Vorrichtung zur Messung des Verbrauches an flüssigem Betriebsstoff, z. B. des Kraftstoffverbrauches einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft aine c Vorrichtung zur Messung des Verbrauches an flüssigem Betriebsstoff, z. B. des Kraftstoffverbrauches einer Brennkraftma- schine, mit einer Waage, bei der ein Arm des Waagebalkens mit einem die zu messende Betniebsstoffmenge enthaltenden.
Speichergefäss zusammen- wirkt und bei der der andere Arm ein dem Gewicht des Speichergefässes am Ende der Verbrauchsmes- siung entsprechendes Taragawieht und ein dem Ge- wicht der zu messenden Betriebsstoffmege entsprechendes Nettogewicht trägt sowie elektrische Kontakte zum Ein-und Ausschalten von die Füllung und Entleerung des Speichergefässes steuernden Einrichtungen betätigt, wobei die Verbrauchsmessung druch die Abwärtsbewegung des die Gewichte tragende Armes des Waagebalkens. eingeleitet und durch das Abheben des nettogewichtes vom Waagebalken beendet wird.
Bei Vorrichtungen dieser Art war es bisher nachteilig, dass sich durch das Fassungsver- mögen des Speicbergefässes eine verhältnismässig enge Grenze des Anwenungsbereiches ergibt. Sobald der @ zu Verbrauchsmessungen mit grösseren Betriebsstoffmengen notwendig wurde, war hierfür die Änderung der am Waagebalken angebrachten Gegen gewichte für das Speichergefäss und dessen Inhalt notwendig.
Überdies ergaben sich dabei Schwierig- keiten bezüglich der Unterbringung grösserer Mess- gefässe, da wegen der beschränkten Länge des Waage- balkens und dem meist geringen Abstand der Dreh- achse des Waagebalkens von der Standfläche der Vorrichtung eine entsprechende Vergrösserung des Fassungsvermögens des Speichepgefässes nicht mög- lich ist.
D. ie Erfindung begegnet diesen Mängeln dadurch, dass ein vorzugsweise im Verhältnis l : 10 wirksa- mes s Übersetzungsglied vorgesehen ist, das an den dem Tara-und Nettogewicht gegenüberliegende Arm des Waagebalkens anschliessbar ist, und wahl- weise ein Speichergefäss an dem Waagebalken ader ein grösseres Speichergefäss. an dem Ubersctzungs- glied aufhängbar ist. Durch die Verwendung dieses Übersetzungsgliedes kann der Messbereich der Vorrichtung wesentlich erweitert werden. Besonders vor teilhaft ist ein Übersetzungsverhältnis des Uberset- zungsgliedes von 1 : 10, weil sich dadurch die bei Dezimalwaagen übliche Art des mengenbestimmung ergibt.
Das Übersetzungsglied kann als vorzugsweise ein armiger Lebel ausgebildet sein, der unter dem Waagebalken angeordnet ist und dessen feste Drehachse parallel zur Drehachse des Waagebalkens liegt und dessen freies Ende durch einen Lenker mit dem den Gegengewichten gegenüberliegenden Ende des Waagebalkens verbunden ist. Dadurch, dass der Waagebalken über dem Übersetzungsglied liegt, sind die für die Wirkung der Waage massgebenden Teile der Vorrichtung auf kleinstem Raum verein. igt.
S, ie lassen sich dadruch besonders leicht in einem ge mainsamen Gehäuse unterbringen, das dicht abgeschlossen werden kann. Dies istvor allem von Vorteil mit Bezug auf die sichere Unterbringung der elektrischen Schalteinrichtungen, die bei dieser Art Vorrichtungen von dem Arm des Waagebalkens, der die Gegengewichte trägt, betätigt werden. Der Waageteil der Vorrichtung kann hierbei in einfacher Weise explosionsgeschützt ausgebildet werden, und die Vorrichtung entspricht somit auch den sicher- heitstechnischen Forderungen, die bei Verwendung leicht entzündbarer Betriebsstoffe leinzu, halten sind.
Zweckmässigerweise können sich die Gewichte der beiden Speichergefässe am Ende der verbrauchsmessung samt dem auf den W. aagebalken wirkenden Gewicht der Aufhängung der Speichergefässe zueinander wie, das Übersetzungsverhältnis des Übersetzungs- gliedes verhalten. In diesem Falle ist in den beiden messbereichen, die sich durch die beiden Speicher- gefässe ergeben, dasselbe Taragawicht verwendbar.
