DE2650297A1

DE2650297A1 - Vorrichtung zum anzeigen eines fluidstromdurchsatzes

Info

Publication number: DE2650297A1
Application number: DE19762650297
Authority: DE
Inventors: Robert N Draper
Original assignee: WESTERN SKYWAYS Inc
Current assignee: AAR WESTERN SKYWAYS Inc TROUTDALE OREG US
Priority date: 1976-07-22
Filing date: 1976-11-02
Publication date: 1978-01-26
Also published as: FR2366548A1; JPS579007B2; GB1578035A; US4073189A; IT1079354B; JPS5313944A; DE2650297C2

Description

B4TENWNH*äJE ^ BRQSE ^DM BROSE

D-8023 München-Pullach, Wiener Str. 2; Tel. (089) 7 93 30 71; Telex 5212147 bros d; Cables: «Patgntitips». K

Diplom Ingenieure

Ihr Zeichen: _{Λ n}rvn cot ^Ta9^: 2. November 1976

Yourref.: ' ~ ^/U' ^Öcl ' Date:

WESTEEN SKYWAYS INC., Portiand-Troutdale Airport, Troutdale,

Oregon / USA

Vorrichtung zum Anzeigen eines Pluidstromdurchsatzes

Die Erfindung betrifft Fluidstroipflberwacb.ungsvorriclitungen, insbesondere eine Vorrichtung mit einem Üügelglied, das in eine« Fluidstromweg positioniert ist für eine Bewegung in Stellungen, die sich entsprechend dem Fluidstromdurchsätz verändern.

Vorhandene STuidstrommeßgeräte haben normalerweise ein Gehäuse_t das einen Fluidetromweg begrenzt, und einen so im Weg angeordneten Flügel, daß dieser sick in Stellungen bewegt, die sieh in Abhängigkeit vom Durchsatz der ?luidstrome ia Weg verändern.

Ein Indikator, z.B..der Zeiger eines Meßgeräts, ist für gewöhnlich innerhalb des Gehäuses angeordnet und mit dem Flügel gekuppelt, und zwar entweder mechanisch oder durch Anordnung von

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Permanentmagneten zur Lieferung einer Anzeige der Flügelstellung; und folglich, des Fluidstromdurchsatzes. Dies erweist sich, jedoch häufig als unzufriedenstellend, da das Gehäuse in vielen Fällen an Stellen angeordnet werden muß, z.B. unter der Haube eines Fahrzeugs, die den Indikator für ein bequemes Überwachen unzugänglich machen.

Zusätzlich wurden verschiedene Arten von Mechanismen, die sich bewegenden Gestänge, etwa rotierende Wellen, benötigen, empfohlen zum Kuppeln des Flügels an einen vom Gehäuse entfernt gelegenen Indikator. Zusätzlich zur komplexen Bauweise, den sperrigen Abmessungen und den Kosten solcher Systeme werden teuere Dichtungen benötigt, um das Gehäuse an der Stelle fluiddicht zu machen, wo die sich bewegende Welle oder ein anderes Gestänge von der Außenseite zu deren Innenseite eintritt.

Ein weiterer üblicher Nachteil vorhandener Strömungsmeßgeräte liegt in den zahlreichen sich bewegenden Teilen, die klemmen können und die Vorrichtungen unbetriebsfähig machen, bis zeitraubende Reparaturen beendet sind. Darüberhinaus fehlt solchen Vorrichtungen häufig die Betriebssicherheit, da für den Fall kein Fluidstrom vorgesehen ist, daß der Fluidstromweg verstopft wird, etwa wenn der Flügel klemmt.

Darüberhinaus sind vorhandene Vorrichtungen nicht leicht an einen weiten Bereich für Strömungsüberwachungsvorgänge anpassungsfähig.

Eine weitere Art von Strömungsmeßgerät verwendet einen Umformer,, der im Manual of Electrochemical Devices (unten zitiert) ange- ^: geben ist. Diese Vorrichtung weist jedoch viele der oben ange- ' gebenen Nachteile auf.

Den Stand der Technik und die obigen Probleme darlegende Strömungsmeßvorrichtungen sind bekannt und angegeben in den US-PS

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yi"

: 2 939 319, 2 892 348, 2 724 969, 2 248 030, 2 029 633, 3 224 270J,

■ 3 282 102, 3 393 563, 3 559 197 und auf Seite 314 des Manual of | Electrochemical Devices von Douglas C. Greenwood, 1965, McGraw- ^: Hill, Inc. . !

■ I

■ ι

■ Die vorliegende Erfindung ist eine kompakte StrömungsüberwachungB : vorrichtung mit einem einen Fluidstromkanal begrenzenden Gehäu- j ι se. Ein Flügelglied im Fluidstromkanal bewegt sich in Stellun- j . gen, die sich entsprechend dem Fluidstromdurchsatz im Kanal ver-' ändern. Ein auf das Flügelglied ansprechender Anker schwenkt in j Stellungen, die den Stellungen des Flügelgliedq entsprechen. j Ein in unmittelbarer Nähe des Ankers angeordneter Wandler lieferj;.

ein elektrisches Ausgangssignal* das die Stellung des Ankers ■ ι und folglich den Fluidstromdurchsatz angibt. Dieses Ausgangs- j

signal kann zu einer Anzeige oder einem Meßgerät an einer vom ; . Gehäuse entfernten Stelle geliefert werden. j

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Flügel an i

einer Welle im Gehäuse angelenkt. Die Welle erstreckt sich in I eine ebenfalls vom Gehäuse begrenzten Wandlerkammer. Der Anker i ist an der Welle befestigt für eine Bewegung in einer festgelegten stellungsmäßigen Beziehung mit dem Flügelglied. j

·· Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist der : Wandler ein eintauchbarer Umformer, der innerhalb der Wandlerkammer angeordnet ist. Folglich ist die Notwendigkeit für eine ; komplexe und teuere fluiddichte Abdichtung zwischen dem Fluidstromweg und der Wandlerkammer beseitigt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die Leichtigkeit, mit der das Verhältnis des Umformerausgangs zum Fluidstromdurchsatz gesteuert werden kann. Diese Steuerung wird durch den Austausch eines Ankers von einer Gestalt gegen einen Anker von unterschied licher Gestalt erreicht. Die Vorrichtung kann daher leicht an

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I eine große Vielzahl von Anwendungen angepaßt werden.

