Einrichtung zur gesteuerten Übertragung der Bewegung von einer rotierenden Rolle auf einen bandförmigen Aufzeichnungsträger
Es sind Einrichtungen zur gesteuerten Tbertra- gung der Bewegung von einer rotierenden Rolle auf einen bandförmigen Aufzeichnungsträger bekanntgeworden, bei welchen die Rolle mehrere über ihren Umfang verteilte Durchlässe besitzt. Diese Durchlässe kommunizieren mit einer Kammer innerhalb der Rolle und sind so angeordnet, dass in dem Abschnitt des Umfanges, der mit dem Aufzeichnungsträger in Berührung tritt, stets mindestens einer der Durchlässe sich befindet.
Diese bekannten Einrichtungen benöti- gen normalerweise zwei Druckquellen, nämlich eine Überdruckquelle und eine Unterdruckquelle sowie entsprechende Ventile, um einen Unterdruck oder Oberdruck an die Einrichtung anzuschalten. Wird ein Unterdruck angelegt, so wird der bandförmige Aufzeichnungsträger an die Rolle angesogen und von dieser bewegt. Umgekehrt bewirkt das Anlegen eines tJberdruckes das Abheben des Aufzeichnungsträgers von der Rolle. Dieser wird daher von der Rolle nicht mehr bewegt. Bei den bekannten Einrichtungen zur gesteuerten tXbertragung der Bewegung von einer rotierenden Rolle auf einen bandförmigen Aufzeichnungsträger befinden sich die Ventile ausserhalb der Rolle. Dies hat den Nachteil, dal3 Zuleitungen erforderlich sind.
Diese sind verantwortlich für die unerwünscht langen Schaltzeiten der vorbekannten Einrichtungen. Die vorliegende Erfindung vermeidet diesen Nachteil. Sie benötigt ausserdem lediglich eine einzige Druckquelle. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung eines Unteroder Oberdruckes in einem in die Rolle hineinragenden Gehäuse untergebracht sind und aus einer Strö- mungszuführung bestehen, die einen Eingangsabschnitt, einen Ausgangsabschnitt und einen zwischen beiden liegenden Halsabschnitt besitzt, welcher an der Verbindungsstelle mit dem Eingangsabschnitt diesem gegenüber verbreitert ist und von dem mindestens ein Verbindungskanal zu der Kammer führt, und dass eine Vorrichtung zur Steuerung der Geschwindigkeit der Strömung in der Fiihrung vorgesehen ist,
so dass bei grosser Geschwindigkeit in dem Halsabschnitt in den mit der Kammer kommunizierenden Durchlässe ein Teilvakuum auftritt, welches eines kraftschlüssige Berührung des Aufzeichnungsträgers mit der Rolle bewirkt, und bei geringerer Geschwindigkeit ein Überdruck in den kommunizierenden Durchlässen der Rolle erzeugt wird, welcher den Aufzeichnungsträger von der Rolle abhebt.
Vorzugsweise bestehen weitere Mittel zur Erzeugung eines Unter-oder tZberdruckes aus einem Ventil an dem Ausgangsabschnitt, welches betätigt werden kann, um das Ausmass der Drosselung der Strö- mung zu verändern. Im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen wird dann also nur ein einziges Ventil benötigt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen :
Fig. 1 eine Ansicht der Einrichtung,
Fig. 2 eine Schnittansicht durch die Einrichtung,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Einrichtung,
Fig. 3a eine Einzelheit der Fig. 3 in vergrössertem Massstab,
Fig. 4 eine Frontansicht der Einrichtung teilweise im Schnitt nach den Linien AA der Fig. 3,
Fig. 5 ein Arbeitsdiagramm und
Fig. 6 eine andere Ausführungsform im Schnitt.
