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Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt
durch ein mit dem erfindungsgemäß en Zeitgeber versehenes Zeitgabeventil, Fig.2
eine Teildraufsicht auf das Zeitgabeventil nach Fig. l, Fig.3 und4 je einen Teilquerschnitt
entlang der Linien 3-3 bzw. 4-4 in Fig. 1, Fig.5 einen Schnitt durch eine Ausführungsform
einer zwischen dem Verzögerungsring und der Welle des erfindungsgemäßen Zeitgebers
nach F i g. 1 angeordneten Kupplung und
Fig.6 einen Schnitt entlang
der Linie 6-6 in F i g. 1, wobei die Kupplung aus Gründen der obere sichtlichkeit
nicht dargestellt ist.
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Die Zeitgeber-Vorrichtung 11 weist ein Einstellglied 12 auf, das
mit einer in F i g. 2 gezeigten Anzeigefläche 13 versehen ist, die in Einheiten
der Zeit, z. B. in Minuten, geeicht sein kann. Das Einstellglied 12 ist mittels
einer Schraube 14 auf einer mittigen Welle 15 befestigt, die die Hauptsteuerelemente
des Systems trägt. Ein Keil 16 hält das Einstellglied und damit gleichzeitig die
Anzeigefläche in vorgegebener Winkelstellung zur Welle 15. Die Welle 15 ist um ihre
Achse 15 a drehbar.
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Eine Hauptfeder 17 ist an einem Ende an der Welle 15 befestigt und
um diese herumgewickelt. In einer Abdeckkappe 18 ist ein Schlitz 19 vorgesehen,
der das andere Ende der Feder 17 aufnimmt. Durch Drehen des Einstellgliedes in F
i g. 1, gesehen im Uhrzeigersinn, wird die Feder aufgewickelt und übt eine Rückstellkraft
auf die Welle aus, welche diese im Gegenuhrzeigersinn zu drehen sucht.
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Ein Behälter-Basisteil 20 ist starr und nicht drehbar am Ventilgehäuse
21 befestigt, wobei seine Achse normal zur Ventilgehäuseachse steht. Die Abdeckkappe
18 ist ebenso wie das obere Ende des Behälter-Basisteils 20 im ebenen Schnitt kreisförmig.
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Die Abdeckkappe 18 weist eine Auslaßöffnung 18 a an ihrem Umfang auf,
die mit einer Auslaßöffnung 20 a im Behälter-Basisteil in Ausrichtung gebracht werden
kann, wenn sie in Axialrichtung ausgefluchtet werden. In Flucht gestatten diese
Auslaßöffnungen den Austritt von eingeschlossener Luft und überschüssiger Silikon-Flüssigkeit,
wenn die Abdeckkappe 18 auf dem Basisteil 20 befestigt wird.
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Nach Abschluß dieser Befestigung wird die Abdeckkappe 18 um einige
Grade gedreht, so daß die Auslaßöffnungen 18 a und 20n außer Flucht kommen, wodurch
die Kammer abgeschlossen wird. Die Abdeckkappe 18 wird dann mit dem Basisteil 20
verklebt oder auf andere Weise abgedichtet verbunden.
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Das Schließen der Auslaßöffnungen und die Befestigung der Abdeckkappe
bildet eine völlig umschlossene Behälterkammer mit einer zylindrischen Umfangswand
22. Koaxial zur Wand 22 ist eine von der Behälterkammer ausgehende Bohrung 23 vorgesehen.
In ihr ist die mittige Welle 15.
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Die Welle 15 ist außerdem mit einem vergrößerten zylindrischen Abschnitt
25 versehen, der an seinem der Anzeigefläche benachbarten Ende eine flanschartige
Schulter 26 aufweist. Der vergrößerte zylindrische Abschnitt ist mit ihn durchsetzenden
Bohrungen 27 und 28 versehen, die den Durchtritt von Luft und Silikon-Flüssigkeit
29 beim Einbau der mittigen Welle im Behälter ermöglichen.
