DE19825473A1 - Sanduhr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zeitmeßgerät, insbesondere eine Sanduhr, mit einer ersten Kammer und einer zweiten Kammer zur Aufnahme eines fluidartigen Mediums in ei­ nem Gehäuse, wobei das fluidartige Medium von der ersten Kammer durch minde­ stens eine erste Öffnung mit einem zeitbestimmenden Querschnitt in die zweite Kam­ mer fließen kann.

Bei Sanduhren geht zur Bestimmung einer Zeitdauer eine bestimmte Menge einer Flüs­ sigkeit oder eines rieselfähigen Materials wie beispielsweise feinkörniger Sand, beides in diesem Kontext als fluidartiges Medium bezeichnet, von einer oberen Kammer durch eine zeitbestimmende Öffnung in eine untere Kammer über.

Beide Kammern befinden sich in einem transparenten Gehäuse, so daß der Zeitpunkt des vollständigen Durchgangs des fluidartigen Mediums von der oberen Kammer in die untere Kammer festgestellt werden kann. Bei einigen Bauformen kann die verstri­ chene Zeit auch anhand einer an der Kammer angebrachten Skala abgelesen werden.

Ist das fluidartige Medium vollständig in die untere Kammer übergegangen, kann durch ein Umdrehen des Zeitmeßgerätes eine neue Zeitmessung vorgenommen wer­ den.

Sanduhren werden in verschiedenen Bereichen, so z. B. bei Spielen, in Saunen, in der Küche, beim Zähneputzen etc. zur Zeitmessung verwendet. Soll eine Zeitmessung ab­ gebrochen werden, z. B. wenn ein Spieler seine Aufgabe in einem Spiel schon vor Ab­ lauf einer durch die Sanduhr zu bestimmende Zeitdauer gelöst hat, muß bei her­ kömmlichen Sanduhren das fluidartige Medium entweder vollständig in die untere Kammer laufen, oder, bei umgedrehter Sanduhr, das bereits durchgelaufene fluidartige Medium wieder zurücklaufen. Beides kann relativ lange dauern, was bei vielen An­ wendungen unerwünscht ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Sanduhr der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß nach Abbruch einer Zeitmessung in kürzester Zeit mit einer neuen Zeitmessung begonnen werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß das fluidartige Medium von der zweiten Kam­ mer in die erste Kammer durch einen gegenüber dem zeitbestimmenden Durchtritts­ querschnitt größeren Durchtrittsquerschnitt passieren kann.

Soll die Zeitmessung abgebrochen werden, kann das fluidartige Medium durch den für den Übergang in die erste Kammer größeren Durchtrittsquerschnitt von der zweiten Kammer in die erste Kammer ist, desto schneller kann das fluidartige Medium in die erste Kammer zurückgeführt werden. Es wird dabei durch geeignete Formgebung oder Verschlußelemente sichergestellt, daß das fluidartige Material bei der Zeitmessung durch die erste Öffnung mit einem zeitbestimmenden Durchtrittsquerschnitt fließt.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kammern hierfür über mindestens eine zusätzliche Öffnung miteinander verbunden, wobei die zusätzliche Öffnung mit einer Verschlußklappe versehen ist, die sich in Richtung zur ersten Kammer hin öffnet.

Wird das Zeitmeßgerät so gedreht, daß sich die erste Kammer oberhalb der zweiten Kammer befindet und das fluidartige Medium in die zweite Kammer übergeht, werden die zusätzlichen Öffnungen aufgrund des Eigengewichts ihrer Verschlußklappen und des auf die Verschlußklappen lastenden Drucks des fluidartigen Mediums durch diese verschlossen. Soll die Zeitmessung abgebrochen und umgehend wieder begonnen werden, wird das Zeitmeßgerät umgedreht. Dabei geben die Verschlußklappen auf­ grund ihres Eigengewichts bzw. aufgrund des nun von der anderen Seite auf ihnen lastenden Drucks des fluidartigen Mediums die zusätzlichen Öffnungen frei, so daß gegenüber dem zeitbestimmenden Durchtrittsquerschnitt ein wesentlich größerer Durchtrittsquerschnitt für das fluidartige Medium zur Verfügung steht. Nachdem das fluidartige Medium vollständig in die erste Kammer geflossen ist, kann mit der Zeit­ messung von neuem begonnen werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung dieser Ausführungsform wird jede Verschlußklap­ pe mit einer Feder zum Verschließen der zusätzlichen Öffnung versehen, so daß die zusätzlichen Öffnungen bei der Zeitmessung fest verschlossen sind.