Umstellungen an den Gegengewichten, die mit Rück- sicht auf die Notwendigkeit des. genauen Auswiegens des leeren Speicherbehälters samt Aufhängung und gegebenenfalls Ubersetzungsglied beim Wechseln des Messbereiches notwendig wären und sehr viel Sorg- falt und Zeit erfordern, wenden hier eingespart.
In ! der. gleichen Richtung liegt der Vorteil der weiteren Ausgestaltung ind er Weise, dass bei der Vorrichtung in die Speichergefässe eine Zuführungsund Absaugeitung für die Betriebsflüssigkeit ragt, wobei die besondere Ausbildung darin gelegen, ist, dass die Volumen der in die Flüssigkeitsfüllung der Speichengafässe eintauchenden Teile der Zuführungsund Absaugleitung bei den beiden Speichergefässen sich wie das Obersetzungsverhältnis des Überset- zugsgliedes verhalten.
Sind die Speichergefässe zylindrisch. ausgefuhrt, und bestehen die Zuführungs- und Absaugleitungen . aus Rohren, so kann insbesondere das Verhältnis des Innendurchmessers des Speichergefässes zum Au ssendurchmesser der zugehörigen Zuführungs-und Absaugleitung bei, den beiden Speiobergefässen gleich gross sein. Bei Einhaltung dieser Bedingung bleibt die Rückwirkung des Auftriebes der in die Flüssig- keit im Speichsrgefäss eingetauchten Teile der Zuführuings- und Absaugleitung im gleichen Vernält nis zum Füllungsgewicht des betreffenden Speioher- behälters, gleichgültig, welcher Messbereich der Vorrichtung gerade ausgenützt wird.
Die Grösse dieses Auftriebes ändert sich entsprechend dem Verhältnis des Übersetzungsgliedes, weshalb bei der Messung der im jeweiligen Speichenbehälter enthaltenen Flüssig- keit in den Massbereicben eine Änderung der am Waagebalken befindlichen Gegengewichte nicht not wendig ist.
Eine explosionsgeschützte Ausbildung der Vorrichtung ist vor allem dann einfach zu verwiklichen, wenn der Waagebalken und das Ubersetzungsglied samt dem Verbindungsgestxäge in ienem Gehäuse angeordnet sind, das durch einen gasdichten Verschluss von einem weiteren, darunter liegenden Gehäuse für die Aufnahme wenigstens des zusammen mit dem Übersetzungsglied zu verwendenden Speichengefässes getrennt ist.
Für die leichte Umstellung der Vorrichtung von einem Mekbereich auf einen anderen ist es seh. liess- lich von Vorteil, wenn in der Aufhängung der Spei- chergefässe und dem zwischen dem Waagebalken und dem Übersetzungsgelied liegenden Lenker quer zum Waagebalken schwingende Gelenke angeordnet sind, die als kraftschlüssige Bolzenverbindungen ausge- führt sind, bei welchen die Bolzen in der Mitte eine flache Umfangsrille besitzen, mit der sie an dem einen der zu verbindenden Teile anliegen, während der andere der zu verbindenden Teile an seinem gabelförm. iigen Ende Öffnungen. aufweist, in die die zlindrischen Enden des Bolzens hineinragen.
Druch diese Gelenke ist eine ausreichende Querbeweglichkeit der Gegengewichte und sonstigen Teile der Vorrichtung mit Bezug auf den Waagebalken gege ben, so dass Messfehler durch Verkanten der zweck- mässig als Schneidenlager auszuführenden Auflagen der am Waagebalken oder am Übersetzungsglied angreifenden Teile der Vorrichtung ausgeschlossen s, in, d.
Im folgenden ist die Erfindung an einem An wendungsbaispiel beschrieben, das in der Zeichnung schematisch dargestelltr ist. Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht der gesamten Einrichtung nach der Erfindung bei abgehobenen vorderen Strirndeckeln der beiden Gehäuse der Vorrichtung, Fig. 2 die seit- liche Ansicht der. geschlossenen Gehäuse und Fig. 3 ein Detail einer der Aufhängungen teilweise im Schnitt.