Fig. 1 zeigt eine drehbare Rolle 10, welche in Verbindung mit einem bandförmigen Aufzeichnungsträger 12 arbeitet. Die Rolle 10 kann von einem nicht gezeigten Antrieb in Bewegung gesetzt werden und überträgt diese Bewegung auf den Aufzeich- nungsträger, normalerweise ein Magnetband 12. Band 12 umschlingt die Rolle 10. Eine Druckquelle 16 von verhältnismässig konstantem Druck 16 ist mit Mitteln zur Erzeugung eines Unter-oder tJberdruckes innerhalb der Rolle 10 mittels einer Zuleitung 20 verbunden. Schlitze 14 sind in der Stirnfläche der Rolle 10 vorhanden, durch die Strömung von der Quelle 16 abfliessen kann.
In dem Umfang der Rolle 10 sind Durchlässe in Form von Schlitzen 22 angebracht, so dass eine kraftschlüssige Berührung von Band 12 mit der Oberfläche der Rolle 10 stattfindet, sobald der umgebende Druck grösser wird als der Druck innerhalb der Schlitze 22.
Die Einrichtung wird durch ein elektrisches Signal von einer Polarität oder der anderen Polarität bewirkt, welches mittels der Leiter 18 zu einem Ventil innerhalb der Rolle 10 geleitet wird.
Der in Fig. 2 in bildhafter Ansicht dargestellte Schnitt ist entlang der Rotationsachse der Rolle 10 genommen.
Rolle 10 besteht aus einem hohlen, zylindrischen Mantel, welcher auf einem festsitzenden Träger 24 drehbar angebracht ist. An dem Umfang der Rolle 10 sind mehrere achsparallele Reihen von Schlitzen 22 in einem Abstand angebracht, welcher durch den gewünschten Grad der Umschlingung des Bandes bestimmt wird. Die Anzahl der Schlitze in jeder Reihe hängt von der Breite des Bandes ab. Die Anordnung kann auch so getroffen sein, dal3 jede Reihe einen einzigen Schlitz einer Länge hat, die nahezu der Bandbreite entspricht. Innerhalb des Trägers 24 ist eine Zuführung 26 angeordnet, welche aus einem Eingangsabschnitt 28, einem Halsabschnitt 30 und einem Ausgangsabschnitt 32 besteht, die in dieser Reihenfolge zusammengefügt sind. Der Hals 30 ist in bezug auf den Eingangsabschnitt 28 an der Stelle ihres Zusammentreffens erweitert.
An der Oberfläche des Trägers 24 ist eine Kammer 34 geformt, welche sich axial liber eine Entfernung ausdehnt, die gleich oder grösser ist als die Länge jeder Reihe von Schlitzen 22. Kammer 34 erstreckt sich über den Kreisumfang des Trägers 24 über einen Zentriwinkel, der ungefähr dem Umschlingungswinkel des Bandes 12 entspricht. Eine enge Durchführung 36 verbindet den Halsabschnitt 30 der Zuführung 26 mit der Kammer 34. Zuführung 26 und Durchführung 36 sind im Querschnitt kreisförmig gezeigt, können aber auch einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung läuft die Wand des Eingangsabschnittes 28 in einem Winkel konisch zusammen zu dem Hals 30, während die Wand des Auslassabschnittes 32 divergiert von dem Hals mit einem anderen Winkel B auseinanderläuft.
Jedoch ist solch ein Konvergieren und Divergieren nicht notwendig, um das Arbeiten der Vorrichtung sicherzustellen.
Die innerhalb des Trägers 24 angeordnete Zufüh- rung 26 ist geeignet, von der Quelle 16 eine Strömung durchzulassen, die sich vom Einlass 52 des Eingangsabschnittes 28 durch die Zuführung 26 zum Auslass 54 des Ausgangsabschnittes 32 in einer Richtung bewegt, die durch einen Pfeil 56 angezeigt ist. Dieser Strom gelangt zum Einlass 52 durch die äussere Zuleitung 20, die in Fig. 1 gezeigt ist. Neben dem Auslass 54 ist ein in Fig. 2 gezeigtes Ventil in Form einer Platte 38 angeordnet, die für eine Bewegung in der einen oder anderen Richtung entlang der Zuführungsachse geeignet ist. Der Bereich, in welchem Strom von Abschnitt 32 austreten kann, hängt daher von der axialen Lage von Platte 38 hinsichtlich des Auslasses 54 ab.
