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Steuerschieber für FlüssigkeitskolbenmWesser Bei Flüssigkeitskolbenmessern,
wie sie z. B. an Tankstellen verwendet werden, wird die das Zählwerk antreibende
Welle in der Regel von vier Kolben angetrieben, die je um 900 versetzt um eine Kurbel
dieser Antriebswelle herum angeordnet sind. Der Zutritt der Meßflüssigkeit zu den
Kolben und der Rückfluß aus den Zylindern beim Rückgang dieser Kolben wird üblicherweise
durch einen auf der Antriebswelle des Zählwerks sitzenden Drehschieber gesteuert,
dessen die Steuerkanten enthaltende Dichtungflächen gegen die die Steuerkanten enthaltenden
Dichtungsflächen des Zylindergehäuses durch Federkraft oder durch den Druck der
eintretenden Flüssigkeit angepreßt werden. Im inneren Totpunkt eines Kolbens kann
nun der zu dem Zylinder führende Kanal nicht plötzlich von seiner Verbindung mit
der Zuleitung für die Treibflüssigkeit getrennt und mit der Ableitung für die Treibflüssigkeit
verbunden werden, sondern es muß ein gewisser Drehwinkel durchlaufen werden, der
der Breite des Steges zwischen dem Zuleitungs-und Ableitungskanal im Steuerschieber
entspricht.
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Während dieser Zeit nimmt aber auch der Kolben einen gewissen Rückhub
vor, so daß in dem durch den Steg des Steuerschiebers abgeschlossenen Zylinderraum,
in dem die Meßflüssigkeit bis zur Öffnung des Auslasses abgesperrt ist, eine Drucksteigerung
entsteht. Dieser Flüssigkeitsdruck wirkt sich insofern nachteilig auf den Steuerschieber
aus, als er diesen zu kippen und gegen den Druck z. B.
der ihn belastenden
Feder anzuheben sucht, wobei die Abdichtung an dieser Stelle leicht verlorengeht
und dadurch Meßungenauigkeiten entstehen. Die Führung des Steuerschiebers in einem
Schiebergehäuse erfordert aber -gerade bei einem Meßgerät eine ganz besonders sorgfältige
Abdichtung, da sonst nicht die erforderliche Meßgenauigkeit erzielt werden kann.
Wird nun durch die Welle des Kolbenmessers noch ein Rechenwerk, eine iNilbeimischpumpe
oder ein anderes Zusatzgerät angetrieben, so daß der Kolbenmesser nicht nur als
Messer, sondern auch als Flüssigkeitsmotor arbeiten muß, so setzt der Kolben dem
ihn treibenden Flüssigkeitsstrom einen erhöhten Widerstand entgegen, wodurch in
der Flüssigkeit ein Druckanstieg eintritt, und während der oben beschriebenen Umsteuerung
des Kolbens im inneren Totpunkt wird in der im Zylinder abgeschlossenen, bereits
unter Druck stehenden Flüssigkeit noch ein weiterer Druckanstieg hervorgerufen,
so daß die Meßungenauigkeiten noch wesentlich größer werden.
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Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß der
Schieber in einem Schiebergehäuse geführt ist, das aus einem oberen und einem unteren
Teil, welche die Dichtungsflächen tragen, und einem dazwischenliegenden Distanzstück
gebildet ist, und daß von dem auf der einen Seite des Steuerschiebers angeordneten
Steg, welcher die in der Wand des Schiebergehäuses befindlichen, zu den Zylindern
führenden Kanäle während der Umsteuerung im inneren Totpunkt der Kolben überdeckt,
ein Verbindungskanal zu einer Aussparung in der auf der anderen Seite des Steuerschiebers
angeordneten Dichtungsfläche führt. .Däbei kann die Größe der ausgesparten Fläche.
vorzugsweise gleich oder annähernd gleich dem Steuerquerschnitt eines der zu den
Zylindern führenden Kanäle sein. Ferner können die den unteren und den -oberen Teil
verbindenden Schrauben od. dgl. gleichzeitig zur Befestigung des Schiebergehäuses
an dem Zylindergehäuse des Kolbenmessers dienen.
