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Einrichtung zur Fernanzeige der Stellung eines FlüssiP;keitsmengenmessers
Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung der Anzeigevorrichtung eines Stromungsmessers
für Flüssigkeiten, -z. B. auf die Mcssung der !einem Verbrennungsmotor zugeführten
Brennstoffmenge. Hierfür ist es bekannt, durch ein im Flüssigkeitsstrom entgegen
der Kraft einer Feder verstellbar gelagertes Meßglied, z. B. einen Meßflügel, unmittelbar
lein Anzeigeglied für die Flüssigkeitsmenge einzustellen. Da jedoch die Verstellbewegung
des Meßgliedes niclltlinear verläuft, sondern mit dem Quadrat der Strömungsgeschwindigkelt
und damit der Strömungsmenge zu-oder abnimmt, macht die bekannte unmittelbare Übertragung
der Bewegung des Meßgliedes auf das Anzeigeglied eine entsprechend unregelmäßige
Skalen einteilung erforderlich.
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Diese Verzerrung der Skala verursacht eine schwierige Ablesung und
macht eine Beobachtung ihrer Anzeigevorrichtung überhaupt unmöglich, wenn der Beobachter,
wie es vielfach, insbesondere in Flugzeugen, der Fall ist, gar nicht die Zeit hat
oder nicht gewohnt ist, die Skaleneinteilung als solche genau zu beachten, sondern
allein aus der Größe des Ausschlages des Anzeigegliedes die angezeigte Meßgröße
beurteilt.
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Die erwähnten Nachteile sind bei einem mit Fernanzeige versehenen
Strömungsmengenmesser ,erfindungsgemäß dadurch behoben, daß eine von dem Meßglied
einstellbare Schaltvorrichtung mit unregelmäßig verteil ten Lampenkontakten versehen
ist, deren Unregelmäßigkeit der eine beliebige, z. B. quadratische Funktion der
Strömungsmenge darstellenden Bewegung des Meßgliedes entspricht, und daß den Lampenkontakten
Anzelgelampen einer linear geeichten Strömungsmengenskala zugeordnet sind im Sinne
der Erzielung einer linearen Anzeige der Strömungsmenge. Wenn man hierbei durch
die Lampen auf einer etwa ringförmig gestalteten Skala den Bereich zwischen Null
und dem jeweiligen Skalentell erhellt, so ist die Länge dieses erleuchteten Skalenstreifens
für sich allein ein Maß für die anzuzeigende Meßgröße. Hierbei wird also z. B. dem
Flugzeugführer die Meßgröße sinnfällig und ohne Beobachtung der Skaleneinteilung
sehr ge nau angezeigt.
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Die Fernanzeige der Stellung eines Meßwerkes, z. B. einer Uhr, durch
eine von diesem Meßwerk gesteuerte Lampenanzeigevorrichtung ist an sich bekannt;
jedoch handelt
es sich dabei selbst um Anzeigevorrichtungen, bei
denen die Bewegung des Meßwerkes der Meßgröße linear verhältig ist. Die Erfindung
betrifft lediglich die in Verbindung mit einer solchen Lampenfernanzeige vorgeschenen
Mittel zur Umwandlung der eine unregelmäßige Funktion der Meßgröße darstellenden
Bewegung des Meßgliedes in eine lineare Anzeigebewegung.
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Dabei ist die Möglichkeit vorgeschen, einen einzigen Anzeiger anzuordnen,
bei welchem das Maß des Brennstoffzuflusses zu mehreren Masschinen durch entsprechend
viele Skalen gleichzeitig angezeigt wird, die gleichmäßig ihrer dem Anzeigeraum
verteilt sind und nicht logarithmisch oder anderweitig ungleich. wie in den bekannten
Anordnungen.
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In den Zeichnungen sind drei Ausführungsbeispiele dargestellt. Es
bedeuten Fig. 1 eine Seitenansicht des Flüssigkeitsmessers, geschnitten.
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Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie 2-2, Fig. 3 eine
Draufsicht auf den Flüssigkeitsmesser in etwas verkleinertem Maßstab.
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Fig. 4 eine Ansicht der Anzeigevorrichtung.
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Fig. 5 ein Schaltschema. der elektrischen .-Änlage zu dem ersten
-Nusführungsbeispiel Fig. 6 ein Schaltscbenta der elektrischen Anlage zu dem zweiten
Ausführungsbeispiel.
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Fig. 7 eine Vorderansicht der Anzeigeeinrichtung gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel, Fig. 8 ein Schaltschema der elektrischen Anlage zu dem dritten
Ausführungsbeispiel, Fig. 9 eine Vorderansicht der Anzeigeeinrichtung nach dem dritten
Ausführungsbeispiel.