Die Platte 38 ist so gross oder grösser als die Auslassabmessung des Ausgangsabschnittes 32. Sie kann mit einem Schlitz 40 versehen sein. Geeignete Mittel können angewandt werden, um die axiale Lage der Platte 38 mit Bezug auf den Auslass des Abschnittes 32 zu verändern. Zum Beispiel zeigen Fig. 2 und 3 elektromagnetische Mittel, bestehend aus einer Spule 46 mit einem ringförmigen Polstück 48 aus Magneteisenmaterial, dessen Polfläche mit der Endfläche des Trägers 24 abschliesst. Der Querschnitt des Polstückes 48 hat die Form eines U.
Ein Kanal 50 in dem Träger 24 erlaubt die Durchführung der Zulei tungen 18 (Fig. 1) zu den Enden der Spule 46. Fliesst Strom durch den Leiter 18, dann erzeugt die Spule 46 einen magnetischen Fluss, welcher durch das Polstück 48 in eine Richtung senkrecht zu der Oberfläche der Platte 38 geleitet wird. Die Platte 38 kann vollkommen aus Magneteisenmaterial gemacht werden in solcher Weise, dass sie durch den erzeugten Fluss zu dem Elektromagnet 48 hin angezogen wird.
Wenn es wünschenswert ist, das Gewicht der Platte 38 so gering wie möglich zu halten und damit deren Masse herabzusetzen, braucht nur der Teil der Platte 38, welcher sich an die Polflächen des Magneten 48 anlegt, aus Magneteisenmaterial gemacht zu sein.
Wird die Spule 46 nur durch einen Vorspannungsgleichstrom erregt, dann wird die Platte 38 von dem Auslass 54 in ihrer Ruhestellung mittels vier Blattfedern 60 weggehalten, welche um ihre Peripherie angeordnet sind und welche sich der Kraft des erzeugten Flusses entgegenstellen. Fig. 3a zeigt die Anordnung einer der Blattfedern 60 mit Bezug auf die Endwand des Trägers 24 und auf Platte 38. Ein Ende der Feder 60 ist mit dem Träger 24 durch eine Schraube 62 verbunden, während das andere Ende mit der Platte 38 mittels einer Schraube 64 verbunden ist. Der Schaft der Schraube 64 gleitet innerhalb einer länglichen Offnung 66 in Platte 38, wie dies aus der Fig. 4 ersichtlich ist, in solcher Weise, dass Platte 38 axial von ihrer Ruhestellung in jeder Richtung bewegt werden kann.
Ein Strom in Spule 46, der , grösser ist als der Vorspannungsstrom, veranlasst, dass die Platte 38 zu dem Elektromagnet 48 hin gezogen wird und dadurch in ihrer ageschlossenen Stellung gehalten wird. Nach Beendigung dieses Stromes stellen die Blattfedern 60 die Platte 38 von ihrer Schliess- stellung zurück in ihre Ruhestellung. Mit Verminderung oder Ausschalten des Vorspannungsstromes in Spule 46 wird die Platte 38 von dem Auslass 54 weg gestossen und in ihrer geöffneten Stellung gehalten, um in der Folge in ihre Ruhestellung nach Wiedereinsetzen des Vorspannungsstromes zurückgeführt zu werden.
Ist es wünschenswert, die geöffnete Stellungo von Platten 38 zu beschränken, dann wird ein Spannring in eine Umfangsrille 44 in solcher Weise eingesetzt, dass er innerhalb des Trägers 24 hervorsteht und einen Anschlag bildet, gegen den sich die Platte 38 in ihrer geöffneten Stellung anlegt. Zur Erleichterung des Zusammenbaues ist der Spannring 42 unterbrochen, so dass er nach dem Einsetzen der Platte 38 und ihrer Befestigung an den Blattfedern 60 zusammengedrückt und in die Rille 44 eingesetzt werden kann. Zwischen der Platte 38 und der Endfläche des Trägers 24 kann ein ähnlicher Spannring vorgesehen werden, um einen Anschlag in der Schliessstellung zu bilden.
