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Vorrichtung zur ungleichförmigen Ubersetzung einer Längsbewegung in
eine gleichgerichtete andere Bewegung mit radial ausweichenden Kugeln, insbesondere
zum Antrieb von Ventilen mit einem Thermostaten Die Erfindung betrifft Vorrichtungen
zur ungleichiörrnigen Übersetzung einer Längsbewegung in eine gleichgerichtete andere
Bewegung mit radial ausweichenden Kugeln; insbesondere dient eine solche Vorrichtung
zum Antrieb von Ventilen mit einem Thermostatell.
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Es ist bereits eine Vorrichtung der angegebenen "#rt bekannt, bei
der das Verhältnis der Bewegung eines angetriebenen Teils zu der eines treibenden
Teils willkürlich mit Hilfe einzelner Kugeln geändert werden kann, die zwischen
dem getriebenen und treibenden Teil untergebracht sind. Die Kugeln wirken mit einer
oder mehreren Körperflächen zusammen, die je,-,doch von dem getriebenen und treibenden
Teil räumlich getrennt und unabhängig einstellbar sind'. je nach der Winkelstellung
dieser Körperflächen zueinander ist das Übersetzungsverhältnis zwischen dem treibenden
und getriebenen Teil festgelegt. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist jedoch mit
einer Bewegung des treibenden Teils zwangläufig auch eine Bewegung des getriebenen
Teils verknüpft.
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Das Ziel der Erfindung ist es daher, die bekannte Vorrichtung so auszugestalten,
daß auch bei Teilhewegungen des treibenden Teils ein gewisser Leerlauf der Vorrichtung
möglich ist, bei dem keine Bewegung des getriebenen Teils stattfindet.
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Bei einer Vorrichtung zur ungleichförmigen Übersetzung einer Längsbewegung
in eine gleichgerichtete andere Bewegung mit radial ausweichenden Kugeln, insbesondere
zum Antrieb von Ventilen durch einen Thermostaten, werden gemäß der Erfindung die
Ku-
geln durch eine mit dem Antrieb verbundene, sich längs bewegende und in
Bewegungsrichtung sich verjüngende Spindel rädial verschoben und können dabei zwischen
zwei Flächen gleiten, die einen konischen Hohlraum einschließen, und von denen die
eine fest mit dem Gehäuse und die andere mit einem angetrie-ZD bellen Glied verbunden
ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gellen aus, der folgenden
Besehreibung,der Figuren hervor.
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Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Ansicht der Vo#rrichtung
gemäß, der Erfindung, wobei sich das Ventil in der geöffnet#en Stellung befindet;
Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Ansicht der Vorrichtung bei geschlossenem
Ventil.
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Wie in den Figuren zu sehen ist, ist die. Vorrichtung gemäß der Erfindung
in einem Gehäuse, 10; untergebracht, auf des-sen einem Ende ein Aufsatz 12
aufgeschraubt ist. An der anderen Seite des Gehäuses 10
ist ein Durchgang
18 vorgesehen, durch den flüssiger oder gasförmiger Brennstoff einer Ventilkammer
20 zugeführt werden kann. In Üieser Ventilkammer befindet sich ein Ventil 24, das
auf einem Ventilsitz 26,
der im Gehäuse 10 ausgebildet ist, aufliegen
und wie#-der von diesem gelöst werden kann. Diese Öffnungs-bzw. Schließbewegung,des
Ventils regelt den Brennstoffdurchtritt vom Durchgang 18 über die Ventilkammer
20 zum Innenraum des Ventilsitzes 26, durch den der Brennstoff abgeleitet
wird. Das Ventil 24 sitzt auf einem röhrenförmigen Endstück 28, das zentrisch
im Innenraum des Ventilsitzes im, Gleitsitz gehaltert ist. Es wird ferner ständig
gegenüber,dem Ventilsitz 26 von Hilfsmitteln (nicht gezeigt) ausgerichtet.
Eine Feder 34 sitzt zusammengepreßt zwischen dem Gehä#use 10 und dem Ventil
24 und erteilt diesem eine Spannung in Richtung auf seine geöffnete- Stellung, die
in Fig. 1 dargestellt ist.
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Eine Buchse 36 ist in eine Bohrung im Ventil 24 eingeschraubt
und dient der Aufnahme einer Ventilspinidel 38. Die Ventilspindel
38 sitzt im Gleitsitz in der Bohrung,der Buchse 36, wobei sie axi,al
gegenüber dem Ventil 24 ausgerichtet festgehalten wird. Am unteren Ende der Ventilspindel
3,8 befindet sich ein Flansch, der von einer Feder (nicht gezeigt) gegen
das untere Ende der Buchse 36 gedrückt wird. Diese Feder umgibt die Ventilspindel
38 im Innern der Ventilstange
28. Sie ist etwas stärker
als die Feder 34. Wenn also das Ventil 24 -auf dem Sitz 26 aufliegt, kann
daher die Spindel um ein gewisses Stück nach innen nachgeben.
