DE838959C

DE838959C - Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Drehgeschwindigkeiten

Info

Publication number: DE838959C
Application number: DEW662A
Authority: DE
Inventors: Werner Wahli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1946-01-19
Filing date: 1949-12-20
Publication date: 1952-05-15
Also published as: NL79493C; US2582727A; CH259502A; GB624469A; FR937198A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 15. MAI 1952

W 662 IXb j420

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Messen von Drehgeschwindigkeiten mittels mindestens einer Flüssigkeitspumpe, die mit der zu messenden Drehgeschwindigkeit angetrieben wird, bei welchem Verfahren in periodisch einander folgenden Zeitabschnitten gleicher Dauer erzielte Fördennengen zur Messung dienen.

Die momentane Fördermenge der Flüssigkeitspumpe steht zu der zu messenden momentanen Antriebsgeschwindigkeit der Pumpe in proportionaler Beziehung. Fs ist also jede dieser abgesonderten Fördermengen ein proportionales Maß der zu ermittelnden und auf den zugehörigen Zeitabschnitt !►ezogenen mittleren Atitriebsgeschwindigkeit der Pumpe.

Als Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist mindestens ein Meßbehälter für Flüssigkeit, welche von mindestens einer mit der zu messenden Drehgeschwindigkeit angetriebenen Pumpe gefördert wird, und ein dies- ao bezüglich jedes Meßbehälters zur Bewirkung von wenigstens zwei Schaltvorgängen geeignetes, auf dem Förderweg zwischen Pumpe und Meßbehälter angeordnetes Steuerorgan vorgesehen, durch welches bei dem einen Schaltvorgang geförderte as Flüssigkeit dem Meßbehälter zugeführt und bei dem andern Schaltvorgang aus diesem entleert wird. '

Das Steuerorgan ist außerdem zweckmäßig bezüglich jedes Meßbehälters zur Bewirkung eines weiteren, auf den erstgenannten Schaltvorgang zeitlich folgenden Schal tvorgangs ausgebildet, bed dem die im Meßbehälter enthaltene Flüssigkeitsmenge darin eingeschlossen ist. Die Vorrichtung kann, um

einen praktisch leistungsfähigen Geschwindigkeitsmesser zu ergeben, z. B. mit drei Meßl>eh altern ausgerüstet sein.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Weise dargestellt.

Die Welle ι treibt in dem mit Pfeil angegebenen Drehsinn eine z. B. als Zahnradpumpe ausgebildete

ίο Flüssigkeitspumpe 2, welche aus dem Behälter 3 durch den Saugstutzen 4 eine der Drehzahl der Pumpe proportionale Flüssigkeitsmenge durch das Druckrohr 5 in eine Steuerungsvorrichtung 6 fördert. Diese Steuerungsvorrichtung 6 besitzt einen mittels einer Welle 7 im Pfeilsinn angetriebenen Drehventilkörper 8 in einem ringförmigen Gehäuse 9, welches drei um 120⁰ zueinander versetzt angeordnete Austrittskanäle 10 aufweist, die durch je ein Verbindungsrohr 11 mit je einem Meßbehälter 12 verbunden sind. Die geförderte Flüssigkeit tritt durch das Druckrohr 5, in der Abbildung von vorn, in eine axiale Bohrung 13 des Ventilkörpers 8 ein und verläßt diesen durch eine radiale Bohrung 14, um durch den Austrittskanal 10 des Ventilgehäuses 9 und das Verbindungsrohr 1 [ in den zugehörigen Meßbehälter 12 zu gelangen.

Alle drei Meßbehälter 12 bilden vorzugsweise je einen zylindrischen Hohlraum gleicher Dimension, in welchem ein Meßkolben 15 mit sich nach außen erstreckender Führungsstange 16 verschiebbar angeordnet und der Wirkung einer Schraubenfeder 17 unterworfen ist, die ihn in die Nullstellung, in der Abbildung am steuerventilseitigen Zylinderende, zu schieben sucht. Die Zylinder 12 sind parallel zueinander in einem gemeinsamen Gehäuse 18 vorgesehen. Das vom Meßkolben 15 abgekehrte Ende jeder Führungsstange 16 wirkt in axialer Richtung auf eine gemeinsame, in dieser axialen Richtung in der Führung 19 verschiebbar geführte Platte 20, welche durch eine Schraubenfeder 21 mit der jeweils am weitesten aus dem Gehäuse 9 herausragenden Führungsstange 16 in Berührung gehalten wird. Die Platte 20 trägt eine in ihrer Bewegungsrichtung angeordnete Zahnstange 22, in die ein auf der Zeigerachse 23 einer Anzeigevorrichtung 24 sitzendes Ritzel 25 eingreift und die Bewegungen der Platte 20 auf den Zeiger 26 der Anzeigevorrichtung 24 überträgt. Die Platte 20 kann zudem auch einen Schreibstift 27 tragen, welcher ihre Bewegungen in bekannter Weise auf einem Registrierstreifen aufzeichnet.