Um das Entstehen eines erheblichen Rückdruckes innerhalb der Rolle 10 zu verhindern, sind Schlitze 14 darin vorgesehen, so dass der Druck, der in dem Raum zwischen der Endwand von Rolle 10 und Platte 38 besteht, vorwiegend gleich ist mit dem umgebenden Druck, der ausserhalb der Rolle 10 besteht. Um einen Ausweg für die Strömung vorzusehen, die aus Abschnitt 32 herauskommt, wenn die Platte 38 in ihrer Ruhestellung oder der geöffneten Stellung ist, wird die Platte 38 in einer anderen als der kreisför- migen Form hergestellt. In Fig. 4 ist dies veranschaulicht, wo die Platte 38 rechteckig ist, in solcher Weise, dass sie nur an ihren vier Ecken an den Träger 24 anstösst, die derart geformt sind, dass sie in die Kontur des Trägers 24 passen. Die Blattfedern 60 sind in der Nähe dieser Ecken an Platte 38 festgemacht.
Eine Strömung von dem Abschnitt 32 kann, wenn die Plate 38 in ihrer Ruhe-oder geöffneten Stellung ist, zwischen den äusseren Ecken von Platte 38 und dem Träger 24 und durch die Schlitze 14 in Rolle 10 zu der äusseren Umgebung durchfliessen. Wenn die Platte 38 in ihrer geschlossenen Stellung ist, das heisst nahe der Endwand des Trägers 24, dann kann die Strömung, welche aus der Zuführung 26 heraus- kommt, nur durch einen Schlitz 40 (Fig. 3) fliessen, wenn ein solcher in Platte 38 vorgesehen ist. Der Grad der Verstopfung für die Strömung hängt daher von der Entfernung der Platte 38 von der Endwand des Trägers 24 ab.
In Fig. 3 ist eine Seitenansicht von Zuführung 26 zusammen mit Dimensionsabgaben gezeigt. Die Dimensionen für die eine bevorzugte Ausführung sind nachstehend angegeben. Diese sind nicht als Beschränkung der Erfindung auf diese Ausführung aufzufassen. ai = 3,2 mm a = 10 as = 1,6 mm ri = 10 as = 3,2 mm 11 = 8,3 mm a. = 4,8 mm 12 = 9, 5 mm a :, = 0,8 mm 13 = 8,3 mm Il = 2,5 mm
In Fig. 3 sind verschiedene interessante Punkte angegeben und durch Buchstaben bezeichnet. Zum Beispiel befindet sich Punkt C neben der Wand des erweiterten Halsabschnittes 30 bei dem Eingang zur Durchführung 36.
Punkt B befindet sich auf der Achse des erweiterten Halsabschnittes 30 und nahe der Vereinigung von Abschnitten 28 und 30. Liefert die Quelle 16 einen Strom durch die Leitung 20 und ist der Druck bei Punkt A genügend gross mit Bezug auf den umgebenden Druck, der ausserhalb von Rolle
10 besteht, dann wird für die geöffnete Stellung der Platte 38 bei Punkt B in der Vorrichtung 26 eine Strömungsgeschwindigkeit erreicht, welche gleichkommt und/oder die akustische Geschwindigkeit der Strömung überschreitet. Die akustische Geschwindigkeit wird hier als die Geschwindigkeit von Schall in dem Strömungsmedium definiert.
Wenn die eigentliche Strömungsgeschwindigkeit etwa bei der akusti- schen Geschwindigkeit liegt, dann fliesst das Strö- mungsmedium mit einer Geschwindigkeit von 1 Mach.
Für die geschlossene Stellung der Platte 38 jedoch ist der Druck bei Punkt a so gross, dass die Strömungs , geschwindigkeit bei dem Punkt B geringer ist als besagte akustische Geschwindigkeit. Punkt A befindet sich in Vorrichtung 26 etwa bei dem Einlass von dem Einlassabschnitt 28, während Punkt B sich innerhalb von Hals 30 befindet bei oder in der Nähe von der Vereinigung der Einheiten 28 und 30. Die Kammer 34 in dem Träger 24 dient dazu, den Druck bei Punkt C zu dem Inneren der drehenden Rolle 10 gleichmässig zu verteilen. Die axialen Reihen von Schlitzen 22 gewähren, während Rolle 10 sich dreht, aufeinanderfolgend der Kammer 34 einen Zugang zu der äusseren Umgebung.
