DE749354C

DE749354C - Luftvariometer

Info

Publication number: DE749354C
Application number: DEB179983D
Authority: DE
Priority date: 1936-09-17
Filing date: 1937-09-18
Publication date: 1944-12-02
Also published as: GB507992A; US2275719A; FR826827A; GB507990A; FR826829A; DE896861C; GB507991A; GB507993A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luftvariometer, dessen Strömungswiderstand zur Steuerung des Ausgleichs zwischen dem Ihnen- und dem Außendruck der Meßkammer in Abhängigkeit von der Temperatur veränderlich ist. Solche Luftvariometer, die zur Messung der Änderungsgeschwindigkeit des Luftdrukkes dienen und besonders in Flugzeugen zum Messen der Steig- oder Fallgeschwindigkeit

ίο \^rerwendet werden, arbeiten mit einer auf den Unterschied zwischen, dem Innen- und Außendruck ansprechenden elastischen Meßkammer, die auf einer Seite, also nur innen oder nur außen, dem Druck der die ganze Einrichtung umgebenden Luft ausgesetzt ist, während auf ihrer anderen Seite nur eine sehr stark gedrosselte Verbindung mit der Außenluft besteht, so daß der Druck auf dieser Seite den Änderungen des Außendruckes nur sehr lang-

ao sam folgen kann. Der so entstehende Druckunterschied .zwischen den beiden Seiten der Meßkammer wirkt sich als Dehnung oder Zusammendrückung der Meßkammer aus, und diese Bewegungen werden auf einen Zeiger übertragen, der an einer Skala die Änderung des Außendruckes anzeigt.

Man hat bereits erkannt, daß Meßeinrichtungen dieser Art eine störende Temperaturabhängigkeitzeiigen, und hat deshalb die eine Öffnung des zum Drosseln der Luft verwendeten Eapillarrohres durch ein Nadelventil abgeschlossen, das von einem Bimetallstreifen mehr oder weniger geöffnet wird, also einen zusätzlichen, von der Temperatur abhängigen Doppelwiderstand herstellt. Aber dieser Ausgleich hat sich als ziemlich ungenau erwiesen, denn der größte Hub der Ventilnadel ist von der Größe des Querschnittes des Kapillarrohres abhängig. Infolgedessen ist der Temperaturbereich der Regelung nicht groß ge-

nug. Bei verhältnismäßig geringen Temperaturänderungen nach oben oder unten ist die öffnung des Rohres ganz often oder völlig gesperrt. Es ist auch vorgeschlagen worden, die Länge des Kanals, durch den die Luft strömen muß, durch Verschieben einer Steuerplatte in Abhängigkeit von der Temperatur zu ändern. Derartige Steuerplatten haben aber so große Reibung, daß die Regelung nur ungenau und ruckweise möglich ist, denn eine ausreichende Schmierung verbietet sich wegen der Verstopfungsgefahr für den engen Luftkanal.

Als Drosselstellen sind sowohl einfache wie ¹S mehrfach hintereinandergeschaltete Kapillarrohre bekanntgeworden. Die Erfindung verwendet mehrere Strömungswiderstände, aber nicht in einfacher Hintereinanderschaltung, sondern ein voll ständiger Ausgleich sowohl der Temperaturfehler als auch der von der Verschiedenheit des Luftdruckes abhängigen Fehler wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zwischen je zwei von mehreren hintereinandergeschalteten Strömungswiderständen eine Ventilvorrichtung angeordnet ist, die entweder durch ein Wärmedehnungsglied oder durch ein vom Luftdruck abhängiges Dehnungsglied geöffnet wird und dadurch den nachgeschalteten Strömungswiderstand zu überbrücken vermag. In Verbindung mit diesem wesentlichen Teil der Erfindung kann erfindungsgemäß der Abschlußkörper der Ventilvorrichtung entgegen der Wirkung einer Feder mittels eines Bimetallstreifens in seine Schließstellung gedrückt werden, der dem auf das Äußere der Meßkammer wirkenden Medium ausgesetzt ist. Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, daß zwei Strömungswiderstände vorgesehen sind, die zusammen mit der zwischen ihnen vorgesehenen Ventilvorrichtung und ihren Bimetallstreifen auf einem gemeinsamen Träger untergebracht sind.

Die Strömungswiderstände können aus porig-_{erij e}j_ne Molekularströmung des Gases gestattenden Diffusorgliedern bestehen.

Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführu.ngsbeisp.iele des Erfindungsgegenstandes.

Fig. ι ist eine Seitenansicht teilweise im Schnitt der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist eine Vorderansicht des in Fig. 1 gezeigten Instrumentes.

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf das in Fig. 1 .55 gezeigte Instrument mit abgenommenem Deckel.

Fig. 4 ist ein Querschnitt des Behälters nach Fig. 1.

Fig. 5 zeigt im Schnitt die Ausführung der Kapillarrohre und der Temperaturausgleichsvorrichtung.

