Titel: | Die Wassermesser für Hausleitungen. |
Autor: | L. Sell |
Fundstelle: | Band 302, Jahrgang 1896, S. 73 |
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Die Wassermesser für
Hausleitungen.
Von Dr. L.
Sell.
(Schluss des Berichtes S. 49 d. Bd.)
Mit Abbildungen.
Die Wassermesser für Hausleitungen.
Etwas später wird von Thomson noch eine andere, nahe
verwandte Art der Führung des Kugelzapfens in Vorschlag gebracht (Amerikanisches
Patent Nr. 452486). Der untere Theil des Scheibengehäuses wird mit einer
kegelförmigen Ringnuth ausgerüstet (Fig. 97), in
welcher sich der untere Kugelzapfen führt. Statt dessen kann auch ein am Gehäuse
fester Zapfen Anwendung finden, der sich in einer, in die Kugel eingegrabenen
Ringnuth führt (vgl. amerikanisches Patent Nr. 452489). Eine weitere Art der Führung
ist von Frank Lambert angegeben und in zwei
Ausführungsformen in den amerikanischen Patentschriften Nr. 490025 und Nr. 490026
beschrieben worden. Bei der ersten ist die Kugel central und senkrecht zur Scheibe
durchbohrt und in die Durchbohrung ist ein Cylinder, durch den die zum Zählwerk
führende Achse schräg hindurchgeht, eingesetzt. Wenn die Scheibe in Schwingbewegung
geräth, dreht sich der in der Kugel befindliche Cylinder wie eine Achse in ihren
Lagern und überträgt ihre Drehbewegung auf die Zählwerksspindel.
Textabbildung Bd. 302, S. 73
Fig. 97.Scheibenführung von Thomson.
Bei der zweiten Ausführungsform ist der cylindrische Körper an der Scheibe befestigt
und in der aus zwei getrennten Hälften bestehenden Kugel eingebettet. Hier werden
durch die Schwingbewegung der Scheibe die Kugelhälften in drehende Bewegung versetzt
und mit ihnen je ein an denselben festsitzender Zapfen, deren oberer die
Zählwerksspindel ist.
Alle diese Anordnungen besitzen nun aber den Uebelstand, dass sie ihre Aufgabe, einen
dauernden Contact zwischen Scheibe und Gehäuse herzustellen, nur zu genau erfüllen.
Solange sich kein Widerstand zwischen Scheibe und Gehäuse einfügt, ist das ja sehr
erwünscht. Ist aber doch einmal ein Fremdkörper, trotz aller Vorkehrungen dagegen,
in das Innere des Scheibengehäuses gelangt, so können die soeben angegebenen starren
Führungen dem Messer leicht verhängnissvoll werden.
Man hat daher für die Herstellung elastischer Führungen Sorge getragen, d.h. solcher,
die zwar starr genug sind, um die Scheibe fest gegen das Gehäuse zu pressen, wenn
keine festen Körper vorhanden sind, die sich dem widersetzen, die aber doch zu
gleicher Zeit elastisch genug sind, um eine geringe Entfernung der Scheibe vom
Gehäuse zuzulassen, wenn etwa die Scheibe auf einen in das Gehäuse hineingerathenen
Fremdkörper drückt.
Das älteste Beispiel einer solchen elastischen Führung bei Scheibenmessern dürfte der
bereits oben erwähnte, unter Nr. 387831 in Amerika patentirte Messer von Thomson darbieten (vgl. Fig. 86).
Hier ist der Kugelzapfen, auf dessen oberes Ende eine Führungsrolle lose, in der
Zapfenrichtung verschiebbar aufgesetzt ist, etwa von der Mitte der Kugel an
abgesetzt, so dass jeder Druck, den ein zwischen Scheibe und Gehäuse gerathener
Fremdkörper auf die Scheibe ausübt, auf einen verhältnissmässig langen elastischen
Hebelarm wirkt.
Textabbildung Bd. 302, S. 73
Fig. 98.Scheibenführung von Thomson.
Diese Methode der elastischen Führung ist aber nur unter Voraussetzung einer vollen
Kugel anwendbar. Andererseits ist die Anwendung von Hohlkugeln, wegen des geringeren
Gewichtes und Materialverbrauches derselben, zuweilen vorzuziehen.
In der amerikanischen Patentschrift Nr. 452485 gibt nun Thomson auch für den Fall der Anwendung von Hohlkugeln eine elastische
Führung an (Fig. 98).
In das Scheibengehäuse wird von unten her ein bis zu einem gewissen Grade elastischer
Stift eingeschraubt, welcher in die Kugel hineinragt und gegen einen gleichfalls in
die Kugel hineinragenden Führungskegel anliegt. Damit der Stift auch bei der
Bewegung der Scheibe keinen Widerstand an der Kugelwandung findet, ist das untere
Kugelsegment abgeschnitten, wodurch zugleich eine Verminderung der reibenden Fläche
erzielt wird.
Textabbildung Bd. 302, S. 73
Fig. 99.Scheibenführung v. Lambert.
Eine andere Anordnung hat sich Frank Lambert von der Thomson Meter Company in New Jersey unter Nr. 511705 in
Amerika patentiren lassen. Dieselbe ist in Fig. 99
zur Darstellung gebracht. Die Achse des Anfangstriebes des Zählwerkes ist nach unten
hin so weit verlängert, dass sie den Kugelzapfen berührt, welch letzterer sich an
dem abgerundeten Ende der Triebachse führt. Wird die Zählwerksachse von einem
elastischen Material gewählt, so gibt sie nach, sobald ein Fremdkörper sich zwischen
Scheibe und Scheibengehäuse einschiebt. Zur Erhöhung ihrer elastischen
Nachgiebigkeit kann die Spindel nicht rein cylindrisch sein, sondern muss an einer Stelle etwas
schwächer gestaltet werden, wie aus der Zeichnung zu ersehen.
Zu erwähnen ist endlich noch eine sehr einfache, allerdings auch wenig zuverlässige
Art, die Berührung der Scheibe und des Gehäuses dauernd zu sichern, ohne doch
Kippbewegungen der Scheibe beim Eintritt von Fremdkörpern in das Gehäuse
auszuschliessen. Dieselbe besteht darin, den Schwerpunkt der Kugel – oder
allgemeiner des ganzen Scheibenkolbens – nicht in den Mittelpunkt der Kugel, sondern
mehr nach oben zu verlegen, so dass der Kolben in Folge labilen Gleichgewichtes
jederzeit das Bestreben hat, mit der Scheibe gegen das Gehäuse hin zu fallen. Diese
Anordnung ist von Thomson in der bereits erwähnten
amerikanischen Patentschrift Nr. 476102 angegeben.
Selbst die beste Führung des Scheibenkolbens muss aber wirkungslos bleiben, wenn die
Scheibe nicht so beschaffen ist, dass sie im Stande ist, sich während ihrer ganzen
Bewegung dicht an das Gehäuse anzuschliessen. Bei der Herstellung der Scheibe
versteht es sich zwar von selbst, dass man darauf achtet, dass dieselbe entweder
eine Ebene oder eine Kegelfläche bilde. Indessen kann es beim Gebrauche vorkommen,
dass die Scheibe ihre ursprüngliche regelmässige Gestalt verliert, so dass sie nicht
mehr in ihrer ganzen Breite an dem Gehäuse anliegt.
Textabbildung Bd. 302, S. 74
Fig. 100.Scheibe von Thomson.
Nun könnte man diesen Uebelstand zwar dadurch vermeiden, dass man die Scheibe sehr
stark und aus einem Metall herstellt, welches vom Wasser nicht oder nur wenig
angegriffen wird. Dadurch würde aber die Kugel unnöthig belastet; auch ist Metall,
welches dem Einflüsse des Wassers dauernd zu widerstehen vermag, verhältnissmässig
theuer. Zur Beseitigung dieses Uebelstandes wurde schon im Jahre 1886 von James Davies vorgeschlagen (Englisches Patent Nr.
13571), die Scheibe aus zwei durch Stege oder Ringflanschen mit einander verbundenen
Hälften aus Blech herzustellen. Später (D. R. P. Nr. 63928) ist dieser Gedanke auch
von Thomson aufgenommen worden (Fig. 100). Nur will Thomson die Hohlräume (auch der Kugel) mit Kork füllen, und zwar in dem
Maasse, dass der Scheibenkolben annähernd das specifische Gewicht derjenigen
Flüssigkeit erhält, in welcher der Messer arbeiten soll.
Um selbst bei Anwendung einer einzigen Blechlage eine hinreichende
Widerstandsfähigkeit gegen Formveränderungen zu erzielen, hat Thomson auch versucht (Amerikanisches Patent Nr.
476102), die Scheibe gewölbt herzustellen; wobei natürlich das Scheibengehäuse nicht
mehr aus Kegelstumpfen, sondern aus zwei entsprechend gewölbten Hälften zu bilden
ist.
An Stelle von Metall hat man auch sonst in der Wassermessertechnik vielfach Hartgummi
angewandt, welches Material eine ausserordentliche Widerstandsfähigkeit gegen die
zerstörenden Einflüsse des Wassers besitzt und dabei nahezu im Wasser schwimmt.
Wegen der genannten Eigenschaften hat Hartgummi auch bei der Herstellung der
Scheibenkolben von Scheibenwassermessern eine ausgedehnte Anwendung gefunden.
Da nun aber die mechanische Beanspruchung der Scheibenkolben durch Druck und Stoss
eine sehr beträchtliche ist, und Hartgummi in dieser Hinsicht nicht so
widerstandsfähig ist, als gegen chemische Reagentien, so hat man darauf Bedacht
nehmen müssen, die Hartgummikolben zu verstärken. Zu diesem Zweck bildet Thomson (Amerikanisches Patent Nr. 471295 und D. R. P.
Nr. 63928) ein der Form des Kolbens entsprechendes Metallgerüst, welches er mit
Hartgummi umgibt, der darauf vulcanisirt wird (Fig.
101). Um eine feste Verbindung zwischen der Metalleinlage und dem
Hartgummiüberzuge zu erhalten, wird die Metalleinlage auf der Oberfläche in irgend
einer Weise aufgerauht oder mit Unebenheiten und ausserdem mit zahlreichen
Durchbrechungen versehen, durch welch letztere hindurch sich der beiderseitige
Hartgummiüberzug zu einem Ganzen zusammenschliesst.
Textabbildung Bd. 302, S. 74
Fig. 101.Scheibe von Thomson.
John C. Kelley in Brooklyn begnügt sich (Amerikanisches
Patent Nr. 534748) mit einem Metallgewicht von einfacherer Construction (Fig. 102 und
103).
Er verbindet einen äusseren und einen inneren Metallring in sehr primitiver Weise
durch einzelne Querrippen mit einander. Wenn das auf diese Weise entstehende System
auch nicht die Festigkeit des Thomson'schen besitzt, so
dürfte es doch im Allgemeinen für ausreichend zu erachten sein.
Durch die letzterwähnten Verstärkungseinlagen wird zwar ein weitgehender Schutz gegen
Bruch der Scheibe gewonnen; ein Verziehen, Werfen
und namentlich Faltigwerden, wie es insbesondere eintritt, wenn gewöhnlicher
Hartgummi in heisses Wasser kommt, wird dadurch jedoch nicht gänzlich
ausgeschlossen. Um dem Hartgummi seine Neigung zur Formänderung bei Einwirkung hoher
Temperaturen zu nehmen, ist von Frank Lambert in der
amerikanischen Patentschrift Nr. 452479 vorgeschlagen worden, den Hartgummi nach der
Vulcanisirung und vorläufigen Bearbeitung stark zu erhitzen und darauf schnell
abzukühlen und eventuell dieses Verfahren vor der definitiven Bearbeitung mehrmals
zu wiederholen. Das Verfahren ist auch von Thomson in
der ziemlich gleichzeitigen deutschen Patentschrift Nr. 63928 beschrieben.
Textabbildung Bd. 302, S. 74
Scheibe von Kelley.
Später (Amerikanisches Patent Nr. 520196) ist von Thomson eine Ergänzung des Verfahrens angegeben worden. Die Lambert'sche Behandlungsweise von Hartgummigegenständen
schützt dieselben zwar im Wesentlichen vor nachträglichen Formveränderungen,
Faltigwerden der Oberfläche u. dgl., aber sie hat keinen Einfluss auf die
Festigkeit. Der gewöhnliche Fabrikationsprocess, der durch Pressung gewünschte
Formen herstellt, erzeugt Spannungen im Material, welche die Haltbarkeit der
betreffenden Gegenstände in derselben Weise beeinträchtigen, wie die Spannungen, insbesondere
Oberflächenspannungen schlecht gekühlter Glasgegenstände. Bei letzteren sucht man
dem Uebel durch vorsichtiges, langsames Abkühlen zu begegnen, und das ist auch im
Wesentlichen der von Thomson bei Hartgummigegenständen
eingeschlagene Weg. Er stellt die gewünschten Formen durch Druck unter Anwendung von
Wärme her und steigert beides so lange, bis das Material plastisch wird; dann hebt
er den Druck auf und lässt langsam abkühlen.
Es ist nicht unwahrscheinlich, dass, wenn die Spannungen im Material der
Kolbenscheiben schon bei der Fabrikation beseitigt sind, dann nachträgliche
Formveränderungen kaum mehr auftreten werden, so dass das Lambert'sche Verfahren entbehrlich würde.
Auch in anderer Hinsicht ist die Wahl des Materials für die Scheibenkugel von
ausserordentlicher Bedeutung. Bekanntlich hängt die Grösse der Reibung zweier auf
einander gleitender Körper nicht nur von der Grösse der reibenden Flächen, sondern
mehr noch von der Oberflächenstructur und der Natur des Materials ab. Dass man die
Oberflächen zweier Körper, welche mit möglichst geringer Reibung auf einander
gleiten sollen, von vornherein nicht rauh, sondern glatt macht, ist ja
selbstverständlich; welches Material man wählen muss, um die Reibung möglichst
gering zu machen, versteht sich dagegen nicht von selbst.
Nun ist es eine alte Gepflogenheit, zum Zwecke der Verminderung der Reibung die Lager
aus anderem Material zu wählen als die Achse o. dgl., welche in den Lagern laufen
soll. Da Hartgummi und Metall in ihrem Zusammenwirken günstige Reibungsverhältnisse
bieten, pflegt man das Gehäuse aus Metall, die Kugel aber entweder aus Hartgummi
oder mit einem Hartgummiüberzug herzustellen. Derselbe Zweck wird erreicht, wenn man
das Scheibengehäuse, wenigstens in denjenigen Theilen, in denen es mit der Kugel in
Berührung kommt, aus Hartgummi herstellt. Eine solche Anordnung ist neuerlich von
Lewis Hallock Nash in South Norwalk, dem Vertreter
der National Meter Company in New York, vorgeschlagen
worden (Amerikanisches Patent Nr. 527537).
Auch die übrigen Patente der Serie amerikanischer Patente, welche Nash auf Scheibenmesser genommen hat (Nr. 527534 bis
Nr. 527539) – der Gesammtheit derselben entspricht das englische Patent Nr. 19635
vom Jahre 1894 –, betreffen im Wesentlichen die Construction des
Scheibenkolbens.
Textabbildung Bd. 302, S. 75
Fig. 104.Messer von Basset.
In anderer Weise sucht George B. Basset in Buffalo
insbesondere bei grossen Messern die Reibung zwischen der Kugel des Scheibenkolbens
und ihrem Sitz herabzusetzen (Amerikanisches Patent Nr. 501203). Anstatt die Kugel
mit ihrem ganzen unteren Theil auf der Fläche des Gehäuses schleifen zu lassen,
lagert er sie mit dem grösseren Theil der reibenden Fläche auf Kugeln, die in einen
Hohlraum des Gehäuses eingebracht werden. Natürlich muss diese Kugeltasche an ihrem
Rande von der Kugel des Kolbens gegen den Messraum des Scheibengehäuses
abgeschlossen sein, damit nicht Wasser durch sie hindurch vom Einlass zum
Auslass dringt (Fig. 104).
Die Reibung zwischen Kugel und Gehäuse bildet aber nur einen Theil der Gesammtreibung
zwischen Scheibenkolben und Gehäuse. Zu berücksichtigen ist des weiteren noch die
Reibung zwischen dem Scheibenrande und der Gehäusewand, zumal an dieser Stelle die
Geschwindigkeit des Scheibenkolbens am grössten ist, und endlich die Reibung der
Trennungswand im Gehäuseschlitz.
Schon James Davies hatte in der englischen Patentschrift
Nr. 1357 vom Jahre 1886 verschiedene Mittel zur Verminderung der Reibung zwischen
Scheibenrand und Gehäuse angegeben. Ein völlig dichter Anschluss der Scheibe an das
Gehäuse sollte nach seiner Angabe nicht unbedingt erforderlich sein, vielmehr sollte
eine „Wasserpackung“ genügen, die dadurch gewonnen werden könnte, dass man
den Scheibenrand mit einer Rille oder Nuth versähe. In diese Rille legt sich dann
ein festliegender Wasserring ein, der eine vollkommene Abdichtung zwischen Scheibe
und Gehäuse herstellt.
Nach einer zweiten von Davies angegebenen Methode sollte
die Reibung zwischen Scheibe und Gehäuse durch Zuschärfung des Scheibenrandes, also
Verkleinerung der reibenden Fläche, herabgesetzt werden. Auch die in Fig. 101 dargestellte Thomson'sche Scheibe besitzt einen nach dem Rande hin abnehmenden
Querschnitt. Die grössere Stärke der Scheibe in den der Kugel benachbarten Theilen
soll nach Thomson's Absicht zugleich eine grössere
Sicherheit gegen Bruch gewähren, da gerade hier die Beanspruchung durch Reibung an
der Trennungswand am grössten ist.
Der Davies'sche Gedanke, den Scheibenrand mit einer
scharfen Kante zu versehen, ist in neuester Zeit von Lewis
Hallock Nash wieder aufgenommen worden. Aber Nash will nicht die ganze Scheibe gegen den Rand hin in eine scharfe Kante
auslaufen lassen, sondern nur eine scharfe Kante auf die im Uebrigen gleichförmig
dicke Scheibe aufsetzen, wie aus Fig. 105 zu ersehen
ist (vgl. englisches Patent Nr. 19635 vom Jahre 1894).
Textabbildung Bd. 302, S. 75
Fig. 105.Scheibenrand von Nash.
Da die Scheibe von dem strömenden Wasser nach der Auslasseite hin gedrängt wird, so
findet hier eine besonders starke Reibung statt, wenn im Ruhezustande des Messers
die Scheibe überall gleichmässig gegen die Gehäusewand anliegt. Um diesem mit der
Zeit wachsenden Uebelstande zu begegnen, zieht es Nash
vor, den Rand der kreisförmigen Scheibe in dem dem Auslasse zugekehrten Quadranten
abzuschneiden, so dass hier im Ruhezustande und solange der Messer neu ist,
überhaupt keine Berührung stattfindet (vgl. Fig.
107).
Zur Verminderung der Reibung der Trennungswand im Scheibenschlitz schärft man die den
Schlitz begrenzenden Scheibenkanten zu, so dass eine Berührung stets nur in einer
Linie stattfindet. Um die Reibung weiter herabzusetzen, lässt Thomson die Ränder des Scheibenschlitzes in der
Nachbarschaft der Scheibenkugel von der Trennungswand zurücktreten, so dass hier, wo
die Beanspruchung der Scheibe am grössten sein würde, überhaupt keine Berührung
zwischen Scheibe und Trennungswand stattfindet (vgl. D. R. P. Nr. 56745), Fig. 106.
Auch Nash hat sich neuerlich – auch in Deutschland unter
Nr. 86190 – Scheibenkolben mit Ausschnitten in der Nähe der Trennungswand patentiren
lassen (Fig. 107). Während sich aber bei der
Thomson'schen Scheibe diese Ausschnitte 65 im centralen Scheibentheil befinden, ordnet Nash seine Ausschnitte 47,
48 an der Peripherie der Scheibe an.
Die Wirkung dieser Ausschnitte ist hinsichtlich der Verminderung der Reibung zwischen
Scheibe und Trennungswand derjenigen der Thomson'schen
vollkommen entsprechend; auch tragen beide Arten von Ausschnitten auf gleiche Weise
zur Erleichterung des Druckausgleiches zwischen den Kammern oberhalb und unterhalb
der Scheibe bei. Die Nash'schen Ausschnitte haben
jedoch vor den Thomson'schen wenigstens einen Vorzug; sie erleichtern die Entfernung etwa in
das Scheibengehäuse gelangter Fremdkörper, die immer die Neigung haben, nach dem
Aussenrande des Scheibengehäuses zu wandern.
Textabbildung Bd. 302, S. 76
Fig. 106.Scheibe von Thomson.
Nach der deutschen Patentschrift ist diesen Ausschnitten 47,
48 bei Nash noch eine weitere Function
zugewiesen: sie sollen einen sichereren Gang des Messers bewirken. Wie diese Wirkung
zu Stande kommt, ist zwar nicht hinlänglich erläutert, doch erscheint es wohl
glaublich, dass zur Zeit der Annäherung des Scheibenschlitzes an die Gehäusewand
bezieh. wenn der Rest des Inhaltes einer Auslasskammer aus derselben herausgepresst
wird und eine Einlasskammer in eine Auslasskammer übergeht, gewisse Störungen,
Hemmungen der Scheibe o. dgl., eintreten, die durch Verbindung der über und unter
dem Kolben gelegenen Kammern beseitigt werden können.
Eine weitere Quelle der Reibung resultirt aus der Nothwendigkeit einer Abdichtung
zwischen der das Scheibengehäuse umschliessenden Druckkammer und dem Anzeigewerk.
Auch hierauf hat Thomson wiederholt sein Augenmerk
gerichtet.
In der deutschen Patentschrift Nr. 56745 beschreibt er eine Dichtung mit Hilfe einer
Mischung von Graphit und Paraffin wachs. In die Bohrung der Stopfbüchse wird
zunächst eine Reihe von Scheiben aus halbelastischem Material, wie Kork, Leder oder
Asbest, oder auch Baumwollen- oder Hanfgewebe gebracht. Ueber diese Mischung wird
sodann die Graphit-Paraffinwachsmischung eingebracht und darauf wieder durch
Scheiben abgedeckt. Die Graphit-Paraffinwachsmischung füllt alle Zwischenräume aus
und die Dichtung soll selbst grossen Drucken vortrefflich widerstehen. Ueberdies
dient das Dichtungsmittel zugleich als Schmiermittel.
Textabbildung Bd. 302, S. 76
Fig. 107.Messer (Scheibe) von Nash.
In der amerikanischen Patentschrift Nr. 387828 beschreibt Thomson eine andere Dichtungsmethode. Die Welle, welche wasserdicht nach
dem Zählwerksraume geführt werden soll, wird mit einer Anzahl paralleler Rillen oder
Schraubengänge versehen (vgl. Fig. 108); um diesen
Theil der Welle wird Packungsmaterial herumgelegt und darauf durch eine Mutter
zusammengepresst. Das Packungsmaterial legt sich in die Rillen ein und das Wasser
kann in Folge dessen nur auf einem sehr beschwerlichen Zickzackwege durch die
Stopfbüchse hindurchgelangen.
Endlich geben Thomson und Lambert in der amerikanischen Patentschrift Nr. 452484 eine sehr
geistvolle Lösung des Problems (Fig. 109), doch wird
man zweifeln können, ob die betreffende Einrichtung von grosser Dauerhaftigkeit
ist.
Textabbildung Bd. 302, S. 76
Fig. 108.Dichtung der Zählwerkswelle von Thomson.
So lange die Aufgabe so gestellt ist, dass eine sich drehende Welle abgedichtet
werden soll, wird die Lösung immer dadurch erschwert, dass zu gleicher Zeit dafür
Sorge getragen werden muss, der Welle genügend Spielraum zu geben, damit sie sich
ohne zu grosse Reibung zu drehen vermag. Um diese Schwierigkeit zu umgehen, dichten
nun Thomson und Lambert
nicht eine sich drehende Welle ab, wie sie unmittelbar zum Antrieb des Zählwerkes
benutzt werden könnte, sondern sie führen zum Antrieb des Zählwerkes eine in
Uebereinstimmung mit dem Kugelzapfen des Scheibenkolbens schwingende, ohne Drehung
eine Kegelfläche beschreibende Welle ein und stellen sich die Aufgabe, diese Welle
abzudichten. In diesem Falle kann man das Dichtungsmittel vollkommen fest auf der
Welle befestigen, sofern dasselbe nur elastisch genug ist, um den Schwingungen der
Welle zu folgen.
Thomson und Lambert
versehen die vom Scheibenkolben angetriebene und die Zählwerkswelle treibende
Zwischenwelle etwas oberhalb der Spitze des von derselben beschriebenen Doppelkegels
mit einem Wulst, dessen untere Seite eine Kegelfläche und dessen obere Seite eine
Kugelschale bildet. Die Kegelfläche ruht in jedem Augenblick ihrer Bewegung in einer
geraden Linie auf einer kegelförmigen Lagerfläche. Für die durch den Wasserdruck
eventuell nach oben gepresste Kugelschale ist eine Hohlkugel als Lager vorgesehen.
Zur Abdichtung dieser Welle ist auf derselben eine Kugel aus elastischem Material
befestigt, welche zugleich an den Abschlussdeckel des äusseren Gehäuses fest
angeschlossen ist.
Textabbildung Bd. 302, S. 76
Fig. 109.Dichtung der Zählwerkswelle von Thomson.
Da der Inhalt des Scheibengehäuses verhältnissmässig gering ist gegenüber der
Durchlassfähigkeit des Messers, so muss die Scheibe bei stärkerer Wasserentnahme
sehr schnell
schwingen. Wollte man diese schnellen Schwingungen unmittelbar auf das Zählwerk
übertragen, so ergäbe das eine sehr grosse Umdrehungsgeschwindigkeit für den
Anfangstrieb, die einen starken Verschleiss zur Folge haben und zur Anwendung eines
grossen Uebersetzungsverhältnisses bei Uebertragung der Bewegung auf die weiteren
Räder des Zählwerkes nöthigen würde.
Textabbildung Bd. 302, S. 77
Bewegungsübertragung auf das Zählwerk von Thomson.
Zur Vermeidung dieses Uebelstandes trifft Thomson die in
Fig.
110 und 111 dargestellte Anordnung (Amerikanisches Patent Nr. 452490). Die von
dem Scheibenkugelzapfen mit grosser Geschwindigkeit umgetriebene Welle trägt ein
Excenter, welches lose in die Scheibe eines Zahnrades eingesetzt ist. Dieses Zahnrad
greift in einen festen Zahnkranz, in dessen Zähne es durch das umlaufende Excenter
hineingedrückt wird. Je nach dem Verhältnisse der Zähnezahl von Zahnrad und
Zahnkranz beschreibt das Zahnrad ausser der ihm durch das Excenter mitgetheilten
schwingenden Bewegung noch eine mehr oder minder schnelle drehende Bewegung. Besitzt
beispielsweise der Zahnkranz 101 Zähne und das Zahnrad 100 Zähne, so tritt bei jeder
Umdrehung des Excenters eine Drehung des Zahnrades um einen Zahn ein.
Die Zählwerkswelle lässt man nun von dem langsam umlaufenden Zahnrade antreiben,
indem man etwa auf die Welle einen Arm aufsetzt, der mit einem Stift in einen
Schlitz des Zahnrades greift.
Textabbildung Bd. 302, S. 77
Fig. 112.Bewegungsübertragung auf das Zahlwerk von Whittier.
Demselben Zweck der Ableitung einer langsamen Bewegung der Zählwerkswelle von dem
schnell schwingenden Scheibenkolben dient die in Fig.
112 dargestellte Einrichtung von H. F.
Whittier aus Lawrence, welche demselben unter Nr. 501237 in Amerika
patentirt ist.
Während Thomson die schwingende Bewegung der Scheibe
zunächst in eine rotirende (des Excenters) von grosser Geschwindigkeit verwandelt
und dann diese verlangsamt, leitet Whittier unmittelbar
von der schnell schwingenden Scheibe eine langsame Drehbewegung ab. Das Princip
ist dabei dem bei der Thomson'schen Anordnung benutzten
nahe verwandt. Das Zahnrad, mit dessen Hilfe die schnelle Bewegung in eine langsame
verwandelt wird, ist auf den Kugelzapfen selbst aufgesetzt, und zwar im Innern der
Kugel; dabei sind die Zähne des Rades nach oben gerichtet. Dieses Zahnrad greift in
ein an der Zählwerkswelle sitzendes, gleichfalls im Innern der Kugel befindliches
Zahnrad mit nach unten gerichteten Zähnen. In derselben Weise, wie sonst von dem
schwingenden Kugelzapfen eine drehende Bewegung abgeleitet wird, wird hier die
Drehbewegung durch das auf dem Kugelzapfen bezieh. in der Kugel sitzende schwingende
Zahnrad erzeugt. Statt eines vollständigen Zahnrades im Innern der Kugel kann auch
ein einziger Zahn oder zwei diametral gegenüber liegende Zähne Anwendung finden,
welche von der schwingenden Scheibe nur periodisch mit dem oberen Zahnrade in
Eingriff gebracht werden, so dass in diesem Falle nur eine discontinuirliche
Fortschaltung der Zählwerksspindel erfolgt.
Die Construction der Zählwerke selbst, welche von der Antriebsspindel ihre Bewegung
erhalten, bietet kaum etwas Bemerkenswerthes; es versteht sich, dass jedes beliebige
Zählwerk auch zum Anzeigen der durch einen Scheibenmesser hindurchgegangenen
Wassermengen dienen kann.
Damit sind die bemerkenswerthen constructiven Besonderheiten der individuellen Messer
erschöpft. Hinsichtlich der Grösse, in der die Messer vortheilhaft zur Anwendung
kommen, mag noch bemerkt werden, dass es sich nicht empfiehlt, die Dimensionen
übermässig zu steigern, weil dadurch die Haltbarkeit der Messer, insbesondere der
Scheibe, und die Messgenauigkeit herabgesetzt wird, während die Herstellungskosten
schneller wachsen als die Durchlassfähigkeit. So empfiehlt die Thomson Meter Company beispielsweise, statt eines
8zölligen zwei, statt eines 10zölligen drei, statt eines 12zölligen vier 6zöllige
(„Bee“) Messer anzuwenden.
Man kann sich, wo die Messung grosser Wassermengen in Frage kommt, freilich auch
dadurch helfen, dass man nur einen Theil des Wassers durch den Messer hindurchgehen
lässt und misst und die Gesammtmenge durch Multiplication mit der betreffenden
Proportionalzahl – wobei die Zahlen der Zifferblätter natürlich direct das Resultat
der Multiplication angeben können – ermittelt. Bei einer solchen proportionalen
Wassermessung mit Hilfe von Scheibenmessern ist natürlich wie überall bei Anwendung
von Proportionalwassermessern dafür Sorge zu tragen, dass die nach dem Messer
führenden Durchlasswege bei allen möglichen Drucken in einem unveränderlichen
Grössenverhältniss zu den directen Wasserwegen stehen.
Ueber die mit Scheibenmessern erzielten Resultate lässt sich einstweilen kaum mehr
sagen, als dass die Versuche mit neu eingebauten Messern geradezu glänzend
ausgefallen sind (vgl. Journal für Gasbeleuchtung und
Wasserversorgung, 1895 S. 584/87). Doch mangelt es einstweilen aus Amerika,
wo die Messer bisher fast ausschliesslich im Gebrauch gewesen sind, an zuverlässigen
Daten, und die Versuche auf dem Continent umfassen noch nicht genügend lange
Zeiträume, um schon jetzt ein Urtheil über die Zukunft dieser neuen Messerkategorie
zu gestatten. Doch sollen, wie ich privaten Nachrichten aus der Schweiz entnehme,
bei zwei dort eingebaut gewesenen Messern die Resultate nach 2jährigem Betrieb bei
weitem nicht mehr so befriedigt haben wie am Anfange. Namentlich der Scheibenschlitz
soll sich nach erfolgtem Ausbau stark erweitert gezeigt haben, wodurch freilich, wie
aus einer oben gegebenen Darlegung hervorgeht, das weniger befriedigende
Messergebniss kaum erklärt werden kann. Es wäre zu wünschen und steht zu hoffen,
dass man in Deutschland diesem Gegenstande fortgesetzte Aufmerksamkeit widmen wird
und dass auch die deutschen Wassermesserfabrikanten nicht unthätig sein und bereit
sein werden, auf dem Plane zu erscheinen, sobald die Möglichkeit, auch für
Scheibenmesser eine befriedigend lange Betriebsdauer zu erzielen, dargethan ist.
Ich will nicht unterlassen, ausdrücklich zu erwähnen, dass mir die Hindernisse,
welche in Deutschland einer Productionsthätigkeit auf diesem Gebiete durch
bestehende Patente erwachsen, nicht besonders erheblich zu sein scheinen. Jedenfalls
ist der Spielraum gross genug, um einen erfolgreichen Wettbewerb zuzulassen, der
nicht ohne die besten Wirkungen für die Brauchbarkeit der Scheibenmesser bleiben
kann.