Mechanische Steuervorrichtung für Bewegungen Die Erfindung betrifft eine mechanische Steuer vorrichtung für Bewegungen und bezieht sich ins besondere auf eine neuartige Sperrvorrichtung.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, mittels me chanischer Einrichtungen eine verhältnismässig grosse Kraft durch Anwendung einer verhältnismässig klei nen Steuerkraft zu beeinflussen.
Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es, eine verhältnismässig kleine Steuerkraft dazu zu benutzen, um eine verhältnismässig grosse veränderliche An triebskraft zu steuern, ohne die erforderliche Steuer kraft zu beeinflussen.
Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es, die Rei bung zwischen zusammenwirkenden Sperrelementen dazu zu benutzen, um die Wirkungen der gesteuerten Antriebskraft derart ins Gleichgewicht zu bringen, dass die Sperrelemente durch Anwendung einer ver hältnismässig kleinen Kraft gegeneinanderbewegt wer den können.
Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es, ein mechanisches Gesperre oder Echappement verhältnis mässig empfindlicher Bauart für die Steuerung von verhältnismässig grossen Kräften zu benutzen.
Die Erfindung hat besondere Vorteile bei der Ver wendung von Uhrentriebwerken zur Steuerung von Teilen, die verhältnismässig schweren Belastungen ausgesetzt werden. Bei Uhrentriebwerken ist die für Steuerzwecke verfügbare Kraft gleich der Differenz zwischen der Kraft, welche erforderlich ist, um das Triebwerk in Bewegung zu halten und der Kraft, welche eine Übersteuerung des Triebwerkes zur Folge hat.
Infolge der üblichen Herstellungstoleranzen ist die tatsächlich verfügbare Kraft bei den meisten Trieb werken beträchtlich kleiner als die theoretisch verfüg bare Kraft, und in manchen Fällen ist diese Kraft ausserordentlich klein. Es ist ein Zweck der Erfindung, diese verfügbare Kraft zur Steuerung von verhältnismässig grossen An triebskräften veränderlicher Grösse zu benutzen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Er findungsgegenstandes trägt ein axial belastetes Steuer glied zwei Anschläge, die mit zwei schraubenförmigen Flächen in Eingriff gebracht werden können, um das Steuerglied in axialer Richtung in einem vorbestimm ten Bereich zu halten. Die Steigungswinkel der Schraubenflächen sind so gewählt, dass sich der eine der Anschläge infolge der axialen Belastung des Steuergliedes entlang der Schraubenfläche zu bewe gen sucht, während gleichzeitig zwischen dem andern Anschlag und der dazugehörigen Schraubenfläche Reibungskräfte erzeugt werden, die einer solchen Be wegung zu widerstehen suchen.
Die Neigung zur Gleitbewegung wird daher im wesentlichen durch die Reibungskraft gegenüber einer solchen Bewegung im Gleichgewicht gehalten, und die Anwendung eines kleinen Drehmomentes bewirkt eine Drehung des Steuergliedes unabhängig von der darauf ruhenden axialen Belastung. Die Schraubenflächen sind vor zugsweise mit Einschnitten für die Aufnahme der Anschläge bei einer bestimmten Winkelstellung des Steuergliedes versehen, um eine axiale Bewegung des Steuergliedes bei Ausführung eines Bedienungsvor ganges zu gestatten.
Ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt.
Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine Absperrvorrich tung mit einer Steuervorrichtung gemäss der Erfin dung.
Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1.
Fig. 3 ist ein Schnitt durch einen Teil der Vor richtung in grösserem Massstab. Fig. 4 ist eine schaubildliche Ansicht eines Teils der Vorrichtung in grösserem Massstab.
Fig. 5 ist ein Teilschnitt nach der Linie V -V der Fig. 1 in grösserem Massstab.
Fig. 6 ist ein Teilschnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 1 in grösserem Massstab, bei dem Teile des Gerätes zur besseren Veranschaulichung fortgelassen sind, Fig. 7 ist ein Teilschnitt eines Teils der Vorrich tung in der Fig. 1 mit einem eingezeichneten Vektor diagramm, und Fig. 8 ist ein Teilschnitt in grösserem Massstab von einem andern Teil der Vorrichtung in der Fig. 1, ebenfalls mit einem eingezeichneten Vektordiagramm.
Die in der Zeichnung dargestellte Steuervorrich tung ist in Verbindung mit einer Absperrvorrichtung mit einem Ventil gezeigt, das benutzt wird, um den Durchfluss von Brennstoff zu einem Brennstoffbren ner zu steuern. Die Absperrvorrichtung besitzt ein Gehäuse 10, welches mit einer Kammer 12 versehen ist, die an eine nicht dargestellte Quelle eines flüs sigen oder gasförmigen Brennstoffes über einen Ein lass 14 und an einen nicht dargestellten Brenner für einen. flüssigen oder gasförmigen Brennstoff über einen Auslass 16 angeschlossen ist. Ein konischer Sitz 18 befindet sich in dem Gehäuse 10 in der Kam mer 12, wobei ein Hahnküken 20 an dem Sitz 18 anliegt.
