DE2614752C2

DE2614752C2 - Spirometer

Info

Publication number: DE2614752C2
Application number: DE2614752A
Authority: DE
Inventors: Eugen 7821 Eisenbach Grieshaber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-04-06
Filing date: 1976-04-06
Publication date: 1983-11-17
Also published as: CH620110A5; NL7703761A; JPS5620860B2; FR2347022A1; NL166848B; SE7703811L; US4144883A; DE2614752B1; AT354602B; JPS52123596A; ATA233477A; SE422149B; NL166848C; IT1086881B; FR2347022B1; GB1514904A

Description

c- Die Erfindung betrifft ein Spirometer, bestehend aus

I'' einem Gehäuse mit einer eine Einblasöffnung aufwei-■'-· senden Vorkammer und einer wenigstens eine Austritts-"= Öffnung aufweisenden und durch mehrere in einer :' Zwischenwand befindliche Bohrungen mit der Vorkam- S mer verbundene zylindrische Turbinenkammer, in welcher sich ein Windflügeirotor befindet, dessen Welle über ein Untersetzungsgetriebe einen über eine ~ Kreisskala drehenden Zeiger antreibt, wobei die Welle einerseits in einem Lager der Zwischenwand und andererseits in einer Platine des Untersetzungsgetriebe bes gelagert ist

& Bei einem bekannten Spirometer dieser Art ist nur ein

ff einziger Zeiger vorhanden, dessen Achse koaxial zur P Achse des Windflügelrotors angeordnet ist und der über ι s ein aus zwei Stirnrädern und zwei Zahntrieben

^: · bestehendes Untersetzungsgetriebe mit einem Gesamt- ;! Untersetzungsverhältnis von 289 :1 mit dem Windflü gelrotor starr gekoppelt ist Der Windflügeirotor selbst besteht aus einem Rügelrad, das aus einer Scheibe gebildet ist an deren Umfang eine Vielzahl von

ist und das mittels einer Schraubenbuchse u.id einer Mutter auf der Rotorwelle in einer diese rechtwinklig schneidenden Ebene befestigt ist Zwischen dem Flügelrad und der Gehäusevorkammer befindet sich eine Zwischenwand, in der um die Lagerachse der Rotorwelle herum in geringem radialem Abstand mehrere achsparallel zur Rotorachse verlaufende Bohrungen angeordnet sind und die eine bis zur Ebene des Windflügelrades reichende, die Bohrungen gemeinsam umgebende zylindrische Wandung aufweist, auf deren Stirnseite das Windflügelrad in der Gebrauchslage des Gerätes aufsitzt Die Achse des Windflügelrades ist axial verschiebbar gelagert so daß beim Einströmen von eingeblasener Luft aus der Vorkammer in die Turbinenkammer das Windflügelrad von der zylindrischen Wand abgehoben wird, um von der radial durch die Schaufelblätter strömenden Luft gedreht zu werden.

Abgesehen davon, daß dieses bekannte Spirometer nur in einet bestimmten Lage, nämlich in der Vertikallage der Rotorachse, gebrauchsfähig ist, ist zum Abheben des Flügelrades von der zylindrischen Wandung in der Turbinenkammer zur Überwindung des Eigengewichts des gesamten Windflügelrotors ein Mindestströmungsdruck erforderlich, der von der zu testenden Person insbesondere gegen Ende des Blasvorganges nicht in jedem Falle aufgebracht werden kann. Dies bedeutet daß bestimmte Luftmengen von diesem Gerät nicht mehr registriert werden können und so somit die Meßgenauigkek nicht in jedem Falle den gestellten Anforderungen entspricht Des weiteren ist als nachteilig anzusehen, daß der Zeiger dieses Gerätes nach einem erfolgten Meßvorgang nicht in seine Nullage gebracht werden kann, es sei denn, man versucht die Nullstellung des Zeigers durch einen erneuten entsprechend dosierten Einblasvorgang. Dies ist jedoch schon aufgrund des oben geschilderten Funktionsprinzips nicht nur umständlich und zeitraubend sondern auch in sehr hohem Maße davon abhängig, ob es der betreffenden Pe(IPn gelingt, den jeweils für die Nullstellung des Zeigers erforderlichen Luftstrom genau genug zu dosieren. Darüber hinaus ist es mit diesem bekannten Spirometer nicht möglich, direkte Vergleichsmessungen zwischen zwei aufeinan-(!erfolgenden Meßvorpingen durchzuführen, da mit der neuen Zeigerbewegung das zuvor erzielte Meßergebnis, wenn es nicht anderweitig votiert wird, verlorengeht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spirometer der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine wesentlich höhere Meßgenauigkeit garantiert, lagenunabhängig benutzbar ist und mit dem es möglich ist jeden Meßvorgang mit der Zeig.-stellung Null zu beginnen und direkte Vergleichsmessungen durchzuführen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß das Untersetzungsgetriebe mit einer mittels eines Handbetätigungsorgans betätigbaren Trennkupplung ausgerüstet und der Zeiger mit einer Nullrückstellfsder und mit einem seperat nullstellbaren Schleppzeiger versehen ist, und daß der Windflügeirotor aus einem schrägradial angeströmten, achsparallelen, doppelfiügligen Rotorblatt besteht Dabei ergibt sich die Lagenunabhängigkeit aus der Möglichkeit, den Windflügeirotor axial unverschieblich zu lagern. Die höhere Meßgenauigkeit gegenüber dem bekannten Spirometer ergibt sich einerseits aus einer wesentlich verbesserten Kräftekoppelung zwischen der die Turbinenkammer durchströmenden Luft und dem Windflügelroto und andererseits

