DE231556C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-JIS 231556-KLASSE 42 m. GRUPPE

ALEXIS LOMSCHAKOW in ST. PETERSBURG.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Juli 1909 ab.

Gegenstand vorliegender Erfindung bildet eine Vorrichtung zur fortlaufenden Auswertung eines des Produktes oder Quotienten von mehreren Funktionen veränderlichen Größen mit beliebigem konstanten Beiwert k. Der Erfindung liegt folgender Gedanke zugrunde. Wenn die Welle ι (Fig. 7) den die Rolle 7 tragenden Hebel 6 proportional f (x) um ihre Achse dreht und wenn gleichzeitig eine Trommel 9 achsial auf der Welle i, also senkrecht zur Rolle 7, derart verschoben wird, daß sich die Bögen einer entsprechend begrenzten zylindrischen Mantelerhöhung 10, auf welcher sich die Rolle 7 abwälzt, proportional f (y) ändern, so wird ein Teil (z. B. die Scheibe 12), der auf der Welle lose sitzt und nur während, der Berührung zwischen der Mantelerhöhung 10 und der Rolle 7 vom Hebel 6 mitgenommen wird, proportional dem Produkt f (x) · f (y) gedreht.- Setzt man die Übertragung der Bewegungen von der Scheibe 12 in der gleichen Weise fort, so kann mit jeder neuen Welle ein weiterer veränderlicher Multiplikand Berücksichtigung finden, während die honstanten Beiwerte durch geeignete Übersetzungen in den Zahnradvorgelegen oder durch sonstige Transmissionen mitberücksichtigt werden können.

Auf den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung für den Sonderfall der fortlaufenden Messung von durch geschlossene Leitungen strömenden Dampfmengen gezeichnet. Die Gewichtsmenge Q des ein geschlossenes Rohr durchfließenden Dampfes ist bekanntlich aus der Formel

Q = F · υ -w · t

zu ermitteln, in welcher mit F der Durchflußquerschnitt, mit ν die Durchflußgeschwindigkeit, mit t die Zeit und mit w die Dampfdichte bezeichnet sind. Von diesen vier veränderlichen Faktoren kann durch bekannte Mittel entweder F oder ν konstant gehalten werden, so daß nur je drei veränderliche Größen, nämlich t, w und F oder t, w und ν zu berücksichtigen sind. Ersetzt man die Geschwindigkeit ν durch den dieselbe bedingenden Spannungsabfall P₁ — ft_z und die Dampfdichte w durch P₁, was bei trocken gesättigtem Dampf hinreichend genau ist, so ist

und bei F = konst.:

(I)

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oder bei P₁ — p₂ = konst.:

Q-^-t-F-Vh . (Π)
Soll eine fortlaufende selbsttätige Auswertung der Gleichung I unter Benutzung der Vorrichtung nach Fig. 1 bewerkstelligt werden, so wird die Welle 1 proportional t von einem Uhrwerk gedreht, z. B. durch Vermittlung des Zahnrades 2, das so bemessen sein kann, daß gleich der unveränderliche Bei wert A₁ Berücksichtigung findet. Diese Welle 1 geht frei

durch die lange Nabe der Scheibe 3 (Schnurscheibe, Zahnrad usw.) hindurch; diese Scheibe wird durch geeignete Verbindungen, von denen weiter unten näheres angeführt wird, von einem Spannungsabfallmesser (Differentialmanometer) proportional P₁ ■— p_z gedreht. Auf dem Gewinde der Nabe dieser Scheibe 3 sitzt eine gegen Drehung gesicherte Trommel 9. welche demnach auf der Achse 1 proportional P₁ — p₂ verstellt wird. Diese Trommel hat nun auf ihrer Mantelfläche eine zylindrische, durch eine Parabelkurve begrenzte Erhöhung 10 (Fig. 5 zeigt diese Erhöhung bei abgewickeltem Trommelmantel), so daß bei dem besagten achsialen Verstellen der Trommel eine zur Achse 1 senkrecht feststehende Ebene die Erhöhung 10 in Bögen schneidet, deren Längen proportional p_x — p₂ ausfallen. Wird demnach die in einer bestimmten Ebene eingestellte Rolle 7 um die Achse 1 gedreht, so findet bei jeder Umdrehung zwischen 10 und 7 eine Berührung statt auf einer Bogenlänge, die dem jeweiligen Wert von Yp₁ — p₂ proportional ist. Um dies Drehen zu erreichen, wird die Rolle 7 von einem Hebel 6, dessen Schwingungsachse 8 in einem Ausschnitt der Welle ι und senkrecht zu dieser gelagert ist (Fig. ι und 4), getragen und mittels Feder 11 ständig an den Mantel der Trommel 9 angedrückt, so daß sich die Rolle auf der Trommel abrollen muß. Auf der Welle 1 sitzt ferner drehbar, aber nicht verschiebbar eine Scheibe 12, welche mit dem Hebel 6 in solchem Zusammenspiel steht, daß sie an dessen Drehung um die Achse 1 nur dann teilnimmt, wenn sich die Rolle 7 auf der Erhöhung 10 der Trommel 9 abrollt; es ist daher klar, daß die so mitgenommene Scheibe 12 proportional dem Produkt

t'YJ^p*

umläuft, denn der veränderliche Multiplikand t wird durch die Drehbewegung der Achse 1 und der zweite Multiplikand

YJ^h

durch das Abrollen des Rädchens 7 auf der Trommelerhöhung geliefert.