Im allgemeinen wird Platte 38 von ihrer normalen Stellung entweder in ihre geöffnete oder ihre geschlossene Stellung vorübergehend bewegt, um in Kammer 34 einen Druck zu verursachen, welcher entsprechend entweder geringer oder grösser ist als der Druck der äusseren Umgebung. Demgemäss wird die Platte 38 in ihre geschlossene Stellung, das heisst angezogen zur Spule 46 hin, bewegt, dann wird der Druck bei Punkt C in dem erweiterten Halsabschnitt 30 grösser als der Druck der äusseren Umgebung solcherweise, dass das teilweise umschlingende Band 12 von Rolle 10 in Fig. 1 hinweggedrückt wird. In diesem Fall wird keine Bewegung zwischen Band 12 und Rolle 10 übertragen.
Nachdem die Platte 38 in ihre normale Stellung zurückgestellt ist, verbleibt der Druck in dem Halsabschnitt 30 und dementsprechend in Kammer 34 grösser als der Druck der äusseren Umgebung. Wird die Platte 38 vorübergehend in ihre geöffnete Stellung, das heisst abgestossen von Spule 46, bewegt, dann wird der Druck in Kammer 34 geringer , als der umgebende Druck in solcher Weise, dal3 das Band 12 dicht gegen die Rolle 10 gedrückt und dadurch Bewegung von einem zum anderen übertragen wird. Wenn Rolle 10 sich dreht, streichen die axialen Reihen von Schlitzen 22 über die Kammer 34, welche demgemäss Teile des Bandes 12 veranlasst, fest an der
Rollenoberfläche anzuhaften.
Wenn eine Reihe sich aus dem Bereich der Kammer 34 herausbewegt, so wird dieses Anhaften unterbrochen, und dieser Teil des Bandes bricht hinweg von dem Kontakt mit der Rollenoberfläche. Bevor jedoch dies geschieht, bewegt sich eine neue Reihe in dem Bereich der Kammer 34, so dass wenigstens ein Teil des Bandes 12 an der
Rolle anhaften bleibt. In Praxis sind immer eine An zahl von Schlitzreihen im Bereich der Kammer 34.
Wenn die Platte 38 von ihrer geöffneten Stellung in ihre normale Stellung zurückversetzt wird, dann bleibt der Druck in Kammer 34 niedriger als der Druck der äusseren Umgebung, um dadurch das oben beschrie bene Anhaften fortzusetzen. Wenn nicht die Platte 3'8 wieder in ihre geschlossene Stellung bewegt wird, ver bleibt die Kupplung in Arbeitsstellung, und die Be wegungsübertragung zwischen Rolle 10 und Band 12 bleibt bestehen. Deshalb ist die Schaltwirkung bi stabil und kann mit einem von zwei grundlegend ver schiedenen Drucken in Kammer 34 bei Abwesenheit eines Eingabe-Schaltsignals dauerhaft aufrechterhal- ten werden.
Fig. 5 zeigt, wie der Druck Pe bei Punkt C in Fig. 3 gemäss der Stellung der Platte 38 variiert. Alle Drücke in dem System, einschliesslich derjenigen bei
Punkt A (P. a) und von der äusseren Umgebung (Pr), werden als positiv angesehen mit Bezug auf den Ur sprung des Koordinatensystems der Fig. 5, so dass Pc der absolute Druck ist, welcher in der Durchführung
36 auftritt. Der Druck Pc und demgemäss der Druck in Kammer 34 nimmt einen Wert innerhalb von einer von zwei unstetigen und beachtlich verschiedenen Druckreihen an, die bestimmt werden durch die Lage von Platte 38.
