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Variabler Zeitschalter
Variable Zeitschalter bekannter Bauart ermöglichen nicht den fortlaufenden Gang der Mechanismen, welche sie regeln bzw. kontrollieren. Der Gegenstand der Erfindung ist daher ein variabler Zeitschalter, der einen fortlaufenden Gang ermöglicht.
Der variable Zeitschalter nach der Erfindung besteht aus einem Schalter, einem Antrieb, einem Sperr- bzw. Auslösemechanismus oder einer Einweg-Kupplungsvorrichtung, die eine wirksame Verbindung zwischen einer kontinuierlich rotierenden, von der Antriebs-Vorrichtung angetriebenen Welle und einem Bauteil herstellen, welcher den Schalter in geeigneter Weise betätigt. Weitere Bestandteile des variablen Zeitschalters nach der Erfindung sind Vorrichtungen, die eine wirksame Verbindung zwischen der erwähnten Spindel und dem Schaltmechanismus bewirken und letzteren intermittierend in Bewegung setzen, wodurch der genannte Bauteil, welcher den Schalter betätigt, in einer Richtung in intermittierende Drehbewegungen versetzt wird, so dass der Schalter in vorherbestimmten Zeitabschnitten An- und Ausschaltbewegungen durchführt.
Der erwähnte Antrieb kann ein elektrischer oder auch ein Uhrwerksmechanismus sein.
Der Bauteil, welcher den Schalter betätigt, kann eine Nockenscheibe od. dgl. sein, die mit dem Schalter verbunden ist. Er kann sich durch die Sperr-bzw. Auslösevorrichtung mittels eines unter Federkraft hin-und herschwingenden Hebels od. dgl., der mit dem Sperr- bzw. Auslösemechanismus verbunden ist, in derselben Richtung drehen. Der Hebel kann dabei in einer Richtung mittels einer Nockenscheibe od. dgl. bewegt werden, welche durch die erwähnte kontinuierlich rotierende Spindel fortlaufend und in derselben Richtung gedreht wird.
Der erfindungsgemässe Schalter ist im wesentlichen gekennzeichnet durch ein Sperrad, das von einem feststehenden und von einem drehbaren Gehäuse umschlossen ist, derart, dass jedes Gehäuse annähernd die halbe Breite des Sperrades überdeckt und dass in den winkelig ausgebildeten Ausnehmungen des Sperrrades koaxiale, etwa je eine halbe Breite des Sperrades einnehmende federbelastete Walzen angeordnet sind, die eine nur in einer Drehrichtung wirkende Kupplung darstellen, wobei das bewegliche Gehäuse mit einem um die Gehäuseachse schwenkbaren, einarmigen, unter dem Zug einer Feder stehenden Hebel verbunden ist, welcher über einen horriartigen Vorsatz an einer sich kontinuierlich drehenden Nockenscheibe aufliegt, wogegen auf der Achse des Sperrades eine zweite Nockenscheibe angeordnet ist, über welche mittels eines geeigneten Betätigungsgliedes ein Schalter betätigbar ist.
Weiterhin sind erfindungsgemäss Vorrichtungen vorgesehen, mit denen der Winkel, innerhalb dessen der Hebel sich bewegt, geändert werden kann, wodurch die Anzahl der Drehungen der erwähnten Nocken- scheibe od. dgl. variiert werden kann. Da die Nockenscheibe mit dem Schalter verbunden ist, kann somit die Anzahl der Arbeitsgänge des Schalters je Zeiteinheit verändert werden.
Weitere konstruktive Merkmale der Erfindung werden im folgenden beschrieben.
Eine Ausführungsform der Erfindung, die insbesondere bei einer Dosierpumpe (Injektor) angewendet werden kann, wird im folgenden an Hand eines Beispiels beschrieben, wobei auf die beigelegten Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigen : Fig. l eine Vorderansicht des variablen Zeitschalters, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-A der Fig. l und Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie B - B der Fig. 2.
