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Kolbenmesser
Genaue Durchflußmesser, welche zum A[essen der durchgeflossenen
Flüssigkeitsmenge dienen bestehen jeweils aus den Meßteilen (am häufigsten in Zylindern
beweglichen Kolben) und aus den die Flüssigkeit abwechselnd auf beide Seiten der
Kolben verteilenden Teileii (am häufigsten Steuerschiebern).
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Durchflußmesser, welche selbständige Meßteile und selbständige Steuerteile
haben, weisen namentlich zu Beginn eine bedeutende Nfeßgenauigkeit auf, leisten
aber auch einen gewissen Widerstand beim Durchfluß der Flüssigkeit, und dieser Widerstand,
welcher durch die Reibungsverluste zwischen den einzelnen mechanischeti Bestandteilen
verursacht wird, hat eine gewisse Abnutzung und einen langsamell Verlust der Genauigkeit
eines solchen Messers zur Folge. Es sind auch Durcbflußmesser bekannt, bei welchen
dank einer sinnreichen Konstruktion die Meßorgane mit den Steuerorganen vereinigt
worden sind, und diese Messer haben einen kleinen Widerstand; beim Durchfluß sind
sie aber weniger genau, weil ihre gemeinsamen Organe nicht so dicht hergestellt
werden können, und sofern sie so sind, verlieren sie mit der Zeit ihre Genauigkeit
l)ie Vorteile heider Systeme vereinigt die erfindungsgemäße Anordnung, hei welcher
übliche Kolben als Eleßteile und ein selbständiger Steuerschieber mit kleinem Widerstand
als Steuerteil
Verwendung finden, wobei die Anordnung so getroffen
ist, daß über zwei Meßkolben zwei Steuerschieber angeordnet sind, die jeweils mit
dem Kolben ein Ganzes bilden oder auf einer gemeinsamen Kolbenstange befestigt sind,
und daß die Verbindungskanäle zwischen den Schiebern und den Zylindern in eine Seitenwand
geführt sind und ihre gegenseitige Verbindung mittels eines Deckels erfolgt, der
an dieser Wand befestigt ist. Dabei wird ein einfacher Kurbelmechanismus benutzt,
es wird auf eine schnelle Beseitigung der Luft aus den Meßräumen Rücksicht genommen,
es wird die Erzielung eines kleinstmöglichen Gewichtes minimaler Abmessungen und
minimaler Reibungsverluste berücksichtigt. Der Raum um den Kurbelmechanismus herum
wird als Luftabscheider ausgenutzt, wobei für gewisse Zwecke der Messer mit einem
Handantrieb zwecks Ersparung einer Handpumpe versehen sein kann.
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Einige Ausführungsarten sind in den Zeichnungen dargestellt, wo Abb.
I einen vertikalen Schnitt des Durchflußmessers in der Ebene der Zylinderachsen,
Abb. 2 eine Seitenansicht desselben Messers, Abb. 3 eine Ansicht der Seitenwand
des Messer körpers, Abb. 4 einen vertikalen Schnitt durch den Messer körper und
den Seitendeckel, Abb. 5 einen vertikalen Schnitt durch einen Messer größerer Ausführung
mit Zwischenwand zwischen den Zylindern und den Steuerschiebern, Abb. 6 einen vertikalen
Schnitt durch einen Messer größter Ausführung mit Kreuzkopfführung der Kolbenstange,
Abb. 7 einen vertikalen Schnitt durch den als Luftabscheider ausgebildeten oberen
Deckel, Abb. 8 einen vertikalen Schnitt durch die Einrichtung des oberen Deckels
zeigt.
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Das Prinzip eines Messers kleinerer Größe ist in Abb. 1 und 2 dargestellt.
Im Messerkörper I sind unten zwei Meßzylinder 2 und 2' angeordnet, in denen sich
Kolben 3 und 3' bewegen, die mit den zylindrischen Schiebern 5 und 5' verbunden
sind.
