegt dann der Berührungspunkt zwischen dem Ring 178 und der fläche 204 der Scheibe 202 näher zu deren Mitte und in Ausrichtung mit dem Schwenkpunkt am Ende des Hebels 70. Demgemäß kehrt aer Ring 178 in eine Lage zurück, in welcher seine ^chse parallel zu der üchse der Trommel 168 verläuft und die ^ene seiner Umfangskante 208 rechtwinklig zu dem ^adius der Scheibe 202 verläuft, der durch den Beruhrungspuntk zwischen der Scheibe und dem Ring hindurchgeht. Der Berührungspunkt liegt jedoch jetzt näher zur Mitte der Scheibe 202, so daß die Scheibe mit größerer Geschwindigkeit angetrieben wird.

^ώ3 ist zu bemerken, daß eine sehr geringe Kraft erforderlich ist, um den Hebel 70 zu bewegen, und der größte Teil der Kraft wird dazu verwendet, die Trommel 168 sehr geringfügig in Richtung von der Fläche 204 der Scheibe 202 weg zu heben und die ieder 160 zusammenzudrücken. Die den Ring 178 in seine Endstellung bewegende Krsft wird von der Meßvorrichtung 2 über die ^welle 12 und die Trommel 168 geliefert.

In ähnlicher Weise führt ein Temperaturanstieg zu. einer Bewegung des Ringes 178 in Richtung gegen die Umfangskantj der Scheibe 202.

Eine Druckverminderung führt zu einer bewegung des öchwenkpunKtes des Hebels 134 in dichtung nach rechts (gemäß Fig. 2), und die sich daraus ergebene "Lenkung" des Einges 188 bewirkt, daß der Berührungspunkt dieses Ringes mit der Fläche 204 der öcheibe 202 sich in Richtung gegen die Mitte der Scheibe 202 bewegt, so daß die drehgeschwindigkeit der Trommel 182 verringert wird. Die Welle 26 dreht sich in ^egenuhrzeigerrichtung, wenn in Fig. 2 auf ihr Ende geblickt wird. Die das Nachfolgen des Ringes 188 bewirkende Kraft wird über die Scheibe 202 statt über die Trommel 182 geliefert.

Die Vorrichtung arbeitet gemäß den vorstehenden Erläuterungen dahingehend, daß die Tatsache berücksichtigt wird, daß sowohl niedrigere Temperaturen als auch höhere Drücke die Dichte eines ^uases vergrößern, so daß eine gegebene volumetrische Strömung, auf welche die Meßvorrichtung anspricht, einen vergrößerten Massenfluß oder in äquivalenter ^eise ein vergrößertes ^Dtandardströmungsvolumen darstellt.

Da das Volumen einer gegebenen Menge eines ^ases eine Funktion seiner Temperatur und seines -^ruckes gemäß der Beziehung

(1) V = mR §

ist, worin bedeuten:

T die absolute temperatur,

P den absoluten -'-'ruck,

m die Masse und

R die G-asKonstante,

steht ein °tandardvclumen V_Q oder das Volumen des ^ases bei einer willkürlich gewählten °tandardtemperatur T und einem Druck P zu dem tatsächlichen Volumen V in folgender Bez i ehung:

T
ο ρ

(2) V = — * f- * V

⁰To

In Fig. 8 ist der Ring 178 schematisch in seiner Endstellung mit Bezug auf die Fläche 204 der Scheibe 202 und die 'J-'rommel 168 dargestellt ,wobei der -Berührungspunkt ursprünglich in einen -Abstand D„ von der Mitte der Scheibe 202 lag und nunmehr in einem Abstand D₁ von der Mitte der Scheibe liegt. Wird angenommen, daß D_ die Lage des Berührungspunktes bei der willkürlich gewählten Standardtemperatur T und D₁ die Lage des Berührungspunktes bei der Temperatur T darstellt, .ann steht das neue Antriebsverhältnis zwischen der Trommel 168 und der Scheibe 202 bei der Temperatur T zu dem Antriebsverhältnis bei der Temperatur T entsprechend dem Wert

in Beziehung.