Das Küken 20 enthält einen winkelförmigen Ka nal 21, der einen axialen Durchgang und eine damit in Verbindung stehende radiale Einlassöffnung 22 ent hält, die bei einer bestimmten Winkelstellung des Kükens 20 in TUbereinstimmung mit der Einlassöff- nung 14 in dem Gehäuse 10 ist. Der winkelförmige Kanal 21 in dem Küken 20 ist ferner mit einem Aus lass 24 versehen, der mit der Kammer 12 in jeder Stellung des Kükens 20 in Verbindung stehen kann.
Wie dies bei Gashähnen dieser Art üblich ist, bringt eine Drehung des Kükens 20 den Einlass 22 des winkelförmigen Kanals entweder in übereinstim- mung mit dem Einlass 14 des Gehäuses oder mit der konischen Fläche des Sitzes 18, so dass der Fluss des Mediums zur Kammer 12 und zum Auslass 16 frei gegeben oder verhindert wird.
Das eine Ende des Kükens 20 ist als Spindel 25 ausgebildet, die aus dem Gehäuse 10 herausragt und einen Handgriff oder Knopf trägt, wie dies weiter unten näher beschrieben ist. Zwischen dem Küken 20 und einer Kappe 124, die an dem Gehäuse 10 be festigt ist, befindet sich eine Feder 26, welche das Küken 20 gegen den konischen Sitz 18 drückt und einen dichten Abschluss zwischen diesen Teilen be wirkt.
Die Wandung -des Winkelkanals 21 ist am Aus lass 24 abgeschrägt, so dass ein ringförmiger Ventil sitz 30 entsteht. Ein Ventilteller 32 ist in der Höhe des Ventilsitzes 30 angeordnet und kann mit dem Ventilsitz in und ausser Eingriff gebracht werden, um die Strömung des Mediums durch den winkelförmi gen Kanäl 21 in dem Küken 20 zu regeln. Der Ven- tilteller 32 ist an einem Ende eines Ventilstiftes 34 befestigt, der durch eine axiale Bohrung 36 in dem Küken 20 und der Spindel 25 hindurchgeht. Das an dere Ende 38 des Ventilstiftes 34 ragt aus dem Küken 20 heraus und endet in der Nähe des Endes der Spin del 25.
Eine Feder 42 befindet sich in einer Bohrung 40, die in der Spindel 25 koaxial zu der Bohrung 36 verläuft; diese Feder drückt gegen einen Anschlag 44, der an dem Ventilstift 34 befestigt ist, um den Ventil teller 32 gegenüber dem Ventilsitz 30 vorzuspannen.
Es ist eine Einrichtung vorgesehen, um das Küken 20 in die offene und die geschlossene Stellung zu bewegen. Diese Einrichtung enthält im vorliegenden Fall eine von Hand bedienbare Einrichtung mit einer Nabe 46, die an dem Ende der Spindel 25 befestigt ist, die aus dem Gehäuse 10 herausragt. Eine radial liegende Platte 48 ist mit der Nabe 46 verbunden, und ein becherförmiges Gehäuse 50 ist auf der Platte 48 mit geeigneten Mitteln, z. B. mit Schrauben 52, befestigt.
Das Gehäuse 50 bildet daher einen Knopf, der von Hand betätigt werden kann, um das Küken in die offene oder geschlossene Stellung zu drehen, wobei die Drehung des Gehäuses 50 eine Drehung des Kükens 20 bewirkt und den Einlass 22 des winkel förmigen Kanals 21 in dem Küken 20 in überein stimmung mit der Einlassöffnung 14 in dem Gehäuse 10 bringt oder ihn dagegen versetzt.
Es ist ferner eine Vorrichtung zur Bewegung des Ventiltellers 32 relativ zu dem Ventilsitz 30 vorgese hen, diese Einrichtung enthält im vorliegenden Fall einen beweglichen Teil, der mit dem Ventilstift 34 antriebsmässig verbunden ist. Der bewegliche Teil ent hält einen Stift 54, der verschiebbar durch die rechte Wand des Gehäuses 50 hindurchgeht und an dem einen Ende eine Vertiefung enthält, um das Ende eines Stiftes 126 lose aufzunehmen. Der Stift<B>126</B> geht verschiebbar durch die Wand 48 in der Achs richtung des Ventilstiftes 34 hindurch und kommt mit dem Ende 38 des Ventilstiftes 34 in Eingriff. Der Stift 54 kann sich gegenüber dem Gehäuse 50 frei drehen und in Axialrichtung bewegen.