Fig. 6 ist eine Endansicht eines Teiles der in' Fig. 5 gezeigten Vorrichtung.

Fig. 7 ist eine Draufsicht auf die in Fig. 5 gezeigte Vorrichtung.

Fig. S ist eine Seitenansicht teilweise im Schnitt einer anderen Ausführungsform des Erfmdungsgegenstandes mit abgenommenem Gehäuse.

Fig. 9 ist ein Schnitt einer Einzelheit in größerem Maßstab.

Fig. 10 ist ein lotrechter Schnitt und Fig. υ ein waagerechter Schnitt durch das Instrument.

Das in Fig. 1 gezeigte Instrument besteht aus einem Gehäuse 9, in dem die AIeß- und Anzeigevorrichtung angeordnet ist. Diese Vorrichtung sitzt auf einem Rahmen. In den Rahmen ist eine Meßkammer 14 angeordnet, die einen Zeiger dann dreht, wenn zwischen dem Druck innerhalb und dem Druck außerhalb der Kammer ein Druckunterschied besteht. Dies kann z. B. durch eine Verbindung zwischen der Außenluft und dem Innern des Gehäuses 9 bewirkt werden. Der atmosphärische Druck lastet dann auf der Außenseite der Meßkammer 14, während das Innere der Kammer mit dem Innern des Gehäuses und somit auch mit der Außenluft durch mehrere Strömungswiderstände verbunden ist.

Wie in den Zeichnungen beispielsweise gezeigt, besteht die Meßkammer 14 aus einer Membrankapsel, die auf einem nachgiebigen Arm 15 sitzt. Um eine Einstellung des Instrumentes zu ermöglichen, ist das Ende 17 des biegsamen Armes 15 im Winkel abgebogen und berührt das kegelförmige Ende 18 einer Stellschraube 19. Die Meßkanimer 14 wird durch einen mittleren Vorsprung 21 getragen, der sich durch den biegsamen Arm 15 hindurch erstreckt und an diesem befestigt ist. Der Vorsprung ist hohl und mit einem Rohr 24 verbunden, das über ein Verbindungsstück 25 und eine Verlängerung 26 mit dem Verbindungsstück 27 in Verbindung steht, das, wie weiter unten ausführlicher beschrieben, mit dem Innern des Gehäuses durch eine Kapillareinrichtung und mit dem Behälter 61 verbunden ist.

Der Zeiger des Instrumentes ist mit der no Meßkammer folgendermaßen verbunden: Ein kurzer Pfosten 28 sitzt in der Mitte der Meßkammer 14 auf der dem Vorsprung 21 entgegengesetzten Seite und ist bei 29 mit einem Ende des Lenkers 30 drehbar verbunden. Das andere Ende des Lenkers 30 (siehe Fig. 3) ist bei 31 an den geschlitzten Schwingarm 32 der drehbar gelagerten Schwingwelle 33 drehbar angelenkt. Ein Arm 37, der ein Gegengewicht 37a trägt, ist an der Schwingwelle 33 angebracht. Das Gegengewicht ist durch eine Schraube 37^ auf dem Arm 37 einstellbar. Die

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Bewegungen der Meßkammer 14 werden durch das obenerwähnte Gestänge, auf den Arm 37 .übertragen."· - '· ^: - " .

Um die Bewegung- der Meßkammer 14 zu begrenzen, ist der Pfosten 28 so angeordnet, daß die Finger einer-Gabel 38 (siehe Fig. 1) mit ihm in Berührung¹ kommen, können, wodurch die Meßkammer 14 nach einer begrenzten Bewegung gegen die Gabel 38 stößt, während der am Pfostett 28 ■ befestigte Stift 39 nach einer begrenzten Bewegung der Meßkarnmer 14 in. der entgegengesetzten Richtung gegen die Gabel 38 stößt. Diese Gabel kann ■in der Längsrichtung des Pfostens 28 einstellbar sein, z. B. dadurch, daß sie auf einer Stange 40 sitzt, die durch den Hohlpfosten 40_a und die Schraube 40^ einstellbar ist.

Um die Bewegung der -Meßkammer 14 durch die Bewegung des Armes 37 weiter zu übertragen, dient eine drehbar gelagerte Spindel 44, die von einer Stange 45 durchsetzt wird, die unter den Afm 37 greift (siehe Fig. 3), so daß die durch diesen Arm in der einen Richtung gedreht werden kann. An der genannten Spindel 44 ist eine Spiralfeder 46 angebracht, "die die Spindel 44 so dreht, daß die Stange 45 stets gegen den Arm 37 zu bewegt wird. Hierdurch wird die Ausdehnung und. Zusammenziehung der Meßkammer 14 in eine Drehung der Spindel 44 in der einen oder in der anderen Richtung umgesetzt. Ein von der genannten Spindel 44 getragener und bei 47ß mit einem Gegengewicht versehener Zahnsektor 47 kämmt mit einem Triebrad 48, das auf einer zweiten, drehbar gelagerten Spindel 49 sitzt. Diese Spindel 49 trägt an ihrem äußeren Ende einen Zeiger 51, der sich auf der Skala 5i_a bewegt.