ι Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, weist der Umformer i einen dreischenkeligen Kern mit Sekundärwicklungen auf, von de-' nen jede um einen der äußeren Schenkel des Kerns gewickelt ist.Ijie ; Sekundärwicklungen sind miteinander verbunden zur Erzeugung eines i reinen Umformerausgangssignals entsprechend der Stellung des ι Ankers gegenüber den Schenkeln des Kerns und folglich entspre-I chend dem Fluidstromdurchsatz.

Ein spezielleres Merkmal der Erfindung ist ein Flügelvorspannj mechanismus, der zu seiner Einstellung einen leicht zugänglichen j Mechanismus zum Eichen der Vorrichtung aufweist.

: Ein weiteres Merkmal der Erfindung, das vorgesehen werden kann, : ist ein Bypaßkanal und ein Entlastungsmechanismus, die einen

fortgesetzten Fluiddurchtritt durch die Vorrichtung für den Fall , ermöglichen, daß der Fluidstromkanal verstopft wird.

j Ein Hauptziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer ver- ', ¹ besserten Fluidstromüberwachungsvorrichtung, die kompakt, leicht i zugänglich für Einstell- und Wartungszwecke und hoch betriebssicher ist. ',

Ein weiteres Hauptziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer verbesserten Fluidstrcmüberwachungsvorrichtung, die die Notwendigkeit für komplexe und teuere Dichtungen beseitigt.

Ein weiteres Hauptziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer verbesserten Fluidstromüberwachungsvorrichtung, die vielseitig und anpassungsfähig ist zur Verwendung bei einer großen Vielzahl von Anwendungen.

Ein zusätzliches Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer verbesserten Fluidstromüberwachungsvorrichtung, die die

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Anzahl der sich bewegenden-Teile auf ein Mindestmaß bringt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer

verbesserten Fluidstromüberwachungsvorrichtung, die den Fluid- j

stromdurchsatz in einer Leitung an einer von der Leitung ent- j

fernt gelegenen Stelle anzeigt. \

I Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer ;

■ ■ !

verbesserten Fluidstromüberwachungsvorrichtung, die mechanisch j einfach und billig zu bauen ist. j

Die Erfindung betrifft kurz zusammengefaßt eine Fluidstromüber- j wachungsvorrichtung mit einem einen Fluidstromkanal begrenzen- | den Gehäuse. Ein in diesem Kanal angeordneter Flügel bewegt sichj in Stellungen, die sich entsprechend des hindurch erfolgenden ! Fluidstromdurchsatzes verändern. Ein mit dem Flügel gekuppelter j Anker schwenkt in Stellungen, die den Flügelstellungen entspre- \ chen. Ein eintauchbarer Umformer in unmittelbarer Nähe des An- \ kers erzeugt ein Ausgangssignal, das die Ankerstellung und den ! Fluidstromdurchsatz anzeigt. Das Ausgangssignal wird einem Meß- ; gerät zugeführt, wo der Fluidstromdurchsatz dargestellt wird. ■ Ein Bypaßkanal ist für den hindurch tretenden Fluidstrom für .' den Fall vorgesehen, daß der Fluidkanal verstopft wird. \

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt der Fluidstromüberwachungsvor- j richtung der Erfindung; !

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt der Vorrichtung der Erfindung J längs den Linien 2-2 von Fig. 1; I

Fig. 3 einen teilweisen Schnitt der Vorrichtung entlang der Li- j nie 3-3 von Fig. 2; i

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Fig. 4 ein Sc^altschema einer bei der Erfindung verwendeten

j Schaltung; ' _: ;.

\ Fig. 5 eine teilweise geschnittene Schrägansicht der Vorrichtung der Erfindung;

Fig. 6 eine teilweise geschnittene Schrägansicht der gegenüberliegenden Seite 'der Vorrichtung. ^:

' · ■
In Fig. 1 und 2 enthält eine Fluidstromüberwachungsvorrichtung

nach der Erfindung ein hohles Gehäuse 8 mit einer Einlaßöffnung 10 und einer .Auslaßöffnung 12. Diese öffnungen können in Reihe > über eine zugehörige Fluidleitung, etwa eine Brennstoff von ' einer Brennstoffquelle liefernde Brennstoffleitung, an einen zugehörigen Motor eines Fahrzeugs angeschlossen werden.