Wenn die Platte 38 in ihrer geöffneten
Stellung ist, das heisst in einer Lage entfernt von dem
Auslass von Zuführung 26, so fällt Druck Pc in die
Reihe, die durch die starke Linie 52 in Fig. 5 angezeigt ist, da Pc beachtlich niedriger ist in der Stärke als der umgebende Druck. Wenn die Platte 38 in ihrer geschlossenen Stellung ist, das heisst an den Aus lass 54 anliegt, dann liegt Druck Pc in der Reihe, die , durch die starke Linie 54 in Fig. 5 angegeben ist, da Pc jetzt beachtlich höher liegt als PE. Der Wechsel in Pc, wenn die Plattenstellung zyklisch von einem Extrem zum anderen wechselt, beschreibt eine Hystere sisschleife, die durch die fast vertikalen starken Linien 58 und 59 angezeigt ist.
Die Bernoulli-Theorie für Strömungen ist anwendbar auf theoretische Fälle, in denen es keine Rei bung oder Energiegewinn oder Verlust in dem System gibt. Der Lehrsatz ist für verdichtbare Medien nur gültig, wenn die Strömungsgeschwindigkeit unter der akustischen Geschwindigkeit liegt. Wenn irgendein Wechsel in der potentiellen Energie der Strömung aber acht gelassen wird, kann der Lehrsatz wie folgt mit besonderem Bezug auf die Fig. 5 festgestellt werden : 2
2g w 2g w 2g w
PA, PB und PD sind jeweils die statischen Drücke bei den Punkten A, B und D ; VA und VD sind jeweils die Geschwindigkeiten bei den Punkten A, B und D ; g ist die Erdbeschleunigung, und 2 ist das spezifische Gewicht des Mediums.
Diese Gleichung folgt aus dem Gesetz, dal3 Energie nicht verlorengeht, da die Ge samtenergie bei den Punkten A, B und D gleich sein muss.
Angenommen, dal3 der Druck Px nahezu konstant bleibt, so denkt man, dass das Folgende geschieht, wenn die Platte 38 bewegt wird. Wenn die Platte 38 in ihrer geschlossenen Stellung ist, in solcher Weise, dass sie nahezu, wenn nicht vollständig den Durchlass vom Ausgangsabschnitt 32 in die äussere Umgebung durch Schlitze 14 in Rolle 10 verhindert, dann ist der Druck PD grösser als PE, so dass die Geschwindigkeit parallel zu der Zuführungsachse 26 in Hals 30 und Ausgangsabschnitt 32 ziemlich klein wird. Deshalb ist Druck PB auch verhältnismässig hoch wegen niedriger Geschwindigkeit in Hals 30.
Wenn die Platte 38 den Auslass 54 vollständig blockiert, dann nähern sich die Drücke PI, und PD dem Druck PA. Weiterhin dehnt sich das Medium aus, um vollkommen das Volumen des Halses 30 auszufüllen, so dass Druck Pc nahezu gleich ist mit PB. Wie durch die starke Linie 54 in Fig. 5 gezeigt, ist deshalb Pc höher als der umgebende Druck, wenn die Platte 38 in ihrer geschlossenen Stellung ist. Band 12 in Fig. 1 würde damit ausser Kontakt mit der Rolle 10 gehalten werden. Wird in einer solchen Lage Rolle 10 durch nicht gezeigte Mittel gedreht, dann wird seine Bewegung nicht auf das Band 12 übertragen werden.
Wenn die Platte 38 von ihrer geschlossenen Stellung in ihre geöffnete Stellung bewegt wird, fällt Druck PD entsprechend, so dal3 der Unterschied in Druck zwischen PA und PD steigt. Dieses ermöglicht ein Erhöhen der Geschwindigkeit in der gesamten Zuleitung 26 und resultiert darin, dass der Druck Pf ; auch allmählich vermindert wird. Solange diese Geschwindigkeit um den Punkt B herum in Hals 30 unterhalb ihrer akustischen Geschwindigkeit bleibt, folgt der Druck Pc, der der inneren Wand von Hals 30 anliegt, dem allmählichen Abfalltrend von PB, wie durch Linie 54 in Fig. 5 angezeigt.