An dem Ende des Stiftes 54, der aus dem Gehäuse 50 herausragt, ist ein von Hand bedienbarer Knopf 56 befestigt, um dem Stift 54 eine Bewegung zu erteilen. Die Feder 42 spannt den Ventilstift 34 vor, so dass er mit dem Stift 54 über den Stift 126 in Antriebsverbindung steht und den Stift 54 aus dem Gehäuse 50 herausdrückt. Der Stift 54 kann entgegen der Vorspannung bewegt werden, um den Ventilteller 32 von dem Ventilsitz durch Handbetätigung des Knopfes 56 abzuheben.
Geeignete Marken 57, welche Zeiteinheiten andeuten, sind am Rande des Knopfes aufgedruckt, so dass sie mit -einer Bezugmarke 59 in übereinstimmung ge bracht werden können, die auf dem Gehäuse 50 für einen weiter unten näher erläuterten Zweck angeord net ist.
An dem innern Ende des Stiftes 54 ist eine Platte 55 angeordnet, welche zwei gegenüberliegende An schläge oder Mitnehmer aufweist, welche die Form von Vorsprüngen 58, 60 haben, die aus- der Platte 55 herausragen und parallel zur Achse des Stiftes 54 ver laufen (Fig. 4 und 5). Der Anschlag 56 liegt etwas weiter von der Achse des Stiftes 54 entfernt als der Anschlag 60, wie dies weiter unten noch näher erläu tert wird.
Ein ortsfester Sperrteil kann mit den Anschlägen 58, 60 in Eingriff gebracht werden, um eine axiale Bewegung des Stiftes 54 in der einen Richtung zu ver hindern. Die Sperrvorrichtung enthält ein ringförmi ges Kurvenstück 64, das an der Innenseite des Ge häuses 50 befestigt ist. Das Führungsstück 64 weist einen radialen Bund 65 auf, der in eine passende Eindrehung 61 des Gehäuses 50 hineingreift. Der Bund 65 wird in der Eindrehung 61 durch eine Platte 62 gehalten, welche über dem Bund 65 liegt und an dem Gehäuse 50 durch Schrauben 53 befestigt ist.
Ein ringförmiger Teil ragt von dem Bund 65 in axialer Richtung nach innen, wobei sein inneres Ende eine erste Schraubenfläche 66 bildet. Die Schrauben fläche 66 inkl. Fläche 70 hat eine Ausdehnung von etwa 350 , wobei die hoch- und tiefliegenden Enden durch einen Einschnitt 67 getrennt sind, der parallel zur Achse des Stiftes 54 verläuft und geeignet ist, den Anschlag 58 der Platte 55 aufzunehmen. Koaxial zu der Schraubenfläche 66 und weiter nach aussen lie gend ist eine zweite Schraubenfläche 68 vorgesehen, welche zusammen mit dem Teil 71 sich über etwa 350 erstreckt und deren hoch- bzw. tiefliegenden Enden durch einen Einschnitt 68 getrennt sind. Der Einschnitt 69 liegt dem Einschnitt 67 diametral gegenüber und nimmt den Anschlag 60 der Platte 50 auf.
Die Schraubenflächen 66, 68 gehen beide vor zugsweise in einen Abschnitt 70 bzw. 71 über, der senkrecht zur Achse der Sperrvorrichtung 64 liegt, um eine Handeinstellung in der weiter unten beschrie benen Weise zu ermöglichen.
Der Windungssinn der Schraubenfläche 66 ist der gleiche wie der der Schraubenfläche 68. Da je doch die Schraubenfläche 66 radial ausserhalb der Schraubenfläche 68 liegt, ist der Steigungswinkel der ersteren kleiner als der Steigungswinkel der letzteren. Dieser Unterschied der Steigungswinkel bildet ein wichtiges Merkmal, wie noch weiter ausgeführt wird.
Der Stift 54 geht verschiebbar und drehbar durch eine mittlere Öffnung der ringförmigen Sperrvorrich tung 64 hindurch, so dass seine axiale Bewegung in der einen Richtung dadurch begrenzt ist, dass die Anschläge 58, 60 mit der Vorrichtung 64 in Eingriff kommen.
Die Länge des Ventilstiftes 34 ist so bemessen, dass, wenn die Anschläge 58, 60 in den Einschnitten 67, 69 liegen, die Feder 42 den Ventilteller 32 in sei ner vorgespannten oder geschlossenen Stellung in Ein griff mit dem Ventilsitz 30 hält. Wenn jedoch der Stift 54 in axialer Richtung bewegt wird, um die An schläge 58, 60 aus den Einschnitten 67, 69 herauszu- bewegen, dann wird der Ventilstift 34 gegen die Vor spannung der Feder 42 bewegt, um den Ventilteller 32 von dem Ventilsitz 30 abzuheben und den Durch- tritt des Mediums durch den winkelförmigen Kanal 21 in dem Küken 20 zu gestatten.
