DE851416C - Vorrichtung zum Messen von Druecken - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Messen von Drücken Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung zum Messen von Drücken, die in verschiedener Hinsicht vorteilhaft ist.
• Die Zeichnung bringt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in zum Teil grundzügiger Darstellung.
• Es bezeichnet I eine Rohrleitung oder einen Behälter. Um den darin herrschenden Druck zu messen oder fortlaufend anzuzeigen, zweigt davon eine Leitung 2 ab, in der eine Blende 3 mit einer feinen Öffnung 4 sitzt und die weiter zum Einlaßstutzen 6 eines Gasmessers 5 führt, dessen ins Freie mündender Auslaßstutzen mit 7 bezeichnet ist. Das Meßwerk des Gasmessers hat eine Welle 9, deren Drehgeschwindigkeit der dem Gasmesser zuströmenden Druckmittelmenge je Zeiteinheit entspricht. Auf der Welle g sitzt eine Drehscheibe IO, deren Achse die Achse einer Welle II schneidet.
• Auf dieser sitzt verschiebbar und mittels eines Schräubehens 12 feststellbar ein Reibrad I3, das auf der Drehscheibe 10 rollt. Die Welle 1 1 treibt eine Zählvorrichtung 14 und ist zur Einstellung des tSbersetzungsverhältnisses zwischen den Wellen g und II mit einer Maßteilung 15 versehen. Die über die Zählvorrichtung 14 hinaus verlängerte Welle 1 1 trägt undrehbar ein Stirnrad I6. Dieses kämmt mit einem Stirnrad I7, das mit einem Kegelrad I8 starr verbunden ist. Die Zahnräder I7, I8 sitzen frei drehbar auf einer Welle 19. Ebenfalls frei drehbar sitzen auf der Welle 19 ein Stirnrad 20 und ein mit diesem starr verbundenes Kegelrad 21. Die Kegelräder I8 und 21 bilden die Mittelräder eines Umlaufrädergetriebes. Das zugehörige Umlaufrad ist mit 22 und sein Stegglied mit 23 bezeichnet. Das Stegglied 23 sitzt undrehbar auf der Welle 19. Es bezeichnet weiter 25 eine Drehscheibe, die durch ihre Zapfenwelle 26 mit gleichMeibender Drehgeschwindigkeit angetrieben wird. Auf der Welle 26 sitzt undrehbar ein Schraubenrad 27, das mit einem undrehbar auf der Welle 19 sitzenden Schraubenrad 28 kämmt. Die Drehgeschwindigkeit des Steggliedes 23 ist soweit verhältnisgleich der der Drehscheibe 25. Das Stirnrad 20 kämmt mit einem Zahnrad 30, dessen Welle 3I in Lagern 32 gelagert ist.
• Diese sind durch eine Gabel 33 verbunden, die um einen Zapfen 34 schwenkbar ist. Die Zahnräder 20 und 30 sind so ausgebildet, daß sie solche Schwenkung um einen gewissen Winkel zulassen. Auf der Welle 31 sitzt undrehbar, aber verschiebbar ein hohler Wellenstumpf 35 mit einem Lagerarm 36.
• Auf dem Wellenstumpf sitzen drehbar zwei Reibräder 37 und. 38, die auf der Drehscheibe 25 rollen und mit je einem Kegelrad 39 oder 40 starr verbunden sind. Die beiden Kegelräder 39 und 40 bilden die Mittelräder eines Umlaufrädergetriebes und kämmen mit einem Umlaufrad 4I, das auf dem das Stegglied bildenden Lagerarm 36 drehbar sitzt.
• Die Welle 31 ist hohl und hat einen Längsschlitz 43.
• In der hohlen Welle liegt verschiebbar eine Stange 44, die an ihrem rechten Ende durch den Längsschlitz 43 nach außen greift und mit dem Wellenstumpf 35 starr verbunden ist. Am anderen Ende trägt die Stange 44 drehbar, aber unverschiebbar eine Öse 45, durch die eine um einen Drehpunkt 46 schwenkbare Stange 47 hindurchgreift. Diese trägt an ihrem freien Ende einen Schreibstift 48, der auf einem laufenden Papierstreifen 49 die jeweilige Stellung der Teile 35 his 41 und 44 vermerkt. Mit Rücksicht auf die vereinfachte Darstellung sei bemerkt, daß die Stange 47 so liegen muß, daß sie von dem Umlaufrädergetriebe 18, 2I, 22, 23, 19 frei geht, also entweder durch Verlängerung der Stange 44 nach links verschoben oder aus der Zeichenebene. herausgedreht gedacht werden muß.
• Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Das Druckmittel strömt durch die feine Öffnung 4 mit Uberschall,geschaindigkeit nach der Formel wenn P2 (Druck hinter der Öffnung) <1/2 P1 (Druck vor der Öffnung) ist und M die durchströmende Druckmittelmenge, F der Querschnitt der Öffnung und T den hier als gleichbleibend anzunehmenden Wärmegrad bedeutet; vgl. ihierzu Prandtl, Führer durch die Strömungslehre, 3. Aufl., Braunschweig I949, S. 252. Die dem Gasmesser 5 zuströmende Druckmittelmenge ist also dem Druck in der Druckmittelleitung verhältnisgleich. Das haben auch Versuche bestätigt. Die Wirkungsweise der Anzeigevorrichtung ergibt sich aus den für Reibradgetriebe dieser Art aus der Patentschrift 5I31577 bekannten Grundsätzen. Dieses Verständnis wird hier erleichtert, wenn man sich vorstellt, daß die beiden Reibräder 37 und 38 durch ein Reibrad ersetzt werden, das in der Mitte zwischen beiden liegt und mit dem Wellenstumpf 35 starr verbunden ist, wol>ei dann das Unterlaufrädergetriebe 39, 40, 4I, 36, 35 entfällt. Dieses gedachte Reibrad ist im folgenden mit 35 bezeichnet, weil seine Verschiebung und Wanderung denen des Wellenstumpfes 35 entsprechen. Das Verständnis wird ferner dadurch erleichtert, daß man sich zunächst vorstellt, das Stirnradf I6 kämme unmittelbar mit dem Zahnrad 30, die Teile I7 bis 23 und 27, 28 seien also nicht vorhanden. Dann verbleibt das in Richtung seiner Achse auf der Welle 31 frei einstellbare gedachte Reibrad 35 mit seinem Berührungspunkt in der Achse der Drehscheibe 25 und kehrt auch in diese Ausgangsstellung zurück, solange es stillsteht oder zum Stillstand kommt. Andererseits stellt es sich, wenn es sich zu drehen beginnt, nachdem es zunächst mit der Welle aus der Ausgangsachse herauswandert, auf einen Abstand von der Ausgangsstellung ein, der, in Richtung der Ausgangsachse gemessen, seiner Drehgeschwindigkeit verhältnisgleich ist. Diese Drehgeschwindigkeit ist verhältnisgleich der dem Gasmesser zuströmenden Druckmittelmenge, und die Verschiebung des gedachten Reibrades 35 in der Achsenrichtung überträgt sich verhältnisgleich auf den Schreibstift 48.
• Dieser vermerkt somit auf dem Papierstreifen 49 fortlaufend das zuströmende Druckmittel je Zeiteinheit und damit den in Behälter I herrschenden Druck.
• Der Ersatz des gedachten Reibrades 35 durch die beiden Reibräder 37 und 38 nebst Umlaufrädergetriebe- 3g, 4Q 41, 36, 35 bietet den Vorteil größerer Sicherheit gegen Abnutzung.
• Im vorliegenden Fall handelt es sich immer um die Aufzeichnung nur positiver Werte, oder anders ausgedrückt: Das gedachte Reibrad 35 hat aus dem Stillstand heraus nur einen Drehsinn. Solchenfalls läßt sich aber immer nur die eine Hälfte der Drehscheibe 25 ausnutzen, während bei positiven und negativen Werten, also bei beiderseitigem Drehsinn des Reibrades, beide Hälften ausgenutzt werden könnten. Man kann aber auch bei nur einem Drehsinn beide Hälften der Drehscheibe voll ausnutzen, wenn man dem gedachten Reibrad 35, z. B. durch ein Umlaufrädergetriebe, eine gleichbleibende zusätzliche Dreh.geschwindigkeit erteilt, die etwa der Drehgeschwindigkeit des gedachten Reibrades entspricht, wenn es am Rande der Drehscheibe 25 rollt.