Das schrittweise Mitnehmen und Freigeben der Scheibe 12 durch den Hebel 6 wird bei der gezeichneten Ausführungsform durch Andrücken des freien Hebelendes an den Scheibenkranz erreicht, kann sonst aber auf recht verschiedene Weise mittels bekannten Mitnehmerkonstruktionen bewerkstelligt werden.

Überträgt man die Bewegungen der Scheibe 12 z. B. mittels des Vorgeleges 13, 14 auf eine zweite Welle 15 (Fig. 1) mit einem eine Rolle 7' tragenden Hebel 6' und verstellt man die Trommel 9', io' unter der Rolle 7' proportional p' (durch Drehen der Scheibe 3' von einem Manometer aus), so wird die auf dieser zweiten Welle drehbar, aber nicht verschiebbar sitzende Scheibe 12' proportional dem Produkt

gedreht werden, wenn die Erhöhung 10' durch eine Parabelkurve begrenzt ist. Wenn der Beiwert A₁ = k · F = konst. nicht in oben bezeichneter Weise (durch das Zahnrad 2) berücksichtigt worden ist, so wird dies durch eine geeignete Übertragung der Bewegungen von 12' auf das Zählwerk bewerkstelligt und somit die Formel

Q=k₂-t-Yp~^J₂.\^/J₁

ständig ausgewertet bzw. die Dampfmenge, welche den Drosselflansch 16 passiert (Fig. 2) für eine beliebige Zeitspanne in den gewünschten Gewichtseinheiten angegeben.

Die Stirnräder 13,14 könnten natürlich durch Kegelräder, Schnurscheiben usw. ersetzt wer-. den.

Was nun das Verschieben der Trommel 9 und 9' auf den Wellen 1 und 15 proportional den Angaben eines Differentialdruckmessers (für den Spannungsabfall p_x — p_%) und denjenigen eines einfachen Druckmessers (für P₁) anbelangt, so wird dies bei der gezeichneten Ausführungsform von den Kolbendruckmessern A und B in folgender Weise bewirkt. Durch die bekannten Anschlußröhrchen werden die Drücke p₂ und P₁ hinter und vor dem Drosselflansch 16 in die Kammer 17 von A bzw. in die Kammer 18 von A und B geleitet, so daß auf den Kolben 20 der Druck p_x ■— p₂ und auf den Kolben des Druckmessers B der Druck P₁. von unten nach oben wirkt. In gleicher Richtung wirken auf die Kolben auch die Gewichte 21. und 22 an den über die Rollen 3 und 3' geführten Schnüren 19 und 23, während die zwischen Gehäusedeckel und Kolben eingespannten Federn 24 den Kolben in der Richtung von oben nach unten belasten. Die Kolben der Druckmesser A und B ändern ihre Höhenlage nach Maßgabe der Drücke P₁ — p₂ und P₁ und drehen daher die Scheiben 3 bzw. 3' unter entsprechender Verschiebung der Trommeln 9 bzw. 9', bald in einer, bald in der anderen Richtung. no

Die Meßvorrichtung nach den Fig. 6 bis 8 unterscheidet sich von der soeben beschriebenen Ausführungsform nur dadurch, daß die Kolbendruckmesser durch zwei Federdruckmesser C und D ersetzt sind, von denen C unter dem Druck p und D unter dem Druck p₂ steht. Die Achsen dieser Druckmesser sind hierbei durch ein Differentialgetriebe 25, 3, 26 verbunden, so daß das Zahnrad 3, welches die Schnurscheibe 3 ersetzt, proportional P₁-—p₂ gedreht wird. Das Zahnrad 3¹, welches von der Achse des Druckmessers C gedreht wird,

verstellt die Trommel 9' proportional dem Druck P₁.