Um eine Beschädigung des Geschwindigkeitsmessers bei Überschreitung des Meßbereiches zu verhüten, ist in jedem Zylinder 12 auf der Hubhöhe der der Meßgrenze entsprechenden Kolbenstellung ein in den Behälter 3 führender Überströmkanal 28 angeordnet.

Der Drehventilkörper 8 ist mit einer gegenüber der radialen Bohrung 14 um 120⁰ versetzt angeordneten Aussparung 29 versehen, durch welche die von dem unter Federwirkung in seine Nullstellung rücklaufenden Kolben 15 ausgestoßene Flüssigkeit in den Behälter 3 austritt.

Die Betriebsweise bezüglich des einzelnen Meßbehälters 12 ist folgende: In einer ersten, während eines verhältnismäßig kurzen Zeitabschnittes von beispielsweise einer halben Sekunde aufrechterhaltenen Betriebsstellung des Drehventilkörpers 8 befindet sich dessen radiale Bohrung 14 in Übereinstimmung mit dem dem betreffenden Meßbehälter 12 zugeordneten Kanal 10 und dem Verbindungsrohr 11. Während dieses vorbestimmten Zeitabschnittes fördert die Pumpe 2 eine der für diesen Zeitabschnitt mittleren Geschwindigkeit der Antriebswelle ι proportionale Flüssigkeitsmenge in den Meßbehälter 12, wodurch der Meßkolben 15 aus seiner Nullstellung in eine der in den Zylinder eingetretenen Flüssigkeitsmenge entsprechende Meßstellung verschoben wird. Diese Meßstellung des Kolbens 15 bildet folglich für die genannte mittlere Geschwindigkeit ein Maß, welches mittels der Übertragungs- und Anzeigevorrichtung 20, 24 an einer Skala ablesbar gemacht wird. Bei Ablauf des für die erste Betriebsstellung des Drehventilkörpers benutzten Zeitabschnittes wird das Ventil Vorzugsweise ruckartig rasch in dem mit Pfeil angegebenen Drehsinn um 120⁰ in eine zweite Betriebsstellung gedreht, bei der es den Kanal 10 und damit das Verbindungsrohr 11 und den Meßbehälter 12 absperrt. Dadurch wird die Meßstellung des Kolbens 15 während eines für diese zweite Betriebsstellung des Drehventilkörpers benutzten Zeitabschnittes stationär gehalten. Bei Ablauf dieses zweiten Zeitabschnittes erfolgt eine erneute, ruckartig rasche Drehung des Drehventilkörpers um 120⁰ im angegebenen Drehsinn in eine dritte Betriebsstellung, wodurch die Aussparung 29 am Ventilkörper 8 mit dem Kanal 10 in Verbindung gelangt, so daß infolge des Rücklaufs des unter der Wirkung der Feder 17 stehenden Kolbens 15 in die Nullstellung eine der aus dem Meßbehälter 12 ausgestoßenen Flüssigkeitsmenge entsprechende Flüssigkeitsmenge aus dem Verbindungsrohr 11 und Kanal 10 durch die Aussparung 29 in den Behälter 3 ausfließt, wofür ein dritter Zeitabschnitt zur Verfügung steht, nach dessen Ablauf der Turnus der drei Betriebsvorgänge erneut beginnen kann.

In der beispielsweisen Ausführungsform der Vorrichtung sind drei Meßbehälter 12 vorgesehen, denen ein und dasselbe Drehventil 8 als Steuerorgan zugeordnet ist. Die bezüglich des einen Meßbehälters beschriebenen Betriebsvorgänge erfolgen ebenfalls bezüglich der beiden anderen Meßbehälter, jedoch je um einen Vorgang später, so daß beim Betrieb des Geschwindigkeitsmessers, falls die Zeitabschnitte der einzelnen Vorgänge einander in ihrer Dauer gleichgesetzt sind, momentan je ein Meßbehälter sich im Stadium der Flüssigkeitszuführung oder Füllung, der Abschließung und der Entleerung befindet. Es findet also ein zyklischer Ablauf der Betriebsvorgänge statt, der von der Betätigung des Drehventils abhängt. Die Ventilbetätigung erfolgt durch ein Uhrwerk 30 mittels eines Echappements, welches z. B. ähnlich den bei den auf mechanischer Grundlage arbeitenden Geschwindigkeitsmessern vorhandenen ausgebildet sein kann

und in der Abbildung nur /.um Zwecke der Veranschaulichung dargestellt ist. Die Ganggeschwindigkeit des Uhrwerkes sei am Hebel 31 einstellbar. Der Rhythmus dieser Ventilbetätigung bei schrittweiser, d. h. ruckartiger Ventilbewegung bzw. die Dauer des für jeden der drei Betriebsvorgänge eingeräumten Zeitabschnittes, auch bei allfällig gleichförmig rotierendem Drehventil, kann einstellbar sein, so daß damit der Meßbereich der Vorrichtung verändert werden kann.

