DE926697C - Tachometer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Tachometer mit innerhalb eines umlaufenden Zylinders befindlicher Flüssigkeitsfüllung, durch deren Rotation infolge Fliehkraftwirkung ein im Zylinder gleitender Kolben gegen eine Feder axial verschoben wird. Der Bewegiungsausschlag des Kolbens hängt von der Fliehkraft des rotierenden Flüssigkeitsrangee ab, so daß dieser Ausschlag den Drehzahlwert angibt.

Bei diesen Tachometern ist es wesentlich, daß die im Betrieb- auftretenden Reibungskräfte so gering wie möglich sind, da sonst keine genauen Meßwerte erhalten werden können.

Die hauptsächlichen Reibungskräfte entstehen durch die Verschiebung des Kolbens im Zylinder. Die Aufgabe der Erfindung "besteht mithin darin, diese Reibungskräfte weitgehend zu vermindern, so daß der Kolben genau auf die bei den verschiedenen Drehzahlen auftretenden Fliehkräfte anspricht. .

Gemäß der Erfindung wird zunächst vorgesehen, daß der Kolben immer genau die gleiche Drehzahl hat wie der Zylinder, so daß Reibungskräfte durch relative Drehung zwischen Zylinder und Kolben vollständig' entfallen. Zu diesem Zweck ist der Zylinderdeckel, der mit der antreibenden Welle verbunden ist, im Innern des Zylinders mit Flügeln od. dgl. versehen, die einerseits die Mitnahme der Flüssigkeit beim Umlauf bewirken und andererseits mit Flügeln od. dgl. des Kolbens im Eingriff sind, so daß der Kolben genau mit dem Zylinder umläuft.

Ferner sieht die Erfindung auch, die Reduzierung der Reibungskräfte vor, die beim axialen Verschieben des Kolbens im Zylinder auftreten. Der hohle Kolben sitzt hierzu mit geringem Spiel im Zylinder, und das Kolbeninnere ist durch Bohrungen .sowohl mit dem Zylinderraum als auch mit dem Flüssigfceitsreservoir verbunden, und· ferner führen Bohrungen vom Kolbeninnern radial nach außen, so daß der Kolben durch die in den Raum ίο zwischen Zylinderwand und Kolbenwand gedrückte Flüssigkeit zentriert wird. Damit ergilbt sich für den Kolben eine Art schwimmende Lagerung; die auftretenden Reibungskräfte sind so gering, daß sie praktisch vernachlässigt werden können. Bei der praktischen Ausführung ist der Kolben außen mit Stegen od. dgl. versehen, zwischen denen ■sich Abfladhunigen od. dgl. befinden. Diese Abflachungen ergeben Druckräume·, in die die Flüssigkeit hineingedrückt wird, um die schwimmende Lagerung des Kolbens zu bewirken.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. ι einen Längsschnitt durch einen Tacho^- tneter gemäß der Erfindung,

Fig. 2 und 3 Querschnitte nach den Linien A-A und B-B,

Fig. 4 eine schaubildliche Darstellung des Kolbens.

Die Hauptteile des Tachometers sind der Zylinder 1, der darin axial verschiebliche Kolben 2, die Feder3, die der Auswartsbewegungdes Kolbens aus dem Zylinder entgegenwirkt, und ferner ein Füllrohr 4 für die Flüssigkeit, das im Innern des Zylinders mündet.

Der Zylinder 1 ist an der Welle 5 befestigt, deren Drehzahl gemessen werden soll. Der Zylinder ist durch einen Deckel 6 verschlossen, der im. Innern des Zylinders mit Flügeln 7 versehen ist. Durch eine Schraube 8 ist der Deckel 6 an der Welle 5 befestigt, so daß dadurch gleichzeitig der Zylinder 1 mit der Welle 5. verbunden wird'. Das der Welle gegenüberliegende Ende dös Zylinders ist erweitert und bildet ein Flüssigkeitsreservoir 9. Der im Zylinder 1 bewegliche Kolben 2 trägt auf seiner Stirnfläche 10 ebenfalls Flügel 11 od. dgl. Eine axiale, mittlere Bohrung 12 ist im Kolbenboden 13 vorgesehen. Der Außenumfang des Kolbens 2 wird, abgesehen von dem Kolbenboden 13, durch Stege 14 gebildet. Mit diesem Außenumfang befindet sicih der Kolben unter Einhaltung eines geringen Spiels im Zylinder 1. Zwischen den Stegen 14 befinden sich Abflachungen oder Vertiefungen 15, die durch Bohrungen. 16 mit dem Kolbeninnern in Verbindung stehen. Dieses Kolbeninnere bildet zwischen dem Kolbenboden 13 und der Kopfplatte 17 einen Ringraum. Die Kopfplatte 17 hat eine der Bohrung 12 entsprechende axiale Bohrung und ferner radiale Bohrungen 18, die zum Reservoir 9 führen. Ferner trägt die Kopfplatte 17 ein Kugellager 19, mit dem der Kolben 2 auf einem Druckstück 20 gelagert ist.

Dieses Druckstück 20 dient zur Befestigung eines Pitotrohres 21, das radial vom Druckstück ausgeht und in das Reservoir 9 hineinragt. Das Druckstück 20 mit dem Pitotrohr 21 ist durch beliebige Mittel festgelegt, so daß diese Teile die Drehung von Zylinder und Kolben nicht mitmachen. Wie ersichtlich, verbindet das Pitotrohr 21 das Reservoir 9 über das Füllrohr 4 mit dem Zylinderraum 24.