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Diese Schieber sind in zylindrischen, mit den Mezylindern 2, 2' koaxial
angeordneten Hohlräumen geführt. In den Wänden der Schiebersitze 7, 8 befinden sich
Ausnehmungen, von denen die oberen g und die unteren 10 als Kanäle II und 12 in
die Seitenwand 13 geführt (s. auch Abb. 3) und die mittleren 14 untereinander verbunden
und als Austrittskanal in den Hals 15 geführt sind. Die Steuerschieber 5, 5' sind
hohl; durch den Hohlraum geht die Flüssigkeit beim Durchfluß in der Richtung der
Teile hindurch und in den oberen Enden der Schieber sind die Zapfen 16 für die Kurbelstangen
T7 gelagert.
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Auf der oberen Fläche des Körpers 1 ist eine I,agerkonsole I8 mit
der Welle 19 befestigt, die mit zwei um 90° gegeneinander verdrehten Kurbeln 20
versehen ist. Die Drehbewegung der Welle 19 wird mittels des Zahngetriebes 2I auf
die waagerechte Welle des Zählgehäuses 22 übertragen. Der Raum um den Kurbelmechanismus
herum ist mittels des Deckels 23 abgeschlossen, der mit einem Eintrittshals 24 versehen
ist. Die unteren Räume der Zylinder sind durch die Platte 25 abgeschlossen, welche
die Grundplatte des Messers hildet. Das Gewicht der Kolben und der Schieber ist
durch die Feder 26 aufgehoben.
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In die Seitenwand 13 (s. Abl). 3) sind auch die Kanäle 27, 27' aus
den oberen Räumen der Meßzylinder und die Kanäle 28, 28' aus den unteren Räumen
der Meßzylinder 2 und 2' geführt. Je nach der Lage der Kurbeln 20 und je nach der
Drehrichtung müssen die Kanäle in der Seitenwand I3 gegenseitig verbunden sein,
was der seitliche Deckel 30 besorgt (s. Abb. 2 und 4), der die Verbindungen 11-27,
12-28, III-27 und I2'-28 durchführt.
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Bei dieser Anordnung des Messers ist in erster Linie die Bedingung
einer richtigen Entwässerung aller Meßräume sowie anderer Räume vollkommen erfüllt,
da die Flüssigkeit vom Eintrittshals einfließt und nacheinander die Räume der Steuerung
und von diesen dann die unter der Steuerung befindlichen Meßräume ausfüllt.
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Das komplizierte Kreuzen der Kanäle ist in einen selbständigen Teil
des Deckels 30 verlegt, in welchem die Kanäle leicht angeordnet werden können. Der
Schieber mit dem Kolben bildet ein einziges Stück verhältnismäßig einfacher Form,
das unmittelbar mit der Kurbel stange verbunden und dessen Gewicht durch eine Feder
ausgeglichen ist, was einen kleinen Widerstand und kleine Ahnutzung ergibt.
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Bei dieser Konstruktion sind fast gänzlich die sog. harten Punkte
ausgeschieden, d. h. der Widerstand beim Überwinden der toten Lage eines Kolbens.
Es ist dies die Folge des Gewichtsausgleichs durch eine Feder, des direkten Antriebes
des Steuerorgans von dem Kolben und schließlich der Verwendung eines Steuerorgans,
das beim Durchgang durch seine mittlere Lage nicht durch den Widerstand des Über-
oder Unterdruckes in den Zylindern beeinflußt ist. Schließlich besteht ein großer
Vorteil auch in der leichten Montage und Demontage, in der kleinen Anzahl von Bestandteilen,
in den verhältnismäßig kleinen Abmessungen und den niedrigen Herstellungskosten.
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Die weitere Abb. 5 zeigt einen einfachen Durchflußmesser für größere
Alengen. Der Steuerschieber 30 hat einen größeren Durchmesser, und es ist daher
die Kurbelstange 31 in der Alitte dieses Schiebers angeordnet und ihr unterer Zapfen
32 ist in einer mit dem Boden des Schiebers 30 verbundenen Gahel gelagert. Der Raum
33 unterhalb des Schiebers 30 ist vom Meßraum 34 oberhalb des Kolbens 35 durch die
Zwischenwand 36 getrennt. durch welche die Kolbenstange 37 dicht hindurchgeht. Bei
dieser Anordnung sind die Volumen des Teils 34 oberhalb der Kolben 35 und des Teils
38 unterhalb der Kolben fast gleich. Der Flüssigkeitseintritt und -austritt erfolgt
durch die Hälse im Sinne der Pfeile, wobei eine entgegengesetzte Durchflußrichtung
möglich ist und beim Messen dieselben Resultate ergibt.