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Die Fig. 1 2 und 3 stellen ein Gehause 11 dar. dessen oberer Teil
12 mit geseltlosse. nen Leitungen in Verbindung steht, von denen eine mit dem Einlaß
13 und die andere mit dem Auslaß 14 der Kammer 15 verschraubt ist. Die Kammer ii
ist. wie aus der Zeichnun= ersichtlich, exzentrisch zur äußeren Wandung 16 des Gehäuses
11 angeordnet, dessen Mittelachse gleichzeitig die des Flansches 17 darstellt, der
zur Befestigung des ganzen Gerätes dient. Mit der Drehachse 21, die in der gleichen
Achse liegt, ist lösbar ein Flügel 22 verbunden (Fig. 2), der durch die einströmende
Flüssigkeit in der Richtung entgegen dem Uhrzeiger und durch die Wirkung einer Spiralfeder
24 in Richtung des Uhrzeigers bewegbar ist. Das innere Ende dieser Feder 24 ist.
wie aus Fig. I und 2 hervorgeht, mit einer Muffe, welche sich auf dem Fortsatz 28
der Achse 21 befindet, verbunden und veranlaßt sie, mit umzulaufen.
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Mit der genannten Achse 28 ist eine weitere Muffe oder Nabe 29 einer
magnetischell, doppelarmigen Platte 31 verbunden. Diese magnetische Platte 31 steht
mit der Nabe 29 über ein Befestigungsblech 32 in Verbindung, welches vorzugsweise
aus anderem Material l)esteht wie die Platte 31. Die Platte 32 besitzt eine Anzahl
Finger 33 die über den Rand der Platte 31 in der Sähe ihres einen äußeren Endes
und in der Nähe ihres gegenüberliegenden Endes hinweggreifen und diese festhalten.
Das Blech 32 ist mit Preßsitz auf der Nabe 29 befestigt. Dadurch werden Drehbewegungen
der Achse 2S sicher auf den Magneten 31 übertragen. Mit dieser magneiischen Platte
31 arbeitet ein ringförmiges magnetisches Organ 41 zusammen, das aus dem gleichen
Älaterial besteht und ähnliche magnetische Eigenschaften aufweist wie die Platte
31. Das Organ 41 wird durch ein zweites drehbewegliches Teil42 gehalten. das eine
Nabe hat. die auf dem inneren Teil 44 einer Achse befestigt ist. auf der der Schaltarm
46 sitzt der sich innerhalb des äußeren Teiles 49 eines kleineren Gehäuses jo dreht.
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Das umgebogene äußere Ende der Spiralfeder 24 wird durch einen geschlitzten
Zapfen 81 (Fig. 1 und 2) nachstellbar festgehalten. der das umgebogene Ende der
Feder 24 aufnimmt. Der Zapfen 81 ist mit der gezähntelt Platte 84 vernietet. Diese
wird zwischen der Platte 85, die an dem Gehäuse 11 befestigt ist. und der Ringscheibe
86. die zusammen mit dem becherförmigen Teil 87 gegen den Rand des Gehäuses 11 gepreßt
wird, wenn das kleinere Gehäuse jo innerhalb des Führungsrandes 91 des großen Gehäuses
sitzt, festgehalten.
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Die Zwischenlage des becherförmigen Elementes 87, das nicht magnetisch
ist, hindert die beiden magnetischen Drehkörper 31 und 41 nicht, ein Magnetfeld
zwischen sich zu schaffen. Es wird also der äußere Drehkörper 41 magnetisch aus
dem Gleichgenicht gebracht, und zwar in dem Maße, in dem sich der innere Drehkörper
31 in bezug auf das in Rulle befindliche. becherförmige Element 87 bewegt. Deshalb
ergibt eine drehende Bewegung des inneren Drehkörpers 31 eine entsprechende Drehbewegung
des äußcren Drehkörpers 41 und damit eine Verschicbung des Zeigers 46.
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Eine derartige Drehbewegung hängt in ihrer @ Größe von dem Verhältnis
zwischen den zwei auf den Flügel 22 in der Kammer 15 wirkenden Kräften ab. Diese
beiden Kräfte sind einerseits der Druck der Flüssigkeit auf die Oberfläche des Flügels,
die die Auslaßöffnung 14 durch den Schlitz zwischen der Außenkante des Flügels und
der Innenwandung der Kammer zu erreichen sucht, und anderseits die in umgekehrter
Richtung auf die Welle 31 durch die gespannte Feder 24.
ausgeübte
Kraft. Diese Kraft ist mittels eines nicht dargestellten Ritzels, welches in die
Platte 84 eingreift, eingestellt. Das Ritzel wird durch Drehen des geschlitzten
Endes der Ritzelachse 89 bewegt, die innerhalb des Auges 93 des Gehäuses 1 1 angeordnet
ist.
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Der Druck, der durch die Flüssigkeit auf den Flügel 22 ausgeübt wird,
ist seinerseits proportional dem Flüssigkeitsstrom durch den Spalt außerhalb der
äußeren Kante des Flü gels 22, weicher, wie oben angegeben. sich im Verhältnis zu
dem Grad der Exzentrizität der Kammer ändert.
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Mit dem äußeren Teil 49 des Gehäuses 50 ist eine Schutzplatte 94
lösbar verbunden, die eine Öffnung 96 zum Einführen von Zuleitungen 97 aufweist.