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Dadurch wird erreicht, daß der Druck, der in dem sowohl vom Flüssigkeitseintritt
wie auch vom Flüssigkeitsaustritt abgesperrten Zylinder durch die Kolbenbewegung
während der Zeit der Absperrung auf der einen Schieberseite entsteht, durch den
Verbindungskanal sich in die Aussparung der Dichtungsfläche auf der anderen Schieberseite
fortsetzt und in dieser einen Druck auf den Steuerschieber erzeugt, der dem Druck
entgegengesetzt ist, der durch die im Zylinder eingeschlossene Flüssigkeit auf den
Steuerschieber ausgeübt wird.
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Der so entstehende Druckausgleich . verhindert selbst bei größter
Belastungfides Messers als Flüssigkeitsmotor, daß der Steuerschieber gekippt wird
und daß einseitige Pressungen an den Dichtungsflächen entstehen, die zu einem erhöhten
Verschleiß führen.
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Gegenüber den vorbekannten Bauarten, bei denen sich eine der Dic'htungsflächen,
auf denen sich der Steuerschieber dreht, am Zylindergehäuse befindet und der Steuerschieber
mittels Federkraft od. dgl. gegen diese Dichtungsfläche ain Zylinder angedrücktawird,
besitzt die neue, für den vorliegenden Zweck besonders vorteilhafte Bauart des Schiebergehäuses
den großen Vorteil, daß die Dichtungsflächen sich sämtlich an kleinen handlichen
Bau teilen befinden, die wesentlich leichter und genauer zu bearbeiten sind, so
daß die das Schiebergehäuse bildenden Teile für sich montiert und der Schieber in
dem Schiebergehäuse zuverlässig abdichtend eingepaßt werden kann. Die gesamte empfindliche
und größte Genauigkeit erfordernde Paßarbeit kann daher an handlichen Teilen des
Schiebergehäuses und dem Steuerschieber vorgenommen werden, und nach der Einpassung
des Steuerschiebers kann das Schiebergehäuse mit dem eingesetzfen Steuerschieber
an das Zylindergehäuse des Kolbenmessers angesetzt werden. Sollte im Laufe des Betriebes
durch Verschleiß der Dichtungsflächen eine Nach stellung erforderlich werden, so
kann auch diese wiederum durch einfache Schleifarbeit an dem Steuerschieber bzw;
an den Schiebergehäuseteilen vorgenommen werden. Ein weiterer großer Vorteil besteht
dabei darin, daß die Teile, bei denen es auf eine absolut exakte Abdichtung ankommt,
nämlich das Schiebergehäuse mit dem eingeschliffenen Schieber, als Ersatzteil auf
Lager gehalten werden können. Dieses - Ersatzteil kann an jeden Kolbenmesser dieser
Bauart montiert werden,. so daß ein Meßgerät, dessen Meßgenauigkeit nachläßt, durch
Auswechseln .des Schiebergehäuses mit Schieber sofort wieder betriebsfähig gemacht
werden kann und nicht das ganze Meßgerät zur Anpassung-eines neuen Schiebers längere
Zeit stillgelegt oder ausgebaut werden muß.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Flüssigkeitskolbenmessers
mit Steuerschieber und Schiebergehäuse gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar
zeigt Fig. I den Flüssigkeitskolbenmesser in Ansicht, - Fig. 2 den Flüssigkeitskolbenmesser
nach Fig. I im Schnitt, und zwar das Zylindergehäuse nach der Linie II-I und den
Gehäusedeckel nach der Linie II-IIa der Fig. I,.
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Fig. 3 den Steuerschieber in Aufsicht in Richtung des Pfeiles III
der Fig. 2, Fig. 4 den Steuerschieber nach Fig. 5 in Ansicht von unten, Fig. 5 den
Steuerschieber nach Fig. 3 im Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 3 und Fig. 6 den
Steuerschieber nach Fig. 3 im Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 3.