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Am Umfang des zylindrischen Abschnitts 25 ist ein auf der flanschartigen
Schulter 26 aufruhender Verzögerungsring 30 angeordnet. Dieser Ring wird von der
Welle 15 gedreht und hat vorzugsweise einigen Abstand von der Bodenwand 31 des Basisteils
20. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung so hergestellt wird, daß eine
einzige mittige Welle und Verzögerungsringe unterschiedlicher Durchmesser hergestellt
werden können, um bei Verwendung der ansonsten unveränderten Konstruktion unterschiedliche
Zeitbereiche einstellen zu können. Der radiale Abstand zwischen der zylindrischen
Wand 22 und der äußeren zylindrischen Wand 30 a des Verzögerungsrings stellt die
Haupteinflußgröße für die durch
Viskosität erzeugte Widerstandskraft dar, welche
die Drehung der Welle hemmt. Je größer der Abstand, um so schneller kann sich die
Welle 15 bei gleicher einwirkender Kraft drehen, und je kleiner der Abstand ist,
um so langsamer wird sie sich drehen, weil die Widerstandskraft mit kleiner werdendem
Zwischenraum zunimmt.
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Die innere Wand 22 und die äußere Wand 30a liegen konzentrisch zur
Achse 15 a der Welle 15. Sie sind als Drehflächen ausgebildet, die mindestens teilweise
in Axialrichtung miteinander fluchten. Durch den mit Silikon-Flüssigkeit gefüllten
Zwischenraum 30 b sind sie voneinander getrennt.
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Für relativ kurze Zeitabschnitte, beispielsweise in der Größenordnung
von einer halben Stunde bei einer Vorrichtung üblicher Größe, liegt die Größe des
Zwischenraums zwischen den beiden Wänden im Bereich von etwa 1,588 mm, und der Außendurchmesser
des Verzögerungsrings 30 beträgt etwa 25,4 mm. Seine axiale Länge ist etwa 12,7
mm. Ein einheitlicher Aufbau, bei dem der Verzögerungsring auf der mittigen Welle
einstückig befestigt ist, wäre an sich geeignet. Wenn jedoch längere Zeitdauern
eingestellt werden sollen, für welche ein geringerer Zwischenraum zwischen den zylindrischen
Wänden erforderlich ist, hat sich gezeigt, daß es lästig ist, wenn beim Aufziehen
sowohl die Federkraft als auch die Hemmwirkung der Silikon-Flüssigkeit überwunden
werden muß. Aus diesem Grund wird zwischen dem Verzögerungsring und der Welle eine
Kupplung angeordnet, so daß bei der Aufzugsbewegung nur die Federkraft überwunden
werden muß, während die beiden Bauteile bei der umgekehrten Bewegung wieder in Eingriff
kommen und die Feder die Hemmwirkung der Silikon-Flüssigkeit überwinden muß.
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Aus diesem Grund ist zwischen die Welle 15 und den Verzögerungsring
eine Kupplung 25 a eingeschaltet, von der in F i g. 5 eine Ausführungsform gezeigt
ist. Diese Ausführungsform ist als üblicher Klemmrollenfreilauf ausgebildet, der
den Verzögerungsring in der Silikon-Flüssigkeit stehenbleiben läßt, wenn die Anzeigefläche
13 bzw. das Einstellglied 12 und mit ihnen die Welle 15 zum Aufziehen der Hauptfeder
17 gedreht wird. Sobald die Anzeigefläche losgelassen wird und die Hauptfeder 17
beginnt sich abzuwickeln, kommen die Klemmrollen 32 in Eingriff mit dem Verzögerungsring
30 und den geneigten Wänden 33 von Ausnehmungen 34 in der Welle, so daß sie an der
Welle und am Verzögerungsring angreifen und die Bewegung des Verzögerungsrings durch
die Silikon-Flüssigkeit 29 einleiten.
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Die Hemmwirkung der Flüssigkeit steuert die Abwickelgeschwindigkeit
der Hauptfeder 17 und dadurch die Länge des Zyklus.
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In Ausnehmungen des Behälter-Basisteils 20 und der Abdeckkappe 18
sind O-Ringe 35 bzw. 36 vorgesehen, welche den Austritt von Silikon-Flüssigkeit
entlang der Welle 15 verhindern. Die bei der Bewegung des Verzögerungsrings 30 durch
die Silikon-Flüssigkeit infolge der Antriebswirkung der Welle 15 erzeugte Reibwirkung
führt zur zeitlichen Hemmung.
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Die Silikon-Flüssigkeit 29 hat die Eigenschaft, daß sie eine im wesentlichen
konstante Viskosität und damit Reibwirkung hat, wodurch eine genaue Eichung der
Vorrichtung möglich ist. Diese Eigenschaft ändert sich auch nur unwesentlich bei
Temperaturänderungen. Aus diesem Grund ist die Vorrichtung auch insbesondere für
den Einsatz bei unterschiedlichen
Temperaturen, z. B. für die Steuerung
von Sprenganlagen, geeignet.
