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Ablesevorrichtung für Meßinstrumente. Gegenstand der Erfindung bildet
eine Ablesevorrichtung für Meßinstrumente, beispielsweise Barometer, Arnperemeter,
Manometer, Altimeter usw.
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Bekannt sind Meßinstrumente, die als Anzeiger eine feste Skalenteilung
und einen gegenüber dieser beweglichen spiralförmigen Zeiger besitzen. Von den bekannten
Vorrrichtungen dieser Art unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand hauptsächlich
dadurch,
daß auf einer Deckscheibe die feststehende Gradeinteilung
am Rande eines geradlinigen Schlitzes angeordnet ist, während auf der unter der
Deckscheibe liegenden drehbaren Scheibe eine oder mehrere Spiralen als bewegliche
Zeiger so angeordnet sind, daß die raclial liegende feste Gradteilung der oberen
Deckscheibe die Spirale der unteren Scheibe in einem Punkte schneidet, der dann
den gesuchten Meßwert angibt.
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Auf der Zeichnung stellt Abb. i ein Schema dar, wie die auf der Scheibe
befindlichen Kurven erhalten werden; Abb. 2-, 3 und 4 zeigen als Ausführungsbeispiel
einen gemäß der Erfindung ausgerüsteten Barometer, wobei Abb. :2 eine senkrechte
Schnittansicht desselben, Abb- 3 eine Draufsicht der Meßsch#eibe, "i#,bb.
4 einen abgeänderten Teil und -,#,bb. 5 eine Meßscheibe mit einem Netz von
Kurven darstellt; Abb. 6 veranschaulicht in der Draufsicht eine Vorrichtung,
die gleichzeitig als Barometer wie als Höhenmesser dient; die Abb. 7 bis
io betreffen Vorrichtungen, die außer der Hauptspirale noch eine oder inehrere Hilfsspiralen
aufweisen züm Anzeigen der Einheiten niedriger Ordnung, wobei Abb. 7 die
Ansicht, Abb. 8 den senkrechten Schnitt des Höhenmessers darstellen; Abb.
9 zeigt eine Abänderungsforrn der Vorrichtung gemäß Abb. 8 und Abli.
io endlic4 eine Vorrichtung mit einer einzigen Hilfskurve und mehreren radialen
Gradteilungen zum Ablesen der Einheiten niedriger Ordnung.
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Das Barometer gemäß Abb. 2 und 3 ist, abgesehen von der noch
näher zu beschreibenden Ahlesevorrichtung, von bekannter Bauart: Seine luftleere
Kammer i ist von der je nach dein atmosphärischen Druck sich mehr oder weniger
krümmenden Aneroidmeinbran 5 abgedeckt, in deren Mittelpunkt die Stange
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auf einen Daumen 6 wirkt, wodurch die Welle 7 sich dreht.
Ein Daumen 8 der Welle 7
legt sich in eine uni die zwischen den Platteu
i i und 14 gelagerte Mittelachse io schwingbare Gabel g. r' Die Gabel
9 bildet den linksseitigen Arm eines SeginentheIwis 12, desseii Zähne mit
einem Rädchen 13 in Eingriff stehen.
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Die Welle dieses gleichfalls zwischen den Platten i i und 14 gelagerten
Rädchens trägt eine Scheibe j5, auf die eine Kurve C aufgetragen ist, wie
sie die Abb. i zeigt. il)er dieser Scheibe ist nun eine zweckmäßig durchsichtige
Deckplatte 16 angeordnet, in der sich ein Fenster 17 in Form eines geradlinigen
Schlitzes befindet, dessen eine Kante in ihrer .Verlängerung durch die Drehachse
der Scheibe geht. Entlang dieses Schlitzes liegt ein Meßstab 18 mit gleichen
Teilungen ig.