Der variable Zeitschalter besteht unter anderem aus zwei parallelen rechteckigen vorder- und
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rückseitigen Rahmenplatten 1 und 2, die in einem gewissen Abstand gehalten werden durch die Bolzen 3 und einem Block 4, auf dessen Zweck im folgenden noch eingegangen wird.
Ein Elektromotor 5 ist auf der rückseitigen Rahmenplatte 1 auf deren Rückseite mittels der Distanzbolzen 6 angeordnet. Auf einer nach vorne vorstehenden Antriebsspindel 7, die über das Reduziergetriebe 8 von der Motorwelle angetrieben und in einer Öffnung in dem unteren Teil der rückwärtigen Rahmenplatte geführt ist, ist eine Muffe 9 befestigt, auf welche eine Nockenscheibe 10 mit sechs Nocken aufgepresst ist,
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vorrichtung dient, ist in eine Öffnung im oberen Teil der rückwärtigen Rahmenplatte über der Antriebswelle 7 eingepresst.
Die Welle der Sperr- bzw. Auslösevorrichtung ragt nach vorn über die beiden Rahmenplatten heraus, wobei sie nahe ihrem vorderen Ende durch eine zweite Büchse 13 gehalten ist, und die Büchse 13 ist in einer vorstehenden Nabe 14 eines kapselförmigen feststehenden Gehäuses 15 angeordnet, welches an der vorderen Rahmenplatte 1 angebracht ist und zum Teil ein Sperrad 16 umschliesst, welches auf der Spindel der Sperr- bzw. Auslösevorrichtung angeordnet ist. Das Sperrgehäuse 15 ist halb so'breit wie das Sperrad 16.
Das Sperrad 16 ist mit einer nach rückwärts vorstehenden Nabe 17 versehen, welche durch einen Stift an der Sperradwelle befestigt ist. Das Sperrad weist an seinem Umfang vier winklig ausgebildete Ausschnitte 18 auf, wobei die längeren Seiten dieser Ausschnitte etwa ein Quadrat bilden. Die Nabe 19A des kapselförmigen Sperrgehäuses 19 ist teilweise um die Nabe 17 des Sperrades 16 drehbar, wobei dieses bewegliche Sperrgehäuse ebenfalls etwa halb so breit wie das Sperrad 16 ist. Somit ist das Sperrad völlig von den kapselförmigen Teilen des feststehenden Gehäuses 15 und denen des beweglichen Gehäuses 19 umschlossen.
In jedem der Ausschnitte 18 im Sperrad sind zwei koaxiale Walzen 20 und 21 angeordnet, so dass vier dieser Walzen durch die auf die Walzen einwirkenden Federn 22 andauernd gegen das feststehende Gehäuse 15 anliegen, während vier Walzen durch Federn 22 andauernd an dem beweglichen Gehäuse 19 anliegen. Ein plattenförmiger Hebel 23 ist an der Rückseite des beweglichen Sperrgehäuses 19 angeordnet, wobei seine untere Kante 24, die. unter einem von der Horizontalen abweichenden Winkel nach oben verläuft, an einem Ende etwa die Form eines Hornes 25 aufweist und an ihrem gegenüberliegenden Ende mit einem winkligen Ausschnitt 26 versehen ist. An seinem oberen Ende ist dieser hebelartige Bauteil mit einer nach oben vorstehenden Nase 27 versehen, in welcher eine am Ende einer Schraubenfeder 28 befindliche Öse befestigt ist.
Die Öse am andern Ende der Feder ist an dem Bolzen 3 zwischen den Rahmenplatten befestigt. An dem Horn 25 ist ein nach rückwärts vorstehender Stift angebracht, der eine Walze 28 trägt, die mit Unterbrechungen an dem Umfang der mit sechs Nocken versehenen Nockenscheibe anliegt. Der oben erwähnte Block 4 zwischen den beiden Rahmenplatten ist innen mit einem Gewinde versehen, um eine innen und aussen mit einem Gewinde versehene hohle Zeigerspindel 29 aufzunehmen. In das innere Gewinde wird eine Schraube 30a eingedreht, die zusammen mit dem winkligen Ausschnitt 26 in dem unteren Ende des hebelartigen Teiles 23 den Weg des Hebels begrenzt. In dem Block ist in einem rechten Winkel zur Achse der Gewindebohrung eine weitere Durchbohrung angebracht, die zur Aufnahme eines kurzen Stiftes 31 dient, der aus nachgiebigem, bildsamen Material besteht.
Ein Ende dieses Stiftes stützt sich gegen den mit Gewinde versehenen. Teil der Spindel 29 ab, wobei er in seiner Lage gehalten wird durch eine Federstahlplatte 32, die ihrerseits durch Schrauben an der Rahmenplatte 2 befestigt ist. Durch den Stift 31 soll verhindert werden, dass sich die Zeigerspindel 29 infolge von Vibrationen bewegt. An ihrem äusseren Ende trägt die Zeigerspindel einen Zeiger (nicht dargestellt), der im Zusammenhang mit einer entsprechend ausgelegten Skalenscheibe benutzt wird, von welcher die Schaltfolgezahl abzulesen ist, auf die der Zeitschalter eingestellt ist. Die Skalenscheibe kann auch so eingerichtet sein, dass sie andere Wirkungen und Funktionen des Zeitablaufs bzw. der Vorrichtung anzeigt.
Das vordere Ende der Sperrwelle 12, die durch die vordere Rahmenplatte 2 hindurchgeht, trägt einen Ring 33, der durch einen Stift an der Welle angebracht ist. In und nahe dem Umfang des Ringes und parallel zur Achse der Sperrwelle ist ein Stift 34 angeordnet, der in rückwärtiger Richtung aus dem Ring vorspringt. Der Ring ist so angeordnet, dass er in eine am Rand der Nockenscheibe 36 befindliche Öffnung eingreift. Die mit zehn Nocken versehene Nockenscheibe 36 ist ebenfalls auf der Welle 12 zwischen dem Ring und dem feststehenden Sperrgehäuse 15 angeordnet. Die Nocken der Nockenscheibe wirken auf die Walze 3 7 eines an sich bekannten elektrischen Schalters, der auf einer einstellbaren Platte 39 angeordnet ist, die auf der vorderen Rahmenplatte 2 befestigt ist.
Im folgenden wird die Wirkungsweise des variablen Zeitschalters beschrieben :
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Die Antriebsspindel 7, die von dem Elektromotor angetrieben wird, versetzt die mit sechs Nocken versehene Nockenscheibe 10 in Drehung, wodurch der plattenförmige Hebel 23 etwa um die Achse der Sperrwelle 12 hin-und herschwingt. Dabei wird der Hebel durch die Einwirkung der Schraubenfeder 28 in seine Ausgangslage zurückgebracht. Durch das Hin- und Herschwingen des Hebels wird die Sperrwelle intermittierend in Drehung versetzt.
Wenn der plattenförmige Hebel 23 sich auf Grund der Einwirkung der Nockenscheibe 10 um die Welle 12 im Uhrzeigersinn bewege, dann werden die im Eingriff mit dem beweglichen Sperrgehäuse 19 befindlichen vier Walzen 21 gegen ihre Feder 22 in den breiteren Teil ihrer jeweiligen Ausnehmungen 18 gedrückt, in welchen sie gehalten sind, so dass sie sich in ihren jeweiligen Ausnehmungen drehen können, ohne irgendeine Bewegung auf das Sperrad 16 zu übertragen. Gleichzeitig bewirkt jegliche Tendenz des Sperrades, sich im Uhrzeigersinn zu drehen, dass der andere Satz von vier Walzen 21 sich in Richtung auf den engeren Teil, ihrer jeweiligen Halteschlitze bewegt, so dass die vier Walzen 21 zwischen dem Sperrad 16 und dem feststehenden Gehäuse 15 verklemmt werden, wodurch eine Bewegung der Sperrvorrichtung im Uhrzeigersinn verhindert wird.
Umgekehrt : Wenn der plattenförmige Hebel 23 durch die Einwirkung der Feder 28 gegenläufig zum Uhrzeigersinn bewegt wird, dann werden die vier Walzen 21, die an dem beweglichen Sperrgehäuse 19 anliegen, in die engeren Teile ihrer jeweiligen Ausnehmungen18, in denen sie geführt werden, gedrängt.
Dadurch werden die Walzen zwischen dem beweglichen Sperrgehäuse 20 und dem Sperrad 16 eingekeilt, wodurch letzteres gegenläufig zum Uhrzeigersinn bewegt wird. Gleichzeitig werden die vier Walzen 21, die an dem feststehenden Sperrgehäuse 15 anliegen, in die weiteren Teile ihrer jeweiligen Ausnehmungen 18 gedrängt, so dass sie keinerlei Klemmung zwischen dem Rad und dem feststehenden Sperrgehäuse verursadien. Die Wirkung des Walzen-Sperr-Mechanismus verursacht daher eine dem Uhrzeigersinn entge- gengesetzte Drehung der Sperrwelle 12 und damit auch der Nockenscheibe 36 auf der Welle. Die ZehnNockenscheibe verursacht dann die wiederholten Schaltoperationen des Zeitschalters.
Es ist einzusehen, dass jegliche Änderung des Winkels der Hin- und Herbewegung des Hebels 23 die gleiche Veränderung hinsichtlich des Umdrehungswinkels der Sperrwelle 12 hervorrufen wird. Wenn der oben erwähnte, an der Spindel angebrachte Zeiger von Hand im Uhrzeigersinn bewegt wird, dann werden der Winkel der Hinund Herbewegung des plattenförmigen Hebels und die Anzahl der Drehungen der Zehn-Nockenscheibe auf der Sperrwelle 12 reduziert, so dass damit die Anzahl der Arbeitsgänge des Zeitschalters je Zeiteinheit verringert wird.
Bei der konstruktiven Ausführungsform der Erfindung, die vorstehend an Hand eines Beispiels beschrieben worden ist, aus welchem hervorgeht, wie die Erfindung praktisch anzuwenden ist, ist ohne weiteres einzusehen, dass an Stelle eines Elektromotors für den Antrieb des variablen Zeitschalters auch ein mechanischer Antrieb, wie z. B. ein Uhrwerksmechanismus, zum Antreiben der Antriebsspindel 7 verwendet werden kann. Dem Durchschnittsfachmann wird eine derartige Änderung des Antriebes der Welle 7 ohne weiteres verständlich sein.
Wie bereits. erwähnt, kann der variable Zeitschalter für viele Zwecke benutzt werden, wobei auf seinen Gebrauch in Verbindung mit einer doppelt wirkenden Dosierpumpe (Injektor) bereits Bezug genommen worden ist. Der Zeitschalter kann beispielsweise für Flüssigkeits-Kontrollmechanismen benutzt werden, die aus einem Regelventil mit einer Frequenz-Kontrolle bestehen, wobei die Betätigung des Ventils durch eine Magnetspule erfolgt. In diesem Fall würde der variable Zeitschalter zur Regelung des Ventils benutzt werden, um die Zeitfolgen des Ventils einzustellen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Variabler Zeitschalter, gekennzeichnet durch ein Sperrad (16), das von einem feststehenden und von einem drehbaren Gehäuse (15,19) umschlossen ist, derart, dass jedes Gehäuse annähernd die halbe Breite des Sperrades (16) überdeckt und dass in den winkelig ausgebildeten Ausnehmungen (18) des Sperrrades (16) koaxiale, etwa je eine halbe Breite des Sperrades (16) einnehmende federbelastete Walzen (20, 21) angeordnet sind, die eine nur in einer Drehrichtung wirkende Kupplung darstellen, wobei das bewegliche Gehäuse (19) mit einem um die Gehäuseachse (12) schwenkbaren, einarmigen, unter dem Zug einer Feder (28) stehenden Hebel (23) verbunden ist, welcher über einen hornartigen Fortsatz (25) an einer sich kontinuierlich drehenden Nockenscheibe (10) aufliegt, wogegen auf der Achse (12) des Sperrrades (16) eine zweite Nockenscheibe (36)
angeordnet ist, über welche mittels eines geeigneten Betätigungsgliedes (37) ein Schalter (38) betätigbar ist.