Um unter Benutzung desselben Übertragungsschemas fortlaufend die Gleichung

auszuwerten, muß nur das Organ, welches früher den Multiplikanden p_x — p₂ lieferte, so geändert werden, daß es jetzt den veränderliehen Multiplikanden F berücksichtigt, d. h. die Trommel 9 muß eine derartige begrenzte Erhöhung 10 besitzen und derart auf der Welle ι verstellt werden, daß die Rolle 7 die Änderungen von F festlegt. Hierzu wird (Fig. 9 bis 11) mit der bekannten Vorrichtung zum Konstanthalten von P₁ — p₂, bestehend aus dem in der Richtung des Dampfstromes trichterförmig erweiterten Kanal 27 und dem ventilärtigen Körper 28 (Fig. 10), der durch eine Gewicht- oder Federbelastung und durch den Strömungsdruck in diesem Kanal im Gleichgewicht gehalten wird, die Schnurscheibe 3 verbunden, und zwar vorzüglich in der Weise, daß die Schnur 29, an welcher einerseits das Belastungsgewicht 30 und andererseits der Körper 28 hängt, selbst über die Scheibe 3 geführt wird. Es wird also die Scheibe 3, und somit die Trommel 9, proportional den Verschiebungen des Körpers 28 im Kanal 27 bzw. proportional dem Durchgangsquerschnitt verstellt, d. h. durch die Rolle 7 der Multiplikand F forlaufend ermittelt, wenn die Mantelerhöhung 10 in abgewickeltem Zustande durch zwei sich schneidende Geraden begrenzt ist, d. h. Dreieckform besitzt. Das durch den Druck p_x beeinflußte Manometer E (zur Ermittelung von P₁) ist bei der gezeichneten Ausführungsform in dem Gehäuse 31 des Trichters 27 angeordnet und besteht aus einem Tauchkolben 32 (Fig. 9), der durch eine Feder 33, durch ein Gewicht 34 an der über die Scheibe 3' geführten Schnur und durch den Dampfdruck auf die freie Oberfläche der Flüssigkeit in der Schäle 35

beeinflußt wird. t> ■ ■ ■

Bei der soeben beschriebenen Vorrichtung zum fortlaufenden Ausrechnen der Formel

kann der Beiwert

welcher für verschiedene Verwendungen verschieden sein kann, auch dadurch berücksichtigt werden, daß an die in abgewickeltem Zustande dreieckige Erhöhung 10 des Trommelmantels aus zwei oder mehreren übereinander greifenden Teilen herstellt und durch gegenseitiges Verschieben dieser Teile den Winkel an der Spitze des Dreiecks ändert.

Das Verschieben der Trommel 9, 9'.... auf den umlaufenden Wellen kann auch mittels eines Hebels 36 (Fig. 12) durch eine Schubkurve 38, an welche die Rolle 37 des Hebels angedrückt wird, bewirkt werden.

Claims (4)

Patent-An Sprüche:

1. Vorrichtung zur Bestimmung des Zahlenwertes eines Produktes oder Quotienten von mehreren Funktionen veränderlicher Größen, gekennzeichnet durch eine auf ihrer Achse (1) verschiebbare, gegen Drehung gesicherte Trommel (9), welche eine zylindrische Mantelerhöhung (10) von solcher Begrenzung besitzt, daß deren senkrecht zur Trommelachse gemessene Bögen sich entsprechend der auszuwertenden Funktion ändern und auf ihrer Achse (1) verstellt wird, während mit der Trommelachse ein ein auf dem Trommelmantel sich abrollendes Rädchen (7) tragender Arm (6) umläuft, welcher, wenn dies Rädchen auf der Mantelerhöhung (10) umläuft, einen auf der Achse (1) drehbar, aber nicht verschiebbar gelagerten Teil (12) mitnimmt, so daß dieser Teil proportional dem Produkt zweier veränderlicher Größen . umläuft, von welchen eine durch die Drehbewegung der Achse (1) und die andere durch das Zusammenspiel der Trommel (9) und des Rädchens (7) fortwährend geliefert wird.

2. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1 für den Sonderfall der Auswertung der Formel

. . Q = k-F-VÄ'-h-Vp7^ri

für die in einem Rohr den Durchlaßquerschnitt (F) eines Drosselflansches während der Zeit (t) durchziehende Dampfmenge, wenn p_x und p_% die Drücke vor und hinter dem Drosselflansch bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß zur Multiplikation der drei veränderlichen Multiplikanden

t, VT^Fz und VJx ¹⁰S

zwei Trommeln (9 und 9') mit durch Parabelkurven begrenzten Mantelefhöhungen (10 bzw. 10') benutzt werden, wobei die Trommeln auf ihren Wellen (1 bzw. 15) proportional den veränderlichen Größen P₁ — Pz und P₁ verschoben werden und die Welle (15) mit der von einem Uhrwerk (proportional t) gedrehten Welle (1) mittels einer durch deren Arm (6) mitgenommenen Scheibe (12) in Verbindung steht, so daß die auf dieser Welle (15) lose sitzende Scheibe (12') proportional Q rotiert und zum Antrieb des Zählwerks, der Registriervorrichtung usw. dienen kann.

3. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

bei Konstanthaltung des Druckabfalls I φ_x-— p₂, die Trommel (9) eine in abge- I wickelten! Zustände dreieckige Manteler- ; höhung erhält und die Trommel selbst | auch proportional den Änderungen von (F)
verschoben wird.

4. Ausführungsform der Vorrichtung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

das Verschieben der Trommeln (Anspruch i, 3 und 4) oder der Reibrädchen (Anspruch 2) auf. ihren Wellen mittels einer auf diesen drehbar, aber nicht verstellbar gelagerten Hülse mit Gewindegang für die Naben der gegen Drehung gesicherten Trommeln oder der umlaufenden und die Welle mitnehmenden Reibräder bewirkt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.