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In vier sternförmig zueinander angedrdneten Zylindern I, 2, 3 und
4, die in einem gemeinsamen Zylindergehäuse 5 liegen (Fig. I), gleiten Kolben, von
denen die gegenüberliegenden Kolben 1a und 2a der Zylinder I und 2 durch eine Kolbenstange
6 (Fig. 2) und die nicht dargestellten Kolben der Zylinder 3 und 4 durch eine Kolbenstange
7 miteinander verbunden sind. Die Kolbenstangen sind senkrecht zu ihrer Längsrichtung
mit als Kurbelschleife ausgebildeten Langlöchern 8 versehen, durch die die im Zylindergehäuse
5 gelagerte Kurbel 9 einer Kurbelwelle IO führt. Mit der Welle Io ist mittels eines
Keiles ii ein Steuerschieber 12
drehfest verbunden, welcher in einem
Schiebergehäuse geführt wird. Das Schiebergehäuse ist aus Führungsplatten I3, 14
und einem Distanzstück 15 zusammengesetzt und mit Schrauben I6, welche gleichzeitig
das Schiebergehäuse 13, I4, I5 zusammenhalten, am Zylindergehäuse 5 befestigt. Ein
Gehäusedeckel I7 umschließt das Schiebergehäuse I3, 14, I5 und ist mit Schrauben
I8 auf dem Zylindergehäuse 5 befestigt. Die Welle 10 führt durch den Gehäusedeckel
I7 hindurch und trägt an ihrem Ende einen Mitnehmer 19 zum Antrieb eines Zählwerks
oder auch eines Zusatzgeräts, das auf Augen 20 am Gehäusedeckel I7 montiert wird.
Der Gehäusedeckel I7 besitzt einen Eintrittsstutzen 21, durch den der Flüssigkeitsstrom
zum Steuerschieber I2 fließt und einen Austrittsstutzen 22, durch welchen die vom
Steuerschieber kommende Flüssigkeit aus dem Meßgerät austritt. Im Zylindergehäuse
5 sind Kanäle angeordnet, die die Zylinder mit dem Steuerschieber verbinden, z.
B. sind die Zylindern und 2 mit dem Steuerschieber durch die Kanäle Ib und 2b verbunden.
Die Kanäle münden in entsprechende Bohrungen 23 in der Führungsplatte I3 des Schiebergehäuses.
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Der als Drehschieber ausgebildete Steuerschieber 12 (Fig. 3, 4, 5
und 6) besitzt auf der den Zylindern zugewandten Seite eine Dichtungsfläche 24,
die auf der Führungsplatte I3 gleitet, und auf der den Zylindern abgewandten Seite
eine Dichtungsfläche 25, die auf der Führungsplatte 14 gleitet. Der innere Hohlraum
des Steuerschiebers ist durch Stege 33, 34 in zwei gleichgroße Räume geteilt. Die
eine Hälfte bildet einen Eintrittskanal 26, der über einen seitlichen Schlitz 27
mit dem Eintrittsstutzen 21 verbunden ist und über einen Schlitz 28 in der Dichtungsfläche
24, der bei der Drehung des Schiebers die Bohrungen 23 in der Führungsplatte I3
überstreicht, abwechselnd mit den zu den Zylindern führenden Kanälen (z. B. Io und
2b) verbunden wird. Eine Rippe 32 stützt die Dichtungsflächen 24, 25 gegeneinander
ab. Die andere Hälfte des Hohlraums des Schiebers bildet einen Austrittskanal 29,
der über einen Schlitz 30 in der Dichtungsfläche 25 mit dem Austrittsstutzen 22
in Verbindung steht und über einen Schtitz 3I in der Dichtungsfläche 24 bei der
Drehung des Schiebers mit den zu den Zylindern führenden Kanälen (z. B. Ib und 2b)
ebenfalls abwechselnd verbunden wird. Die Schlitze 28 und 3I werden durch die Stege
33 und 34 voneinander getrennt, deren Breite auf der - den Zylindern zugewandten
Seite dem Durchmesser der zu den Zylindern führenden Kanäle (z. B. Ib und 2b) so
angepaßt ist, daß sie diese während der Umsteuerung verschließen. Entsprechend der
in der Zeichnung durch einen Pfeil angegebenen Drehrichtung des Steuerschiebers
schließt der Steg 33 jeweils den Kanal, der zu demjenigen Zylinder führt, welcher
von Entleeren auf Füllen umgesteuert wird, d. h. dessen Kolben den äußeren Totpunkt
durchläuft. Entsprechend schließt der Steg 34 jeweils den Kanal, der zu dem Zylinder
führt, der von Füllen auf Entleeren umgesteuert wird, dessen Kolben also den inneren
Totpunkt durchläuft. Durch den Steg 34 führt ein Kanal 35 hindurch und endet in
einer Aussparung 36 in der Dichtungsfläche 25 des Schiebers und verbindet die Aussparung
36 mit den Bohrungen 23, wenn er diese überschleift. Die Größe der ausgesparten-Fläche
36 ist gleich dem Querschnitt der Bohrungen 23, d. h. dem Steuerquerschnitt der
zu den Zylindern führenden Kanäle (z. B. Ib und 2b).