C, uau uauvi uii. uiv

durchströmende Luft außer den reinen Reibungskräften, die durch entsprechende Lagerung der Rotorwelle und der übrigen Getriebeteile des Untersetzungsgetriebes sehr klein gehalten werden können, keine Widerstandskräfte zu überwinden hat Von besonderem Vorteil ist auch die einfache Nullstellbarkeit des Zeigers, die wegen des Vorhandenseins eines Schleppzeigers jeweils in Gegenlaufrichtung erfolgen muß, weshalb zweckmäßigerweise eine Nullrückstellfeder verwendet wird, und weiterhin dadurch, daß der Schleppzeiger, der am Ende jedes Meßvorganges stehenbleibt und von Hand nullgestellt werden muß, den jeweils gemessennen Wert so lange anzeigt, bis er entweder durch den Zeiger während eines neuen Meßvorganges oder aber von Hand erstellt wird. Somit bietet das erfindungsgemäße Spirometer gegenüber dem bekannten Gerät sowohl bezüglich der Handhabung und praktischer. Ve_;-*endung als auch bezüglich der Meßgenauigkeit erhebliche Vorteile, die es auch nach streng wissenschaftlichen Maß: laben zu einem wertvollen Meßgerät macheu.

Die bevorzugte Ausführungsform der Trennkupplung gemäß Anspruch 2 bietet nicht nur den Vurteil, sehr einfach realisierbar zu sein, sondern auch den sich positiv auf die Meßgenauigkeit auswirkenden Vorteil, daß die von der Nullrückstellfeder während des Nullstellvorganges des Zeigers zu bewegenden Massen und zu überwindenden Lagerreibungen sehr gering sind, da ausschließlich die direkt mit der Zeigerwelle verbundenen Teile beim Nulistellvorgang zu bewegen sind. Alle übrigen Getriebeteile werden von dem Nullstellvorgang nicht erfaßt. Dadurch ist es auch möglich, die Nullstellfeder sehr schwach auszubilden, so daß sie dem Zeigerantrieb während des Meßvorganges ein sehr geringes Drehmoment entgegensetzt.

Der nach Anspruch 3 zur Betätigung der Trennkupplung vorgesehene Druckknopf gewährleistet eine einfache und funktionssichere Bedienung zur Durchführung der Zeigernullitellung und ist mit sehr geringem Aufwand realisierbar.

Um einerseits während des Meßvorganges eine möglichst reibungsarme Bewegung des Sc'nleppzeigers zu erzielen und andererseits aber den Schleppzeiger in seiner am Ende eines Meßvorganges erreichten Lage ausreichend zu fixieren, ist es zweckmäßig, die Erfindung gemäß Anspruch 4 auszugestalten.

Die gemäß Anspruch 5 vorgesehene Friktionskupp-

lung zwischen dem Nullstelldrehknopf und der Schleppzeigerwelle dient in ihrer Funktion als Oberlastkupplung zur Vermeidung von Beschädigungen.

Die Ausbildung und Anordnung der Nullstellfeder gemäß Anspruch 6 bietet den Vorteil einer einfachen Herstellbarkeit auch mit sehr kleinen Toleranzen der Federcharakteristik, wobei besonders wichtig ist, daß diese Feder eine möglichst flache Kennlinie aufweist, um Ober den gesamten Drehbereich des Zeigers ein möglichst gleichbleibendes schwaches Drehmoment auf die Zeigerwelle auszuüben.