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Das außen liegende Ende der Ventilspindel 38 ragt so weit aus
dem Ventil 24 heraus, daß es mit einem Einschnappmechanismus 44 im Eingriff steht.
Dieser besteht aus einer Einschnappscheibe 46, einer runden Scheibe 48 uls Druckelement
mit einem Bedienungszapfen 50, der in einer Öffnung in der Mitte der Scheibe
46 sitzt, und ferner aus zwei Hebeln 52 zwischen der Scheibe 46 und dem Ende
-der Ventilspindel 38. Die Hebel 52 werden um je einen Absatz
54 geschwenkt, der im Gehäuse 10 ausgebildet ist. Eine Druckscheibe
56 sitzt im Gleitsitz in der zentralen Bohrung des Gehäuses 10 und
ist so ausgebildet, daß sie mit der Einschnappscheibe 46 im Eingriff steht. Sie
betätigt diese in -der Weise, daß ein über die Mittelstellung hinausgehender Einschnappvorgang
erfolgt. Wenn die Scheibe 56 durch eine Vorrichtung Pach unten bewegt wird,
dann schnappt die Scheibe 46 über die Mittelstellung hinaus; die aus der Ventilspindel
38 und dem Ventil 24 ->bestehende Anordnung wird dann unter einer Schnappbewegung
so# weit verschoben, daß das Ventil 24 auf dem Ventilsitz 26 zum Aufliegen
kommt.
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Eine thermostatisch wirkende Anordnung ist in üb-
licher Form
mit einer festen Kapsel 64, mit einem be-,veglichen Teil 66 und mit einem
ausdehnbaren und zusammenziehbaren Material (nicht gezeichnet) versehen, das im
Innern der Kapsel untergebracht ist und beim, Übergang vom festen zum flüssigen
Zustand bei einer bestimmten Temperatur eine starke Volumenänderung erfährt. Der
bewegliche Teil 66 sitzt im Gleitsitz innerhalb einer Führung 68 und
kann sich bei einer bestimmten Temperatur axial in der Führung verschieben. Die
Führung 68 wird von einer Feder 72 gegen eine innere Abschlußfläche
des Aufsatzes 12 angedrückt. Mit ihrem anderen Ende drückt die Feder 72 gegen
eine Scheibe 73, die im Ende des Gehäuses 10 eingeschraubt ist. Innerhalb
einer Bohrung in der Führung 68 sitzt im Gl-eitsitz eine weitere Spindel
76; das eine Ende dieser Spindel 76 wird von ihrem Flansch
78 an der Führung 68 festgehalten, der an deren Innenfläche zum Anliegen,
kommt. Durch diese Führung 68 wird die Spindel 76 gegenüber der Ventilspindel
38:axial ausgerichtet gehalten. Bei einer Zustandsänderung des in der temperaturempfindlichen
Anordnung vorhandenen Materials tritt der bewegliche Toll 66 aus der Kapsel
64 heraus und kommt mit dem Fl#ansch 78 in Berührung; dieser wird bei einer
weiteren Bewegung des Teils 66 nach unten verschoben und nimmt dabei die
Führung 68, die auf der Kapsel 64 gleiten kann, nach unten in Richtung auf
die Scheibe 75 gegen die Spannung der Feder 72 mit. Hierbei wird die
Feder 72 stark zusammengepreßt.
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Das andere Ende der Spindel 76 läuft, axial zur Ventilspindel
38 ausgerichtet, nach unten durch eine Bohrung 80 in der Scheibe
73 hindurch. Die Spindel 76 besitzt einen Teil 82 mit einem
verringerten Durchmesser und einen weiteren Teil 84, dessen Durchmesser gegenüber
dem Durchmesser des Teiles 82
noch stärker verringert ist. Die Teile
82 und, 84 bilden eine etwa, konisch geformte Schulter 86,die eine Mitnehmerfläche
darstellt, deren Aufgabe später noch beschrieben werden soll.
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Die Scheibe 73 ist mit einer im wesentlichen kegelförmigen
Fläche 88 versehen, die einer entsprechenden kegelförinigen Fläche
90 der Druckscheibe 56 gegenübersteht. Die Flächen 88 und
90 bilden eine Öffnung zwischen den Scheiben 56 und 73 mit
einem etwa rautenfbrmigen Querschnitt, wobei beide Scheiben 56 -und
73 einen stumpfen Winkel mit der Mittellinie bilden. Die Druckscheibe
56 steht mit dem Einschnappmechanismus 44 im Eingriff und ist in Richtung
auf die Scheibe 73 durch die Feder 34 und den Einschnappmechanismus 44 vorgespannt.