Das Druckstock 20 dient ferner dazu, den Kolben 2 gegenüber dem Tachometergestell 22 durch die schon erwähnte Feder 3 elastisch abzustützen. Es legt sich außerdem gegen eine Stange 23, die die axiale Verschiebung des Kolbens 2 weiterleitet, beispielsweise auf einen Regler oder eine Anzeigevorrichtung.

Die. Wirkungsweise ist folgende: Dreht sich die Welle 5, so wird der Zylinder 1 und über die Flügel 7, 11 auch der Kolben 2 mitgenommen. Eine relative Drehung zwischen Zylinder und Kolben findet also· nicht statt, so daß in dieser Beziehung Reibungskräfte vollkommen entfallen.

Durch die Flügel wird die im Zylinderraum 24 enthaltene Flüssigkeit ebenfalls mitgenommen. Infolge der Fliehkraft entsteht im Zylinderraum 24 ein Druck, der sich auf den Deckel 6 und die Stirnfläche 10 des Kolbens auswirkt. Der Kolben 2 nimmt daher unter axialer Verschiebung bei jeder Drehzahl eine Lage ein, bei der der durch die Zentrifugalkraft erzeugte Druck, der proportional zum Quadrat der Drehzahl ist, gleich dem von der Feder 3 ausgeübten Gegendruck ist.

Das Reservoir 9 ist ausreichend mit Flüssigkeit gefüllt, und das feststehende Pitotrohr 21 taucht in den im Reservoir 9 ebenfalls rotierenden Flüssigkeitsring ein. Infolge der Gesehwindigkeitsenergie dieser Flüssigkeit strömt sie durch das Pitotrohr 21 und das Füllrobr 4 in den Zylinderraum 24. Der Rückfluß aus diesem Raum erfolgt über die Bohrungen 12 und 18. Durch diese Anordnung enthält der Zylinderraum- unabhängig von der jeweiligen Kolbenlage immer einen Flüssigkeitsring von konstanter radialer Dicke.

Da die zum Reservoir 9 zuströmende Flüssigkeit durch den hohlen Kolben hindurchfließt, wird im Kolbeninnern zwischen Kolbenboden 13 und Kopfplatte 17 ein weiterer rotierender Flüssigkeitsring gebildet. Der durch die Zentrifugalkraft in diesem Flüssigkeitsring 'entstehende Drude hat zur Folge, daß durch die Bohrungen 16 in die Abflachungen 15 Flüssigkeit eingedrückt wird. Durch diese eingedrückte Flüssigkeit wird der Kolben 2, der sonst nur über das Kugellager 19 und das Druckstück 20 durch die Feder 3 looker unterstützt ist (in radialer Richtung gesehen), im Zylinder 1 zentriert und dabei in der Art einer schwimmenden Lagerung gelhalten. Der -Kolben ist also gewissermaßen in einem Flüssigkeitsfilm gelagert, so· daß die bei der axialen Verschiebung auftretenden Reibungskräfte minimal sind und praktisch keine Rolle spielen.

Durch die Anordnung gemäß der Erfindung wird also eine -reibungslose Lagerung des Kolbens erreicht. Trotzdem ist eine Abdichtung des Kolbens ■egenüber dem Zylinderraum 24 vorhanden, die bei bekannten Anordnungen, wo. der Kolben einfach mit starkem Spiel im Zylinder liegt, nicht-

erhalten wird. Die auf dem Kolbenboden 13 infolge der Fliehkraft des Flüssigkeitsringes im Zylinderraum 24 ausgeübten Drücke werden also vom Kolben als Stellkraft genau aufgenommen und weitergegeben.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Tachometer mit innerhalb eines umlaufenden Zylinders befindlicher Flüssigkeitsfülhing, durch deren Rotation ein im Zylinder gleitender Kolben gegen eine Feder axial verschoben wird, dessen Bewegungsausedhlag den Drehzahlwert angibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zy-Linderdeckel (6), der mit der antreibenden Welle (5) verbunden ist, im Innern des Zylinders (1) mit Flügeln (7) od. dgl. versehen ist, die einerseits die Mitnahme der Flüssigkeit beim Umlauf bewirken und andererseits mit Flügeln (11) od. dgl. des Kolbens (2) im Eingriff sind, so daß der Kolben genau mit dem Zylinder umläuft.
2. 2. Tachometer insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Kolben (2) mit geringem Spiel im Zylinder (1) sitzt und das Kolbeninnere durch Bohrungen (12, 18) sowohl mit dem Zylinderraum (24) als auch mit dem Flüssigkeitsreservoir (9) verbunden ist, und ferner Bohrungen (16) vom Koibeninnern radial nach außen führen, so daß der Kolben (2) durch die in den Raum zwischen Zylinderwand und Kolben gedrückte Flüssigkeit zentriert wird.
3. 3. Tachometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) außen mit Stegen (14) od. dgl. versehen ist, zwischen denen sich Abflachungen oder Vertiefungen befinden, die durch die Bohrungen (16) mit dem Koibeninnern in Verbindung stehen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   1 9617 4.55