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Vorrichtung zur Abgabe einer voreinstellbaren Menge von Flüssigkeit
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abgabe einer voreinstellbaren Menge
einer unter Druck zugeführten Flüssigkeit mit einer aus einem Schaufelrotor bestehenden
Meßeinrichtung, dessen Bewegung ein Ventil für den Flüssigkeitsdurchgang steuert.
Die Schwierigkeit bei derartigen aus einem Schaufelrotor bestehenden Meßeinrichtungen
besteht darin, daß der Rotor nur eine sehr schwache Kraft zu liefern vermag, die
unzureichend ist, um einen unter Druck zugeführten Flüssigkeitsstrom unmittelbar
zu unterbrechen.
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Es ist deshalb bereits bekannt, eine derartige Meßeinrichtung mit
einem Relais zu verbinden, welches eine Hilfskraftquelle in Betrieb setzt. Durch
die elektrischen Relais werden die Vorrichtungen jedoch kompliziert, kostspielig
und in ihrer Arbeitsweise anfällig, sofern nicht besondere Vorsichtsmaßnahmen getroffen
werden.
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Um diese Nachteile zu beheben, hat sich die Erfindung zur Aufgabe
gestellt, die Ventilsteuerung auf mechanischem Wege zu vermitteln. Die Lösung der
gestellten Aufgabe besteht bei einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art
darin, daß erfindungsgemäß das Ventil hydraulisch gesteuert ist, indem zwischen
einer ein kleines Ausflußloch aufweisenden Kappe und einer ein kleines Einflußloch
aufweisenden Dichtmembran eine Gegendruckkammer gebildet ist, daß das Ausflußloch
der Gegendruckkammer durch eine Klappe verschließbar ist, die auf einer drehbaren
Welle angeordnet ist, deren Schließstellung durch eine auf einen mit ihr verbundenen
Hebel wirkende Feder und deren Offenstellung durch eine den Hebel gegen den Federdruck
haltende Sperrklinke herbeigeführt ist, und daß die Bewegung des Rotors auf eine
Scheibe untersetzbar ist, die entsprechend der abzugebenden Flüssigkeitsmenge einstellbar
ist und am Schluß einer Rücklaufbewegung mittels eines Zapfens die Sperrklinke auslöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau sowie
eine sichere Arbeitsweise aus.
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Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung
in einer Ausführungsform beispielhaft erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine
Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 2 ist ein Schnitt durch den
Apparat entlang der Linie II-II der Fig. 1; Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der
Linie III-III der Fig. 2, aus welchem die Unterbringung der Dosiervorrichtung ersichtlich
ist; Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht der Ausklinkvorrichtung.
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Der Hauptteil 1 der Vorrichtung hat die Form eines Topfes mit zylindrischer
Wandung und trägt einen Austrittsstutzen 2 und einen Eintrittsstutzen 3. Der Stutzen
3 ist mit dem Hauptteil 1 gleichachsig, während die Achse des seitlich angebrachten
Austrittsstutzens 2 auf der Achse des Hauptteils 1 senkrecht steht. Die obere Offnung
des Hauptteils 1 ist dicht durch einen abnehmbaren Deckel 4 verschlossen.
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Senkrecht zu der Achse des Hauptteils 1 und etwa in dessen mittlerer
Höhe ist eine innere Zwischenwand 5 vorgesehen, in der eine konzentrische Öffnung
6 ausgespart ist, welche den einen verringerten Durchmesser aufweisenden Bodenteil
des Meßbechers 7 der Meßvorrichtung aufzunehmen bestimmt ist. Der obere Rand der
Öffnung 6 bildet eine Stützschulter für den oberen Teil des Meßbechers 7 von größerem
Durchmesser. Dieser Meßbecher bildet ein zylindrisches Gehäuse, welches den Rotor
8 enthält, dessen Welle 9 auf ein zwischen dem Deckel der Meßvorrichtung und dem
Deckel des Hauptteils 1 angebrachtes Zahnradgetriebe 10 einwirkt. Die aus dem Getriebe
10 austretende Welle 11 durchdringt den Deckel 4, wobei sie durch eine an diesem
Deckel befestigte und innen mit einem Dichtring 13 versehene Buchse 12 geführt ist.
Am oberen Ende der Welle 11 ist ein Kegelzahnrad 14 befestigt.