Wenn der Stift 54 gedreht wird, nachdem er den Ventilteller 32 geöffnet hat, kommen die Anschläge 58, 60 mit den Schrau benflächen 66, 68 in Eingriff, und der Ventilteller 32 wird in seiner offenen Stellung gehalten.
Es ist ersichtlich, dass die axiale Schubkraft, die auf den Ventilstift 34 durch die Feder 42 ausgeübt wird, direkt auf den Stift 54 und die Anschläge 58, 60 übertragen wird. Da die Schraubenflächen 66, 68 unter einem Winkel zur Wirkungsrichtung dieser Kraft angeordnet sind, wird ein Teil der Kraft in ein Drehmoment umgewandelt und hat das Bestreben, den Stift 54 zu drehen, wobei die Anschläge 58, 60 eine Gleitbewegung entlang den Schraubenflächen 66, 68 auszuführen suchen.
Die Schraubenflächen 66, 68 üben jedoch eine rückwirkende Kraft auf die An schläge 58, 60 aus, wobei diese Kraft eine Torsions- komponente erzeugt, die in einer solchen Richtung wirkt, dass sie dem eine gleitende Bewegung der Anschläge 58, 60 herbeizuführen suchenden Dreh moment entgegenwirkt.
Es ist ein wichtiges Merkmal, dass die zusammen wirkenden Ftächen der Anschläge 58, 60 und der ortsfesten Anordnung 64 so angeordnet sind, dass die Antriebskraft, welche auf den beweglichen Teil 54 wirkt, eine Kraftkomponente erzeugt, die in ihrer Grösse im wesentlichen gleich und in ihrer Richtung entgegengesetzt der rückwirkenden Komponente einer Kraft ist, die sich aus der Reibung zwischen den Oberflächen ohne Rücksicht auf die Grösse der An triebskraft ergibt. Bei einer solchen Anordnung kann eine äusserst kleine Kraft benutzt werden, um den beweglichen Teil 54, 55 mit den Schraubenflächen ausser Eingriff zu bringen.
Dieses Prinzip wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 und 8 näher erläutert, wobei diese Figuren die in Eingriff stehenden Teile des Anschlages 58 und der Schraubenfläche 66 sowie des Anschlages 70 und der Schraubenfläche 68 mit Vektordiagrammen der in Betracht kommenden Kräfte darstellen.
In Fig. 7 zeigt der Vektor L die Belastung des Anschlages 58, die sich aus der durch die Feder 42 ausgeübten axialen Schubkraft des Stiftes 54 ergibt, wenn die Anschläge 58, 60 in Eingriff mit den Schraubenflächen 66, 68 stehen. Diese Kraft L wirkt entlang einer Linie, die parallel zu der gemeinsamen Achse des Ventilstiftes 34 und des Stiftes 54 liegt, und erzeugt eine rückwirkende Kraft, die von der Schraubenfläche 66 ausgeübt wird, wobei diese rück wirkende Kraft in ihrer Grösse gleich der Kraft L, aber von entgegengesetzter Richtung ist. Diese rück wirkende Kraft wird in dem Vektordiagramm durch den Vektor R dargestellt.
Da die Kraft L nicht senkrecht zu der Oberfläche 66 steht, erzeugt sie eine Kraftkomponente, die par allel zu der Oberfläche liegt, und -die das Bestreben hat, den Anschlag 58 an der Schraubenfläche 66 ent lang zu bewegen. Diese Kraft wird durch den Vektor <I>Lm</I> in dem Vektordiagramm dargestellt. Die Kraft L erzeugt natürlich eine weitere Kraftkomponente, die senkrecht zur Oberfläche 66 steht. Diese Kraftkom ponente wird durch den Vektor Lp in dem Diagramm wiedergegeben.
Da Lp senkrecht zur Schraubenfläche 66 steht und L parallel zu der Achse der Schraubenfläche 66, ist der Winkel, der von diesen Vektoren eingeschlos sen wird, gleich dem Steigungswinkel der Schrauben fläche 66, wobei der Steigungswinkel derjenige Win kel ist, den die Schraubenfläche mit einer zu ihrer Achse senkrechten Ebene einschliesst. Die Grösse der Kraft<I>Lm</I> ist daher gleich Lp mal dem Tangens des Winkels<I>s</I> oder gleich Lp mal dem Tangens des Stei gungswinkels der Schraubenfläche 66.