Das Gehäuse 8 enthält einen Deckel und einen becherförmigen Körper 16, die durch Schrauben 18 miteinander befestigt sind. Die Teile 14- und 16 sind aus Gußaluminium oder einem ähnlichen starren, kräftigen und leichten Material. Der Deckel 14 weist eine verrippte Seitenwand 20 und eine Seitenwand 22 auf, die sich senkrecht von der Seitenwand 20 zum Körper 16 hin erstreckt. Der Körper weist einen plattenähnlichen Hauptteil 26 und einen zylin drischen Flansch 27 auf. Der Flansch ist innen von der äußeren TJmfangskante des Hauptkörperteils 26 im Abstand angeordnet und bildet einen Sitz für eine Dichtung 19· Wenn das Gehäuse zusammengebaut ist, paßt der Flansch 27 eng in die Seitenwand 22. Das Gehäuse 8 wird durch eine Trennwand 36 in eine Fluidstrom- · kammer 32 und in eine Wandlerkammer 34- getrennt, wobei der Umfang der Trennwand 36 zwischen dem Ende des Flansche 27 und einer an der Seitenwand 22 ausgebildeten Lippen 30 eingeklemmt _; ist. Die Trennwand 36 kann aus glasverstärktem Nylon oder einem ähnlichen Material hergestellt sein. Eine Dichtung 40 ist zwischen dem Ende des Flansches 17 und der Trennwand 36 zur Ab-ί dichtung des Gehäuses vorgesehen. Der Deckel 14 weist auch eine

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j Wand 44 auf, die sich von "der Seitenwand 22 zur Trennwand und
über den Deckel erstreckt, um die Fluidstromkammer 32 in einen

unteren Hauptfluidkanal 46 und einen oberen Bypaßkanal 48 zu
trennen. Der Fluidkanal 46 hat etwa die Form eines Zylinderseg- ι ments mit einer Achse 50. Die öffnungen 10, 20 stehen in Yer- '· bindung mit dem Fluidkanal 46, so daß das Fluid normalerweise

[ von der Einlaßöffnung 10_durch den Fluidkanal 46 zur Auslaßoff- !

; nung 12 strömt, wie durch die Pfeile in Fig. 1 gezeigt. ^[

Ein Flügel 51 (Fig. 5) ist für eine Schwenkbewegung im Fluid- ; kanal 46 an einer Welle befestigt, die einen verbreiterten Mittelteil 52 aufweist, der sich zwischen der Seitenwand 20 und
der Trennwand 36 erstreckt. Der Wellenabschnitt 52 ist in einer halbkreisförmigen Ausnehmung 54 (Fig. 1) angeordnet, die in der : unteren Fläche der Wand 44 ausgebildet ist. Ein reduzierter j Endabschnitt 56 (Fig. 2) der Welle ist in einer Bohrung 58 in j der Seitenwand 20 gelagert. Die Welle weist einen Lagerabschnitt! 60 auf, der in eine öffnung 61 in der Trennwand 36 eingesetzt i ist. Die Achse der Welle verläuft parallel und im Abstand von ί der Achse 50 des Hauptfluidkanals 46 zur Einlaßöffnung 10. Der ; Flügel 51 und die Welle bestehen zweckmäßig aus einer einteili- : gen Konstruktion und sind aus glasfaserverstärktem Nylon hergestellt. Der Flügel ist im allgemeinen rechteckig ausgebildet, ί wobei seine Breite etwas kleiner als die Breite des Fluidkanals j : 46 und dessen Länge so bemessen ist, daß, wenn der Flügel sich ; in seiner der Einlaßöffnung am nächsten gelegenen Stelle befindet, der Abstand zwischen seiner Außenkante 68 und der Innenfläche 69 der Seitenwand 22 ein Minimum ist und der Flügel im
; wesentlichen den Fluidweg zwischen den Öffnungen durch den Fluid/ kanal 46 blockiert.

Wird bei dieser Konstruktion der Flügel 51 aus seiner der Ein- j laßöffnung am nächsten gelegenen Stellung zur Auslaßöffnung
geschwenkt, so wird hierdurch der Abstand zwischen seiner Außenkante 68 und der Innenfläche 69 zunehmend erhöht» was in Fig. 1 ί

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j gestrichelt gezeigt ist und eine vergrößerte Fläche ergibt, j

j durch die das Fluid strömen .kann. Die Kraft des auf den Flügel ;

I auftreffenden Fluids schwenkt den Flügel zur Auslaßöffnung in \

¹ eine Stellung, in der diese Kraft von einer vom Flügel ausge- ;

ί übten Gegenkraft ausgeglichen wird. Diese Gegenkraft kann be- .

j dingt sein durch das Gewicht des Flügels oder durch einen unten ^! . beschriebenen Vorspannmechanismus. Daher schwenkt der Flügel

j beim normalen Betrieb durch einen Winkel, der dem zwischen den : j öffnungen strömenden Fluiddurchsatz entspricht.

i In der Wandlerkammer 34 ist ein vorzugsweise aus Weicheisen be- ^; j stehender Anker" angeordnet. Dieser Anker ist etwa oval, platten-!

i ;

: ähnlich und durch eine Schraube 72 exzentrisch am Ende des die I

ι Welle lagernden Teils 60 befestigt. Dieser Teil 60 ragt hier- j

zu in die Wandlerkammer 34. Folglich bewirkt eine Bewegung des ;

Flügels, daß der Anker schwenkt und die Lagebeziehung zum Flü- ,

gel aufrecht erhält. '

i In Fig. 2 ist ein Umformer 7^ mittels Schrauben am Hauptkörper- , ■ teil 26 befestigt und weist einen in unmittelbarer Nähe zum

Anker 70 angeordneten Kern 76 auf. Dieser Kern ist vorzugsweise
¹ dreischenkelig, insbesondere E-förmig, und weist einen mittleren Schenkel 78 und zwei äußere Schenkel 80, 82 auf. Der Kern · ι ist so angeordnet, daß sich das Ende jedes Schenkels zum Anker ; ^; erstreckt, jedoch kurz davor endet. Daher ist zwischen dem Ende
ι jedes Schenkels und des Ankers ein Spalt 83 von normalerweise
0,64 bis 0,76 mm (0,025 bis 0,030 Zoll) vorhanden.