Mit l ist das obere Gehäuse bezeichnet, in idem die Waage, das Übertraungsgestänge und die elektrischen Kontakte für die an sich bekannte und nicht den Gegenstand der Erfindung bildende Steuerung des Zu- und Abflusses des Betriebbstoffes dicht abgeschlossen untergebracht sind. In dem unteren Gehäuse 2 befindet sich das Speichengefäss 3 mit der Zuführungs- und Absaugleitung 4, die mit dem . glockenförmigen Mündungsteil 5 bis. nahe iib, er den Boden des Speicbergefässes reicht, wenn sich dieses in seiner höchsten Stellung befindet, die dem Ende des Vorganges der Verbrauchsmessung entspricht.
Die Leitung 4 sitzt an dem Zuführungsrohr 25, in das die elektridsch gesteuerten Zu- und Abflussventile 29 und 30 eingesetzt sind, zwischen welchen die zum nicht dergestellten Motor führende Kraftstoffzuleitung 2 abzweigt. Die Steuerung der Ventile erfogt durch die Kontakte 13, 14, 16, 17 und 18.
Am Waagebalken 6 ist ausser dem Nettogewicht 8 noch tdas Taragewicht 10. mittels der Aufhängung 11 befestigt.'Am. gegenüberliegenden Arm des Waagebalkens greift der Lenker 12 an, dessen Länge mit Hilfe des Spannschlosses 19 einstellbar ist und an dessen Enden entsprechende Aufhängeösen 20 angeschlossen sind. Unterhalb des Waagebalkens Hegt das Übersetzungsglied, das hier. als einarmiger Hebel 21 ausgebildet ist, dessein. feste Drehachse 22 nahe der Schwerlinie durch die Drehachse ! des Waagebal- kens und zu, dieser parallel verläuft.
Mittels des Gehänges 23 greiftan dem Übersetzungsglied das Spsichergefäss 3 an, dessen Tragstange 24 die beiden Gehäuse in einer. gasdichten Abschlusseinrichtung 27 durchsetzt. Diese kann nach Art der bekannten Schwimmglockendichtungen ausgebildet sein, wozu ein mit der Stange 24 verbundener glockenförmiger Teil mit seinem Rand iin einen Napf eintaucht, in dem sich Dichtungsflüssigkeit befindet, wodurch ne ben der Dichtwirkung zugleich auch eine Dämpfung der Bewegungen des Speichergefässes im Verlauf der Verbrauchsmessung erreicht werden kann. Das Spei chergefäss 3 ist im Beispiel zylindrisch ausgebildet und mittels des Haltesterns 28 in der Stange 24 angeschlossen.
Die Belüfung des unteren Gehäuses erfolgt durch den Rohrstutzen 31, an dessen äusse- rem Ende die Rückschlagsicherung 32 sitzt.
Die dargestellte Vorrichtung wirkt wie folgt : Zum Füllen des Speicbergefässes gelangt der flüssige Betriebsstoff vom Zuführuagsrohr 25 durch die Leitung 4 in das Speichengefäss, wobei dem Motor durch die Leitung 26 Kraftstoff zugeführt wird. Bis die durch die Grösse des Nettogewichtes 8 bestimmte Flüssigkeitsmenge in das Speichergefäss gelangt ist, hat sich der Waagebalken 6 entgagen dem Drehsinn des Uhrzeigers so weit verschwenkt, dass die Kontakte 13, 16 und 17 aneinander liegen. Dies bewirkt durch eine nicht dargestellte, an sich bekannte elek- trische Schaltung die Schliessung des elektrisch ge- steuerten Ventils 29, wogegen das Ventil 30 geöffnet bleibt.
Zur einleitung der Verbrauchsmessung be darf es der Schliessung des Ventils 30, die ebenfalls in bekannter Weise auf elektrischem Wege durch Betätigung eines Schalters erfolgt, wobsi gleichzeitig das Ventil 29 geöffnet wird. Nun sauge der Motor Kraftstoff aus dem Speichergefäss ab, wobei durch die Kontaktgruppe 13, 16 und 17 die für die Bestimmung des Verbrauches notwendigen messgeräte, wie etwa ein Zähler für die Kurbelwellenumdrehun- gen des Motors und eine Stoppuhr, eingeschaltet werden.
Ist das Speichergefäss so weit entleert, dass sich der Waagebalken in der Endstellung befindet, in der die Kontakte 14 und 18 aneinander liegen, so werden durch diese Kontakte Stromkreise geschlos- sen, die einerseits'die Messgeräte wieder stillsetzen und anderseits das Ventil 30 wieder öffnen, so dass wiederum der Motor unmittelbar aus der Zuleitung 25 mit Kraftstoff versorgt wird und nach Öffnung des Ventils 29 die Füllung des Speichergefässes ein- setzen kann.