Die oben beschriebene Vorrichtung ist im Gehäuse 9 angeordnet. Die vordere Seite des Gehäuses ist durch ein Deckglas 55 abgeschlossen. ■ :

Das Verbindungsstück 27 hat einen Flansch 27_O, der an einem im Gehäuse 9 angebrachten Einsatz 27^ befestigt ist. Mit diesem .Einsatz ist eine Leitung 60 verbunden, die zu dem wärmeisolierten Ausdehnungsraum 61 führt.

Durch den Flansch 58 ist ein feuchtigkeits-

• entziehendes, nicht dargestelltes Gehäuse an-

5« geschlossen, durch das Luft mit dem statischen atmosphärischen Druck in das Gehäuse 9 "eindringt.

Mit der Kupplung 27 ist auch eine mit einem Ventil kombinierte Kapillaremrichtung 62 verbunden, durch die die Luft aus der Meßkammer 14 in geregelter Weise entweichen kann. ■ -

Bei Anordnungen mit Kapillarvorrichtun- : gen richtet sich die Geschwindigkeit, mit der die Luft entweicht, nach der Temperatur und nach dem Druck, die durch die Höhe über dem Meeresspiegel gegeben sind. Bei niedrigen Temperaturen entweicht die Luft leichter aus der Kapillarvorrichtung, so daß der Druck in der Meßkammer 14 zu rasch kleiner wird und der Zeiger 51 einen zu kleinen Wert anzeigt. .

In größerer Höhe entweicht die Luft nicht mehr so leicht aus der Kapillarvorrichtung, und infolgedessen sinkt der Druck in der Meßkammer 14 zu langsam, so daß der Zeiger 51 einen zu hohen Wert anzeigt.

Zum Ausgleich der Fehler, die durch Temperatur- und Druckänderungen infolge Änderungen in der Meereshöhe hervorgerufen wer- ⁷-> den, sind zwei hintereinandergeschaltete Strömungswiderstände (Kapillarrohre) angebracht, deren einer unter gewissen Bedingungen überbrückt wird. Hierdurch wird die Bewegung der aus der Meßkammer 14 austretenden Luft geregelt, und die durch Änderungen in der Temperatur oder in der Meer.eshöhe hervorgerufenen Fehler werden beseitigt.

Fig. 4 zeigt in ihren Einzelheiten die für den Meereshöhenausgleich \-erwendete Vorrichtung, die .so ausgebildet sein kann, daß ein Balg im Behälter derart angeordnet ist, daß die durch Änderungen in der Meereshöhe hervorgerufenen Fehler beseitigt werden.

Wie Fig. 4 zeigt, geht vom Verbindungsstück 27 aus eine Leitung 60, die mit der Buchse 6o_a verbunden ist. Die Buchse durchsetzt die Deckplatte 63 der Haube 6i_a eines wärmeisolierten Behälters 61. Die Buchse 6o_a ist mit einer Leitung 64 verbunden, die durch die Grundplatte 65 in den Behälter 61 führt, der aus der Vakuumflasche 67 besteht, die durch die Feder 6r_c in einer Schale 615 (Fig. 1) zentriert ist. An der Grundplatte. 65 ist eine Platte 70 mit einem Balg 71 angeordnet. Dieser Balg ist luftleer, so daß er beim normalen (dem Meeresspiegel entsprechenden) atmosphärischen Druck innerhalb des Raumes 61 zusammengedrückt ist. Nimmt nun der atmosphärische Druck ab, so dehnt sich der Balg aus, wodurch das wirksame Luftvolumen im Behälter 61 verringert wird.

Die Ventileinrichtung der Kapillarvorrichtung 62 besteht aus einem Tragstück, das an die Muffe γ2_α (Fig. 1) angeschraubt ist. Ein «o Kopf 72j der Gewindemuffe stößt gegen die Innenseite des Verbindungsstückes 27, um das Tragstück 72 gegen die Dichtung 72_C anzuziehen. In der Muffe 72_a sind Öffnungen 72^, die das Innere des Verbindungsstückes 27 mit "5 dem Raum 73 in dem Tragstück 72 verbinden (Fig. i).

Vom Raum 73 führt das bei 75_a gewundene Kapillarrohr 75 (Fig. 5) zu dem Ventilraum j6 des Trägstückes. In den Ventilraum ist ein Paßstück 77 eingeschraubt, auf dem eine Überwurfmutter 78 sitzt, die eine Führung 79

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für die Stange So eines Kegelventils 81 bildet, das mit einem Ventilsitz 82 zusammenwirkt. Dieser steht über den Raum.83 mit den Öffnungen 84 in Verbindung. Das Paßstück 77 ist mit einer Führung 85 für das andere Ende der Stange 80 versehen. Die Feder 86 ist bestrebt, das Ventil 81 vom Ventilsitz 82 abzuheben, während ein durch die Temperatur beeinflußter Bimetallstreifen 87 das Ventil durch einen Druck gegen die Stange 80 entgegen der Kraft der Feder 86 zu schließen sucht. Das Ventil kann vollständig geschlossen sein oder verschiedene Öffnungsgrade zeigen, die sich nach der Höhe der Durchbiegung des Bimetallstreifens 87 entsprechend der Temperatur richten.