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Die Welle 15 erstreckt sich mit ihrem verringerten Durchmesser 24
durch den Basisbauteil 20 in einen Flüssigkeitsdurchlaß 37 eines Ventilgehäuses
21. Am vorstehenden Ende des im Durchmesser verringerten Abschnitts 24 der Welle
15 ist mittels eines Keils 39 ein Nockenelement 38 aufgekeilt. Der unterste Punkt
40 (Fig.3) des Nockenelements 38 ist so angeordnet, daß er mit einem Betätigungsstift
41 in Berührung steht, wenn die Zeitgeber-Anzeigefläche auf 0 gestellt ist, und
das Ventil ist in dieser Stellung geschlossen.
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An einem Ende des Ventilgehäuses 21 ist ein Sitzbauteil 42 befestigt,
welches mit einer sich im Durchmesser verkleinernden und so eine Einlaßöffnung 44
durch einen Ventilsitz 45 bildenden Einlaßkammer 43 versehen ist. Ein Ventilzylinder
46 ist mit Preßsitz in einer vergrößerten Kammer 47 im FlüssigkeitsdurchIaß 37 angeordnet.
Um den Umfang des Ventilzylinders 46 herum sind Rippen 48 so angeordnet, daß Durchflußkanäle
49 gebildet werden. Der Ventilzylinder 46 umschließt einen Hohlraum 50, der wenigstens
teilweise von einem zylindrischen Wandabschnitt 51 begrenzt wird, dessen Achse normal
zur Ebene des Ventil sitzes 45 steht. Dieser Hohlraum 50 steht über eine von einer
zur anderen Stirnfläche einer Kolben anordnung 52 durchlaufende Vorspannbohrung
55 mit dem Ventilsitz 45 in Flüssigkeitsverbindung.
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Der Kolben 52 sitzt infolge einer Becherscheibe 53 gleitend verschiebbar
und flüssigkeitsdicht im zylindrischen Wandabschnitt 51. Dieser Kolben 52 ist ein
einheitlicher Bauteil, der sich im Hohlraum 50 frei bewegt und den Hohlraum in eine
Vorspannkammer auf der vom Ventilsitz 45 wegweisenden Kolbenseite und in eine der
Sitzfläche 45 zugewandte Strömungskammer unterteilt. Vom Kolben 52 wird eine Dichtung
54 getragen, die unter Anlage am Ventilsitz 45 einen flüssigkeitsdichten Abschluß
ermöglicht.
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Die Becherscheibe 53 am anderen Ende des Kolbens 52 steht in gleitend
verschiebbarer Dichtberührung mit der Wand 51 des Ventilzylinders 46. Die Vorspannbohrung
55 relativ geringen Durchmessers dient zur Herstellung einer dauernden Flüssigkeitsverbindung
zwischen der Einlaßöffnung 44 und dem Hohlraum 50 des Ventilzylinders 46.
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Um ein schnelles Öffnen des Ventils auch bei niedrigen Drücken zu
ermöglichen, ist am ventilsitzseitigen Ende der Kolbenanordnung ein vorstehender
Rand 56 gebildet. Der vorstehende Rand 56 übergreift den Ventilsitz 45, so daß ein
offener Hohlraum 57 dem Ventilsitz 45 gegenübersteht, wenn der Kolben 52 sich vom
Ventilsitz 45 entfernt, so daß der volle Einlaß druck an der gesamten Stirnfläche
des Kolbens wirkt, wodurch die den Kolben vom Einlaß wegschiebende Kraft erhöht
wird.
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Die Becherscheibe 53 dichtet den zylindrischen Hohlraum 50 durch
leichte Abbiegung einer dünnen Lippe 58 ab. Um zu vermeiden, daß die Lippe sich
umbiegt oder von der Wand abhebt und ein Überströmen von Flüssigkeit ermöglicht,
was zu einem Ansprechen des Ventils führen kann, wenn Flüssigkeit unter das untere
Ende der Becherscheibe dringen kann, ist das untere Ende 59 von einer Kappenausnehmung
60 seitlich umschlossen, was das Aufspreizen des unteren Endes verhindert und dadurch
die Lippe bei allen Betriebszuständen in leichter, un-
unterbrochener Anlage am Umfang
hält. Die Strömung durch das Ventil erfolgt in Richtung der Strömungsachse 61 und
verläuft geradlinig durch das Ventilgehäuse, ohne daß am Ventilmechanismus seitliche
Umlenkungen erfolgen.
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In der Schließstellung wirkt der Systemdruck über die Vorspannbohrung
45 auf die Unterseite der Becherscheibe und preßt die Dichtung 54 gegen den Ventilsitz
45.