Die rückwirkende Kraft, die von der Schrauben fläche 66 bei einem Gleiten des Teils 58 auf diesen ausgeübt wird, kann auch in zwei Komponenten auf gelöst werden, die parallel bzw. senkrecht zu der be treffenden Schraubenfläche verlaufen. Diese Kompo nenten sind in dem Vektordiagramm durch die Vek toren R f und Rp dargestellt.
Die Kraft Rp ist natür lich in ihrer Grösse gleich der Kraft Lp. Die von dem Vektor Rf dargestellte Kraft ist gleich der Wider standskraft, die sich aus der Reibung zwischen dem Anschlag 58 und der Oberfläche 66 ergibt und hängt von der Grösse der Komponente Rp und dem Rei bungskoeffizienten der beiden sich berührenden Ober flächen ab. Die Widerstandskraft R f wirkt daher der eine Gleitbewegung zwischen dem Anschlag 58 und der Oberfläche 66 herbeizuführen suchenden Kraft <I>Lm</I> entgegen.
Es ist erwünscht, dass die Widerstandskraft R f grösser als die Kraft Lm- sein soll, so dass die Kraft Rf eine Gleitbewegung zwischen dem Anschlag 58 und der Schraubenfläche 66 verhindert. In andern Wor ten: R f muss grösser als Rp mal dem Tangens des Winkels<I>a</I> sein, und der Winkel<I>a,</I> das heisst der Stei gungswinkel, bestimmt daher das. Ausmass, bis zu welchem die Gleitbewegung verhindert wird, da er die Grösse der Kraft<I>Lm</I> bestimmt.
Die Schrauben fläche 66 hat daher einen relativ kleinen Steigungs winkel, um den gewünschten Widerstand gegenüber der Gleitbewegung zu erzeugen, und die Grösse des selben ist gleich der Differenz zwischen der Grösse der Kräfte Rf und<I>Lm.</I>
In dem Vektordiagramm der Fig. 8 stellt der Vek tor L' die axiale Schubkraft des Anschlages 60 dar, die sich aus der axialen Schubkraft des Stiftes 54 er gibt, welche von der Feder 42 ausgeübt wird, wenn die Anschläge 58, 60 in Eingriff mit den Schrauben flächen 66, 68 stehen. Diese Kraft wirkt parallel zu der gemeinsamen Achse des Ventilstiftes 34 und des Stiftes 54 und erzeugt eine rückwirkende Kraft, die von der Schraubenfläche 68 ausgeübt wird; diese rückwirkende Kraft ist in. ihrer Grösse gleich der Be tätigungskraft L' und hat entgegengesetzte Richtung. Diese rückwirkende Kraft wird durch den Vektor R' dargestellt.
Da die Kraft L' nicht senkrecht zu der Schrauben fläche -68 steht, erzeugt sie eine Kraftkomponente parallel zur Oberfläche 68, welche das Bestreben hat, den Anschlag 60 an der Schraubenfläche 68 entlang zu bewegen. Diese Kraft wird durch den Vektor<I>Lm'</I> in dem Vektordiagramm dargestellt.
Die Kraft L' erzeugt natürlich eine weitere Kraft komponente, die senkrecht zur Fläche 68 steht. Diese Komponente wird durch den Vektor Lp' dargestellt.
Das Lp' senkrecht zur Schraubenfläche 60 steht und L' parallel zur Achse der Schraubenfläche 68 liegt, ist der Winkel a' zwischen diesen Vektoren gleich dem Steigungswinkel der Schraubenfläche 68. Die Grösse der Kraft<I>Lm'</I> ist gleich Lp' mal dem Tangens des Winkels<I>a'</I> oder gleich Lp' mal dem Tangens des Steigungswinkels der Schraubenfläche 68.
Die rückwirkende Kraft, die von der Schrauben fläche 68 bei einem Gleiten des Teils 60 auf diesen ausgeübt wird, kann auch in zwei parallel und senk recht zur Oberfläche 68 verlaufenden Komponenten zerlegt werden. Diese Komponenten sind in dem Vek- tordiagramm durch die Vektoren Rf' bzw. Rp' wie dergegeben.
Die Kraft Rp' ist natürlich gleich der Kraft Lp'. Die von dem Vektor R f' dargestellte Kraft ist gleich der Widerstandskraft, die sich aus der Rei bung zwischen dem Anschlag 60 und der Schrauben fläche 68 ergibt und hängt von der Grösse der Kom ponente Rp' sowie dem Reibungskoeffizienten der einander berührenden Oberflächen des Anschlages 60 und der Schraubenfläche 68 ab. Die Widerstandskraft R f' widersteht der Gleitbewegung zwischen dem An schlag 60 und der Schraubenfläche 68.