Eine bezüglich der Meßgenauigkeit sehr wichtige Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Anspruches 7. Durch sie wird nämlich gewährleistet, daß sich infolge der Selbsthemmung des Winkelgetriebes die kinetischen Massenkräfte des Untersetzungsgetriebes nicht im Sinne einer positiven Beeinträchtigung des Meßergebnisses auswirken können. Ein weiterer Vorteil ist auch darin zu sehen, daß durch das Vorsehen eines Winkelgetriebe^ zwischen dem Untersetzungsgetriebe und der Rotorwelle die Drehebene des Zeigers und somit die Ebene des Skalenblattes parallel zur Achse des Windflügelrotors angeordnet werden kann, was für die Benutzung des Gerätes ebenfalls von Vorteil ist.

Weitere sowohl die Meßgenauigkeit günstig beeinfassende als auch fertigungstechnisch vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind den Ansprüchen 8 bis 14 zu entnehmen.

Anhand der Zeichnung wird nun im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Spirometer in teilweise geschnittener Frontansicht,

Fig. 2 einen Schnitt IJ-II der Fig. I.

Fig. 3 einen Querschnitt III-lll durch den die Turbinenkammer bildenden Körper,

Fig.4 einen teilweise in Abwicklung dargestellten Querschnitt des Untersetzungsgetriebes bzw. des Zeigerwerkes,

F i g. 5 die Einzelteile des die Turbinenkammer bildenden Körpers in perspektivischer Explosionsdarstellung,

F i s- 6 eine Lagerung der Rotorwelle geschnitten in vergrößertem Maßstab.

Wie aus der Zeichnung erkennbar ist, besteht das ^ dargestellte Spirometer im wesentlichen aus einem aus zwei Schalenhälften 2 und 3 zusammengesetzten Gehäuse 1, einem Turbinengehäuse 4, einem Windflügelrotor 5, einem Zeigerwerk 6 mit Untersetzungsgetriebe 7 und einem Skalenblatt 8. Die äußere Form des Gehäuses 1 entspricht der eines Drehkörpers mit einem handgriffartig run-Jum eingebuchteten Unterteil 9 und einem jeweils einstückig an die beiden Schalenhälften 2 und 4 angeformten kugelförmigen Kopfteil 10, das auf der Frontseite eine zylindrische Vertiefung 11 mit einem eine Zentralbohrung 12 aufweisenden Montageboden 13 besitzt und auf der Rückseite eine kalottenartige Vertiefung 14 mit einer koaxial zur Zeniralbohrung 12 angeordneten Bohrung 15 aufweist Die Trennebene 16 der beiden Schalenhälften 2 und 3 verläuft in der Längsmitte des Gehäuses f parallel zum Montageboden 13 der frontseitigen Vertiefung 11, wobei in dieser Trennebene die beiden Schalenhälften mittels einer umlaufenden Nut-Federverbindung 17/18 ineinandergreifen. Die beiden Schalenhälften 2 und 3 sind mittels Schrauben 19, von denen in der Zeichnung nur zwei dargestellt sind, miteinander verbunden. Zur Aufnahme der Schrauben 19 ist die eine Schalenhälfte 3 im unteren Gehäuseteil 9 mit zylindrischen, nach innen gerichteten Hohlzapfen 20 und die andere Schalenhälfte 2 mit koaxial dazu angeordneten Hohlzapfen 21 versehen. Die vordere Schalenhälfte besitzt in ihrem unteren Teil außerdem eine konische Einblasöffnung 22, in welche ein nicht dargestelltes Paßstück eines Blasschlauches eingesteckt werden kann. Zwischen dem Hohlraum des Gehauseunterteils 9 und dem Hohlraum des Kopfteiles 10 befindet sich eine Zwischenwand 23, die eine zentrische Bohrung 24 aufweist. In der Höhe der horizontalen Mittelebene des Kopfteiles 10 ist in den beiden SchalenhSlften 2 und 3 eine Vertiefung 25 eingearbeitet, auf deren Innenseite sich ein von Wandteilen 26, 27,28 gebildeter Hohlraum 29 befindet, wobei die Stirnseiten des Wandteils 28 und der Gehäusewandung 30 jeweils mit koaxialen halbkreisförmigen Vertiefungen zur Aufnahme einer Lagerbuchse 31 versehen sind.