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Der Hohlraum 50 kann durch einen O-Ring 63 in einer den Betätigungsstift
41 umgebenden Nut geschlossen werden. Wenn der Betätigungsstift in der in Fig. 1
gezeigten Stellung steht, die von der niedrigsten Stelle des Nockenelements bestimmt
ist, verschließt diese Dichtung den Hohlraum. Wird der Betätigungsstift 51 durch
Drehung des Nockenelements jedoch in Axialrichtung verschoben, kann die Flüssigkeit
durch den zwischen dem Betätigungsstift und der Wand der Auslaßöffnung 65 bestehenden
Zwischenraum fließen, wodurch die Vorspannkammer entspannt wird.
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Der Betätigungsstift 41 ist an einem Federstützelement 64 angeschlossen.
Der Durchmesser des Betätigungsstiftes 41 ist geringer als der der Auslaßöffnung
65, wodurch zwischen ihnen ein Zwischenraum entsteht, so daß eine Strömung aus der
Kammer 50 durch die Auslaßöffnung möglich ist, wenn der Betätigungsstift verschoben
wird. Der Druck in der Kammer 50 fällt dann auf den abströmseitigen Druck ab.
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Eine Feder 62 liegt zwischen dem Federstützelement und der Basis der
Becherscheibe. In entspanntem Zustand ist die Feder genügend lang gehalten, so daß
sie so weit vorstehen würde, daß die elastomere Scheibe 54 vom Kolben gegen den
Ventilsitz und der O-Ring 63 gegen die Basis des Bauteils 51 gedrückt wird.
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Ein Reinigungsstift 66 durchsetzt die Vorspannbohrung, so daß diese
freigehalten und eine geeignete Bemessungsemrichtung zur Einstellung der wirksamen
Strömungsfläche geschaffen wird.
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Bei in der Einlaßkammer 43 herrschendem Druck und bei einer Stellung
des Betätigungsstiftes 41 in der gezeigten Lage spannt die Feder 62 den Kolben 52
in Richtung auf den Ventilsitz 45 vor, wobei diese Wirlçung vom in der Kammer 50
herrschenden Druck noch unterstützt wird. Das Ventil ist geschlossen.
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Zur Öffnung des Ventils wird das Nockenelement 38 gedreht, so daß
der Betätigungsstift 41 verschoben wird und die Auslaßöffnung 65 geöffnet wird.
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Hierdurch fällt der Druck in der Vorspannkammer 50 ab, jedoch wirkt
er weiterhin auf die Stirnfläche der scheibenförmigen Dichtung 54. Dieser Druckunterschied
verschiebt dann den Kolben 52 unmittelbar nach unten in die in Fig. 1 gezeigte Stellung,
wodurch die Flüssigkeit so lange über die Durchflußöffnung 49 strömen kann, wie
der Betätigungsstift in angehobener Stellung gehalten wird. Wenn das Nockenelement
38 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zurückgeführt wird, wird die Auslaßöffnung
45 ge-Schlossen, und der Druck wirkt wiederum im Hohlraum 50, wodurch er auf einen
Wert ansteigt, der wenigstens gleich oder eventuell größer als der in der Strömungskammer
auftretende Druck ist. Dieser Druck plus die Vorspannkraft der Feder 62 führen zu
einer Verschiebung des Kolbens 52, so daß die Dichtung 54 nach oben verschoben wird
und den Ventilsitz verschließt.
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Wenn zwischen dem Verzögerungsring 30 und der nVelle 15 eine Kupplung
zwischengeschaltet ist. läßt die Drehung den Verzögerungsring 30 stehen und tührt
nur zu einer Spannung der Feder 17. während die Kupplung den Verzögerungsring 30
und die Welle 15 bei der Rückwärtsdrehung miteinander koppelt. In den Zeichnungen
sind verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen gezeigt. Ein Vorsprung und eine Nut
70 bzw. 71 sind zwischen den Gehäusen 20
und 21 gebildet, um die beiden gegeneinander
auszufluchten. und. wie am besten aus F i g. 6 hervorgeht können Ausrichtvorsprünge
an der Außenseite des Gehäuses 20 gebildet sein, welche das vorstehende Einstellglied
führen, wobei einer der Vorsprünge länger als die anderen sein kann. so daß er an
einem weiteren Vorsprung 73 am Einstellglied zur Anlage bringbar ist, so daß die
Größe der Drehung auf einen Drehbereich von 360 begrenzt ist.