Gemäß Fig. 4 weist der Umformer 7^ eine Primärwicklung 84 auf,
die um den mittleren Schenkel 78 gewickelt und an eine Wechselstromquelle 86 durch Primärdrähte von Leitern 87 angeschlossen
ist, die durch ein kleines Loch 87a im Flansch 27 und zwischen
dem Ende der Seitenwand 82 und dem Hauptkörperteil 26 hindurch-
^! geführt werden. Die Wechselstromquelle 86 liefert ein geregel-

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tes sinusförmiges Erregungssignal von 10 Volt bei einer Frequenz, die normalerweise im-Bereich von 0,4 bis 4 kHz liegt. Um den äußeren Schenkel 80 ist eine Sekundärwicklung 88 gewickelt und in Reihe mit einer hiermit in Eingriff stehenden Sekundärwicklung 90 geschaltet, die um den äußeren Schenkel gewickelt ist. Die relativen Polungen der Wicklungen 88, 90 sind, wie durch die Polungspunkte 91 gezeigt, entgegengesetzt. Diese Windungen müssen nicht um den Teil ihrer zugehörigen Schenkel gewickelt sein, der sich zum Anker hin erstreckt.

Der in den Wicklungen 88 und 90 induzierte Spannungsabfall erscheint an einem Kondensator 92, der parallel zu den Wicklungen 88, 90 geschaltet ist. Dieser Spannungsabfall bildet ein reines Umformerausgangssignal, das zu einem Verstärker 94 geliefert wird. Das verstärkte Signal wird seinerseits zu einer Anzeige geliefert, etwa einem Voltmeter oder einem Meßgerät 96. Dieses Meßgerät kann eine geeichte Skala haben, die eine sichtbare Anzeige des Strömungsdurchsatzes in beispielsweise Litern oder Kilogramm je Stunde gibt. Das Meßgerät kann offensichtlich im Fahrerhaus eines Fahrzeugs angebracht werden, während gleichzeitig das Gehäuse an einem entfernten Ort, etwa in einer Brennstoffleitung unter der Haube des Fahrzeugs eingebaut werden kann.

Wie in Fig. 3 gezeigt, verändert das Schwenken des Ankers 70 von einer ersten ausgezogen gezeigten Stellung in eine zweite gestrichelt gezeigte Stellung zunehmend den relativen Betrag, um den der Anker die äußeren Schenkel 80, 82 des Kerns überdeckt. Somit wird ein vorher bedeckter Teil des Endes des Schenkels 80 abgedeckt, d.h. er befindet sich nicht länger unmittel- i bar unter dem Anker, während gleichzeitig das Ende des Schenkelsj 82 weitgehend bedeckt bleibt. Der durch den äußeren Schenkel '■ 80 hindurchtretende und die Wicklung 88 mit der Primärwicklung i 84 verbindende Magnetfluß nimmt ab, wenn das Ende des Schenkels j

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80 abgedeckt wird und ergibt eine Abnahme der in die Wicklung ■ 88 induzierten Spannung. Andererseits bleibt der durch, den ; äußeren Schenkel 82 hindurchtretende und'die Wicklung 90 mit ι der Primärwicklung 84 verbindende Magnetfluß im wesentlichen ' konstant und ergibt eine in die Wicklung 90 induzierte im we-J sentlichen konstante Spannung. Polglich ändert das Schwenken des Ankers 70 den mit dejr Wicklung 88 verbundenen Magnetfluß j gegenüber dem mit der Wicklung 90 verbundenen Magnetfluß, um , hierdurch das. reine Umformerausgangssignal zu beeinflussen. Wenn, sich der Anker 70 in der ersten oder Bezugsstellung befindet, sind beide äußeren Schenkel 80 und 82 beinahe völlig bedeckt und befinden eich der Flügel 51 in seiner der Einlaßöffnung am nächsten gelegenen Stellung. An dieser Stellung des Ankers und : des Flügels gleichen sich die in den Wicklungen 80 und 82 induzierten Spannungen im wesentlichen aus und erzeugen ein reines Umformerausgangssignal, das ein Minimum oder gleich Null ist. Wenn der Flügel in eine andere Stellung geschwenkt wird, werden die Ausgänge aus den Wicklungen 88 und 90 unausgeglichen und erzeugen ein reines Umformerausgangssignal, das vom NuIl-Ausgangssignal abweicht. Auf diese Weise kann das reine Umformerausgangssignal zum Verändern gebracht werden mit Jeder Stel- ^: lung des Ankers und des Flügels und folglich mit jedem Fluid-■ durchsetz zwischen den Öffnungen.

; Der etwa oval geformte und wie beschrieben befestigte Anker . erzeugt ein reines Umformerausgangssignal, das bezüglich des Fluidstromdurchsatzes etwa linear verläuft. Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht jedoch darin, daß es durch alleini- : ges. Indern der Kontur des Ankers möglich ist, die Beziehung zwischen dem reinen Umformerausgangssignal und dem Fluidstromdurchsatz zu ändern. Zum Beispiel kann der Anker geformt und befestigt werden zur Bildung eines reinen Transformatorausgangs-, signals von der Größe Null bis der Strömungsdurchsatz wenig- ι stens 7*57 l/min (2 Gallonen je Minute) beträgt und zur Erzeu- j

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gung eines maximalen reinen Ausgangssignals, wenn der Durchsatz 15,14- l/min (4 Gallonen je Minute) beträgt. Daher wird ; die die Strömungsdurchsätze von 7,57 bis 15*14- l/min (2 bis 4-Gallonen ^e Minute) betreffende Information auf den ganzen Bereich des Meßgeräts 96 ausgedehnt. Auf diese Weise kann die Vorrichtung durch das alleinige, leicht und billig auszuführende Ersetzen eines Ankers mit einer ersten Form gegen einen mit einer zweiten Form bei sich breit verändernden Anwendungsfällen , verwendet werden.