Wenn der Druck sich anfänglich auf dem willkürlich gewählten Standarddruck P befindet, liegt der Berührungspunkt zwischen dem zweiten Ring 188 und der Fläche 204 der Scheibe 202 in einem Abstand D, von der Mitte der Scheibe 202. Wenn der Druck auf den ^wert P steigt, bewegt sich der Berührungspunkt in einen ^Abstand D. von der Mitte der Scheibe 202, und das neue Antriebsverhältnis zwischen der Scheibe 202 und der Trommel 188 bei dem -i->ruck P steht zu dem Antriebsverhältnis bei dem ^ütandarddruck P ent-

-"1 sprechend dem ^wert

in Beziehung.

Das Antriebsver ,ältnis zwischen der Welle 12 und der Welle 26 bei der Temperatur T und den Druck P steht zu dem Antriebsverhältnis bei der Temperatur T und dem ^ruck P entsprechend dem ^ert

in BaZiehung.

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Wenn sich daher D₁ mit der absoluten temperatur T linear ändert und D. sich mit dem absoluten -Druck ? linear ändert, iat der Ausgang der -Ausgleichseinrichtung an der Welle 26 proportional der °tandardvolumenströmung gemäß Gleichung (2).

Die Gesamtarbeitsweise der Vorrichtung wird nunmehr unter Bezugnahme auf Pig. 1 beschrieben.

Wird eine konstante Gasströmung durch die zwangsläufig arbeitende Meßvorrichtung 2 hindurch bei einer typischen Temperatur und einem typischen -^ruck angenommen, bei denen der Zähler 6 richtige Anzeigen liefert, beispielsweise bei 15,6° C (60° P) und 1,40 kg/cm² (20 pai), so befinden sich die Berührungspunkte zwischen den Hingen 178, 188 und der Scheibe 202 in Zwischenstellungen, um ein besonderes .Antriebsverhältnis zwischen den *3llen 12 und 26 herzustellen, so daß die beiden Zähler 6 und 28 richtige Anzeigen liefern.

Wenn die Temperatur des ^ases sinkt, liefert der Zähler 6 eine falsche Angabe, da eine größere ^asmenge durch die Meßvorrichtung 2 bei einer gegebenen drehzahl ihrer Ausgangswelle 4 hindurchgeht. Das ^rbeiten des Bourdonrohres 38 bewirkt jedoch eine Aufwart»bewegung des schwimmenden Hebels 70, so daß der Ring 178 in Richtung gegen die Mitte der Scheibe 202 ^. getrieben wird, dadurch wird die Drehgeschwindigkeit der Scheibe 202 und demgemäß die ^rehceschwindigkeit der ^eIIe 26 erhöht, und es erscheint eine richtige Anzeige an dem Zähler 28. Ein Temperaturanstieg führt umgekehrt zu einer Verringerung der drehgeschwindigkeit der Welle 26 auf die richtige Geschwindigkeit.

Wenn der Druck des in die Meßvorrichtung 2 eintretenden Gases ansteigt, ist die durch die Meßvorrichtung hindurchströmende ^aasmenge größer als die von dem Zähler 6 angezeigte Menge, ^as Arbeiten des Bourdonrohres 98 bei einem Druckanstieg bewirkt jedoch eine Aufwärtsbewegung des schwimmenden Hebels 134, um den Ring 188 in Richtung gegen

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die Umfangskante der Scheibe 2©2 zu bewegen, dadurch wird die drehgeschwindigkeit der Wielle 26 erhöht, und es erscheint wiederum eine richtige Anzeige an dem Zähler 28. Wenn umgekehrt der Druck abnimmt, wird die drehgeschwindigkeit der Welle 26 entsprechend herabgesetzt.

Es ist ersichtlich, daß gleichzeitig Änderungen in der Temperatur und im Druck keine Schwierigkeit für die Ausgleichseinrichtung darstellen und daß gleichzeitige Änderungen von Temperatur und -^ruck über große Bereiche aufgenommen werden können. Während der Eichung müssen die verschiedenen -Lenk erv erb in dung en bzw. Gestänge so eingestellt werden, daß die Stellungen der schwimmenden Ringe 178 und 188 der absoluten temperatur bzw. dem absoluten Druck über den -^etriebsbereich linear entsprechen.