Der Bimetallstreifen 87 ist auf einer Grundplatte 88, die Grundplatte 88 auf dem Tragstück 72 befestigt. Sie trägt eine Stellschraube 94, durch welche der Bimetallstreifen 87 eingestellt werden kann.

Aus dem Raum 76 führt eine zweite Kapillarrohre 95, die bei 9S₀ gewunden ist und bei

96 in das Innere des Gehäuses 9 mündet;

Das Ventil 82 dient zur Steuerung der Luftströmung, die von der Meßkammer 14 und vom Behälter 61 aus durch die Kapillarrohre 75 und den Ventilraum 76 oder durch die Kapillarröhren 75 und 95 in das Gehäuse 9 geht. Wenn das Ventil 82 vollständig offen ist, so ist die Kapillarröhre 95 vollständig überbrückt, so daß die Luft nur durch die Kapillarrohre 75 zu strömen braucht -und durch den Raum 76, die Öffnungen 84, den freiliegenden Ventilsitz 82 und die Öffnungen

97 in das Innere des Gehäuses 9 entweicht. Wenn das Ventil 82 vollständig geschlossen ist, so muß die von der Membran 14 und vom Behälter 61 kommende Luft durch beide Kapillarröhren 75 und 95 strömen, bevor sie in das Gehäuse 9 entweichen kann, um den Druck auf der Innen- und den Druck auf der Außenseite der Meßkammer 14 auszugleichen. Der Bimetallstreifen S7 ist so eingerichtet, daß er sich bei der niedrigsten Temperatur bis zum äußersten nach links (in Fig. 5) durchbiegt, um das Ventil 82 vollkommen oder teilweise zu schließen, wodurch die gesamte Luft bzw. ein Teil derselben gezwungen ist, durch beide Kapillarröhren 75 und 95 zu fließen, wobei die Luftströmung in höherem Maße verzögert wird, als wenn das Ventil vollständig offen ist und die Luft nur durch die Kapillarrohre 75 fließt. Auf diese Weise wird die Anzeige des Zeigers 51, die sonst bei niedrigen Temperaturen zu niedrig wäre, bis auf die richtige Ablesung erhöht. Andererseits biegt sich der Bimetallstreifen bei der höchsten Temperatur bis zum äußersten nach rechts (Fig. 5), so daß das Ventil 82 vollständig offen ist und die Luft nur durch die Kapillarrohre 75 fließt.

Für die normale Temperatur, bei der das Instrument geeicht ist, und für Temperaturen zwischen der normalen und der höchsten bzw. der niedrigsten Temperatur ist das Ventil 82 teilweise offen, und zwar entsprechend der herrschenden Temperatur mehr oder weniger, so daß ein Teil der Luft nach dem Durchströmen durch die Kapillarröhre 75 durch die Kapillarrohre 95 und ein Teil durch das Vent:l 82 hindurchströmen kann. Der Betrag der Verzögerung durch die Kapillarröhren richtet sich daher nach der Temperatur, und auf diese Weise zeigt das Instrument bei allen Temperaturen von der höchsten bis zur niedrigsten genau.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende :

Ist der Luftdruck auf dem Boden normal (beim Meeresspiegel), so dringt der atmosphärische Druck in das Innere des Gehäuses 9 und strömt entweder durch die öffnungen 97, den freiliegenden Ventilsitz 82, die öffnungen 84 in den Raum 76 und dann durch die Kapillarrohre 75 in den Raum 73, oder er dringt bei 96 in die Kapillarrohre 95 ein und gelangt in den Raum j6 und dann durch die Kapillarrohre 75 in den Raum 73. Der Weg, den die Luft wählt, richtet sich nach der temperaturbedingten Einstellung des Bimetallstreifen 87. Aus dem Raum 73 gelangt dann die Luft in das Innere von 27 und von hier aus durch die Rohrverlängerung 26 über die Rohrschelle 25 in das Rohr 24, das in das Innere der Meßkammer 14 mündet. Wenn die Vorrichtung auf gleichbleibender Meereshöhe während einer längeren Zeit verbleibt, so gleichen sich die Drücke innerhalb und außerhalb der Meßkammer 14 aus. Der Zeiger wird dann durch den Knopf 100 (Fig. 1) eingestellt, der das Triebrad 101 und somit die Schraube 19 dreht, um den Konus 18 und den Arm 17 so einzustellen, daß der Zeiger 51 auf Null steht.