In einer etwas über der halben Höhe des Gehäuseuntefieiis Mcgctiucfi Horizuniaiebcnc isi das Gehäuse ί mit einer inneren Ringnut 32 versehen, in welcher das nachfolgend näher beschriebene Turbinengehäuse 4 derart befestigt ist, daß ein luftdichter Abschluß zwischen der darunterliegenden Vorkammer 33, in welche die Einblasöffnung 22 mündet, und dem darilberliegenden Hohlraum 34, der mit mehreren Ausströmöffnungen 35 versehen ist, gewährleistet ist.

Wie am besten aus den Fi g. 1,3 und 5 erkennbar ist, besteht jbs Turbinengehäuse 4 aus zwei formschlüssig zusammengesetzten Teilen 36 und 37. Das obere Teil 36 besteht aus einem zylindrischen Hohlkörper mit einer zylindrischen Außenwand 38, die sich über die gesamte axiale Länge erstreckt, aus einer Stirnwand 39, die eine zentrale Bohrung 40 aufweist, sowie aus einer zylindrischen Innenwand 41, die dicker ist als die Außenwand 38 und die sich von der oberen Stirnwand 39 bis etwa zur halben axialen Länge der Außenwand 38 erstreckt und in einer paraüe! zur oberen Stirnwand verlaufenden Ebene endet. Die untere Stirnfläche 42 der Innenwand 41 weist eine mittlere, im Querschnitt rechteckförmige Ringrippe 43 auf, welche durch eine Vielzahl von in gleichmäßigen Winkelabsiänden voneinander angeordneten schräg radial verlaufenden halbzylindrischen Einschnitten 44, die sich durch die gesamte Dicke der Innenwand 41 erstrecken, unterbrochen ist Dabei tangieren die in strichpunktierten Linien in F i g. 3 angedeuteten Achsen der halbzylindrischen Einschnitte 44a mit einem ebenfalls in strichpunktierten Linien in Fig.3 gezeigten Kreis k, dessen Durchmesser etwa zwei Drittel des Innendurchmessers der Innenwand 41 beträgt

Das Teil 37 besteht aus einem kreisrunden Boden 45 mit einer konzentrisch angeordneten, im Durchmesser und Dicke auf die Innenwand 41 des Teiles 36 abgestimmten, hohlzylindrischen Wandung 46 und einer umlaufenden Ringnut 47. Diese Ringnut ist auf der Innenseite konisch hinterschnitten und dient zur rastenden Aufnahme des unteren Endes der zylindrischen Außenwand des Teiles 36, die auf der Innenseite mit einem konischen Ring-Einschnitt 48 versehen ist Die obere Stirnfläche 49 besitzt eine der Querschnittsform der Ringrippe 43 der Innenwand 41 entsprechende Ringnut 50 und die gleiche Anzahl von schräg radialen halbzylindrischen Einschnitten 51 wie die Stirnfläche 42 der Innenwand 41, die nach dem Zusammenfügen der beiden Teile 36 und 37 schräg radiale zylindrische Bohrungen 52 bilden, welche die einerseits zwischen der Innenwand 41 und der Wandung 46 und andererseits der

zylindrischen Außenwand 38 gebildete Ringkammer 53 (siehe Fig. 1) mit der Turbinenkammer 54 verbinden.

In dem zwischen der Ringnut 47 und der Wandung 46 liegenden Zwischenraum sind im Boden 45 gleichmäßig um die Wandung 46 herum verteilt angeordnete Axialbohrungen 55 vorgesehen, welche die Vorkammer 33 mit der Ringkammer 53 des Turbinengehäuses 4 verbindet. Um sicherzustellen, daß beim Zusammenbau der {-«!en Teile 36 und 37 die halbzylindrischen Einschnitte 44 und 51 jeweils deckungsgleich aufeinan- _t0 der zu liegen kommen, ist die Außenwand 38 mit einer radial vorstehenden Zunge 56 und der Büdcn 45 mit einer diese aufnehmenden Radiainut 57 versehen. Die beschriebene Zweiteilung des Turbinengehäuses 4 ist Voraussetzung einerseits für die Herstellbarkeit des _l} Turbinengehäuses 4 im Spritzgußverfahren und zum Einsetzen des Windflügelrotors 5, dessen radiale Ausdehnung größer ist als diejenige der Bohrung 40 in der Stirnwand 39 des Turbinengehäuses 4 (siehe Fig. I). Dn; Turbinengehäuse 4 is! formschlüssig in das Gehäuse 1 eingesetzt, indem der Rand des Bodens 45 in der inneren Ringnut 32 des unteren Gehäuseteils 1 sitzt.