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Ein seitlich auf dem Hauptteil 1 angebrachtes zylindrisches Gehäuse
15, dessen Achse auf derjenigen des Hauptteils 1 senkrecht steht, ist zur Aufnahme
der
wesentlichen Bestandteile der Dosiervorrichtung bestimmt. In
der Richtung der Achse des Gehäuses 15 ist eine Welle 16 angebracht, welche an einem
Ende mittels eines Drehzapfens auf dem Grund des Gehäuses abgestützt ist, während
die mittlere Öffnung eines in ihrer Mitte und quer zu ihr angeordneten Trägers 17
als Wellenlager dient. Die Welle 16 durchdringt die mittlere Öffnung einer am Vorderteil
des Gehäuses 15 angebrachten, durchsichtigen Glasscheibe 18, und am äußeren Ende
der Welle 16 ist ein Einstellhandrad 19 befestigt. An dem zwischen dem Glas 18 und
einer Skalenscheibe 20 liegenden Teil der Welle 16 ist ein Zeiger 21 angebracht,
der entlang der Einteilung der Skalenscheibe 20 verdrehbar ist. In der Nähe des
Bodens des Gehäuses 15 kann sich ein Kegelzahnrad 22 frei auf der Welle 16 drehen,
und dieses Kegelzahnrad 22 steht ständig winkelgetriebeartig mit dem Kegelzahnrad
14 im Eingriff, welches durch eine am Boden des Gehäuses 15 ausgesparte Öffnung
in dessen Inneres hineinragt.
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Auf der Welle 16 ist dicht neben dem Kegelzahnrad 22 eine Scheibe
23 befestigt. Zwischen dem Kegelzahnrad 22 und der Scheibe 23 wird eine Reibscheibe
24 unter der Einwirkung einer Feder Z5 unter Druck gehalten, welche das Kegelzahnrad
22 vom Boden des Gehäuses 15 zu entfernen sucht. Die Scheibe 23 trägt einen Zapfen
26, der zur Einwirkung auf den noch zu beschreibenden Ausklinkmechanismus bestimmt
ist.
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Die Skalenscheibe 20 stützt sich auf einer Ringschulter des Gehäuses
15 ab und wird durch einen zylindrischen Abstandshalter 27 in bestimmter Entfernung
von der Glasscheibe 18 gehalten. Die Befestigung dieser drei Bauteile am Gehäuse
15 wird durch einen in eine im Vorderrand des Gehäuses 15 ausgesparte Nut eingepaßten
Ringdraht 28 sichergestellt.
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Der Eintrittsstutzen 3 trägt eine Muffe 34, welche das Fußstück des
den Einfluß der Flüssigkeit steuernden Ventils bildet. Der Oberteil 35 dieses Ventilfußes
bildet an seinem Ende einen ringförmigen Ventilsitz, mit welchem eine Dichtmembrane
36 zusammenwirkt.
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Diese Dichtmembrane ist an ihrem Umfang zwischen eine mit dem Teil
35 eine Baueinheit bildende durchlochte Scheibe 37 und eine Kappe 38 gepreßt. Die
Kappe 38 ist in einen Ring 39 eingeschraubt, welcher seinerseits auf die Scheibe
37 aufgeschraubt ist. Die den Dichtkörper des Flüssigkeitshahns bildende Membrane
ist in axialer Richtung von einem kleinen Loch 40 durchsetzt, welches die zufließende
Flüssigkeit mit der zwischen der Membrane und der Kappe 38 freigelassenen Gegendruckkammer
41 in Verbindung bringt. In der Kappe 38 ist ein kleines Ausflußloch 42 angebracht,
welches durch eine Ventilklappe 43 abgedichtet werden kann, die von einem in Flußrichtung
hinter dem Ventil gelegenen Trägerarm 44 des Ausklinkmechanismus getragen ist. In
der Gegendruckkammer 41 befindet sich eine Feder 45, welche die Membrane 36 in Abdichtstellung
führt, wenn sich infolge der Schließung des Loches 42 ein Gegendruck in der Kammer
41 aufbaut.
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Der Trägerarm 44 ist mit einer Welle 46 fest verbunden, welche in
einer Dichtvorrichtung durch den Boden des Gehäuses 15 und die Wandung des Hauptteils
1 dringt. Diese Welle 46 trägt im Innern des Gehäuses 15 einen gebogenen Hebel 47,
welcher durch eine Spannfeder 48 in diejenige Stellung gedrückt wird, in welcher
das Loch 42 durch die Ventilklappe 43 abgedichtet wird (Entspannungsstellung). Der
obere waagerechte Teil dieses Hebels erstreckt sich bis unter
einen federbelasteten
Druckknopf 49, welcher in einer Büchse 50 angebracht ist und die Wandung des Gehäuses
15 durchdringt. Der Hebel 47 trägt eine Nase 51, welche mit einer um eine Achse
53 drehbaren Sperrklinke 52 zusammenwirkt. Die Sperrklinke 52 trägt einen Zapfen
54, der zum Zusammenwirken mit dem Zapfen 26 bestimmt ist, damit am Ende der rückhäufigen
Bewegung der Scheibe 23 der Zapfen 26 dieser Scheibe die Sperrklinke 52 anhebt und
den Hebel 47 ausklinkt und auf diese Weise dessen Drehbewegung in Entspannungsrichtung
zuläßt. Die Vorrichtung ist so ausgestaltet, daß der Hebel 47 durch einen Druck
auf den Druckknopf 49 in eine Stellung gespannt werden kann, in welcher er mit der
Sperrklinke in Eingriff steht.