Bei einer Zunahme der Höhe nimmt der Druck innerhalb des Gehäuses 9 den der neuen Meereshöhe entsprechenden Wert an. Dieser Druck wird nicht sofort in das Innere der Meßkammer 14 übertragen; infolgedessen dehnt sich diese aus, wodurch der Zeiger 51 bewegt wird. Da Luft während des Aufstieges ständig aus 14 entweicht, so wird die Ausdehnung der Meßkammer 14 und infolgedessen die Anzeige des Zeigers 51 der Aufsteiggeschwindigkeit entsprechen. Der Druck innerhalb der Meßkammer 14 entweicht durch das Rohr 24, 26, das Kupplungsstück 27 und die Kapillarrohre 75 in den Raum 76. Wenn die Lufttemperatur die äußerste Grenze unter dem Wert erreicht, für welchen der Bimetallstreifen 87 geeicht wurde, so drückt der Bimetallstreifen gegen die Stange 80, um das

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Ventil 81, 82 zu schließen, so daß die aus dem Raum 76 kommendeLuft gezwungen ist, durch die Kapillarrohre 75 sowie auch durch die Kapillarrohre 95 zu strömen und bei 96 zu entweichen. Durch den zusätzlichen Strömungswiderstand der Kapillarrohre 95 wird, wie oben erwähnt, das Bestreben der Luft, bei einer niedrigeren Temperatur leichter zu strömen, ausgeglichen. Infolgedessen entweicht die Luft aus dem Druckelement 14 und aus dem Behälter 61 mit der gewünschten Geschwindigkeit, und eine zu niedrige Anzeige des Zeigers 51 wird vermieden. Wenn die Temperatur steigt, so nimmt der vom Bimetallstreifen 87 auf die Stange 80 ausgeübte Druck ab und hört schließlich vollständig auf, so daß .die Luft aus dem Raum 76 durch die Öffnungen 84, den Raum 83, den freiliegenden Ventilsitz 82 und die Öffnungen 97

so entweichen kann, wobei die Kapillarrohre 95 überbrückt wird. Da die Luft bei höheren Temperaturen die Kapillarröhren weniger leicht durchströmt, so wird die Luftströmung

., durch die Umgehung der Kapillarrohre 95 er-

»5 höht und hierdurch die Überanzeige des Zeigers 51 bei einer Temperaturerhöhung ausgeglichen. Bei Temperaturen, die zwischen dem Höchstwert und dem niedrigsten Wert liegen, ist 'das Ventil 82 in verschiedenem Maße geöffnet, so daß die Luft zum Teil durch die Kapillarrohre 95 und zum Teil durch das Ventil entweicht.

Es können ferner noch weitere Einrichtungen auf das Ventil 81, 82 wirken, die von anderen atmosphärischen Bedingungen, wie z. B. durch Drudeänderungen, beeinflußt werden, die auf Änderungen in der Meereshöhe zurückzuführen sind. In einem solchen Fall wird das Ventil durch eine Abnahme des Druckes geöffnet, so daß die zweite Kapillar- ' röhre teilweise oder vollständig umgangen wird.

Die Fig. 8 bis 11 zeigen eine Abänderung

• des Erfindungsgegenstandes, bei der die Kapillarröhren durch zwei Diffusionsteile ersetzt sind, die eine Molekulardiffusion eines Gases oder der Luft durch dieselben hindurch ermöglichen. Hierbei ist die Vorrichtung in-

• nerhalb eines Gehäuses auf einem Rahmen angeordnet. Eine Meßkammer 114 verstellt einen Zeiger, wenn zwischen dem innerhalb des Druckelementes herrschenden Druck und dem das Element im Gehäuse umgebenden Druck ein Unterschied auftritt. Dieses.kann z.B.

dadurch erreicht werden, daß man das Innere der Meßkammer mit der Luft außerhalb des Gehäuses des Instrumentes verbindet und zwischen der Außenluft und dem Innern des Ge-. häuses, in dem die Meßkammer angeordnet ist, Diffusionsmittel einschaltet.