Durch -Antreiben der Scheibe 202 über den auf Temperatur ansprechenden schwimmenden Ring 178 durch die von der Meßvorrichtung 2 angetriebene Trommel 16f wird die reziproke Beziehung zwischen dem °tandardvolumen V_Q und der Temperatur T in der Gleichung (2) bei der Erfindung erfolgreich erfüllt, und diese besondere Anordnung ermöglicht einen hohen Genauigkeitsgrad des Ausgleichs über einen großen Temperaturbereich.

Um das Gerät zu eichen, ist es erwünscht, an dem Zahnrad 16 oder an einem anderen von der zwangsläufig arbeitenden Mebvorrichtung 2 angetriebenen -Element Markierungen vorzusehen, so daß die drehung der Welle der Meßvorrichtung 2 mit hohem Genauigkeitsgrad bestimmt werden kann. Vorteilhaft wird eine Anzahl Umdrehungen der *elle 4 bei einer gegebenen Temperatur gezählt, und die Anzeigen an der iläche 206 des zylindrischen Seiles 200 werden abgelesen, wobei bekannt ist, daß für eine gegebene Anzahl Umdrehungen der «"eile 4 bei einer besonderen Temperatur fji der zylindrische Teil 200 sich über eine gewisse Anzahl von Graden drehen soll. Ss können Einstellungen bei verschiedenen Terrr.-eiaturen mittels der Schraube 50, der

Schraube 64 und der Schrauben 82 vorgenommen werden, und es ist ersichtlich, daß diese Einstellungen von dem Grasdruck völlig unabhängig sind.

Um das ^erät für -^ruckänderungen zu eichen, kann ein besonderer Druck an der Öffnung 96 angelegt und die Welle 4 sich drehen gelassen werden, bis eine gegebenen Anzahl Umdrehungen des zylindrischen Teiles 200 gezählt worden sind, wobei bekannt ist, daß jeder Umdrehung des ^'eiles bei einem besonderen -^ruck eine besondere Vergrößerung der Anzeigen am Zähler 28 entspricht. Einstellungen können dadurch vorgenommen werden, daß die Beziehung zwischen den Gestängeelementen 106 und 108 geändert wird, die Schraube 126 eingestellt wird und die Beziehung zwischen den Gestängeelementen 136 und 138 geändert wird. Diese Einstellungen werden bei mehreren verschiedenen Drücken ausgeführt, so daß die -^rehgeschwiKdigkeit der ^ftelle 26 mit ^ezug auf die Drehung des Teiles 200 über den Betriebsdruckbereich genau ist. Es ist ersichtlich, daß dieser Eichvorgang von der Temperatur unabhänaj-g ist.

Wenn das ^erät verwendet wird, um Gasmengen während längerer Zeitperioderi zu messen, kann der Ausdruckzähler 34 verwendet werden, um ^aasvolumenanzeigen auf einem sich bewegenden Streifen periodisch auszudrucken. Wird das Gerät über längere Zeitperioden verwendet, dann kann ein hoher Genauigkeitsgrad trotz beträchtlicher D_ruck- und Temperaturänderungen erhalten werden. Die ausgleichseinrichtung spricht sehr schnell auf Temperatur- u;id ^ruckänderungen an und liefert genaue Anzeigen über lange Perioden, wobei die Ausgleichseinrichtung für den gleichzeitigen Ausgleich von Temperaturänderungen und Druckänderungen über einen großen Bereich ideal geeignet ist, weil sie zwei schwimmende Hinge aufweist, von denen der eine im Ansprechen auf die absolute Temperatur in seiner Lage linear eingestellt wird und der andere im Ansprechen auf den absoluten -^ruck in seiner Lage linear eingestellt wird.

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Wenn es gewünscht wird, kann die Scheibe 202 durch einen Konus ersetzt werden. Bei einer solchen Abwandlung müssen die Trommeln parallel zu der konischen Fläche angeordnet werden, und die Eingangswelle und die Ausgangswelle sind nicht mehr parallel zueinander. Die so abgewandelte Einrichtung arbeitet trotzdem in im wesentlichen der gleichen Weise wie die vorstehend beschriebene Einrichtung. Dae gemeinsame Element, an das sich die schwimmenden Ringe anlegen, muß ein Element mit einer Umdrehungsfläche sein, die aus geradlinigen Elementen besteh*, die durch seine Drehachse hindurchgehen.