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Da das Meßgerät vom Typ »Geschwindigkeitszähler« von bekannter Bauweise
ist, bedarf es keiner ins einzelne gehenden Beschreibung. Es genügt anzugeben, daß
rund um den Rotor 8 der Meßbecher 7 von zwei Reihen von Öffnungen durchbohrt ist,
welche, zueinander in umgekehrtem Sinn, schräg zur Radialrichtung angeordnet sind
und Austrittsöffnungen 55 auf der einen und Eintrittsöffnungen 56 auf der anderen
Seite der Zwischenwand 5 umfassen. Das Meßgerät kann ein Regelorgan umfassen, z.
B. kann in an sich bekannter Weise eine von außen zugängliche Schraube einen Abdichtungsschieber
betätigen, welcher mehr oder weniger zusätzliche Eintrittsöffnungen freigibt, welche
den Boden des Meßbechers durchdringen, d. h. eine Ableitung von den schrägen Eintrittsöffnungen
56 bilden. Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung ist ohne weiteres
aus der vorstehenden Beschreibung verständlich, daher soll eine kurze Zusammenfassung
genügen. In Ruhestellung ist der Hebel 47 ausgeklinkt, und der Ausklinkmechanismus
gewährleistet durch seine Ventilklappe 43 die Abdichtung des Ausflußloches 42 der
Gegendruckkammer in der Weise, daß die Hauptabdichtmembrane 36 auf ihren Ventilsitz
gepreßt ist und das Einströmen von Flüssigkeit in die Dosiervorrichtung verhindert.
Um das Ausfließen einer bestimmten Menge von Flüssigkeit herbeizuführen, genügt
es, zunächst das Einstellhandrad 19 zu betätigen, um den Zeiger 21 auf den entsprechenden
Teilstrich der Skalenscheibe 20 zu verstellen. Bei diesem Arbeitsgang hat sich die
mit der das Handrad 19 tragenden Einstellwelle 16 fest verbundene Scheibe 23 um
einen bestimmten Winkel verdreht, und ihr Zapfen 26 hat sich ebenfalls um einen
bestimmten Winkel von derjenigen Lage entfernt, in welcher er den Zapfen 54 der
Sperrklinke 52 anhebt.
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Nach dieser Voreinstellung des Flüssigkeitsvolumens, das zum Ausfluß
gebracht werden soll, wird der Ausfluß durch einen Druck auf den Druckknopf 49 herbeigeführt,
welcher den Ausklinkmechanismus gegen die Wirkung der Feder 48 spannt und dabei
die Nase 51 mit der Sperrklinke 52 in Eingriff bringt, wodurch der Hebel 47 in gespannter
Stellung gehalten wird. Durch diesen Vorgang wird das Loch 42 freigegeben, der Gegendruck
in der Kammer 41 beseitigt und es der Membrane 36 möglich gemacht, sich von ihrem
Ventilsitz abzuheben, wodurch der Eintritt der Flüssigkeit in das Meßgerät sichergestellt
wird. Das Meßgerät wird daher angetrieben und führt mittels der Reibungskupplung
24 die Dosiervorrichtung und ihre Scheibe 23 in Abhängigkeit von der Ausflußmenge
der Flüssigkeit zu ihrer Anfangsstellung zurück. Das Ende der Rückwärtsbewegung
der Scheibe 23 fällt mit dem
Ausfließen der vorgesehenen Flüssigkeitsmenge
zusammen, und in diesem Moment hebt der Zapfen 26 der Scheibe 23 die Sperrklinke
52 mittels deren Zapfen 54 an, wodurch die Nase 51 des Hebels 47 freigegeben wird.
Die Feder 48 entspannt sich nun und führt die Abdichtung des Loches 42 durch die
Klappe 43 herbei. In der Kammer 41 baut sich Gegendruck auf, die Membrane 36 wird
auf ihren Ventilsitz zurückgeführt, und der Apparat ist für einen neuen Abgabevorgang
bereit.
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Wenn Heißwasser von bestimmter Temperatur abgegeben werden soll,
könnte die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung vom Ausfluß einer thermostatischen
Mischvorrichtung gespeist sein, welche Wasser von der gewünschten Temperatur durch
automatische Mischung von Heiß- und Kaltwasser liefert.