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Die auf die Scheibe 15 gezeichnete Kurve C wird gemäß Abb.
i erhalten, indem man in koordinierten Pollinien die Abweichungen der zu messenden
Größe nach Maßgabe der Winkelverschiebung der Scheibe wie folgt überträgt: Auf eine
Grade OLI-, die mit der Polachse Ox einen Winkel al einschließt und die einer bestimmten
relativen Lage der Scheibe und des Meßstabes entspricht, trägt man eine Länge OM:1-r"
proportional dem entsprechenden Wert des barometrischen Druckes auf. -\lan verfährt
in derselben Weise mit den Geraden 1,1, 1,2 tisw.. und indem man die entstehenden
Punkte M', M2, M3 U.SW. miteinander verbindet, ergibt sich die Kurve C (Abb. i).
Die Teilung ig (Abb. 3) setzt sich aus denselben proportionalen Einheiten
zusammen, die bei der Konstruktion der Kurve gewählt worden sind, woraus hervorgeht,
daß ein Punkt a, in dein die Kurve C den Meßstab schneidet, den Wert des barometrischen
Druckes (z. B. in Millimetern der Ouecksilbersäule) angibt; wenn eine genauere Messung
erwünscht ist, kann man dem Meßstab noch einen entlang der Teilung ig beweglichen
Schieber beiordnen. Statt daß die Kurve C
auf die Scheibe 15 aufgetragen
wird, kann man eine Platte anwenden, die selbst nach den Umrissen der Kurve zugeschnitten
ist. Ebenso kann man aus Draht 2o eine verkörperte Kurve C bilden (Abb. 4),
die einerseits mit der Achse:2i, anderseits mit einem radialen Arin:22 fest verbunden
ist.
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Mittels der kreisförmigen Scheibe kann man auch die Temperaturschwankungen
in Rechnung setzen. Man trägt in diesem Falle ein Netz von Kurven CO, C",
C2 ... entsprechend den Temperaturen tO, t', il ... auf. Die
vom Thermometer angezeigte Wärme sei z. B. t2 , dann liest man im Schnittpunkt
auf cler Gradteilung ig den barometrischen Druck ab (Abb, 5).
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Die Abb. 6 zeigt den Erfindungsgegenstand angewendet auf einen
Barometerhöhenmesser (Altirneter). Hier sind auf die Scheibe io außer den Kurven
CO, Cl, C, entsprechend den '1.'einperattiren t', t',
t', noch die Kurven G',
Gl, G' gezeichnet, welche die Höhe über dem Meeresspiegel
für dieselben Temperaturen angeben.. Diese Höhe wird abgelesen von einem i\Ießstal)
23, der ähnlich dem Meßstab 18 ist und entlang eines Rahmens 2,4 liegt, indem
der .\leßstal):23 in Höhengrade geteilt und der lZahmen 24 an die gemeinsame Achse
der t>
Scheiben 15 und 16 angelenkt ist. Durch eine Schraube 26 kann
der Winkel, den die Meßstäbe 23 und 18 einschließen, geändert werden, so
daß man die lokalen atmosphärischen Unterschiede oder die Höhe der Anfangsstation
mit
in Rechnung ziehen kann, -wenn der Höhenunterschied von zwei Stationen gemessen
werden soll.
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Der Höhenmesser, der beispielsweise in den Abb. 7 und
8 gezeigt ist, besitzt eine auf einer Tragplatte33 drehbar gemachte transpaxente
Scheibe 15, deren Welle 34 von der Aneroidmembran einer luftleeren Kammer
(in der Zeichnung fortgelassen) gesteuert wird. Atd der Scheibe15 befindet sich
die SpiraleC, und hinter der Scheibe ist ein MeßstabF angeordnet, der es gestattet,
infolge der Schnittpunkte mit der Spirale die Zahl der Millimeter von Metern abzulesen,
die in dem Höhenwert enthalten sind.