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Die Ausführung des Messers gemäß Abb. 6, die für die größten Einheiten
bestimmt ist, unterscheidet
sich dadurch, daß an flell Kolbenstangen
40 an ihrem unteren Ende die Isoll)en 4I und etwa in der Mitte die Schieber 42 befestigt
sind. Sie gehen durch einen gemeinsamen Deckel 43 unter Vermittlung von Stopfbuchsen
44 und enden oben in Kreuzköpfen 45. Die Teile des Mechanismus, wie Kreuzköpfe 45,
Lager der Welle 46 und die Zahnübersetzung 47, können mit Öl geschmiert werden,
da sie sich in Räumen außerhalb der Flüssigkeit befinden.
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Der Raum unter dem Deckel 23 (s. Abb. 1) kann durch seine Form und
Lage als Luftabscheider dieses Messers dienen. Da dieser Messer mit Vorteil für
Zisternenwagen benutzt werden kann, wo am Ende des Entleerens der Zisterne der Ausfluß
der Flüssigkeit unter geringem Gefälle erfolgt, kann dieser Durchflußmesser mit
einer Kurbel für Handantrieb versehen werden, so daß er dann als Nteßpumpe wirkt.
Es ist eine Sicherung durchzuführen, damit nach dem Fertigpumpen der Flüssigkeit
der Messer nicht weiter verdrallt werden kann. Ein Beispiel einer zu diesem Zwecke
dienenden Einrichtung ist in den weiteren Abb. 7 und 8 dargestellt.
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Im Deckel 50 des Durchflußmessers ist ein Schwimmerventil angeordnet,
welches aus einem Schwimmer 5 I besteht, der auf einem um den starren Zapfen 53
verdrehbaren zweiarmigen Hebel 52 befestigt ist. Der zweite Arm dieses Hebels 52
hebt bei der Bewegung nach oben unter Vermittlung der Zugstange 54 das Tellerventil
55 an. Wenn der Deckel mit Flüssigkeit gefüllt ist, so befindet sich der Schwimmer
51 in der vorgezeichneten Lage und das Ventil 55 ist geschlossen: falls in diesen
Raum des Deckels Luft gelangt, so sinkt der Schwimmer in die strichlierte Lage.
das Ventil 55 öffnet sich und die Luft entweicht.
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Auf der rechten Seite des Deckels 50 ist der Handantrieb des Messers
angeordnet. Er besteht aus der Welle 56 mit der Kurbel 57, deren Nabe als Gleitkupplung
58 ausgebildet ist, damit auf den Mechanismus des Messers kein allzu großes Moment
ausgeübt werden kann. Am linken inneren Ende der Welle 56 ist ein Sperrad 59 aufgekeilt,
und in diesem ist ein Freilauf 6o mittels mehrerer Rollen in Keilausschnitten vorgesehen.
Der Teil 60 hat einen Ausschnitt, in welchen die Kurbel 6I einfällt. In das Sperrad
59 greift die um den Zapfen 63 drehbare und durch die Feder 64 gegen den Anschlag
65 gedrückte Sperrklinke 62 ein. Der zweite Arm der Sperrklinke 62 ist an die Zugstange
66 angelenkt, die am oberen Ende einen Ausschnitt hat, in welchem sich der Zapfen
67 auf der rechten Seite des Schwimmers 51 bewegt. Die voll gezeichnete Lage der
Klinke 62 entspricht der voll gezeichneten Lage des Schwimmers 5I, und in dieser
Lage kann der Messer von Hand aus gedreht werden. Wenn der Schwimmer infolge Mangel
an Flüssigkeit sinkt, dreht sich auch die Sperrklinke 62, ihr Zahn fällt in das
Sperrad 59 ein und der Messer kann nicht gedreht werden. Die Welle 68 dient zum
Antrieb des Zählwerkes, das nicht dargestellt ist.