Gemäß der Erfindung ist der Umformer 74- ein ei'ntauchbarer Umformer. Deswegen müssen die Wandlerkammer 34- und der Haupt- ; fluidweg 4-6 nicht fluiddicht gegeneinander sein. Folglich ist eine komplexe und teuere Abdichtung der Zwischenfläche zwischen der Trennwand 36 und dem Wellenlagerteil 60 nicht erforderlich. Statt dessen kann das gemessene Fluid zwischen diesen Gliedern hindurchsickern und die Lagerfläche 60 schmieren und die Wandlerkammer 34- füllen. Das Fluid in der Wandlerkammer 34- dient auch zum Dämpfen der Bewegung des Ankers und zu dessen Beruhigung.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist eine Vorspanneinrich- \ tung vorgesehen, die den Flügel gegen die Kraft des darauf auf- ^: treffenden Fluids drückt. Diese Vorspanneinrichtung enthält zweckmäßigerweise eine Spiralfeder 97 (Fig. 2), die zwischen dem Anker 70 und der Trennwand 36 angeordnet ist, und deren eines Ende am Wellenlagerteil 60 bei 98 und deren anderes Ende an eine Eichvorrichtung 102 angeschlossen sind.

Die Eichvorrichtung 102 (Fig. 5) ist vorgesehen zum Einstellen der durch die Feder 97 ^auf den Wellenlagerteil 60 ausgeübten Spannung zum Eichen der Vorrichtung. Die Einstellung der Eichvorrichtung verändert den Widerstand des Flügels gegen die Krafts' des darauf auftreffenden Fluids, wodurch die Stellung gesteuert -

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j wird, in deren Abhängigkeit -der Flügel bei. einem gegebenen Fluidi-

ι 1

I durchsetz schwenkt. Folglich wird das diesem Strömungsdurchsatz j j entsprechende Umformerausgangssignal ebenfalls geändert.

; Die Eichvorrichtung 102 enthält insbesondere eine mit Außenge- ^: winde versehene Steuerstange 1CW-, die im Bypaßkanal 48 angeord- ^: . net ist. Die Steuerstange 104 ist drehbar an der Trennwand 36
'; mittels Schnappsitzen 106'befestigt, von denen jeder ein Ende
der Steuerstange aufnimmt. Ein mit Innengewinde versehener durchquerender Block 108 wird auf der Steuerstange 104 so gehalten, ' daß eine Drehung der Steuerstange eine Bewegung des Blocks 108
; längs der Längsachse der Steuerstange bewirkt. Ein Ende 110
i (Fig. 2) des Blocks 108 erstreckt sich durch einen etwa recht- ^: eckigen Einschnitt 112 in der Trennwand 36. Der Einschnitt 112 i

■ ist langgestreckt und weist eine Längsachse auf, die etwa paral-^!

ι ι

IeI zur Steuerstange 104 verläuft. Das zweite Ende der Feder 97 i

; wird in einem Einschnitt 113 im Ende 110 des Blocks 108 gehal- j ' ten. Daher stellt die Bewegung des durchquerenden Blocks die .
von der Feder auf den Wellenlagerteil 106 ausgeübte Spannung

• ein. ;

Ein mit Außengewinde versehener Verschlußstopfen 114 (Fig. 1)
^; wird in einer im Deckel 14 vorgesehenen Gewindebohrung 116 auf- ^;

• genommen. Der Verschlußstopfen 114 kann für einen Zutritt zur
Steuerstange 104 entfernt werden. Der durchquerende Block, die
Schnappsitze und die Steuerstange können aus glasverstärktem Nylon oder einem ähnlichen Material hergestellt sein. Die

: Betriebssicherheit der Vorrichtung wird erhöht, da die auf die ^!

^s Feder 97 am Block 104 ausgeübte Spannung bestrebt ist, den
Block in einer Stellung längs der Steuerstange 4 zu verriegeln
und eine Veränderung der Eichung der Vorrichtung während des
Gebrauchs zu verhindern.

Die Wand 44 (Fig. 1) ist mit Löchern 118, 120 versehen, die
über den Bypaßkanal 48 und den Hauptfluidweg 46 miteinander in

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Verbindung stehen. Es ist ein Rückschlagventil 122 vorgesehen,
das den Bypaßkanal von der Einlaßseite des Flügelglieds 51 über
das Loch 120, den Bypaßkanal 48 und das Loch 118 zur Auslaßseite des Flügelglieds gegenüber der Einlaßseite blockiert. Das Rück- ; schlagventil 122 weist einen Ventilsitz 126 auf, der das Loch ! 120 während des normalen Betriebs der Vorrichtung schließt. Ein
Schaft 128 erstreckt sich vom Ventilsitz 126 aus aufwärts und
wird verschiebbar durch eine Bohrung 130 aufgenommen, die in . einem mit Außengewinde versehenen Verschlußstopfen 132 in einer | Gewindebohrung 134- in der Seitenwand 22 aufgenommen wird. Eine ; zwischen dem Verschlußstopfen 132 und dem Ventilsitz 126 angeordnete Schraubenfeder 138 drückt den Ventilsitz zum Loch 120 t und verschließt ihn. Die von der Feder 138 auf den Ventilsitz : 126 ausgeübte Kraft kann durch Anziehen oder Lösen des Verschlußstopfens 132 eingestellt werden. Ferner kann der Verschlußstopfen 132 entfernt werden zum Vorsehen eines Zugangs ■ zum Rückschlagventil 122 für den Fall, daß ein Warten des Rück- ^: schlagventils erforderlich ist.