Der Windflügelrotor 5 besteht aus einer dünnen rechteckigen Platte 58, deren Länge und Breite etwa um 0,5 bis 2 mm kleiner sind als die lichte Weite der j₅ Turbinenkammer 54, und aus einer Hohlwelle 59, auf der die Platte 58 in der aus den Fig. 1,3 und 5 erkennbaren Weise drehsicher befestigt ist.

Wie aus F i g. 6 erkennbar ist. ist die Hohlwelle 59 an beiden Enden mit eingepreßten Lagerstiften 60 und 61 versehen, mittels welcher sie einerseits in einem Steinli₆er 62 des Bodens 45 des Turbinengehäuses 4 und andererseits in einem Steinlager 63 leicht drehbar gelagert ist. Die beiden Steinlager 62 und 63 sitzen jeweils in Fassungen 64, von denen das obere in einem Lagerklotz 65 und das untere im Boden 45 sitzt. Das obere Ende des Hohlwelle 59 ist mit einer drehsicher befestigten Schnecke 66 ausgerüstet, die mit einem Schneckenrad 67 im Eingriff steht. Das Schneckenrad 67 ist auf einer Triebwelle 68 befestigt, mit welcher ein Zahnrad 69 im Eingriff steht, das auf einer Welle 70 festsitzend angeordnet ist. Die Triebwelle 68 und die Welle 70 rind drehbar in zwei durch mehrere Pfeiler 71 miteinander verbundenen Lagerplatinen 72 und 73 gelagert, welche mittels Sperrfederringen 74 auf zylindrischen Ansatzzapfen 75 des Montagebodens 13 befestigt sind (F ig. 4).

Auf dem dem Zahnrad 69 gegenüberliegenden Ende der Welle 70 ist ein Stützring 76 fest aufgepreßt. Zwischen diesem Stützring 76 und einer Flanschbuchsc 77. die axial beweglich und drehbeweglich auf der Welle 70 gelagert ist, befindet sich ein lose auf der Welle 70 gelagertes Ritzel 78, das mit einem Zahnrad 79 im Eingriff steht. Zwischen der Flanschbuchse 77 und dem Zahnrad 69 ist auf der Welle 70 eine Druckfeder 80 angeordnet, weiche die Flanschbuchse 77 in axialer Richtung gegen das Ritzel 78 und diese; gegen den Stützring 76 preßt. Beiderseits des Ritzels 78 sind Friktionsscheiben 81 angeordnet, die eine schlupffreie kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Stützring 76 und dem Ritzel 78 gewährleisten. Diese Teile 76 bis 81 stellen eine lösbare Kupplung dar, die mit Hilfe eines radial zur Welle 70 beweglichen Tasters 82 beiäligbar ist. Der Taster 82 ist axial beweglich in der Lagerbuchse 31 gegen die Wirkung einer Druckfeder 83 betätigbar, derart, daß das konische Ende 84 seines Schaftes 85 im Zusammenwirken mit einer konischen Ringfläche 86 der Flanschbuchse 77 eine Axialbcwegung der Flanschbuchse 77 und damit eine Unterbrechung des Kraftfliisses zwischen der Welle 70 und dem Ritzel 78 bewirkt. Der Taster 82 ist mittels einer Sicherungssctieibe 87 an eier Lagerbuchse 31 gesichert.

Das mit dem Ritzel 78 im Eingriff stehende Zahnrad 79 sitzt fest auf einer Hohlwelle 88, welche drehbar in der Platine 73 gelagert ist und die Bohrung 12 el rs Lagerbodens 13 der frontseitigen Schalenhälfle 2 durchragt und mit einem Zeiger 89 ausgerüstet ist. Der Zeiger 89 ist mittels einer Buchse 90 auf der Hohlwelle 88 befestigt. Auf der Hohlwelle 88 befindet sich eine Schraubenfeder 91 größeren Durdimrwrs. P,is vi:w Ende 92 der Schraubenfeder 41 ist in i'mv ;"...ih;n··
Zahnrades 79 eingehängt, während dai andere i^;iu\ ■■;. der Schraubenfeder 91 an dem Pfeiler 71 befestigt ::>i Diese Schraubenfeder 91 dicni als Nullrückstcllieiler fu: den Zeiger 89, der in seiner Nullage an i-inein Anschlagstift 94 anliegt.