Die Teile der elektrischen Schaltung sind zweckmässig in dem oberen Gehäuse 1 eingebaut, weil dieses mit Hilfe des Deckels 7 gasdicht verschliessbar ausgebildet werden kann, so dass, auch bei Verwendumg der Vorrichtung für leicht brenn- bar, Flüssigkeit die Gefahr der Entzündung von Kraftstoffdämpfen beim Arbeiten der Vorrichtung ausgeschaltet ist.
Wird die Vorrichtung nur für Verbrauchsmessungen mit kleinen Flüssigkoitsmengen verwendet, so kann nach Ausbau des Uborsetzungsgliedes 21 ein entsprechend kleineres Speichergefäss an den Waagebalken unmittelbar angehängt werden. Dabei ist es unter Umständen möglich, dieses kleinere Speichengefäss in dem Obergehäuse l unterzubrin- gen, soferne keine Gefahr einer Entzündung durch Funken an den Kontakten besteht. In diesem Fall ist das untere Gehäuse entbehrlich, das dank der beim ausführungsbeispiel angewendeten Baukastenbauweise vom oberen Gehäuse leicht getrennt und für sich allein benützt werden kann.
Entsprechend dem kleineren Speichergefäss ist die Zuführungs-und Absaugeinrichtung durch eine solche kleineren Durchmessers zu ersetzen. Dabei wird vorteilhaft so vorgegangen, dass das speichergefäss hinsichtlich seiner Abmessungen und seines Gewichtes entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des Übersetzungs glicdes, das sich aus dem Abstand der Gehänge am Übersetzungsgtied 21 von dessen fester Drehachse 22 ergibt und im vorliegenden Ausführungsbeispiel 1 :
10 beträgt, vrkleinert wird, so dass auch bei Verwendung des kleineren Speicherbehälters dasselbe Taragewicht verwendet werden kann, wobei selbst- verständlich noch zu beachten ist, dass bei Verwendung des kleineren Speichergefässes im Gegensatz zur dargestellten Anordnung auch die Einwirkung des Gewichtes des Übersetzungsgliedes und dessen Ge stänge, auf den Waagebalken entfällt.
Fine weitere Vereinfachung in der Anwendung der Vorrichtung in dem sich nach Ausbau des Über- setzungsgeliedes ergebenden Messbereich tritt dann ein, wenn die Leitung 4 für das kleinere Spcichergefäss so. ausgebildet ist, dass die Volumen der, in die Flüssigkeitsfüllung der Speichergefässe eintauchenden Teile der Zuführungs-und Absaugleitung bei den beaden Speichergefässen sich wie das Übersetzungs- verhältnis des Übersetzungsgliedes verhalten.
Diese Forderung ist dann erfüllt, wenn sich der innere Durohmesser des Speichergefässes zum Aussendurch- messer des zugehörigen Zuführungs-und Absaug- rohres bei beiden Speichergefässen gleich verhält.
Die Auswechslung des Speicbergefässes md damit der Übergang von einem Messbereich zum ande- ren wird vereinfacht, wenn die zur Vermeidung von kantenpressungen in den zweckmässig als Schnei- denalager ausgebildeten Angriffsstellen der Aufhän gungen der Gewichte und des Lenkerxs 12 vorge sehenen Gelenke 15, wie in Fig. 3 ersichtlich, als Steckbolzenverbindung ausgebildet sind. Das gabelförmige Ende des einen der zu verbindenden Teile weist hierzu Öffnungen 34 auf, in welchen die zylin- drischen Enden 35 des Bolzens 33 liegen.
In der Mitte besitzt dieser Bolzen eine flache Umfangsnut 36, in die das Gehänge 37 mit dem durch beiderseitiges Ansenken kammförmigen Rand der Bohrung 38 eingreift. Die Fixierung des Bolzens im Gelenk erfolgt durch die Kräfte, die eine Trennung der so verbundenen Teile herbeizuführen bestrebt sind.
An dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind selbstverständlich noch mannigfache konstruktive Änderungen möglich, ohne das hierdurch der Rah men der Erfindung überschritten würde. So kann etwa für die Anordnung auch des Speichergefässes, das am Waagebalken unmittelbar aufgehängt wird, in den beiden Gehäusen eine weitere Durchtritts- offnung für die Aufhängung dieses Speichergefässes vorgesehen sein.