Wenn die Druckdifferenz von der Einlaßseite des Flügels 51
Auslaßseite das Niveau übersteigt, das durch die von der Feder ; 138 auf den Ventilsitz 126 ausgeübte Kraft gegeben ist, öffnet i das Ventil 122 und es kann Fluid durch den Bypaßkanal strömen. ; Dieser Aufbau der Druckdifferenz kann zum Beispiel dann auftre- . ten, wenn der Flügel durch zwischen den Öffnungen strömende ^: Verunreinigungen steckenbleibt. Somit kann, sogar wenn der
Flügel geklemmt ist, Fluid weiterhin durch die Vorrichtung fliesjsen. Daher sind auf der Stelle folgende Reparaturen der Vor- ' richtung nicht erforderlich, so daß bei einem Einbau in ein j Fahrzeug dieses seine Fahrt zum Bestimmungsort fortsetzen kann, j Es sei hervorgehoben, daß ein Klemmen oder anderes Fehlfunktio- ■ nieren der Vorrichtung vermindert wird durch deren mechanische
Einfachheit und weil das einzige sich bewegende Grundteil im
Gehäuse die Flügel- und Ankeranordnung ist. Darüberhinaus wird j

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j diese Anordnung durch das zwischen den öffnungen strömende · j Fluid dauernd geschmiert. : ^;

j Der Betrieb der Erfindung wird im Hinblick auf ihren Ein- ; ; bau in die Brennstoffleitung einer Brennkraftmaschine beschrie- j : ben. Wenn die Brennkraftmaschine angehalten ist, fließt kein ; I Brennstoff zwischen den öffnungen. Folglich wird der Flügel 51 ; j von der Feder 97 in eine Bezugslage gedruckt und es wird ein
j reines Umformerausgangssignal von der Größe Null erzeugt und \ eine Nullanzeige am Meßgerät vorgesehen. Wenn die Brennkraft- ^;

maschine angelassen ist, strömt Brennstoff zwischen den öff-
^: nungen 10, 13 und bewirkt ein Schwenken des Flügels 51 in eine ;

Stellung, die dem Fluidstromdurchsatz in der Brennstoffleitung '. ■ entspricht. Die Bewegung des Flügels 51 schwenkt ihrerseits den ' \ Anker 70. Folglich wird ein reines TJmformerausgangssignal, das

auf die Stellung des Ankers 70 und den Brennstoffstromdurchsatz
: bezogen ist, zum Meßgerät 96 geliefert und wird der Bedienungs-. person der Brennkraftmaschine eine sichtbare Anzeige des

Brennstoffstromdurchsatzes geliefert.

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Leerseit

Claims

-15--.· j

! Patentansprüche . ₍

Vorrichtung zum Anzeigen eines Fluidstromdurchsatzes, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, das- eine Einlaßöffnung (10) und eine Auslaßöffnung (12) aufweist und für den Fluidstrom einen Weg zwischen diesen Öffnungen (10, 12) begrenzt, durch einen Flügel (51)» der am Gehäuse (8) angelenkt und wenigstens teilweise im Veg zwischen den Öffnungen (10, 12) angeordnet ist für eine Bewegung in Stellungen, die sich entsprechend dem Fluidstromdurchsatz im Weg verändern, durch einen mit dem Flügel (51) verbundenen Anker (70) für eine Bewegung von _; einer Stellung, die einer Stellung des Flügels (51) entspricht*, in andere Stellungen, von denen jede einer gesonderten ande- : ren Stellung des Flügels (51) entspricht, und durch eine Umforme ranordnung (74), die in Nähe des Ankers (70) angeordnet ist und auf die Stellung des Ankers (70) anspricht zur Aufnahme eines Eingangserregungssignals und zur Erzeugung eines Ausgangssignals entsprechend dem Fluidstromdurchsatz im Weg.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (70) am Gehäuse (8) angelenkt ist und eine konstante Lagebeziehung zum Flügel (51) einhält.

Vorrichtung zum Anzeigen eines Fluidstromdurchsatzes, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (8), das eine Einlaßöffnung (10) und eine Auslaßöffnung (12) aufweist und einen Weg für einen Fluidstrom zwischen den Öffnungen (10, 12) begrenzt, wobei der Weg einen Hauptfluidkanal (4-6) einschließt, und wobei das Gehäuse (8) auch eine Wandlerkammer (3*0 begrenzt, durch einen Flügel (51), der am Gehäuse (8) angelenkt und wenigstens teilweise im Hauptfluidkanal (4-6) angeordnet ist für eine Bewegung von einer Flügelbezugsstellung, wenn kein Fluid zwischen den Öffnungen (10, 12) fließt, zu anderen FlügelStellungen, die sich gemäß dem Fluidstromdurchsatz im