In der Hohlwelle 88 befindet sich eine relativ zu dieser drehbare Schieppzeigerweiie 95. die eineremls :■■,<■ einem Schleppzeiger 96 ausgerüstet ist, der eint· in Ju Bewegungsebene des Zeigers 89 ragende Mitnehmer zunge 97 aufweist, und die am anderen Ende, das durch die Bohrung 15 der hinteren Gehäuseschale 3 ragt, mit einem Drehknopf 98 ausgerüstet ist, der zum Nullstellen des Schleppzeigers 96 dient. Der Drehknopf 97 ist durch eine Druckfeder 98 kraftschlüssig mit der Schlepp· zcigerwelle 95 verbunden, so daß er relativ zur Schleppzeigerwelle drehbar ist, wenn der Schleppzeiger sich in Nullage befindet und am Anschlagstift 94 anliegt. Die Schleppzeigerwelle 95 ist drehbar in der Platine 72 gelagert und durch zwei Sicherungsscheiben 99 und 100 gegen axiale Verschiebung gesichert. Dabei ist diu Sicherungsscheibe 99 auf der Innenseite der Platine 72 angeordnet und die Sicherungsscheibe 100 in einigem Abstand auf der Außenseite der Platine 72, wobei sich zwischen der Platine 72 und der Sicherungsscheibj 100 eine axial verschiebbar und drehbar auf der Scnlcppzeigerwelle 95 gelagerte Flanschbuchse 101 befindet.

die von einer Druckfeder 102 umgeben ist. Beidseits der Platine 72 sind Friktionsscheiben 103 angeordnet, die zusammenwirken mit der Druckfeder 102, der Flanschbuchse 101 und den beiden Sicherungsscheiben 99 und 100 und so eine Friktionsbremse für die Schleppzeigerwelle 95 und somit auch für den Schleppzeiger 96 bilden. Sowohl die Druckfeder 91 als auch die Druckfeder 102 sind so schwach ausgelegt, daß sie dem Zeigerantrieb eine möglichst geringe Widerstandskraft entgegensetzen, andererseits aber in der Lage sind, bei gelöster Kupplung die Nullstellung des Zeigers 89 zu bewirken bzw. zu verhindern, daß sich der Schleppzeiger 96 beispielsweise durch Erschütterungen selbsttätig ver¹ stellt.
Auf der Außenseite des Montagebodens 13 liegt ein

SS kreisrundes Skalenblatt 104. das mit einer in ecm geeichten Kreisskala 105 versehen ist und das von der zylindrischen Wandung 106 einer die Öffnung der Vertiefung 11 verschließenden Klarsichtscheibe 107 gehalten wird. Dabei ist die Wandung 106 mit leichtem

Preßsitz in die zylindrische Vertiefung 11 eingepreßt

Die Handhabung des beschriebenen Spirometers erfolgt in der Weise, daß zunächst bei nullgestellten Zeigern 89 und % von der zu testenden Person über einen Schlauch Atemluft durch die Bohrung 22 in die Vorkammer 33 eingeblasen wird. Diese eingeblasene Atemluft gelangt durch die Bohrung 55 zunächst in die Ringkammer 53. von dort durch die schräg radialen Bohrungen 52 in die Turbinenkammer 54 und setzt

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dabei den Windflügelrotor 5 mit der Welle 59 in Drehbewegung. Diese Drehbewegung wird durch das beschriebene Untersetzungsgetriebe 7 auf den Zeiger 89 und von diesem auf den Schleppzeiger % übertragen, so daß sich dieser in Uhrzeigerdrehrichtung (bezogen auf F i g. 1) drehend über die Kreisskala 105 bewegt. Die in die Turbinenhammer 54 eingeströmte Luft verläßt diese wieder durch die Bohrung 40 in den Hohlraum 34, von wo sie durch die Bohrungen 35 wieder ins Freie gelangt. Um zu verhindern, daß dabei in der Atemluft enthaltene Feuchtigkeit in den Hohlraum des Kopfteiles gelangt und sich an den Metallteilen des Untersetzungsgetriebes 7 niederschlagen kann, ist es wichtig, die Bohrung 24 in der Zwischenwand 23 möglichst klein zu halten.