Claims (9)

S chut zan s ρ rü ehe

1. Ausgleichmechanismus für eine Meßvorrichtung, gekennzeichnet durch eine erste Trommel (168), eine Einrichtung zum ^rehen der Trommel beim Ansprechen auf den Auegang der Meßvnrrichtung (2), einen drehbaren Teil (202), der eine Fläche (204) in Form einer Umdrehungsfläche aus geradlinigen -Elementen aufweist, die durch seine drehachse hindurchgehen, einen ersten Ring (178), der zwischen der Fläche (204) des drehbaren Teils (202) und der ersten Trommel (168) angeordnet ist, welche den drehbaren Teil (202) über den Ring (178) antreibt, eine zweite Trommel (182), die eine Ausgangswelle (26) antreibt, einen zweiten Ring (I88), der zwischen der zweiten Trommel (182) und der Fläche (-204) des drehbaren Teils (202) angeordnet ist, wobei der drehbare Teil (202) die zweite Trommel (182) über den zweiten Ring (188) antreibt, eine Einrichtung, die auf eine erste variable Größe anspricht, um die -^chse des ersten Ringes (178) außer Parallelität zu der Achse der ersten Trommel (168) zu verschieben, und eine Einrichtung, die auf eine zweite variable Größe anspricht, um die A_Ck_se ^₆₃ zweiten Ringes (I88) außer Parallelität zu der -Achse der zweiten Trommel (182) zu verschieben.

2. Ausgleichsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verschieben der Achse des ersten Ringes (178) einen Hebel $70) aufweist, der mit einem Schlitz (176) versehen ist, dessen Länge ungefähr dem Durchmesser des ersten Ringes (178) entspricht und der den Ring umfaßt.

3. Ausgleichsmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verschieben der Achse des ersten Ringes (17?) auf eine Druckabfühleinrichtung anspricht und die Einrichtung zum Verschieben der -^chse des zweiten Hinges (188) auf eine l'emperaturabfühleinrichtung ansnricht.

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4. Ausgleichsmechanismus nach einem der -Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine -hiinrichtung aum Einstollen des Ausmaßes der Verschiebung der Achsen der ßinge (1?8, 188).

5. -Ausgleichsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 4_t gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Einstellen der Stellung jedes der Ringe (178„ 188) mit Bezug auf den Ausgang der betreffenden Abfühleinrichtung.

6. Ausgleichsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Teil eine Scheibe (202) ist, deren Fläche (204) in einer 4ene liegt.

7. Ausgleichsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Teil (202) mit Markierungen zum Festlegen der Strecke, über welche er sich dreht, versehen ist.

8. Ausgleichsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche jedes der Ringe (178, 188) abgeschrägt ist, um zwischen jedem Ring und der Fläche (204) des drehbaren Teils (202) einen einzigen Berührungspunkt zu schaffen.

9. Ausgleichsmeohanismus für eine Meßvorrichtung, deren Ausgangswelle im Ansprechen auf das durch die Meßvorrichtung strömende Mediumvolumen drehbar ist, gekennzeichnet durch eine von der Ausgangswelle der Meßvorrichtung (2) angetriebene Trommel (168), einen drehbaren Teil (202) mit einer Fläche in Form einer Umdrehungsfläche aus geradlinigen Elementen, die durch seine drehachse hindurchgehen, einen zwischen der Trommel (i68) und dem drehbaren Teil (202) angeordneten Ring (178), eine auf die Temperatur des Mediums ansprechende Einrichtung, welche den Abstand des Berührungspunkte? wischen dem Ring (178) und dem drehbaren Teil (202) von der drehachse des drehbaren Teils einstellt und welche bewirkt, daß der Berührungspunkt sich bei einer Abnahme der Temperatur des Mediums näher zu der drehachse bewegt, und eine von dem drehbaren Teil (202) angetriebene Anzeigeeinrichtung.