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In der in Fig. 2 dargestellten Lage hat der Kolben 1a gerade den
äußeren Totpunkt durchlaufen, und der Zylinder I wird gefüllt, während der Kolbenz,
entsprechend gerade den inneren Totpunkt überschritten hat und der Zylinder 2 geleert
wird.
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Gemäß der durch einen Pfeil angegebenen Drehrichtung der Kolbenwelle
ist der Zylinder 3 halb gefüllt und der Zylinder 4 halb entleert. Die Wirkungsweise
des Meßgeräts ist folgende: Der von einer nicht dargestellten Pumpe kommende Flüssigkeitsstrom
tritt durch den Eintrittsstutzen 21 in einen äußeren ringförmigen Raum 37 im Gehäusedeckel
I7, gelangt durch Bohrungen 38 im Distanzstück 15 des Schiebergehäuses in einen
ringförmigen Raum 39 zwischen dem Distanzstück 15 und dem Steuerschieber I2, fließt
durch den Eintrittskanal 26 des Steuerschiebers, die Bohrung 23 der Führungsplatte
I3 und den Kanal Ib in den Zylinder I und schiebt den Kolben 1,a vor sich her. Dabei
treibt der Kolben Ia über die Kolbenstange 6 die Kurbelwelle IO an. In gleicher
Weise wird der Zylinder 3 weiter gefüllt. Der Kolben 2a wird vom Kolben Ia über
die Kolbenstange 6 gegen die Flüssigkeitsfüllung im Zylinder 2 gedrückt, welche
durch den Kanal, die entsprechende Bohrung 23 in der Führungsplatte 13, den Austrittskanal
29 des Steuerschiebers I2 und eine Bohrung 40 der Führungsplatte I4 in einen inneren
Ringraum 41 des Gehäusedeckels 17 entweicht und durch den Austrittsstutzen 22 abfließt.
In gleicher Weise wird auch der Zylinder 4 weiter entleert. Sobald die Kolben IaJ
2a den halben Hub zurückgelegt haben, werden die Zylinder 3, 4 umgesteuert, d. h.
der Zylinder 3 entleert und der Zylinder 4 wieder gefüllt.
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Während der Kolben 1a seinen inneren Totpunkt und der Kolben 2a seinen
äußeren Totpunkt erreicht hat, der Zylinder I also gefüllt und der Zylinder 2 geleert
ist, hat der sich mit der Welle Io drehende Steuerschieber I2 mit seinem Steg 33
den Kanal 2b und mit dem Steg 34 den Kanal Ib geschlossen. Bis aber der Austrittsknal
29 des Steuerschiebers den Kanal In wieder öffnet, legt der Kolben 1a einen der
erforderlichen Kurbelwellenumdrehung entsprechenden Hub zurück. Die dabei in der
im Zylinder I eingeschlossenen Flüssigkeit entstehende Drucksteigerung setzt sich
durch den Kanal 35 in die Aussparung 36 fort, so daß ein Druckaus-gleich zwischen
den beiden Steuerschieberseiten erzielt wird.