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Weg Terändern, durch einen Anker (70), der am Gehäuse (8) j angelenkt und in der Wandlerkammer (34) angeordnet ist, wo- j bei der Anker (70) mit dem Flügel gekuppelt ist für eine ■ Bewegung in Stellungen, die den Flügel Stellungen entsprechen,,· und durch eine eintauchbare Umformeranordnung (74), die in j Hahe des Ankers (70) in der Wandlerkammer (34) angeordnet
ist, wobei der Wandler (-74) eine Primärwi cklungs anordnung : (84) zur Aufnahme eines Erregungssignals und eine Sekundär- \ wicklungsanordnung (88, 90) zum Erzeugen eines tlmformeraus- · gangssignals aufweist, das sich gemäß den Stellungen des An- ! kers (70) verändert, die dem Fluidstromdurchsatz im Weg ent-

sprechen. " \

Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß j die Umformeranordnung (74) enthält: einen dreischenkeligen ; Kern (76) mit einem mittleren Schenkel (78) und zwei äußeren i Schenkeln (80, 82), wobei die Primärwicklungsanordnung (84) ; um den mittleren Schenkel (78) gewickelt ist, wobei die Se- | kundärwicklungsanordnung (88, 90) zwei miteinander verbundene* ineinandergreifende Sekundärwicklungen (88, 90) enthält, von
denen jede um einen äußeren Schenkel (80, 82) gewickelt ist, ; wobei der Anker. (70) in überdeckender Beziehung zur Primärwicklungsanordnung (84) und zu den beiden Sekundärwicklungen ' (88, 90) angeordnet ist, und wobei der Anker (70), wenn er
sich in einer der Flügelbezugsstellung entsprechenden ersten
Stellung befindet, den mittleren (78) und die äußeren (88,
90) Schenkel so überdeckt, daß der Ausgang jeder Sekundärwicklung vom Ausgang der anderen Sekundärwicklung ausgegli- J chen wird zur Erzeugung eines reinen Umformerausgangssignals
mit dem Wert Full, und wobei, wenn sich der Anker in anderen
Stellungen befindet, er einen der äußeren Schenkel (80, 62)
in von der ersten Stallung abweichendem Ausmaß überdeckt,
so daß die Ausgänge von jeder Sekundärwicklung (88, 90) gegeneinander nicht ausgeglichen sind und ein reines Umformer-

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ausgangssignal erzeugt^Twird, das der Stellung des Ankers (70) in der ersten Stellung und dem Fluidstromdurchsatz im Weg entspricht.

I 5- Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Vorspanneinrichtung (97)» die den Flügel (91) zur Flügelbezugsstellung hin vorspannt. ~

i ^:

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch eine Quelle;

j (86), die ein Erregungssignal zur Primärwicklungsanordnung

j (84) liefert, und durch eine Anzeigeeinrichtung (96), die

I das Umformörausgangssignal empfängt und eine sichtbare An-

! zeige des empfangenen Signals an einem vom Gehäuse (8) ent-

, fernt gelegenen Ort vorsieht.
!

i 7· Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse auch einen Bypaßkanal (48) begrenzt, der die

! Einlaßseite mit der Auslaßseite des Flügels (51) verbindet,

j und gekennzeichnet durch eine Ventilanordnung (122) im By-

\ paßkanal (48), die den Bypaßkanal (48) schließt, wenn die

I Druckdifferenz zwischen der Einlaßseite und der Auslaßseite

j des Flügels (51) unter einem gegebenen Wert liegt.

! 8. Vorrichtung nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch eine Welle i (52), die am Gehäuse (8) angelenkt ist und wenigstens teil- : weise in die erste und zweite Kammer (32, 34) ragt, wobei ! der Flügel (51) mit der Welle (52) verbunden ist und die i Welle (52) schwenkt, wenn der Flügel (51) von einer Stellung : zur anderen Stellung bewegt wird, wobei der Anker (70) mit

der Welle (52) verbunden ist für eine Bewegung in Abhängig-. keit von der Bewegung der Welle (52), um die Lagebeziehung zum Flügel (51) aufrechtzuerhalten, und wobei die Vorspanneinrichtung eine Spiralfeder (97) enthält, die mit einen : ersten Ende mit der Welle (52) verbunden ist, und durch eine

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j Eicheinrichtung (102), die die Spannung der Feder (97) einstellt und enthält: eine mit Außengewinde versehene Steuer-

und stange (104), die drehbar im Gehäuse (8) gelagert ist /einen

^r mit Innengewinde versehenen durchquerenden Block (108), der auf der Steuerstange (104) gehalten und mit dem zweiten Ende der Feder (97) so verbunden ist, daß die Drehung der Steuer- | stange (104) bewirkt,_ daß sich der durchquerende Block (108) längs der Längsachse der Steuerstange (104) bewegt und hierdurch die Spannung der Feder (97) einstellt. ·

• 9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der j : Anker (70)-im wesentlichen oval geformt und an der Welle ^: (52) exzentrisch befestigt ist.

[10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptfluidweg (46) im wesentlichen die Form eines Zylindersegments hat mit einer Achse (50), die parallel zur Welle (52) und im Abstand hiervon verläuft, wobei das Gehäuse (8) eine Innenwand (69) enthält, die den Außenumfang des Zylinder*- segments begrenzt, wobei der Flügel (51) einen etwa recht-

^; eckigen Flügel (51) enthält, und wobei sich der Abstand zwischen der Kante des Flügels (51) gegenüber der Welle (52) und der Innenwand (59) mit den Stellungen des Flügels (51)

; und mit dem Fluidstromdurchsatz im Weg ändert.