Um den Meßbereich des Geschwindigkeitsmessers zu verändern, kann aber auch die Förderkapazität der Pumpe in bestimmten Grenzen variierbar sein, so z. B. bei Verwendung einer Kapselpumpe, deren Exzentrizität durch Verschiebung des Gehäuses 33 relativ zum Rotor 32 mittels einer Stellschraube 34 verändert werden kann.

Undichtigkeitsverluste der Förder-, Steuer- und Meßorgane können z. B. durch entsprechende Eichung der Skala der Anzeigevorrichtung berücksichtigt werden, auch wenn sie praktisch geringfügig sind.

Ausschlaggebend für die Geschwindigkeitsmessung, insbesondere eine fortlaufende Messung,

z. 15. mit Aufzeichnung, sind die mit der Flüssigkeitspumpe in periodisch einander folgenden Zeitabschnitten gleicher Dauer in den jeweiligen Meßbehältern erzielten Fördennengen. Die den Betriebsvorgängen der Abschließung und Entleerung der Meßbehälter eingeräumten Zeitabschnitte müssen nicht notwendigerweise mit denjenigen der Flüssigkeitszuführung, d. h. Füllung, übereinstimmen, da hierfür konstruktive Lösungen ohne weiteres (lenkbar sind.

Ks könnten auch mehr als eine Flüssigkeitspumpe mit mindestens je einem zugeordneten Meßbehälter vorgesehen sein, wobei die einzelnen Füllungsvorgänge aller Meßln-hälter einander periodisch folgen, gesteuert durch ein allen Meßbehältern gemeinsam zugeordnetes Steuerorgan.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

τ. Verfahren zur Messung von Drehgeschwindigkeiten mittels mindestens einer Flüssigkeitspumpe, die mit der zu messenden Drehgeschwindigkeit angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß in periodisch einander folgenden Zeitabschnitten gleicher Dauer erzielte Fördermengen zur Messung dienen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Meßbereichänderung die Dauer der Zeitabschnitte verändert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Meßbereichänderung die Förderkapazität der Flüssigkeitspumpe variiert wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens einen Meßbehälter (12) für Flüssigkeit, welche von mindestens einer mit der zu messenden Drehgeschwindigkeit angetriebenen Pumpe (2) gefördert wird, und durch ein bezüglich jedes Meßbehälters (12) zur Bewirkung von wenigstens zwei Schaltvorgängen geeignetes, auf dem Förderweg zwischen Pumpe (2) und Meßbehälter (12) angeordnetes Steuerorgan (16) zur Steuerung der Füllung und Entleerung des Meßbehälters (12).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (6) nacheinander während gleich langen Zeiten drei Schaltstellen einnimmt, und zwar für Füllung, Ab-Schluß und Entleerung jedes Meßbehälters (12).
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Meßbehälter (12) vorgesehen sind, welchen ein und dasselbe Steuerorgan (6) zugeordnet ist, das die Meßbehälter (12) zyklisch mit der Förderseite der Pumpe (2) verbindet, davon abschließt und zur Entleerung öffnet.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (6) ein Drehventil ist.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßftehälter (12) Zylinder gleicher Größe sind, in welchen je ein Meßkolben (15) verschiebbar angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß allen Meßkolben gemeinsam zugeordnete Hubübertragungsmittel (20, 21, 22, 25) vorgesehen sind, welche stets die momentan größte Hubstellung unter diesen Meßkolben (15) auf eine zur Ablesung der den Hubstellungen entsprechenden Drehgeschwindigkeiten vorgesehene Anzeigevorrichtung (24, 26) übertragen.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Meßzylinder (12) eine Überströmöffnung (28) vorgesehen ist, die der Meßkolben (15) in seiner maximalen Hubstellung für den Flüssigkeitsaustritt freilegt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 4 mit mehr als einer Flüssigkeitspumpe und mindestens je einem zugeordneten Meßbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß ein allen Meßbehältern (12) zugeordnetes Steuerorgan vorgesehen ist, mit welchem die Füllungsvorgänge dieser Meßbehälter in periodisch zyklischer Folge gesteuert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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