• Es liegt dann bei stillstehendem Gasmesser der Berührungspunkt zwischen gedachter Reil>rad und Drehscheibe 25 außerhalb der Drehscheibenachse.
• Diese zusätzliche Drehgeschwindigkeit erhält das gedachte Reibrad35 von der Drehscheibe 25 aus über die Schraubenräder 27 und 28 und weiter über das Umlaufrädergetriebe 18, 2I, 22, 23, 19. Wenn also derGasmesser stillsteht, stellt sich das gedachte Reibrad 35 auf der Drehscheibe 25 auf eine Entfernung von deren Mittelpunkte ein, die der Drehgeschwindigkeit entspricht, die es einzig und allein durch das Umlaufrädergetriebe I8, 21, 22, 23, 19 erhält. Dies ist dann die Ausgangsstellung für die Wirkungsweise, die im übrigen der vorher heschriebenen entspricht.
• Das Reibradgetriebe 10, I3, an dessen Stelle jedes beliebige stufenlose Wechselgetriebe treten könnte, bietet den Vorteil, daß die Vorrichtung sich für Bereiche sehr verschiedenen Druckes im Behälter I verwenden läßt, ohne daß man die Drehgeschwindigkeit der Drehscheibe 25 zu ändern hat.
• Es kann an die Stelle der beschriebenen Vorrichtung auch ein Gasmesser mit üblicher Zählvorrichtung treten; an Stelle des fortlaufend angezeigten Druckes ergibt sich dann der jeweilige Druck mit Hilfe einer Uhr aus dem Unterschied des Zählerstandes in einer bestimmten Zeit.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum Messen von Drücken, gekennzeichnet durch einen Gasmesser (5), dem das Druckmittel aus dem Behälter (I), in welchem der Druck zu messen ist, durch eine feine Offnung (4) zuströmt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasmesser mit einer Einrichtung zum Anzeigen der zuströmenden Druckmittelmenge je Zeiteinheit versehen ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Drehscheibe (25) gleichhleiI>ender Drehgeschwindigkeit und einem darauf rollenden, in Richtung seiner Achse frei einstellbaren Reibrad (37, 38), dessen Drehgeschwindigkeit der Druckmittelmenge je Zeiteinheit verhältnisgleich wächst und dessen Achse die Drehscheibenachse schneidet, solange der Gasmesser stillsteht, und das, wenn der Gasmesser zu messen beginnt, quer zu seiner Achse aus dieser Ausgangsstellung herauswandert und dadurch in Richtung seiner Achse so weit verschol>en wird, daß seine Drebgeschwindigkeit der der Drehscheibe im Berührungspunkt entspricht.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit des Reibrades (25) der Druckmittelmenge je Zeiteinheit verhältnisgleich ist und das Reibrad lii stillstehendem Gasmesser die Drehscheibe (25) in ihrem Mittelpunkt berührt.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reibrad (37, 38) durch ein Umlaufrädergetriebe (I8, 2I, 22, 23, I9) eine gleichbleibende zusätzliche Drehgeschwindigkeit erteilt wird, so daß bei stillstehendem Gasmesser der Berührungspunkt zwischen Reibrad (37, 38) und Drehscheibe (25) außerhalb der Drehscheibenachse liegt.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle eines Reihrades zwei Reibräder (37, 38) vorgesehen sind, an denen je ein Mittelrad (39,40) eines Umlaufrädergetriehes (39, 40, 41, 36, 35) sitzt, dessen Stegglied (36) die Aufgabe des erstgenannten Reibrades erfüllt.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche his 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Meßwerk des Gasmessers (5) einerseits und die Anzeigevorrichtung und/oder eine gegehenonfalls zusätzlich vorgesehene Zählvorrichtung (I4) andererseits ein stufenloses Wechselgetriebe eingeschaltet ist, das zweckmäßig aus einer Drehscheibe (IO) und einem darauf rollenden Reibrad (I3) besteht, das in seiner Achsenrichtung längs einer Maßteilung (z5) verstellhar ist.

   Angezogene Druckschriften: I)eutsche Patentschriften Nr. 627 982, 539903, 509 191, 375 186, 244 185, 297 575