DE854101C

DE854101C - Piston knife

Info

Publication number: DE854101C
Application number: DEK5877A
Authority: DE
Inventors: Gustav Koenig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-08-13
Filing date: 1950-08-13
Publication date: 1952-10-30

Description

Kolbenmesser Es sind verschiedene Verfahren zur Messung von Flüssigkeiten, z. B. Kraftstoffverbrauch, bekanntgeworden. Besonders eignet sich der Kolbenzähler zur Messung von geringen Durchflußmengen, jedoch besitzen diese Zähler einige Nachteile; so z. B. sind die hohen Anschaffungskosten durch den komplizierten Aufbau bedingt.Piston knife There are various methods of measuring liquids, z. B. Fuel consumption became known. The piston counter is particularly suitable for measuring small flow rates, however, these meters have some disadvantages; so z. B. the high acquisition costs are due to the complicated structure.

Es gibt Konstruktionen, bei welchen die Steuerorgane auf mechanischem Wege betätigt werden, wie auch solche, welche nach einem elektromagnetischen Verfahren arbeiten. Bei diesen befinden sich die zur Steuerung notwendigen Kontakte innerhalb des Gehäuses. There are constructions in which the controls are on mechanical Ways are operated, as well as those which are operated by an electromagnetic method work. The contacts required for control are located within these of the housing.

Um die unbedingt zu fordernde Explosionssicherheit zu gewährleisten, mußten die Kontakte in einer besonderen Abteilung des Gehäuses untergebracht werden, und wurde diese außerdem mit einer nicht brennbaren Flüssigkeit angefüllt. In order to guarantee the absolutely essential explosion safety, the contacts had to be housed in a special compartment of the housing, and it was also filled with a non-flammable liquid.

Bei der vorliegen,den Erfindung wurden die Kontakte für die Steuerung nach außen verlegt. Die Betätigung derselben erfolgt auf magnetischem Wege. In the present invention, the contacts for the controller relocated to the outside. The actuation of the same takes place magnetically.

Zu diesem Zweck sind im Meßkolben Magnete untergebracht, die am Ende eines jeden Kolbenhubs den Kontaktträger anziehen. Unter Umständen kann der Meßkolben auch so durchgebildet sein, daß er nur den magnetischen Kreis schließt. Dadurch ergibt sich eine Verminderung des Kolbengewichtes und damit verbunden eine Verkleinerung des Reibungsverlustes. Durch die magnetische Ubertragung der Steuerimpulse nach außen ergibt sich ferner eine leichte Zugänglichkeit der Kontakte zwecks Überprüfung und Einstellung derselben sowie auch eine absolute Dichtheit des Gehäuses gegen Brennstoffaustritt.For this purpose, magnets are housed in the volumetric flask, which are at the end tighten the contact carrier with each piston stroke. The volumetric flask may also be trained in such a way that it only closes the magnetic circuit. Through this This results in a reduction in the weight of the piston and, associated therewith, a reduction in size of friction loss. Due to the magnetic transmission of the control pulses on the outside there is also easy accessibility of the contacts for the purpose of checking and setting the same as well as an absolute tightness of the Housing against fuel leakage.

Ein einwandfrei arbeitender Durchlaufsmesser muß folgende Forderungen erfüllen: 1. Der Durchlaßwiderstand soll möglichst gering sein, damit weder die Förderpumpe noch der Vergaser in seiner Funktion behindert wird; 2. das Gehäuse bzw. die Durchführungen für evtl. Achsen, Hebel usw. muß absolut dicht gegen Kraftstoffaustritt und Lufteintritt sein; 3. die Abdichtungen für die mechanische Übertragung der Meßwerte nach außen dürfen das Meßergebnis nicht verfälschen; 4. das Gerät muß gegen Stöße und Vibrationen möglichst unempfindlich sein; 5. die Abnutzung, die während des normalen Betriebes eintritt, soll gering sein und das Meßergebnis nicht beeinträchtigen. A perfectly working flow meter must meet the following requirements meet: 1. The forward resistance should be as low as possible so that neither the Feed pump nor the carburetor is hindered in its function; 2. the housing or the bushings for any axles, levers etc. must be absolutely tight against fuel leaks and be air inlet; 3. The seals for the mechanical transmission of the measured values to the outside world must not falsify the measurement result; 4. The device must withstand impacts and vibrations should be as insensitive as possible; 5. the wear and tear that occurs during the normal operation occurs, should be small and not affect the measurement result.