Wie in den Zeichnungen beispielsweise gezeigt, besteht die Meßkammer 114 aus einer Membrankapsel, die auf einem nachgiebigen Arm 115 sitzt. Um das Instrument auf Null einstellen zu können, ist das Ende 117 des Armes 115 im Winkel abgebogen und berührt das kegelförmige Ende 118 einer Stellschraube 119. Die Meßkammer 114 wird durch'einen mittleren Vorsprung 121 getragen, der den nachgiebigen Arm 115 durchsetzt. Der genannte Vorsprung ist hohl ausgebildet und mit einem Rohr 124 verbunden, das mit der Außenluft außerhalb des Instrumentes in offener Verbindung steht. Das Rohr 124 führt zu einem Verbindungsraum 125. Ein zweites Rohr 126 führt von dem Raum 125 aus zu einem zweiten Verbindungsraum 127, der durch das Gehäuse des Instrumentes mit der Außenluft verbunden ist.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich ein Pfosten 128 von der Mitte der Meßkammer 114 aus auf der dem Vorsprung 121 entgegengesetzten Seite und ist bei 129 mit einem Ende eines Lenkers 130 drehbar verbunden. Das andere Ende des Lenkers 130 ist bei 131 (Fig. 11) mit einem Schwingarm 132 drehbar verbunden, der auf einer drehbar gelagerten Schwingwelle 133 sitzt. Diese trägt einen mit einem Gegengewicht versehenen Arm 137, der entsprechend 9P der Ausdehnung und Zusammenziehung der Meßkammer 114 um die Achse der genannten Welle 133 geschwenkt wird. Um die Bewegung der Meßkammer 114 zu begrenzen, umfaßt eine Gabel 138 den Pfosten 128. Die Meßkammer 114 stößt bei ihrer Ausdehnung gegen die Gabel 138, während ein Stift 139, der am Pfosten 128 befestigt ist, bei Zusammenziehung der Meßkammer 114 die Gabel trifft. Die Gabel 138 ist durch eine Stange 140 einstellbar.

An der Vorderplatte ist eine Spindel 144 drehbar gelagert. Ein Arm 145 erstreckt sich von dieser Spindel 144 aus. Gegen diesen stößt das Ende des Armes 137, wodurch der Arm 145 in einer Richtung gedreht wird, während eine Spiralfeder 146 die Spindel 144 in der entgegengesetzten Richtung zu drehen sucht, so daß die Ausdehnung und die Zusammenziehung der Meßkammer 114 in eine Drehung der Spindel 144 umgesetzt wird. Ein von der Spindel 144 getragener und mit einem Gegengewicht versehener Zahnsektor 147 kämmt mit einem Triebrad 148, das auf einer zweiten drehbar gelagerten Spindel 149 sitzt, i>5 sich durch die Vorderplatte hindurch erstreckt und an ihrem äußeren Ende einen Zeiger 153 trägt.

Das Gehäuse der Vorrichtung ist so ausgebildet, daß es einen geschlossenen Raum bildet, der die Meßkammer 114 einschließt, wobei das Innere dieses Raumes durch Dif-

fusionsmittel mit der Luft außerhalb des Gehäuses verbunden ist. Wie Fig. ioundii zeigen, ist das Gehäuse 154 auf der vorderen Seite durch ein Deckglas 159 abgeschlossen. Eine dicht an das Verbindungsstück 127 angeschlossene Buchse 162 kann mit einem Innengewinde zur Aufnahme eines Nippels 164 versehen sein, an dem ein Rohrverbindungsstück 165 angebracht werden kann, durch das die Meßkammer 114 zu ihrer Entlüftung mit einem beliebigen, in einem gewissen Abstand vom Instrument liegenden Punkt verbunden werden kann.

Bei der \^rerwendung von Diffusionsmitteln von der obenerwähnten Art richtet sich die Geschwindigkeit, mit der die Diffusion erfolgt, nach der Molekulargeschwindigkeit der Außenluft. Diese Geschwindigkeit nimmt bei großen Flughöhen zu, wenn die Außenlüft weniger dicht wird, und bei einer Temperaturerhöhung nimmt sie ebenfalls zu. Die Wirkung der hohen Diffusionsgeschwindigkeit ist die, daß die zur Verstellung des Zeigers 153 zur Verfügung stehenden Druckunterschiede kleiner werden und die Anzeige des Instrumentes zu gering sein kann. Aus diesem Grunde werden beim Erfindungsgegenstand Mittel vorgesehen, um die Wirkung des Diffusionsmittels bei niedrigen Temperaturen zu ändern. Zu diesem Zweck sind zwei oder mehrere Diffusionsmittel auf dem Weg hintereinandergeschaltet, durch welchen die Außenluft das Gehäuse verläßt bzw. in dieses eindringt. Ferner ist ein durch die Temperatur gesteuertes Ventil vorgesehen, durch das ein Teil der genannten Diffusionsmittel bei einer Erhöhung oder einer Abnahme der Temperatur mehr oder weniger umgangen werden kann. Zweckmäßig wird dasselbe auf dem Verbindungsstück 127 angeordnet und mit diesem verbunden, so daß die gleichen Entlüftungsmittel für das Gehäuse und für die Meßkammer verwendet werden. Wie Fig. S und 11 zeigen, sind die genannten, durch die Temperatur beeinflußten und allgemein mit 166 bezeichneten Diffusionsmittel unmittelbar auf dem genannten Verbindungsstück 127 angeordnet und erstrecken sich von diesem aus nach innen in das Gehäuse 154 hinein.