Die Kraft<I>Lm'</I> ist vorzugsweise grösser als die Kraft R f', um zu bewirken, dass der Anschlag 60 an der Schraubenfläche 68 entlang gleitet, wenn die axiale Schubkraft auf den Stift 54 wirkt. Rp' mal dem Tangens des Winkels a' muss daher grösser als Rf' sein, und bei einem gegebenen Material mit einem vorgegebenen Reibungskoeffizienten bestimmt der Steigungswinkel der Schraubenfläche 68 den Einsatz punkt der Gleitbewegung des Anschlages 60 entlang der Fläche 68.
Die Schraubenfläche 68 hat daher einen verhältnismässig grossen Steigungswinkel, so dass die Kraft<I>Lm'</I> immer grösser als die Kraft Rf' ist, und die resultierende Kraft, die das Bestreben hat, dem Anschlag 60 eine Gleitbewegung zu erteilen, ist gleich der Differenz zwischen der Grösse der Kräfte<I>Lm'</I> und R f'.
Aus dem vorstehenden ergibt sich, dass das Ge samtdrehmoment, welches auf den Stift 54 als Ergeb nis der axialen Belastung einwirkt, durch die Summe der Tendenz für eine Gleitbewegung bestimmt wird, die sich aus der Berührung des Anschlages 60 mit der Schraubenfläche 68 und der Tendenz gegen eine Gleitbewegung, die sich aus der Berührung des An schlages 58 mit der Schraubenfläche 66 ergibt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungs gegenstandes sind die Steigungswinkel der Schrauben flächen 66, 68 so ausgewählt, dass sich ein Gleich gewichtszustand ergibt, bei dem das auf den Stift 54 durch den Anschlag 58 ausgeübte Drehmoment im wesentlichen gleich dem von dem Anschlag 60 auf den Stift 54 ausgeübte Drehmoment ist.
Eine Dre hung des Stiftes 54 kann daher durch Anwendung eines verhältnismässig kleinen Drehmomentes bewirkt werden ohne Rücksicht auf die Grösse der auf den Stift 54 wirkenden axialen Schubkraft.
Es ist ferner eine Vorrichtung zur Einwirkung einer Steuerkraft auf die Absperrvorrichtung vorgese hen, um eine Auslösung des beweglichen Bedienungs teils 54 von der Sperrvorrichtung 64 zu bewirken. Diese Vorrichtung hat die Gestalt eines durch ein Echappement gesteuerten Uhrwerkes 80. Das Uhr werk 80 befindet sich in dem Gehäuse 50 und wird auf der Platte 48 von einer Anzahl von Schrauben 82 festgehalten.
Das Uhrwerk 80 enthält eine Hauptfederanord- nung 84, die mit dem Echappement 86 über geeig nete Zahnräder 88 in Verbindung steht. Die Haupt federanordnung 84 geht am besten aus Fig. 3 hervor und enthält einen Zapfen 90, der an der Platte 48 nicht verdrehbar befestigt ist und senkrecht zu der Platte steht. Eine Spiralfeder 92 ist mit ihrem innern Ende an dem Zapfen 90 befestigt und liegt in einer Ebene, die im wesentlichen parallel zur Platte 48 liegt. Ein kappenförmiger Teil 94 umschliesst die Feder 92 und wird von einem Zahnrad 96 getragen, das drehbar auf dem Zapfen 90 befestigt ist.
Das äussere Ende der Spiralfeder 92 ist an dem kappenförmigen Teil 94 an der Stelle 98 befestigt, so dass eine Dre hung des Zahnrades 96 und des kappenförmigen Teils 94 die Spannung der Feder 92 verändert.
Ein zweites Zahnrad 100 ist drehbar auf dem Zapfen 90 gelagert und trägt einen in axialer Rich tung verlaufenden Rand 102, der mit der zylindri schen Wandung des kappenförmigen Teils 94 in Rei bungseingriff steht. Dieser Eingriff ist vorzugsweise so bemessen, dass ein Reibungsdrehmoment zwischen dem Rand 102 und dem Teil 94 entsteht, das stets grösser als das maximale Drehmoment ist, welches von der Hauptfeder 92 ausgeübt wird, wenn diese vollständig aufgezogen ist.
Eine Anzahl von Schlitzen 104 (von denen in Fig. 1 nur einer sichtbar ist), kann in dem Rand 102 angebracht sein, um die Herstel lung zu erleichtern und die Einhaltung von ausser ordentlich kleinen Toleranzen beim Einpassen des Randes 102 auf den kappenförmigen Teil 94 zu ver meiden.