Das nachstehend beschriebene Gerät erfüllt diese Forderungen in hohem Maße. Es besteht grundsätzlich aus 4 Teilen, und zwar a) aus einem zur Bestimmung des Durchlaufs erforderlichen Meßzylinder und dem darin befindlichen Meßkolben, b) aus dem Steuerorgan (Schieber oder Steuerkolben), welcher die entsprechenden Ein- und Auslaßöffnungen verschließt oder freigibt, c) aus der zur Auslösung der Steuerimpulse notwendigen magnetischen Einrichtung, d) aus der Anzeigevorrichtung, welche den gemessenen Durchfluß sichtbar macht. Dieselbe kann dem jeweiligen Verwendungszweck entsprechend ausgeführt sein, so z. B. mit springenden Ziffern usw. The device described below fulfills these requirements to a high degree Dimensions. It basically consists of 4 parts, namely a) one for determination the required measuring cylinder and the volumetric flask in it, b) from the control element (slide or control piston), which the corresponding Inlet and outlet openings closes or releases, c) from the to trigger the Control pulses necessary magnetic device, d) from the display device, which makes the measured flow visible. The same can be used for the respective purpose be carried out accordingly, so z. B. with jumping digits etc.

Das angewandte Meßprinzip entspricht grundsätzlich dem der Dampfmaschine, nur wird die Steuerung nicht mittels Exzenter, Kurbeln od. ähnl. vorgenommen, sondern erfolgt nach einem magnetischen Verfahren. Auch die Schieberbetwätigung selbst ist nach der gleichen Methode durchgebildet. The applied measuring principle basically corresponds to that of the steam engine, only the control is not by means of eccentrics, cranks or similar. made, but takes place according to a magnetic process. The slide actuation itself is also trained using the same method.

Dadurch wird erreicht, daß der Meßzylinder und das den Steuerschieber umgebende Rohr oder sonstiger Hohlkörper die geforderte absolute Dichtbeit aufweist. Es besteht somit an keiner Stelle des Gerätes eine Durchführung, welche Anlaß zu Undichtheiten geben könnte. This ensures that the measuring cylinder and the control slide surrounding pipe or other hollow body has the required absolute sealing work. There is therefore no implementation at any point on the device, which cause Could be leaks.

Aus Abb. l ist zu ersehen, daß sich in dem Meßzylinder MZ ein Meßkolben J(0 befindet. Letzterer hat ein ganz geringes Gewicht und infolgedessen einen minimalen Reibungswiderstand. Auf seinem Weg durch den Meßraum hat er infolge der magnetischen Übertragung keine Arbeit, wie z. B. die Schiebersteuerung, zu leisten. Dadurch ergibt sich ein geringer Durchlaßwiderstand und die große Meßgenauigkeit. From Fig. 1 it can be seen that there is a volumetric flask in the measuring cylinder MZ J (0 is located. The latter has a very low weight and consequently a minimal weight Frictional resistance. On his way through the measuring room he has, as a result of the magnetic Transfer no work, such as B. the slide control to perform. This results in low forward resistance and high measurement accuracy.

Die beiden Zylinderdeckel D1, D2 wie auch die Kolbenböden BO bestehen aus einem antimagnetischen Material (Messing, Aluminium usw.). Innerhalb des Kolbens sind nun zwei kleine Permanentmagnete M1 und M2 angeordnet, deren Pole an den nichtmagnetischen Kolbenboden anliegen. The two cylinder covers D1, D2 as well as the piston crowns BO exist made of an anti-magnetic material (brass, aluminum, etc.). Inside the piston there are now two small permanent magnets M1 and M2 arranged, the poles of which are attached to the non-magnetic Piston crown.

Außerhalb des Meßzylinders befinden sich zwei aus Eisen bestehende Anker A1, A2. Sobald der Kolben eine Endstellung erreicht hat, wird der zugehörige Anker angezogen und betätigt den damit verbundenen Kontakt «1 bzw. K. Outside the measuring cylinder there are two made of iron Anchors A1, A2. As soon as the piston has reached an end position, the associated Armature is attracted and actuates the associated contact «1 or K.

Die Steuerspule S arbeitet nach dem gleichen Prinzip, nur ist der Eisenkern E für die Betätigung des Schiebers innerhalb eines unmagnetischen Hohlkörpers angeordnet. Die Steuerspule hat drei verschiedene Funktionen zu erfüllen: 1. Betätigung des Ein- und Auslaßschiebers Sch, 2. Schließung bzw. Öffnung des Selbsthaltekontaktes K3, 3. Abgabe der Stromstöße für das Zählwerk. The control coil S works on the same principle, only that is Iron core E for operating the slide inside a non-magnetic hollow body arranged. The control coil has three different functions to fulfill: 1. Actuation of the inlet and outlet slide valve Sch, 2. Closing or opening of the self-holding contact K3, 3. Delivery of the current impulses for the counter.