Fig. 9 zeigt die Einzelheiten eines Diffusionsmittels in Verbindung mit einem durch die Temperatur gesteuerten Umgehungsventil von der oben beschriebenen Art. Die hier gezeigte Vorrichtung besteht aus einem rohrförmigen Gehäuse 167 mit dem Innenraum 168. Die Diffusionselemente schließen die Enden des Gehäuses 167 ab, wobei das eine derselben die Diffusion der Luft zwischen dem Gehäuse des Instrumentes und dem Raum und das andere die Diffusion der Luft zwischen dem genannten Raum 168 und der Außenluft steuert. Der genannte Raum ist auch mit einem Auslaß versehen, in dem ein durch die Temperatur gesteuertes L^Tmgehungsventil derart angeordnet ist, daß die Luft, die zwischen der Innen- und der Außenseite des Gehäuses 154 des Instrumentes strömt, bei geschlossenem Ventil gezwungen ist, durch beide Diffusoren hindurchzufließen, aber nur durch den einen Diffusor zu fließen braucht, wenn das \^rent"il offen ist.

Die Diffusoren bestehen aus Röhren 169 und 170, z. B. aus dünnem Porzellan oder aus Kohle, Papier, Metallfolien u. dgl. Das Rohr 169 ist an einem Ende durch eine Haube 171 geschlossen und mit dem anderen Ende in einem Paßstück 172 angebracht, das am Ende des Gehäuses 167 befestigt ist, so daß der genannte Diffusor einen Abschluß für das eine Ende des Gehäuses 167 bildet. Lan an Platz zu sparen, ist das Rohr 169 im Raum 168 angeordnet. Das Paßstück 172 sowie der Stöpsel, in dem es sitzt, sind mit Kanälen 175 bzw. 176 versehen, so daß die Luft durch diese Kanäle in den Raum 168 eindringen bzw. aus diesem austreten kann, wobei sie die poröse Wand des Rohres 169 durch Diffusion durchdringt.

Das andere Diffusionsrohr 170 ist an einem Ende durch eine Haube 182 abgeschlossen und sitzt mit dem anderen Ende in einem Paßstück 183, das in das entgegengesetzte Ende des Gehäuses 167 eingeschraubt ist. so daß das genannte Rohr 170 einen Abschluß für das entgegengesetzte Ende des Raumes 168 bildet. '

In seiner Mitte ist das Gehäuse 167 mit einem Querkanal 186 versehen, der sich vom Raum 168 aus durch die Wand des Gehäuses hindurch erstreckt. Der Kanal 186 wird durch ein Ventil 187 abgeschlossen, dessen Ventilsitz 188 im äußeren Ende einer Manschette 189 vorgesehen ist. Die Ventilstange 190 gleitet durch den Boden der Manschette hindurch, und eine Schraubenfeder 191 ist zwischen dem genannten Boden und dem Ventil 188 eingeschaltet und sucht das Ventil offen zu halten. Ein Arm 194 ist auf dem Gehäuse 167 angeordnet und trägt einen Bimetallstreifen 196, der mit dem Ende der Ventilstange 190 zusammenwirken kann, die sich nach außen erstreckt. Der Bimetallstreifen 196 ist am Arm angebracht, so daß er gegen die Ventilstange 190 stoßen und diese herunterdrücken kann. Der Bimetallstreifen kann durch eine Stellschraube 199 eingestellt werden.

Wenn der Druck innerhalb der Meßkammer 114 und der Druck innerhalb des Gehäuses 154 ausgeglichen sind, kann der Zeiger auf Null eingestellt werden. Hierzu dient die in Fig. 8 gezeigte Stellschraube 119, die

die Meßkammer 114 verschiebt. Die Stell-

. schraube 119 trägt nach.Fig." 10 ein Zahnrad 201, das mit einem Triebrad 202 kämmt, das auf einer Welle 203 mit einem Knopf 204 sitzt, der außerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Zum Sperren der Einstellung dient die

• Stellschraube 205.

Nimmt nun.die Höhe über dem Meeresspiegel zu, so nimmt der das Instrument umgebende atmosphärische Druck entsprechend der Geschwindigkeit der Meereshöhenänderung bzw. der Aufsteiggeschwindigkeit ab, wobei der Druck innerhalb der Meßkammer 114 auch entsprechend abnimmt, da diese mit

"5 der das Instrument umgebenden Außenluft in offener Verbindung steht. Der innerhalb des Gehäuses 154 herrschende Druck kann sich jedoch nicht sofort mit dem äußeren atmosphärischen Druck ausgleichen, da die im Gehäuse enthaltenen Gase durch das poröse Diffusionselement 170 bzw. durch das Ventil Diffusionselement 170 bzw. durch das Ventil 187 hindurch entweichen und in den Raum 168 eindringen und von hier aus durch das Diffttsorelement 169 hindurch diffundieren müssen. Der Druck innerhalb des Gehäuses 154 ist somit größer als der Druck in der Meßkammer 114, und die Größe des Druckunterschiedes entspricht der Geschwindigkeit, mit welcher die Meereshöhe abnimmt. Durch diesen Druckunterschied wird die Meßkammer 114 zusammengedrückt, die durch die oben beschriebenen Verbindungen den Zeiger 153 dreht und somit die Aufsteiggeschwindigkeit anzeigt. Wenn die Flughöhe nicht mehr weiter steigt und das Instrument in gleichbleibender Höhe verbleibt, so wird durch die Diffusoranordnung hindurch der Druck im Gehäuse 154 mit dem Druck in der Meßkammer 114 ausgeglichen. Dadurch geht der .Zeiger 153 in die Nullstellung zurück.