Das Zahnrad 100 steht mit einem geeigneten Zahnrad des Getriebes 88 in Eingriff und ist daher direkt mit dem Echappement 86 verbunden. Das Zahnrad 96 steht mit einem Ritzel 106 (Fig. 1) in Eingriff, das lose auf dem Stift 126 gelagert und mit dem Stift 54 verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Ritzel 106 und dem Stift 54 ist so getroffen, dass sich der Stift 54 in axialer Richtung gegenüber dem Ritzel 106 bewegen kann, während gleichzeitig die übertragung des Drehmomentes sichergestellt ist.
Diese Verbindung enthält bei der vorliegenden An ordnung eine erste Blattfeder 108, die in ihrem mitt leren Teil mit dem Ritzel 106 verbunden ist, und eine zweite Blattfeder 110, die mit ihrem mittleren Teil an der Platte 55 befestigt ist, die ihrerseits mit dem Ende des Stiftes 54 in Verbindung steht. Die neben einanderliegenden Enden der Blattfedern 108,<B>110</B> sind bei 112 miteinander vernietet, so dass die Dreh bewegung zwischen dem Ritzel 106 und dem Stift übertragen wird, dass jedoch bei einer Axialbewegung des Stiftes 54 die Federn 108, 110 nachgeben, so dass keine axiale Verschiebung des Ritzels 106 stattfindet.
<I>Arbeitsweise</I> Angenommen, die Steuervorrichtung befinde sich in der Aus -Stellung, wobei das Küken 20 und der Ventilteller 32 geschlossen sind, dann können die ver schiedenen Teile auf folgendem Weg in Betrieb ge setzt werden: Das Gehäuse 50 wird zuerst von Hand betätigt, um das Küken 20 zu drehen und den Einlass 22 des winkelförmigen Kanals 21 in übereinstim- mung mit dem Einlass 14 des Gehäuses 10 zu bringen.
Die verschiedenen Teile des Gerätes befinden sich dann in der Stellung, die in Fig. 1 dargestellt ist, und das Medium kann von dem Einlass 14 zum winkel förmigen Kanal 21 fliessen, wobei ein Ausströmen jedoch durch den Ventilteller 32 verhindert wird.
Der Knopf 56 wird dann niedergedrückt, um den Stift 54 axial zu verschieben, wobei die Anschläge 58, 60 aus den Einschnitten 67, 69 herausbewegt werden, durch die eine Drehung des Knopfes verhindert wurde, so dass sie in axialer Richtung bis über die untersten Teile der Schraubenflächen 66, 68 gelan gen. Diese Bewegung des Stiftes 54 erteilt dem Ventil stift 34 eine axiale Bewegung, so dass dieser gegen die Spannung der Feder 42 verschoben und der Ventil teller 32 von dem Ventilsitz 30 abgehoben wird. Das Medium kann dann an dem Ventilteller 32 vorbei dem Auslass 16 in dem Gehäuse 10 zufliessen.
Der Knopf 56 wird dann im Uhrzeigersinn bis zu einer gewünschten Zeiteinstellung gedreht, die durch die Marken 57 und die Bezugsmarke 59 gegeben ist. Durch die Drehbewegung des Knopfes 56 wird der Stift 54 ebenfalls gedreht, so dass die Anschläge 58, 60 in Eingriff mit den Schraubenflächen 66, 68 kom men. Wie oben erwähnt, sind die Steigungswinkel der Schraubenflächen 66, 68 so gewählt, dass die Kraft, welche dem Stift 54 eine Rückwärts-Drehbewegung erteilen will, von den Reibungskräften, welche einer solchen Bewegung entgegenwirken, etwas überwogen wird.
Der Stift 54 bleibt daher in der Stellung, auf die er eingestellt worden ist, stehen, wenn nicht ein zusätzliches Drehmoment ausgeübt wird, um eine Drehung desselben herbeizuführen und die Anschläge 58, 60 an den Schraubenflächen 66, 68 herab in Richtung auf die Einschnitte 67, 69 zu bewegen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Reihenfolge der Dreheinstellung des Gehäuses 50 und des Knop fes 56 im Bedarfsfalle auch umgekehrt werden kann, indem der Zeitknopf 56 vor der Einstellung des Ven tilteils 20 durch das- Gehäuse 50 betätigt wird.
Die Dreheinstellbewegung des Knopfes 56 dreht auch das Ritzel 106, welches das Zahnrad 96 antreibt und die Hauptfeder 92 des Uhrwerkes aufzieht. Das Zahnrad 100 hat das Bestreben, sich mit dem Zähn rad 96 zu drehen, weil die Reibungsverbindung zwi schen diesen Teilen besteht. Es kann sich jedoch wegen des Getriebes 88 und des Echappeinents: 96 nicht drehen.