Der Kontakt K3 dient zur Überbrückung des MeG kontaktes 82, d. h. zur Festhaltung des Steuerkolbens in Stellung II. Diese Stellung muß so lange beibehalten werden, bis der Kolben die linke Endstellung erreicht hat. Erst dann wird durch den entsprechenden Meßkontakt K1 der Stromkreis für die Steuerspule unterbrochen. Der Kontakt K4 dient zur Fortschaltung des Schrittzählwerks. The contact K3 is used to bridge the MeG contact 82, i. H. to hold the control piston in position II. This position must be maintained for so long until the piston has reached the left end position. Only then is through the corresponding measuring contact K1, the circuit for the control coil is interrupted. Contact K4 is used to advance the step counter.

Um außer der Schieberbetätigung durch den ZugankerE die unter Punkt 2 und 3 beschriebene Kontaktgebungen zu erreichen, ist das Joch J der Steuerspule durch einen weiteren Luftspalt unterbrochen. Dadurch erst wird der Ankeranzug für Ks und Kz ermöglicht. In addition to the slide actuation by the tie rodE, the under point 2 and 3 to achieve the contacts described is the yoke J of the control coil interrupted by another air gap. Only then is the anchor suit for Ks and Kz enabled.

Arbeitsweise der Schaltung (Abb. 3) Wird die Meßeinrichtung in Betrieb genommen und steht der Meßkolben beispielsweise in der linken Endstellung, so sind beide Kontakte Y, und K2 geöffnet. Infolge der Entnahme von Flüssigkeit aus dem Ablaufrohr entsteht eine Druckdifferenz. Mode of operation of the circuit (Fig. 3) If the measuring device is in operation taken and the volumetric flask is in the left end position, for example both contacts Y, and K2 open. As a result of the withdrawal of liquid from the Drain pipe creates a pressure difference.

Diese schiebt den Meßkolben nach rechts. Der Anker A2 wird von dem im Kolben befindlichen Magneten angezogen. Der Arbeitskontakt «2 schließt den Stromkreis der Steuerspule S, und diese zieht den Eisenanker E sowie den damit verbundenen ,Schieber in die Stellung II. Dadurch wird die rechte Einlaßöffnung freigegeben und das Abflußrohr mit der linken Zylinderhälfte verbunden.This pushes the volumetric flask to the right. The anchor A2 is of the magnet located in the piston is attracted. The normally open contact «2 closes the circuit the control coil S, and this pulls the iron armature E and the associated one , Slide in position II. This releases the right inlet opening and the drain pipe connected to the left cylinder half.

Gleichzeitig wird durch den Flachanker der Selbsthaltekontakt K5 sowie auch Kontakt X, zur Betätigung des Zählwerks geschlossen. Obwohl sich der Meßkontakt K2 nun wieder öffnet, da der Kolben nach der linken Seite gedrückt wird, bleibt jedoch der Schieber in Stellung II. Dies wird so lange der Fall sein, bis der Meßkolben die linke Endstellung erreicht hat, denn in diesem Moment wird die Selbsthaltung aufgehoben, da sich der Meßkontakt Kt öffnet. Die Steuerspule erhält keine Spannung mehr, und der Schieber wird durch die Feder F in seine Ausgangsstellung zurückgedrückt. At the same time, the self-holding contact K5 as well as contact X, closed to operate the counter. Although the Measuring contact K2 now opens again as the piston is pushed to the left, however, the slide remains in position II. This will be the case until the volumetric flask has reached the left end position, because at this moment the Latching canceled because the measuring contact Kt opens. The control coil receives There is no longer any tension and the spring F returns the slide to its starting position pushed back.

Der Schieber hat nun die linke Einlaßöffnung freigegeben und die rechte Meßzylinderhälfte mit dem Abflußrohr verbunden, und der Vorgang wiederholt sich von neuem. The slide has now released the left inlet opening and the the right half of the measuring cylinder is connected to the drain pipe, and the process is repeated himself all over again.

Die hier dargelegte Konstruktion stellt nur ein Beispiel dar. Es sind auch noch andere Möglichkeiten denkbar. So kann sich der Magnet auch außerhalb des Meßzylinders befinden. The construction presented here is only an example. It other possibilities are also conceivable. So the magnet can also be outside of the measuring cylinder.

In Abb. 2 ist dies angedeutet, und zwar ist der Kolbenboden in diesem Fall aus magnetischem Material. Der Boden hat die Aufgabe, den maguntischen Kreis zu schließen, welcher von den beiden Polleitstücken Pi gebildet wird. Diese Anordnung kann unter Umständen dort von Vorteil sein, wenn der Kolben ein hesonders leichtes Gewicht aufweisen soll. This is indicated in Fig. 2, namely the piston head is in this Case made of magnetic material. The task of the soil is the maguntic circle to close which is formed by the two Polleit Pieces Pi. This arrangement may be an advantage there, if the piston a it should be particularly light in weight.

Ferner sei darauf hingewiesen, daß bei der in Abb. 2 gezeigten Anordnung an Stelle des permanenten Magneten auch ein entsprechend ausgeführter Elektromagnet treten kann. It should also be noted that in the arrangement shown in FIG Instead of the permanent magnet, there is also a correspondingly designed electromagnet can kick.

Auch bei der Schaltung selbst sind noch andere Ausführungen möglich, denn es kann z. B. an Stelle des Flachankers ein besonderes Relais eingesetzt werden. Ferner können zwei Steuerspulen zur Anwendung kommen usw. Other versions are also possible for the circuit itself, because it can z. B. a special relay can be used instead of the flat armature. Furthermore, two control coils can be used, etc.

Wird das Meßgerät z. B. im Kraftfahrzeug zur Verbrauchsmessung verwendet, so ergeben sich eine Anzahl Vorteile denn es kann für jede einzelne Fahrt der jeweilige Brennstoffbedarf genau und sofort festgestellt werden. Wird das Zählwerk beispielsweise so eingerichtet, daß es rückwärts zählt, so kann es unter Umständen den Tankinhaltsmesser ersetzen. Als höchste Ziffer wird die des Behälterinhalts gewählt und bei Neufüllung des Tanks diese Ziffer eingestellt. Nach jedem Verbrauch zeigt das Gerät entsprechend weniger Inhalt an. Ist der Behälter leer, so erscheint die Ziffer 0. If the measuring device z. B. used in motor vehicles to measure consumption, this results in a number of advantages because the respective one can be used for each individual journey Fuel requirements can be determined precisely and immediately. If the counter is for example set up so that it counts backwards, so it may possibly use the fuel gauge substitute. The highest number chosen is that of the container content and when it is refilled set this digit of the tank. The device shows accordingly after each consumption less content. If the container is empty, the number 0 appears.

Man kann ferner zusätzlich noch einen Summenzähler anordnen, der z. B. bis looooLiter zeigt, und damit den Gesamtverbrauch des Wagens innerhalb einer langen Zeitspanne (I Jahr) messen. Bezogen auf die vom Kilometerzähler abgelesene Strecke ergibt sich ein genaues Bild über die Wirtschaftlichkeit des Fahrzeugs. You can also arrange a totalizer that z. B. shows up to looooLiter, and thus the total consumption of the car within one measure over a long period of time (I year). Based on the reading on the odometer Route gives an exact picture of the economy of the vehicle.

Weiter ist es möglich, evtl. auftretende Mängel des Motors (undichte Ventile, schlechte VergaseY-einstellung usw.), die sich meistens in erhöhtem Verbrauch äußern, rechtzeitig zu erkennen und damit zu beheben. It is also possible to identify any defects in the engine (leaky Valves, bad carburetor settings, etc.), which mostly results in increased consumption express, recognize in time and thus remedy.

Die Anwendbarkeit des neuen Meßgerätes ist nicht allein auf das Kraftfahrzeug beschränkt, sondern es ergeben sich noch weitere Anwendungs gebiete in der Industrie. The applicability of the new measuring device is not only for the motor vehicle limited, but there are still other areas of application in industry.

PATENTANSPROCHE: 1. Kolbenmesser mit einem Meßzylinder und einem Steuerorgan, das von dem Kolben durch eine elektromagnetische Schaltvorrichtung mit elektrischen Kontakten verstellt wird, die außerhalb des Zylinders angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktträger, der Anker und der Kolben einen Teil eines magnetischen Kreises derart bilden, daß am Ende des Kolbenhubes jeweils der Kontaktträger angezogen wird. PATENT CLAIM: 1. Piston knife with a measuring cylinder and a Control member operated by the piston through an electromagnetic switching device is adjusted with electrical contacts, which are arranged outside of the cylinder are, characterized in that the contact carrier, the armature and the piston one Form part of a magnetic circuit in such a way that at the end of each piston stroke the contact carrier is attracted.

Claims

2. Piston knife according to claim 1, characterized in that the piston one or more magnets are arranged.

3. Piston knife according to claim 1, characterized in that the Magnet is arranged outside of the measuring cylinder and the piston as an iron yoke works.

4. Piston knife according to claim l to 3, characterized in that the counter by the electromagnetic switching device for the control unit is switched.

Referenced publications: Swiss patent specification No. 211 134.