Wenn die Flughöhe abnimmt, so steigt dementsprechend der das Gehäuse 154 des Instrumentes umgebende Druck und der Druck

♦5 in der Meßkammer 114 entsprechend der Geschwindigkeit, mit welcher die Flughöhe abnimmt. Der Druck im luftdicht geschlossenen Gehäuse 154 kann sich nicht augenblicklich, mit dem atmosphärischen Druck ausgleichen, da die äußeren Gase durch das Diffusorelement 169 und durch das Diffusorelement 170 oder durch das Ventil 187 hindurch eindringen müssen. Der Druck in der Meßkammer 114 ist somit größer als der Druck im Gehäuse 154, und die Größe des Druckunterschiedes entspricht der Geschwindigkeit, mit welcher die Flughöhe abnimmt. Unter dem Einfluß dieses Druckunterschiedes dehnt sich die Meßkammer 114 aus, und der Zeiger 153 zeigt die Geschwindigkeit, mit der die Flughöhe abnimmt. Wenn die Abnahme der Flughöhe aufhört und das Instrument auf gleicher.Höhe bleibt, dringen die außerhalb des Gehäuses ■ 154 befindlichen Gase durch die Diffusoranordnmng hindurch noch so lange in das Gehäuse ein, bis der Drück in diesem Gehäuse gleich dem Druck in der Meßkaramer 114 geworden ist, worauf der Zeiger 153 in die Nullstellung auf der Skala 150 zurückgeht.

Der Temperaturausgleich in der Diffusoranordnung erfolgt durch das Ventil 187 und , durch den Bimetallstreifen .196. Dieser wird durch die Stellschraube 199 so: eingestellt, daß das Ventil 187 bei der Umgehungstemperatur von seinem Sitz durch die Feder 191 abgehoben wird, worauf der größte Teil der Gase, die durch die Diffusoranordnung 169 hindurch diffundieren, durch das Ventil 187 strömt und somit das Element 170 umgeht, indem nur ein geringer Teil durch dieses Diffusorelement hindurchströmt. Wenn die Temperatur sinkt, drückt der Bimetallstreifen 196 die Ventilstange 190 herunter und nähert das Ventil 187 seinem Sitz, so daß ein kleinerer Teil der Gase durch das Ventil 187 strömt und ein größerer Teil der Gase gezwungen ist, durch das Diffusorelement 170 hindurchzuströmen. Auf diese Weise wird eine niedrige Temperatur, die die Diffusionsgeschwindigkeit erhöhen würde, durch die Er- höhung des Diffusionswiderstandes ausgeglichen.

Bei der Einrichtung nach den Fig. 8 bis 11 ist keine feuchtigkeitsentziehende Vorrichtung nötig. Wenn das Gehäuse 154 vollständig geschlossen ist, werden alle Gase, die in das Gehäuse eindringen, durch die Diffusorelemente 169 und 170 gründlich filtriert, wodurch die Vorrichtung vor Staub und Feuchtigkeit geschützt wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Luftvariometer mit einem in Abhängigkeit von der Temperatur veränderlichen Strömungswiderstand zur Steuerung des Ausgleichs zwischen dem Innen- und dem Außendruck einer Meßkammer, gekennzeichnet durch mehrere hintereinandergeschaltete Strömungswiderstände, zwischen denen je eine Venti!vorrichtung angeordnet ist, die entweder durch ein Wärmedehnungsglied oder durch ein vom Luftdruck abhängiges Dehnungsglied geöffnet wird und dadurch den nachgeschalteten "5 Strömungswiderstand zu überbrücken vermag.

2. Luftvariometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschlußkörper der Ventilvorrichtung entgegen der Wirkung einer Feder mittels eines Bime-

. tallstreifens in seine Schließstellung ge-

drückt wird, der dem auf das Äußere der Meßkammer wirkenden Medium ausgesetzt ist.

3. Luftvariameter nach Anspruch 1 und 2, dadurch, gekennzeichnet, daß zwei Strömungsiwiderständevorgesehen sind, die zusammen mit der zwischen ihnen vorgesehenen Ventilvorrichtung und ihrem Bimetallstreifen auf einem gemeinsamen Träger untergebracht sind.

4. Luftvariometer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungswiderstände aus porigen, eine Molekularströmung des Gases
Diffusorgliedern bestehen.

gestattenden

Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

deutsche Patentschrift Nr. 530 323;

britische Patentschriften ... - 141 244, 125 440;

USA.- - ...- 2031803,

1405841, 1338358, 1308557;

französische Patentschrift . Nr. 808 570.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen