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Gerät für Maschinen mit einer sidi drehenden Welle zur Anzeige des
Augenblickswerts des Verbrauchs in einem strömenden, in der Maschine zum Verbrauch
bestimmten Medium
Die Erfindung betrifft ein Gerät für Maschinen mit einer sich drehenden
Welle zur Anzeige des Augenblickswerts des Verbrauchs eines strömenden, in der Maschine
zum Verbrauch bestimmten Mediums in Abhängigkeit von der Drehzahl dieser Welle,
d.h. die Geräte, welche entweder die DTehzahl dieser Welle auf eine Volumeneinheit
des betreffenden Strömungsmittels bezogen oder, was auf das gleiche hinausläuft,
das Volumen dieses benutzten Strömungsmittels auf eine bestimmte Drehzahl dieser
Welle bezogen anzeigen soll. Falls es sich um den Motor für den Antrieb eines Kraftfahrzeuges
handelt, kann bei einem gegebenen Übersetzungsverhältnis zwischen der Motorwelle
und den Rädern des Fahrzeugs diese Drehzahl durch die von dem Fahrzeug durchfahrene
Strecke ausgedrückt werden.
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Die Erfindung betrifft im besonderen die Verhrauchsanzeiger mit einer
Vorrichtung zur Messung des Augenblickswerts der zu dem Motor ge-
langenden
Menge an Strömungsmittel, wobei diese iVIeßvorrichtung die Verstellungen eines Zeigers
vor einer geteilten Oberfläche so steuert, daß diese Vorrichtung für jede besondere
gegenseitige Stellung zwischen dem Anzeigeorgan und der geteilten Oberfläche den
Augenblickswert des Verbrauchs in Abhängigkeit von den möglichen Geschwindigkeiten
der Welle angibt.
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Derartige Anzeiger wurden bereits beschrieben.
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Bei den bekannten Anzeigegeräten ist jedoch eine begrenzte Zahl von
Teilungen vorhanden, deren jede einer besonderen Geschwindigkeit entspricht und
der Benutzer muß jedesmal, wenn er eine Ablesung machen will die Geschwindigkeit
der betreffenden Welle kennen und dann die Teilung wählen. welche der der Augenblicksgeschwindigkeit
am nächsten liegenden besonderen Geschwindigkeit entspricht. Hierbei wird also von
dem Benutzer eine besondere Aufmerksamkeit verlangt. Ferner ist man bei diesen bekannten
Apparaten zur Vermeidung von möglichen Verwechslungen zwischen den Teilungen gezwungen,
nur eine sehr beschränkte Zahl von Teilungen zu verwenden, was die Ablesegenauigkeit
für Zwischengeschwindigkeiten erheblich beschränkt.
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Gemäß der Erfindung stellt sich ein Zeiger in Abhängigkeit von dem
Augenblickswert der Menge des zum Verbrauch bestimmten Mediums vor einer mit Teilungen
versehenen Skalenfläche ein, die sich in Abhängigkeit von der Drehzahl der Welle
mittels tachometrischer Einrichtungen so einstellt, daß die der Drehzahl der Welle
entsprechende Zone der Skalenfläche unter dem Zeiger sichtbar ist. Vorteilhafterweise
kann die Skaleufläche mittels der tachometrischen Einrichtungen vor einem festen
Fenster einstellbar sein. Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Skalenfläche
auf einem ZXlinder angebracht ist, der an einem Rahmen des Geräts drehbar gelagert
ist und durch ein Tachometer bekannter Bauart in seine jeweilige Stellung gedreht
wird. Es kann zweckmäßig sein, daß an den tachometrischen Einrichtungen zusätzlich
die Drehzahl der Welle ablesbar ist.
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An einem solchen Gerät kann der Benutzer daher unmittelbar den Augenblickswert
des Verbrauchs ablesen. Ferner wird jede Möglichkeit einer Verwechslung zwischen
den Teilungen vermieden, so daß die Zahl derselben vergrößert werden kann, so daß
genaue Ablesungen bei beliebigen Geschwindigkeiten erhalten werden.
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Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung
beispielsweise erläutert.
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Fig. I und 2 zeigen in einem Axialschnitt bzw. in einem Querschnitt
längs der LinieII-II der Fig. I einen mit einem Unterdruckvergaser kombinierten
erfindungsgemäßen Verbrauchsanzeiger; Fig. 3 ist eine Teilansicht, welche das Äußere
des Verbrauchsanzeigers der Fig. I zeigt.
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Das Gerät besteht im wesentlichen aus einer bekannten Vorrichtung
zur Anzeige des Augenblickswerts der den Motor speisenden Brennstoffmenge, welche
vor einem mit Teilungen versehenen Zifferblatt ein Anzeigeorgan so verstellt, daß
einem gegebenen Augenblickswert der Brennstoffmenge eine und nur eine Stellung des
Anzeigeorgans entspricht.
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Unter der Annahme, daß der Motor mit einer ganz bestimmter Geschwindigkeit
läuft und daß das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Motor und den Triebrädern
des Fahrzeugs ebenfalls einen bestimmten Wert hat, d. h. daß das Fahrzeug mit einer
bestimmten Geschwindigkeit fährt, z. B. mit 4o km/h, hängt der Augenblickswert des
Verbrauchs einzig und allein von dem Augenblickswert der Brennstoffmenge ab. Man
kann daher auf dem Zifferblatt für diese Geschwindigkeit von o km/h eine Teilung
anbringen, welche unmittelbar in Augenblickswerten des Verbrauchs geeicht ist, insbesondere
in Litern auf Ion km (oder in Meilen je Gallone, wobei dann natürlich die Geschwindigkeiten
in Meilen pro Stunde ausgedrückt sind).
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Man kann die gleiche Überlegung für andere Geschwindigkeiten des
Fahrzeugs anstellen, z. B. für 60, So, Ioo usw. km/h, und auf dem Zifferblatt für
jede dieser Geschwindigkeiten eine unmittelbar in Augenblickswerten des Verbrauchs
geeichte Teilung anbringen.
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Das Anzeigeorgan bestreicht eine geteilte Fläche oder ein geteiltes
Zifferblatt, welches eine gewisse Zahl von Teilungen aufweist, welche für eine gewisse
Zahl von bestimmten Geschwindigkeiten (40.
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60, SQ I100 usw. km/h) in Augenblickswerten des Verbrauchs. geeicht
sind, so daß bei Kenntnis der Geschwindigkeit der Augenblickswert dieses Verbrauchs
entweder unmittelbar auf der betreffenden Teilung abgelesen werden kann, wenn die
wirkliche Geschwindigkeit etwa einer der bestimmten Geschwindigkeiten entspricht,
oder durch Interpolieren zwischen den beiden entsprechenden Teilungen, wenn die
wirkliche Geschwindigkeit zwischen diesen beiden vorausbestimmten Geschwindigkeiten
liegt. Dieses Interpolieren kann durch Linien erleichtert werden, welche den verschiedenen
Teilungen angehörende Punkte gleichen Verbrauchs miteinander verbinden, so daß die
geteilte Fläche dann wie eine Fluchtlinientafel aussieht.
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Erfindungsgemäß werden nun diesem Gerät tachometrische Einrichtungen
zugeordnet, welche so ausgebildet sind, daß sie für jede Geschwindigkeit die dieser
Geschwindigkeit entsprechende Zone der geteilten Fläche freilegen. Diese Einrichtungen
können entweder das Fenster in einer Abdeckung gegenüber der geteilten Fläche oder
besser die geteilte Fläche gegenüber dem Fenster der Abdeckung verstellen.
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Nachstehend sind einige mögliche Ausführungsformen dieser Anordnung
beschrieben.
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Die Vorrichtung zur Messung des Augenblickswerts der Brennstoffmenge
kann eine Kapselanordnung enthalten, in welcher als der den Augenblickswertxder
Brennstoffmenge darstellende Fåktor ein Druck wirkt, welcher an einer Stelle des
Vergasungssystems des Motors herrscht. Diese Kapselanordnung wirkt über Ubertragungen
auf das Anzeigeorgan, welches z. B. durch einen von
einer an dem
Gestell 3 des Geräts schwenkbaren Achse 2 getragenen Zeiger I gebildet wird.
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Bei der Anwendung auf Motoren, bei welchen der Brennstoff in dem
Vergasungssystem unter der Einwirkung eines durch einen Druckabfall erzeugten Unterdrucks
austritt, kann in der Kapselanordnung der Unterdruck zur Einwirkung gebracht werden,
welcher in der Ansaugeleitung 4 des Motors (Fig. I) an einer Stelle vor dem Dros-selorgan
5 des Vergasungssystems herrscht, z. B. an der Stelle der Spritzöffnungen 6 dieses
Systems.
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Dieser Unterdruck wirkt sich über eine Leitung 7 in einer Kammer
8 aus, deren eine Wand durch eine Membran 9 gebildet wird. Die Membran 9 ist durch
eine Stange 10 mit einem an der Achse 2 des Zeigers I befestigten Hebel in verbunden,
und eine Feder I2 wirkt den durch den in der Kammer 8 herrschenden Unterdruck erzeugten
Verstellungen der Membran g entgegen.
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Die Feder 12 ist an einem Ende an dem freien Ende der Stange 10 und
an dem anderen Ende an einer an dem Gestell 3 angeordneten Vorrichtung I3 befestigt,
welche vorzugsweise so ausgebildet ist, daß sie eine Einstellung der Nachgiebigkeit
und der Spannung der Feder I2 gestattet. Diese Rückholfeder 12 wirkt entweder unmittelbar
auf die Stange 10 ein, oder, wie dargestellt, auf einen auf der Achse 2 des Zeigers
I sitzenden Nocken 3I, auf welchen sich ein an der Feder befestigtes biegsames Band
32 aufwickelt. Bei entsprechender Bestimmung der Form dieses Nockens kann so das
Gesetz der Veränderung des von der Feder 12 auf den Zeiger I ausgeübten Rückholmoments
in Abhängigkeit von den Winkelverstellungen desselben bestimmt werden.
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Offenbar entspricht jedem Augenblickswert des Brennstoffverbrauchs
eine bestimmte die Ansaugeleitung 4 durchströmende Luftmenge, d. h. ein bestimmter
Unterdruck in der Kammer 8 und somit eine bestimmte Winkelstellung des Zeigers I.
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Bei der Anwendung auf Motoren mit anderen Vergasungssystemen ist
die Ubertragungseinrichtung entsprechend ausgestaltet, so 4aß einem gegebenen Augenblickswert
der Brennstoffmenge eine und nur eine Winkelstellung des Zeigers 1 entspricht.
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Die von dem Zeiger I bestrichene geteilte Fläche, welche zweckmäßig
Linien 24 gleicher Augenblickswerte des Brennstoffverbrauchs trägt, wird zweckmäßig
auf einen Zylinder 25 aufgewickelt, welcher an dem Gestell 3 schwenkbar und so ausgebildet
ist, daß einer bestimmten Geschwindigkeit einer von dem Motor angetriebenen Welle
eine und nur eine Winkelstellung des Zylinders entspricht, wobei sich dieser Zylinder
vor einem Fenster 26 eines Schirms 27 verstellt. Die Anordnung wird nun so getroffen,
daß in dem Fenster 26 nur die der betreffenden Geschwindigkeit entsprechende Zone
der Teilung sichtbar ist. Die z. B. in km/h ausgedrückte Geschwindigkeit darstellende
Zahlen 22 können auf dem Zylinder 25 oder auf einem gleichachsigen Zylinder 28 größeren
Durchmessers angebracht werden und vor einem getrennten Fenster 29 vorbeilaufen.
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Der Benutzer kann dann unmittelbar den Augenblickswert des Verbrauchs
an dem in dem Fenster 26 sichtbaren Schnittpunkt der Teile des Zeigers I und der
von dem Zylinder 25 getragenen Teilung und außerdem den Wert der Geschwindigkeit
an dem in dem Fenster 29 sichtbaren Teil des Zylinders 28 z. B. mittels eines Zeigers
30 ablesen. (In der Zeichnung sind beispielsweise die Werte Meilen pro Gallone aufgetragen.)
Die Mittel zur Bestimmung der Winkelstellung des Zylinders 25 durch die Geschwindigkeit
können auf verschiedene Weise ausgebildet werden, insbesondere unter Zuhilfenahme
des üblichen magnetischen Tachometers, das in bekannter Weise einen durch die Welle
34 angetriebenen sich drehenden Magneten 33 und eine sich auf einer Welle 36 zusammen
mit den Skalenzylindern 25 und 28 befindlichen Wirbelstromscheibe 35 enthält. Einer
gegebenen Geschwindigkeit entspricht dabei eine bestimmte Winkelstellung der Achse
36 und des Zylinders 25.
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Die Erfindung kann natürlich abgewandelt werden. So braucht z. B.
das gemessene Strömungsmittel nicht ein Brennstoff zu sein, sondern könnte z. B.
durch ein Schmiermittel oder ein die Verbrennung in einem Verbrennungsmotor begünstigendes
Strömungsmittel gebildet werden.