11. Vorrichtung zum Anzeigen eines Fluidstromdurchsatzes, gekennzeichnet durch ein hohles Gehäuse (8), das eine Einlaßöffnung (10), eine Auslaßöffnung (12) und ein Gehäuse (8) mit einer Trennwand (36) aufweist, die den Innenraum des Gehäuses (8) in eine Fluidstromkammer (46, 48) und eine Wandlerkarnmer (34) trennt, die miteinander in Verbindung stehen, wobei das Gehäuse (8) auch eine Wand (44) enthält, die die Fluidstromkammer (46, 48) in einen Hauptfluidkanal (46) und einen Bypaßkanal (48) trennt, und wobei die Einlaß- und Aus-

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laßöffnungen (10, 12) mit dem Hauptfluidkanal (46) in Verj bindung stehen für einen Zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnungen (10, 12) hindurchtretenden ' Pluidstrom, wobei
die Wand (44) eine erste öffnung (120) enthält, die die j Einlaßseite des Hauptfluidkanals (46) mit dem Bypaßkanal | (48) verbindet, und eine zweite öffnung (118) enthält, die
die Auslaßseite des Haup.tfluidkanals (46) mit dem Bypaßka- ^!

nal (48) verbindet, durch eine Ventilanordnung (112), die

im Bypaßkanal (48) angeordnet ist und den Bypaßkanal (48) , ■ I

ι schließt, wenn die Druckdifferenz zwischen der Einlaßseite ' und der Auslaßseite der Ventilanordnung (112) unter einem , f gegebenen "Wert liegt, durch eine Welle (52), die am Gehäuse ; j (8) angelenkt ist und sich durch die Trennwand (36) wenig- ; stens teilweise in die Wandlerkammer (34) und in den Haupt- · fluidkanal (46) erstreckt, durch einen Flügel (5Ό? der von j der Welle (52) getragen wird und im Haupt fluidkanal (46) ': angeordnet ist für eine Schwenkbewegung um die Achse (50) j der Welle (52) von einer Flügelbezugsstellung, wenn kein ^; Fluid im Weg strömt, zu anderen Flügelstellungen, die sich \ entsprechend dem Fluidstromdurchsatζ im Weg verändern, wo- j bei die Bewegung des Flügels (51) die Welle (52) schwenkt, , durch eine Vorspanneinrichtung (97)» die den Flügel (51)
zur Flügelbezugsstellung gegen die Kraft des auf den Flü- ! gel (51) auftreffenden'Fluids drückt, durch eine Einstelleinrichtung (102), die die von der Vorspanneinrichtung (97)
ausgeübte Vorspannung verändert, durch einen etwa oval geformten Anker (70)» der innerhalb der Wandlerkammer (34)
angeordnet und exzentrisch am Ende der Welle (52) befestigt
ist für eine Schwenkbewegung in Abhängigkeit von der Bewe- ■ gung der Welle (52), und durch einen eintauchbaren Umfor- j mer (74), der in der Wandlerkammer (34) in Nähe des Ankers | (70) angeordnet ist und ein Umformerausgangssignal erzeugt, i das sich entsprechend der Stellung des Ankers (70) und ent- : sprechend dem Fluidstromdurchsatz im Weg verändert, wobei !

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der Umformer (74) einen insgesamt E-förraigen Kern (76) ent- ; hält mit einem mittleren !Schenkel (78) und zwei äußerem ί Schenkeln (80, 82), mit einer Rrimärwicklungsanordnung (84·),: die um den mittleren Schenkel (78) gewickelt ist zur Auf- ; nähme eines Erregunggsignals, und mit zwei miteinander ver- ■ bundenen ineinandergreifenden Sekundärwicklungen (88^ 90), von denen Jede um einen äußeren Schenkel (80, 82) gewickelt ι ist j und wobei der inker.(70), wenn er sich in einer ersten ' Stellung entsprechend der Iflügelbezugsstellung befindet, das! Ende des mittleren Schenkels (78) -und die Enden der äußeren j Schenkel (80, 82) so überdeckt, daß der Ausgang (jeder Sekun-i därwicklung durch den Ausgang aus der anderen Sekundärwick- ! lung ausgeglichen wird zur Erzeugung eines reinen Umformerausgangssignals der Große NuIl₉ und wenn sich der Anker (70) in anderen Stellungen befindet, er das Ende eines äusseren Schenkels (80, 82) in von der ersten Stellung unterschiedlichen Ausmaß überdeckt, so daß die Ausgänge jeder j Sekundärwicklung (88, 90) nicht gegeneinander ausgeglichen ^! sind zur Erzeugung eines reinen Umformerausgangssignals, j das sich vom Fiaformerausgangssignal der Größe Hull unterscheidet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß j die Trennwand (36) einen langgestreckten Einschnitt (112) j aufweist, der den Bypaßkanal (48) mit der zweiten Kammer '. (34) verbindet, wobei die Vorspanneinrichtung eine Spiralfeder (97) enthält, die in der Wandlerkammer (34·) angeordnet und an einem ersten Ende mit der Welle (52) verbunden .ist, und wobei die Einstelleinrichtung (102) eine mit Außengewinde versehene Steuerstange (104) enthält, die im Bypaßkanal (48) parallel zum Einschnitt (112) angeordnet und drehbar im Gehäuse (8) gelagert ist, und daß ein mit Innengewinde versehener durchquerender Block (108) auf der Steuerfstange (104) gehalten wird und sich durch den Einschnitt (112) in die zweite Kammer (34) erstreckt, wobei der durch-

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querende Block (108) so mit dem zweiten Ende der Feder (97) verbunden ist, daß eine Drehung der Steuerstange (1OT) eine Bewegung des durchquerenden Blocks (108) längs der Längsachse der Steuerstange (104-) bewirkt und hierdurch die Spannung der Feder (97) einstellt.

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