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Auf die Scheibei5 sind noch andere Spiralen c0, c",
c2 ... aufgetragen, und ein hinter der Scheibe 15 befindlicher
zweiter Meßstab. f
gibt im Schnittpunkt mit einer der Kurven die Zeichen in
Hunderten und Zehnern von Metern der Höhe an. Man erhält hiernach den Höhenwert
durch zwei nacheinanderfolgende Ablesungen, eine auf dem Meßstab F mit Hilfe der
Kurve C, die andere auf dem Meßstab f mit Hilfe der diesen jeweils
schneidenden Kurven CO, Cl-, C2 . . .
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Um jede Verwirrung zu vermeiden, einpfiehlt es sich, die Kurve C einerseits
und die Kurven cO, cl, c2 ... anderseits verschiedenfarbig auszuführen.
Der Deckel 16 vor der Drehscheibe 15 erhält zwei Fensterausschnitte, die sich mitden
MeßstäbenFund f decken.
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Wenn man das Zeichen der abgeschätzten Höhe in bezug auf eine bestimmte
Station erhalten will, so ist es vorteilhaft, die Vorrichtung so einzurichten, daß
die Meßstäbe verstellt werden können, um ihre Nullpunlde zu verlegen. Abb.
8 zeigt eine solche Einrichtung, worin der MeßstabF, mittels GleitstÜckes
35 in einer Nut 36 der Stützplatte 33
geführt, ein Gewindelager37
für eine Stellschraube38 trägt. Indem man die Schraube 36 dreht, wird der
ganze Meßsta#bF gehoben oder gesenkt. Der Meßstabf ist mit einer ähnlich wirkenden
Vorrichtung versehen, die seine Gradteilung zu verschieben gestattet.
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Die Hilfskurven cl, cl, c' brauchen nicht die HauptkurveC zu schneiden;
sie können vielmehr an einem äußeren Flächenring der Scheibe 15 allein angeordnet
sein, während der mittlere Teil der Scheibe die Hauptspirale C allein aufnimmt.
In Abb. 9 ist eine derartige Einteilung bei einem Urnlaufzähler angenommen.
Die Hunderter sind auf dem Meßstab F mit Hilfe der Hauptspirale C, die Zehner auf
dein Meßstab f mit Hilfe der Kurven c0, cl, c2 abzulesen. Man erhält
die Ziffer der Einer durch Interpolation auf dem letztgenannten Meßstab nach Sicht.
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Die Vorrichtung ist geeignet zum Messen einer Größe, die nach einem
beliebigen Gesetz schwankt in bezug auf die Winkelverschiebung der bewegten Organe.
Wenn die Größe sich proportional zu dieser Winkelbewegung ändert, wie beispielsweise
im Falle eines den atmosphärischen Druck bestimmenden Barometers, so werden die
Kurven c0, cl, c2 ...
übereinandergelegt, so daß nur eine einzige
dieser Kurven zur Benutzung gelangt; dafür kommen auf die Scheibe mehrere Gradteilun-,en
in passender Waise zur Verteilung. Di ese Anordnung zeigt z. B. die Abb. io. Die
Einheiten höherer Ordnung werden mit Hilfe der Spirale C auf der Gradteilung
F, die Einheiten niederer Ordnung dagegen vermittels der einzigen Kurve c im Schnittpunkt
der Hilf sgradteilungen f", fl-, f' . . . abgelesen.
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Ebenso wie die Hauptkurve können auch die Hilfskurven durch einen
starren Draht verkörpert oder durch entsprechendes Beschneiden der Scheibe kenntlich
gemacht sein.
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Die Genauigkeit der Messung kann ferner durch eine entlang des Meßstabes
verschiebbar angeordnete Schublehre erhöht werden.
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Wie aus den erläuterten Ausführungsbeispielen hervorgeht, kann die
Erfindung vielfältigen Zwecken dienstbar gemacht werden; immer wirken dabei eine
feste Scheibe mit einem (oder mehreren) eine Gradteilung darstellenden Schlitz und
eine mit ein-er (oder mehreren) Spiralen versehene bewegliche Scheibe derart zusammen,
daß die Schnittpunkte der Spiralen mit der entlang des Schlitzes liegenden Gradteilung
die Hauptrolle spielen.