Darüber hinaus kann diese Ausführungsform so fortgebildet sein, daß die Kammern durch eine Wandung voneinander getrennt sind, wobei die Wandung als ein in Rich­ tung zur zweiten Kammer hin zulaufender Trichter ausgebildet ist, dessen Auslaßöff­ nung die erste Öffnung bildet und wobei im der Gehäusewand zugewandten Bereich der Wandung zusätzliche Öffnungen vorgesehen sind.

Die Ausbildung eines Trichters vor der ersten Öffnung ist insbesondere bei der Ver­ wendung von feinkörnigem Material bzw. von Flüssigkeiten mit vergleichsweise gerin­ gen Kohäsionskräften wichtig. In dieser Ausführungsform erhält die Wandung des Trichters eine dreifache Funktion, nämlich erstens die Funktion der Zufuhr des fluidar­ tigen Mediums in der ersten Kammer zur ersten Öffnung hin, zweitens die der Tren­ nung der Kammern voneinander und drittens die Vergrößerung des Durchtrittsquer­ schnitts für das Passieren des fluidartigen Mediums von der zweiten Kammer in die erste Kammer.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform ist derart ausgestaltet, daß das Gehäuse zwi­ schen der ersten Kammer und der zweiten Kammer einen Bereich mit einer Quer­ schnittsverjüngung aufweist, daß zwischen dem Bereich der Querschnittsverjüngung und der zweiten Kammer ein in Richtung zur zweiten Kammer hin zulaufender Trich­ ter angeordnet ist, daß der in der Ebene des Bereichs der Querschnittsverjüngung pro­ jizierte Einfüllquerschnitt des Trichters den verjüngten Querschnitt des Gehäuses voll­ ständig überdeckt, und daß zwischen der Außenwand des Trichters und der Innen­ wand des Gehäuses ein Durchlaß von der zweiten Kammer zur ersten Kammer be­ steht.

Bei dieser Ausführungsform wird der Durchlaß zwischen der Außenwand des Trichters und der Innenwand des Gehäuses durch die Querschnittsverjüngung des Gehäuses für das von der ersten Kammer in die zweite Kammer fließende fluidartige Material derart abgedeckt, daß das fluidartige Material diesen Durchlaß nicht passieren kann. Wird das Zeitmeßgerät jedoch umgedreht, kann das fluidartige Medium von der zweiten Kam­ mer ohne weiteres durch den Durchlaß hindurch in die erste Kammer abfließen.

Diese Ausgestaltung ist insofern besonders bevorzugt, als hier auf bewegliche Teile, insbesondere Verschlußklappen, vollständig verzichtet werden kann.

Diese Ausführungsform kann besonders ausgestaltet werden dadurch, daß der Trichter mit dem Gehäuse über mindestens einen Steg verbunden ist.

Auf diese Weise kann der Durchlaß zwischen Trichteraußenwand und Gehäuseinnen­ wand so groß wie möglich ausgestaltet werden, insbesondere, wenn die Stege den Trichter im Bereich seiner Auslaßöffnung halten.

In einer anderen Ausführung der Erfindung kann die Größe des Durchtrittsquerschnitts der ersten Öffnung durch einen Schieber verändert werden, wobei der kleinste zeitbe­ stimmende Durchtrittsquerschnitt durch einen Anschlag definiert ist.

Auch kann die Größe des Durchtrittsquerschnitts der ersten Öffnung durch eine Iris­ blende verändert werden, wobei der kleinste, zeitbestimmende Querschnitt ebenso durch einen Anschlag definiert ist.

In diesen beiden letztgenannten Ausführungsformen kann das fluidartige Medium so­ wohl schnell in die erste Kammer zurückfließen, als auch ebenso schnell in die zweite Kammer übergehen. Dadurch ist es möglich, das Zeitmeßgerät nicht nur in einer Posi­ tion, bei der die erste Kammer sich über der zweiten Kammer befindet, zur Zeitmes­ sung zu verwenden, sondern auch in umgedrehter Position.

Diese Ausführungsformen können wahlweise so ausgebildet werden, daß die Ver­ schlußelemente Irisblende bzw. Schieber entweder manuell vom Benutzer bedient werden, oder durch den Einsatz von Gewichten und einer geeigneten Mechanik auto­ matisch dann geöffnet werden, wenn die Sanduhr so umgedreht wird, daß sich die zweite Kammer über der ersten befindet.