Da der Blasdruck erfahrungsgemäß mit zunehmender Blasdauer stetig abnimmt, reduziert sich auch die Drehzahl des Windflügelrotors in entsprechendem Maße, bis der Windflügel schließlich zum Stillstand komm·., wenn das Lüftvolurncr. der ausatmenden Person erschöpft ist. Aufgrund dieser Tatsache und aufgrund des erfindungsgemäß erreichten geringen Gewichtes und somit der geringen kinetischen Massenkräfte des Windflügelrotprs 5 mit der Hohlwelle 59 und aufgrund der Tatsache, daß zwischen der Hohlwelle 59 und dem Rädergetriebe 67 bis 79 eine in Kraftrückflußrichtung selbsthemmende Getriebeuntersetzung zwischen der Schnecke 66 und dem Schneckenrad 67 besteht, ist sichergestellt, daß das Meßergebnis nicht durch Schleuderfehler verfälscht wird, zumal bei ruhender Luft in der Turbinenkammer 54 auch eine gute Bremswirkung auf den Windflügelrotor ausgeübt wird. Andererseits wird durch die zahlreich vorhandenen schräg radialen Bohrungen 52 und die in beschriebener Weise der Querschnittsform der Turbinenkammer 54 angepaßten dünnen Platte 58 ein optimaler Kraftschluß zwischen der einströmenden Luft und dem Windflügelrotor erzielt.
Nach beendetem Meßvorgang kann durch Betätigung

ίο des Tasters 82 die Nullstellung des Zeigers 89 erfolgen, während der Schleppzeiger 96 infolge der Wirkung der Friktionsbremse 99 bis 103 stehenbleibt und das erzielte Meßergebnis festhält. Es steht nun dem Benutzer des Spirometers frei, den Schleppzeiger % stehenzulassen bis zum nächsten Meßvorgang, um einen direkten Vergleich mit dem vorausgegangenen Meßvorgang zu haben, oder den Schleppzeiger % durch entsprechende Drehung des Drehknopfes 97 ebenfalls auf Null ζ·ι stellen, um ggf. eine andere Person zu testen,
iiunierscizung des !

Die Gesäi

7 beträgt 3600 : I, d. h., zu einer vollen Umdrehung des Zeigers 89 sind 3600 Umdrehungen des Windflügelrotors 5 erforderlich. Durch dieses hohe Untersetzungsverhältnis ist einerseits eine sehr hohe Auflösung, d. h. Meßgenauigkeit gewährleistet und andererseits erreicht, daß sich die Widerstandskräfte der Nullrückstellfeder 91 und der Schleppzeigerfriktionsbremse 99 bis 103 nicht negativ auf die Meßgenauigkeit auswirken können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