Diese Zuleitungen verbinden die Kontakte 98 mit den Anschlüssen 99 auf der Rückseite
des Anzeigers 101 (Fig. 5).
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Fig. 4 zeigt die Vorderansicht des Anzeigers, der von dem Licht der
einzelnen Lampen erleuchtete Öffnungen 102 besitzt. Die Beleuchtung der einzelnen
Lampen wird eingeschaltet, wenn der entsprechende Stromkreis durch die Bewegung
des Armes 46 über die Kontakte 98 geschlossen wird. Die Lampen empfangen ihren Strom
von einer ihnen angepaßten Batteriequelle 103 durch die Leitung 104 und den Schalter
106.
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Die Verstellung des Meßflügels 2 erfolgt, wie bereits angegeben,
entsprechend einer nichtlinearen. z. B. quadratischen Funktion der Menge der auf
den Meßflügel 22 einwirkenden Flüssigkeit. Der von letzterem über die magnetische
Kupplung 31, 41 einstellbare Schaltarm 46 führt infolgedessen ebenfalls keine gleichmäßig
verlaufende Bewegung aus, weshalb auch die von ihm zu überstreichenden Lampenkontakte
98 entsprechend der nicht linear erfolgenden Bewegung des Schaltarmes 46 in unregelmäßigen
Abständen zueinander angeordnet sind. Dadurch, daß die Übermittlung der vom Flügel
22 bestimmten Meßwerte auf die Anzeigevorrichtung der Empfängerseite mittels der
die Kontakte 98 und die Anzeigelampen 99 verbindenden Leitungen 97 elektrisch erfolgt,
läßt sich die als Anzeigeorgan für die betreffende Flüssigkeitsmenge dienende Skala
101 linear eichen, so daß also die den einzelnen Lampenkontakten 98 zugeordneten
Anzeigelampen 99 zueinander gleichmäßig verteilt vorgesehen werden können.
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Diese Anordnung ermöglicht es, die in die Kammer 15 einströmende
und die Verstellung des Meßflügels 22 bewirkende Flüssigkeitsmenge an einer linear
geeichten Skala 101 anzu zeigen.
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In der Anordnung nach Fig. 6 und 7 und auch in der Anordnung nach
Fig. 8 und 9, die den Gebrauch von zwei oder mehreren Brennstoffzuleitungen für
ebensoviele Motoren (bei mehrmotorigen Maschinen) betreffen, sind die einzelnen
Schaltarm 46, 46a, 46b und 46 alle elektrisch mit einem gemeinsamen Anzeigegerät
101a oder 101b verbunden, die entweder auf den Anzeigeelementen (wie bei 107 in
Fig. 9) oder danebenstehend (wie bei 108 in )Fig. 7) mit Bezeichnungen versehen
sind. Es ist darauf zu achten, daß alle Einheilen gleichmäßig verteilt sind. Das
ist vorteilhafter als logarithmisch, wie sie es wären, wenn die Bewegung des Flügels
22 direkt übertragen werden würde. Anders-- g-)esagt, da gleichmäßige Zunahme des
Flüssigkeitsstromes logarithmischen Bewegungsverlauf des Flügels veranlaßt (hervorgerufen
-durch die logarithmische Änderung der Größe der Öffnung zwischen dem Rand des Flügels
und dem Gehäuse, wie oben heschrieben), hat jede direkte Anzeigevorrichtung notwendigerweise
ihre Ziffernzeichen entsprechend logarithmisch verteilt angeordnet. So eine ungleiche
Raumverteilung von Bezugszeichen, der tatsäclllich ein gleiches Anwachsen der Änderung
entspricht, birgt nicht nur die Gefahr, den Ableser so eines Anzeigers zu verwirren,
in sich, sondern bietet auch größere Schwierigleiten und erfordert mehr Aufwand
an Sorgfalt beim Einteilen und Bezeichnen eines ZIfferblattes entsprechend den Abständen
auf einer logarithmischen Kurve. Demgegenüber besteltt bei einer Einrichtung gemäß
der Erwindung der Vorteil, den Raum der Bezugs zeichen gleichmäßig zu unterteilen,
was durch das in den Fig. 4, 7 und 9 dargestellte Übertragungssystem erreicht wird.
Es wirkt also in der Weise, daß es einen ungleichmäßigen Bewegungsverlauf des Flügels
22, der einer gleidtmäßigen Änderung im Flüssigkeitsstrom entspricht, ausgleicht.
Darüber hinaus werden entsprechend der Bewegung des Armes 46 auf den Kontaktstellen
98 die Anzeigen in Form von Lichtstrahlen ausgeführt. Die Länge der beleuchteten
einzelnen Skalenteile stellt ein Maß für den Brennstoffzufiuß zu den entsprechenden
Motoren dar.
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Es versteht sich, daß die Erfindung auch noclt in anderer Weise verwirklicht
werden kann. So kann die Anzeigeeinrichtung auch für eine andere Anzahl von Motoren
ausgebildet sein oder im Zusammenhang mit Durchflußmessern für andere Zwecke und
mit anderen Betriebsflüssigkeiten Verwendung finden.