Schließlich kann am Rand der ersten Öffnung eine Klappe vorgesehen sein, die sich in Richtung zur ersten Kammer hin öffnet. Während der Zeitmessung verschließen die Klappen einen Teil der Durchtrittsöffnung, so daß lediglich ein zeitbestimmender Durchtrittsquerschnitt verbleibt. Wird das Zeitmeßgerät umgedreht, geben die Klappen einen wesentlich größeren Durchtrittsquerschnitt frei, so daß das fluidartige Medium wieder schnell in die erste Kammer passieren kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Darstellung zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1a eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Sanduhr in einer Zeitmeß­ position,

Fig. 1b eine Prinzipskizze dieser erfindungsgemäßen Sanduhr in einer Rückstell­ position,

Fig. 2a eine Prinzipskizze einer anderen erfindungsgemäßen Sanduhr in Zeit­ meßposition,

Fig. 2b eine Prinzipskizze dieser anderen erfindungsgemäßen Sanduhr in Rück­ stellposition.

Die Fig. 1a und 1b zeigen eine Sanduhr in einer bevorzugten Ausführungsform mit einer ersten Kammer 1 und einer zweiten Kammer 2 zur Aufnahme eines fluidartigen Mediums 3 in einem Gehäuse 4. Die Kammern sind durch eine Wandung 5 voneinan­ der getrennt, wobei die Wandung 5 als in Richtung zur zweiten Kammer 2 hin zulau­ fender Trichter ausgebildet ist. Die Auslaßöffnung dieses Trichters bildet eine erste Öffnung 6 und hat einen zeitbestimmenden Durchtrittsquerschnitt, so daß die gesamte Menge des fluidartigen Materials 3 in einer definierten Zeit von der ersten Kammer 1 in die zweite Kammer 2 übergeht. Die Wandung 5 weist in einem Bereich nahe der Wand des Gehäuses 4 im oberen Teil des Trichters zusätzliche Öffnungen 7, 8 auf, die durch Verschlußklappen 9, 10 verschließbar sind.

Befindet sich die Sanduhr in einer Zeitmeßposition, wie in Fig. 1a gezeigt, wobei die erste Kammer 1 über der zweiten Kammer 2 liegt, sind die Verschlußklappen 9, 10 aufgrund ihres Eigengewichts und des aufgrund des fluidartigen Mediums 3 anliegen­ den Druckes geschlossen, so daß das fluidartige Medium 3 lediglich über die Auslaß­ öffnung des Trichters in die zweite Kammer 2 passieren kann. Wird die Sanduhr in eine Rückstellposition, wie in Fig. 1b gezeigt, umgedreht, wobei nun die zweite Kammer 2 über der ersten Kammer 1 liegt, geben die Verschlußklappen 9, 10 die zu­ sätzlichen Öffnungen 7, 8 aufgrund ihres Eigengewichts und des anliegenden Drucks des fluidartigen Mediums 3 frei, so daß das fluidartige Medium 3 über einen großen Querschnittsbereich von der zweiten Kammer 2 in die erste Kammer 1 übergehen kann.

Fig. 2a und 2b zeigen ein anderes bevorzugten Ausführungsbeispiel der Sanduhr. Ihr Gehäuse 11 weist zwischen der ersten Kammer 12 und der zweiten Kammer 13 einen Bereich mit einer Querschnittsverjüngung 14 auf. In Zeitmeßposition (Fig. 2a) ist unterhalb der Querschnittsverjüngung ein Trichter 15 angeordnet, dessen Einfüllbe­ reich weiter ist als die Querschnittsverjüngung 14. Die Auslaßöffnung des Trichters 15 bildet die zeitbestimmende erste Öffnung 16. Zwischen Trichter 15 und Innenwand des Gehäuses 11 ist auf beiden Seiten des Trichters 15 ein Abstand zur Gehäusewand als Durchlaß 17 für das fluidartige Medium 18 vorgesehen. Der Trichter 15 ist über zwei Stege 19, 20 mit dem Gehäuse 11 verbunden.

Zur Zeitmessung kann das fluidartige Medium 18 von der ersten Kammer 12 in den Trichter 15 und von dort in die zweite Kammer 13 übergehen, wobei das fluidartige Medium 18 nicht den Durchlaß 17 zwischen der Außenwand des Trichters 15 und in Innenwand des Gehäuses 11 passieren kann. Wird die Sanduhr umgedreht, wird das der zweiten Kammer 13 befindliche fluidartige Material 18 im wesentlichen an der Seite des Trichters 15 vorbei durch den Durchlaß 17 hindurchgeführt und kann somit über einen wesentlich größeren Durchtrittsquerschnitt in die Kammer 1 passieren.