t. Spirometer, bestehend aus einem Gehäuse mit einer eine Einblasöffnung aufweisenden Vorkammer S und einer wenigstens eine Austrittsöffnung aufweisenden und durch mehrere in einer Zwischenwand befindliche Bohrungen mit der Vorkammer verbundene zylindrische Turbinenkammer, in welcher sich ein WindflQgelrotor befindet, dessen Welle Ober ein Untersetzungsgetriebe einen über eine Kreisskala drehenden Zeiger antreibt, wobei die Welle einerseits in einem Lager der Zwischenwand und andererseits in einer Platine des Untersetzungsgetriebes gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe (7) mit einer mittels eines Handbetätigungsorgans (82) betätigbaren Trennkupplung (76—81) ausgerastet und der Zeiger (89) mit einer Nullrückstellfeder (91) sowie mit einem separat nullstellbaren Schleppzeiger (96) versehen ?s* und daß der WindflQgelrotor (5) aus einem schräg radial angeströmten, achsparaiieien doppelflügigen Rotorblatt (58) besteht.
2. Spirometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Trennkupplung aus einem mit dem auf der Zeigerwelle (88) befestigten Zahnrad (79) in Eingriff stehenden, lose auf einer Getriebewelle (70) gelagerten Zahnritzel (78) und einer das Zahnritzel (78) mittels axialen Federdmckes (80) gegen einen auf der Getriebewelle (70) befestigten Stützring (76) drückenden Flanschbuchse (77) besteht, die axial verschiebbar auf der Getriebewelle (70) gelagert und mittels eines die Gehftusewao'J (30) durchragenden Druckstiftes (82/84) von Zahnritzcl (78) abhebbar ist
3. Spirometer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkupplung (76—81) mittels eines in der Gehäusewand (30) federnd gelagerten Druckknopfes (82), dessen Schaftende (84) auf den Flansch (86) der Flanschbuchse (77) gerichtet ist, betätigbar ist
4. Spirometer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeigerwelle als Hohlwelle (88) ausgebildet ist und auf der Schleppzeigerwelle (95) drehbar gelagert ist, wobei die Schleppzeigerwelle (95) mit einer Friktionsbremse (99-103) und mit einem auf der Gehäuseaußenseite angeordneten Nullstelldrehknopf (97) versehen ist
5. Spirometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nullstelldrehknopf (97) drehbar auf der Schleppzeigerwelle (95) angeordnet ist und mit der Schleppzeigcrwelle (95) durch eine Friktionskupplung (98) kraftschlüssig verbunden ist.
6. Spirometer nach Anspruch 1 oder 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nullstellfeder in Form einer Schraubenfeder (91) mit radialem Spiel konzentrisch auf der Zeigerhohlwelle (88) angeordnet ist und daß ihr eines Endstück (92) in eine öffnung des Zeigerwellenrades (79) und ihr anderes Endstück (93) am Lagergestell eingehängt ist.
7. Spirometer nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die getriebliche Verbindung zwischen dem Windflügelrotor (5) und dem Untersetzungsgetriebe (7) aus einem in Kraftrfickflußrichtung selbsthemmenden Winkelgetriebe, nämlich 6s einer auf der Welle (59) des Windflügelrotors (5) sitzenden Schnecke (66) und einem in diese eingreifenden Schneckenrad (67) besteht.
8. Spirometer nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Windflügelrotor aus einer dünnen, planebenen, der Innenkontur der Turbinenkammer (54) zumindest annähernd angepaßten Halte (58) besteht die mittig an der Welle (59) befestigt ist und daß das zylindrische Turbinenkammergehäuse (4) in der axialen Mittelebene der Platte (58) eine Vielzahl von gleichmäßig über deren Umfang verteilten, schräg radial verlaufenden Lufteintrittsöffnungen aufweist welche die Turbinenkammer (54) mit einer diese umgebenden, mit der Vorkammer (33) verbundenen Ringkammer (53) verbinden.
9c Spirometer nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (59) des Windflügelrotors (5) aus einem dünnwandigen Rohr geringen Durchmessers besteht in dessen Enden rollierte und in Steinlagern (62, 63) gelagerte Lagerzapfen (60) eingesetzt sind.
10. Spirometer nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß die Turbinenkammer (54) und die Ringkammer (53) aus einem zweiteiligen, formschlüssig zwischen der Vorkammer (33) und dem Untersetzungsgetriebe in das Gehäuse (1) einsetzbaren, hohlzylindrischen Körper gebildet sind, wobei ein oberes Körperteil (36) aus einer äußeren, sich übsr die gesamte Länge der Ringkammer (53) erstreckenden zylindrischen Außenwand (38) und einer Innenwand (41) besteht, die mit der Außenwand (38) durch eine in der Mitte offene Stirnwand (39) verbunden ist und in der Mittclebene (Schnittebene HI-IlI) der Einblasöffnungen (52) endet und die obere Hälfte der Turbinenkammer (54) bildet und der ändert Körperteil (37) aus einem kreisrunden, mit im Bereich der Riiigkammer (53) angeordneten Axialbohrungen (5S) versehenen Boden (45) und einer die untere Hälfte der Turbinenkammer (54) bildenden Innenwand (46) besteht die ebenfalls in der Mittelebene der Einblasöffnungen (52) endet.
11. Spirometer nach Anspruch IG, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (45) mit einer das freie Ende der Außenwand (38) rastend aufnehmenden Ringnut (47) versehen ist.
12. Spirometer nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden je eine Hälfte der Turbinenkammer (54) bildenden Innenwände (41 und 46) durch eine stirnseitig umlaufende Nut-Federverbindung (43/50) formschlüssig ineinandergreifen.
13. Spirometer nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) aus zwei mittels einer umlaufenden Nut-Federverbindung (17/18) ineinandergreifenden und mittels Schrauben (19) lösbar miteinander verbindbaren Halbschalen (2, 3) besteht, wobei die eine Halbschale (2) mit einem runden, in einer parallel zur Trennebene (16) und zugleich parallel zur Turbinenkammerachse verlaufenden Ebene liegenden Skalenblatt (104) versehen ist und auf der Innenseite angespritzte Zapfen (75) zur Befestigung der einen Getriebepiati= ne (73) aufweist.
14. Spirometer nach Anspruch 1 oder 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet daß das Untersetzungsgetriebe (7) ein Gesamtuntersetzungsverhältnis von mindestens 3000 :1 aufweist.