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Um die axiale Bewegung der Spindel 76 auf die Druckscheibe
56 zu übertragen, sind mehrere Kugeln 92, im vorliegenden Fall drei, zwischen
den Scheiben 56 und 73 untergebracht und gleichmäßig um die Spindel
76 herum in wirksamem Eingriff mit dieser verteilt. Die gegeneinander geneigten
Oberflächen, welche durch die kegelförmigen, Flächen der Scheiben 56 und
73, gebildet werden, wirken mit der Spannkraft zusammen, die von dem Einschnappmechanismus
und der Feder 34 geliefert wird, und zwingen die Kugeln 92 in Eingriff mit dem Teil
84 der Spindel 76,
wie dies im Bild dargestellt ist. Die Kugeln
92 besitzen einen solchen Durchmesser, daß siedann' wenn sie mit dem Abschnitt
84 im Eingriff stehen, aneinander, anliegen und damit den gleichen Zwischenraum
rund um den Teil 84 einhalten.
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Bei einer axialen Verschiebung der Spindel 76 mit dem beweglichen
Teil 66 tritt die Schulter 86 der Spindel 76 zwischen die Kugeln
92 und zwingt diese zu einer Bewegung in radialer Richtung zur Achse der
Spindel 76, bis schließlich die Kugeln 92 ain Teil 82 der Spindel
76 anliegen. Die radilale Bewegung der Kungeln 92 löst einen Keileffekt:
auf die Scheiben 56
und 73 aus, mit -dem Bestreben, deren Trennung
herbeizuführen. Da die Scheibe 73 an dem Gehäuse 10
befestigt ist,
wird die Druckscheibe 56T in axialer Richtung zum Ventil 24 hin bewegt, was den
schon beschriebenen, über die Mittelstellung hinausgehenden Sch,nappvorgang des
Einschnappmechanismus 44 und ein Schließen des Ventils 24 zur Folge hat.
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Da der Abschnitt 82 einen gleichförmigen Durchmesser besitzt,
ruft eine weitere Bewegung (der Spindel 76 nach dem Einschnappen keine weitere
Bewegung der Kugeln 92 hervor. Daher hat eine mögliche, züi weit gehende
Bewegung der thermostatisch wirksamen Anordnung 66 keinen Einfluß auf die
Vorrichtung.
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Die Schulter 86 und die geneigten kegelförmigen Flächen
88, 90 haben solche Abmessungen, daß sie etwa ein Verhältnis von
3 : 1 bezüglich der Bewegung der Druckscheibe 56 und der Spindel
76, liefern. Aus diesem Grund genügt es, wenn did Kraft, welche vom Thermostaten
aufgewendet werden muß, ein Drittel der Kraft beträgt, die erforderlich ist, um
den Einschnappmech,anismus auszulösen. Es ist klar, daß dieses Verhältnis durch
Veränderung d-er Dimensionen der betreffenden Teileabgeändert werden kann.
A r b e i t s w e is e :
Wenn die Temperatur der temperaturempfindlichen
Anordnung so weit ansteigt, idaß. 'das in ihr enthaltene Material vom festen in
den flüssigen Zustand über-geht, wird der bewegliche Teil 66, mit Gewalt
nach unten hig zum Anschlag an der' Spindel 76 gedrückt, welche im weiteren
Verlauf ebenfalls nach unten gedrückt wird, so daß die' Schulter
86 an den Kugeln 92 zum Anliegen kommt. Die Kugeln 92 werden
durch die Schulter 86 in radialer Richtung bewegt und rufen eine Bewegung
der Scheibe 56 hervor, so daß der Einschnappmechanismus 44 in Tätigkeit tritt,
welcher im weiteren Verlauf das Ventil 24 in seinen geschlossenen Zustand bringt.
Wenn die Spindel 76 sich so weit verschoben hat, daß die Kugeln 92 mitdem
Abschnitt
82 in Eingriff kommen, dann ruft die weitere Bewegung
der Spindel 76 keine weitere Bewegung der Kugeln 92. hervor.
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Wenn die Temperatur des Elementes 62 abnimmt, dann geht das
Füllniaterial des Thermostaten vom flüssigen in den festen Zustand über und erlaubt
eine Bewegung der Führung 68 und der Spindel 76 nach oben unter der
Spannkraft der Feder 72. Die Kugeln 92 kehren dann in Eingriff mit dem Abschnitt
84 der Spindel 76 unter der gemeinsamen Wirkung der Spannkraft der Feder
34 und des Einschnappmechanismus 44 sowie der Keilwirkung der Scheiben
56, 73
zurück.