Diese Ausführungsform hat den wesentlichen Vorteil, daß sie vollständig ohne beweg­ liche Teile auskommt, welche unter Umständen verschleißen oder sich verklemmen können.

Beide dargestellten Ausführungsformen können problemlos beispielsweise durch Ver­ kleben oder Verschweißen von zwei spritzgegossenen Kunststoffhalbteilen erfolgen. Ist eine hohe Präzision der zeitbestimmenden ersten Öffnung nötig, so kann das Trichterteil getrennt hergestellt werden und vor dem Verkleben der zwei Halbteile ein­ gesetzt werden. Die Befüllung kann vor der Verbindung der beiden Halbteile erfolgen oder nach der Verbindung durch eine Öffnung, die anschließend verschlossen wird.

Claims (10)

1. Zeitmeßgerät, insbesondere Sanduhr, mit einer ersten Kammer (1, 12) und einer zweiten Kammer (2, 13) zur Aufnahme eines fluidartigen Mediums (3, 18) in ei­ nem Gehäuse (4, 11), wobei die Kammern (1, 2, 12, 13) über mindestens eine erste Öffnung (6, 16) miteinander verbunden sind und das fluidartige Medium (3, 18) in Richtung der Schwerkraft von einer der Kammern (1, 2, 12, 13) zur anderen fließen kann, und wobei die erste Öffnung (6, 16) für das Passieren des fluidartigen Mediums (3, 18) von der ersten Kammer (1, 12) in die zweite Kammer (2, 13) einen zeitbestimmenden Durchtrittsquerschnitt aufweist dadurch gekennzeichnet, daß das fluidartige Medium (3, 18) von der zweiten Kammer (2, 13) in die erste Kammer (1, 12) durch einen gegenüber dem zeitbe­ stimmenden Durchtrittsquerschnitt größeren Durchtrittsquerschnitt passieren kann.

2. Zeitmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (1, 2) über mindestens eine zusätzliche Öffnung (7, 8) miteinander verbunden sind, wobei die zusätzliche Öffnung (7, 8) mit einer Verschlußklappe (9, 10) verse­ hen ist, die sich in Richtung zur ersten Kammer (1) hin öffnet.

3. Zeitmeßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verschluß­ klappe (9, 10) mit einer Feder zum Verschließen der zusätzlichen Öffnung (7, 8) versehen ist.

4. Zeitmeßgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kam­ mern (1, 2) durch eine Wandung (5) voneinander getrennt sind, wobei die Wandung (5) als ein in Richtung zur zweiten Kammer (2) hin zulaufender Trichter ausgebildet ist, dessen Auslaßöffnung die erste Öffnung (6) bildet, und wobei im der Gehäusewand zugewandten Bereich der Wandung (5) zusätzliche Öffnungen (7, 8) vorgesehen sind.

5. Zeitmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) zwischen der ersten Kammer (12) und der zweiten Kammer (13) einen Bereich (14) mit einer Querschnittsverjüngung aufweist, daß zwischen dem Bereich (14) der Querschnittsverjüngung und der zweiten Kammer (13) ein in Richtung zur zweiten Kammer (13) hin zulaufender Trichter (15) angeordnet ist, daß der in die Ebene des Bereichs (14) der Querschnittsverjüngung projizierte Einfüllquer­ schnitt des Trichters (15) den verjüngten Querschnitt des Gehäuses (4) vollstän­ dig überdeckt, und daß zwischen der Außenwand des Trichters (14) und der Innenwand des Gehäuses (11) ein Durchlaß (17) von der zweiten Kammer (2) zur ersten Kammer (1) besteht.

6. Zeitmeßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichter (14) durch mindestens einen Steg (19, 20) mit dem Gehäuse (11) verbunden ist.

7. Zeitmeßgerät nach Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtritts­ querschnitt der ersten Öffnung vergrößerbar ist.

8. Zeitmeßgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Durchtrittsquerschnitts der ersten Öffnung durch einen Schieber veränderbar ist und der kleinste, zeitbestimmende Durchtrittsquerschnitt durch einen Anschlag definiert ist.

9. Zeitmeßgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Durchtrittsquerschnitts der ersten Öffnung durch eine Irisblende veränderbar ist und der kleinste, zeitbestimmende Querschnitt durch einen Anschlag definiert ist.

10. Zeitmeßgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Rand der er­ sten Öffnung mindestens eine Klappe vorgesehen ist, die sich in Richtung zur ersten Kammer hin öffnet.