Es findet daher zwischen dem Zahnrad 96 und dem Rad 100 eine Verdrehung statt. Wenn. jedoch der Knopf 56 freigegeben wird, wird das Dreh moment der Hauptfeder 92 direkt auf das Zahnrad 96 und durch die Reibung auf das Zahnrad 100 über tragen, da das Reibungsdrehmoment zwischen den Zahnrädern 96 und 100 grösser ist als das maxifinale Drehmoment der Hauptfeder 92, und das Dreh moment der Hauptfeder bewirkt eine gemeinsame Drehung der Zahnräder 96 und 100 als Ganzes:
Diese Drehung der Zahnräder 96 und 100 treibt das Ge triebe 88 und das Ritzel <B>106</B> an, wobei das Echappe- ment 86 die Drehgeschwindigkeit steuert und das Ritzel 106 eine Rückdrehung des Stiftes 54 und des Knopfes 56 in die Anfangswinkelstellung bewirkt.
Wenn die Hauptfeder 92 den Stift 54 gedreht hat, so dass er seine Ausgangswinkelstellung einnimmt, kommen die Anschläge 58, 60 ausser Eingriff mit den Schraubenflächen 66, 68, und da die Anschläge 58; 60 auf die Einschnitte 67, 69 ausgerichtet sind, wird der Stift 54 rasch in Fig. 1 nach rechts bewegt, bis die Anschläge 58, 60 auf den Grund der Einschnitte 67, 69 auftreffen. Gleichzeitig mit dieser Axialbewegung des Stiftes 54 bewegt sich der Ventilteller 32 in Ein griff mit dem Ventilsitz 30, und zwar sprunghaft, um einen weiteren Durchfluss des Mediums zum Auslass 16 des Gehäuses 10 zu verhindern.
Wenn die Anschläge 58, 60 sich in die Ein schnitte 67, 69 hineinbewegen, wird eine weitere Dre hung des Stiftes 54 verhindert. Das Uhrwerk 80 wird angehalten, und ein weiterer Ablauf der Hauptfeder 92 wird verhindert. Die Hauptfeder 92 kann daher niemals ganz ablaufen, und auf den Stift 54 wird daher bei seinen sämtlichen Winkelstellungen ein beträchtliches Drehmoment ausgeübt, so dass die Ge fahr eines ungenügenden Aufziehens der Hauptfeder 92 beseitigt ist, wenn der Zeitknopf auf kleine Zeit räume eingestellt wird.
Es sei bemerkt, dass die Anschläge 58, 60 wegen ihrer diametral einander gegenüberliegenden Anord nung die Schraubenflächen 66, 68 gleichzeitig berüh ren und hierdurch ein Kippen sowie ein etwaiges Festklemmen des Stiftes 54 verhindern.
Wenn die Steuerung des Durchflusses des Me diums mit Hilfe des Uhrwerkes 80 ausser Betrieb ge setzt werden soll, wird der Knopf 56 eingedrückt, um die Anschläge 58, 60 in eine Stellung zu bringen, die jenseits des höchsten Punktes der Schraubenflächen 66, 68 liegt, und der Knopf wird dann in einer Rich tung gedreht, die entgegengesetzt der Zeiteinstel- lungsrichtung ist, um die Anschläge 58, 60 in Ein griff mit den Flächenteilen 70, 71 zu bringen, die senkrecht zu der Achse des Stiftes 54 liegen..
Eine Betätigung des Uhrwerkes 80 hat dann das Bestre ben, den Anschlag 58 in Eingriff mit einem Anschlag 72 zu bringen, der bei der Fläche 70 aus der Fläche 66 herausragt, und der Stift 54 wird in seiner ein gedrückten Stellung gehalten, wobei der Ventilteller 32 von dem Sitz 30 abgehoben ist.
Es ist ersichtlich, dass das beschriebene Gerät eine neuartige Sperrvorrichtung enthält, bei der eine An triebskraft beträchtlicher Grösse auf einen beweg lichen Teil ausgeübt werden kann und bei dem die Bewegung dieses Teils unter dem Einfluss der An triebskraft durch eine ausserordentlich kleine Steuer kraft beeinflusst werden kann. Die Sperrvorrichtung enthält die Anschläge 58, 60 und die Schraubenflächen 66, 68, deren Steigungswinkel so ausgewählt sind, dass sie gleiche und entgegengesetzte Torsionskompo- nenten einer axialen Schubkraft, die auf den Stift 54 einwirkt, erzeugen.
Es ist daher ersichtlich, dass die dargestellte Vor richtung eine neue und verbesserte Steuereinrichtung bildet und die der Erfindung zugrunde liegende Auf gabe löst. Es ist ferner klar, dass die dargestellte Vor richtung in verschiedener Weise abgeändert werden kann und dass Merkmale derselben einzeln oder zu sammen auch in andern Einrichtungen verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, so dass die hier beschriebene Vorrichtung nur als Beispiel dienen soll, ohne die Erfindung ein zuschränken.