Wenn die Platte ihre normale Stellung erreicht, bleibt der Druck Pc weiterhin beachtlich höher im Wert als der Umgebungsdruck PE. Jedoch, wenn Platte 38 sich weiterhin in Richtung ihrer geöffneten Stellung bewegt in solcher Weise, dass sie die Verstopfung bei dem Auslass vermindert, nähert sich die Geschwindigkeit vi, gelegentlich der akustischen Geschwindigkeit. Für verdichtbare Medien ist eine Geschwindigkeit bei oder in der Nähe von 1 Mach sehr kritisch, und Geschwindigkeits-und Druckverhältnisse hören auf, gemäss dem Lehrsatz von Bernoulli zu wirken.
Es wurde herausgefunden, dal3 für Geschwindigkeiten um oder über der akustischen Geschwindigkeit der Druck Pc in dem erweiterten Halsabschnitt plötzlich über die starke Linie 59 zu einer beachtlich verschiedenen Wertenreihe fällt, wie durch die starke Linie 52 angezeigt. In Ubereinstimmung mit der vorhergehenden Auslegung schaltet die Vorrichtung deshalb in ihre Einschaltstellung. Nach diesem plötzlichen Wechsel fällt der Druck Pc normalerweise allmählich ab entsprechend jeder weiteren Erhöhung der Geschwindigkeit vu tuber die Schallgeschwindigkeit, die durch weitere Bewegung der Platte 38 veranlasst werden kann, bis sie ihre geöffnete Stellung erreicht.
Diese plötz- liche Schaltwirkung wird nur in einer Zuführung 26 beobachtet, welche einen erweiterten Halsabschnitt 30 hat, und es wird angenommen, dal3 dies eine neue Entdeckung ist.
Wie aus der Fig. 5 ersehen werden kann, liegt die durch Linie 52 angezeigte Druckreihe unterhalb des umgebenden Druckes PE, der ausserhalb von Rolle 10 vorhanden ist. Auf Grund des Unterschiedes im Druck wird das Band 12 gegen Rolle 10 in solcher Weise gedrückt, dass Bewegung zwischen diesen Teilen übertragen wird. Obgleich bei der Drehung von Rolle 10 die Reihen von Schlitzen 22 aufeinanderfol , gend in den Bereich der Kammer 34 gelangen, müs- sen genügend Reihen von Schlitzen 22 vorgesehen sein, so dal3 zu jeder Zeit wenigstens eine oder meh rere Reihen von Schlitzen 22 direkt neben Kammer 4 liegen, um das Band 12 in kraftschlüssigen Kontakt zu halten.
Wenn die Platte 38 von ihrer geöffneten Stellung in ihre geschlossene Stellung zurückgestellt wird, dann geht die Stärke von Pc auf der durch Linien 52 und 54 wiedergegebenen Spur zurück.
Bei dem Punkt des Uberwechselns zu der höheren Wertreihe, das heisst, wenn die Geschwindigkeit die Region der akustischen Geschwindigkeit überschrei- tet, dann wird ein Hysteresiseffekt darin beobachtet.
Dieser Effekt ist durch die starke Linie 58 angezeigt, welche zwischen der normalen und der geschlossenen Stellung der Platte liegt und mit der Lage von Linie 59 zu vergleichen ist. Deshalb ist festzustellen, dass, wenn die Platte 38 bei einer Bewegung in einer Richtung von ihrer geöffneten in ihre geschlossene Stellung ihre normale Stellung erreicht, der Druck Pc in Kammer 34 bei einem Wert verbleibt, der niedriger ist als der umgebende Druck PE. Dies ist zu vergleichen mit dem Druck Pe, der in der Kammer 34 zu der Zeit vorhanden ist, wenn die Platte 38 bei einer Bewegung in einer Richtung von ihrer geschlossenen in ihre geöffnete Stellung in ihre normale Stellung gelangt.
Der Druck Pc in der Kammer 34 nimmt somit für eine normale Plattenstellung einen von zwei stabilen Werten an, was von der Plattenstellung abhängt, welche unmittelbar vor der Rückstellung der Platte in ihre normale Stellung vorhanden war. Wenn ein Druck Pc erwünscht ist, welcher über dem Wert von PE liegt, ist es nur nötig, zeitweise den Spulenstrom in solcher Weise zu erhöhen, dass Platte 38 in ihre geschlossene Stellung für eine kurze Zeitperiode bewegt wird, nach welcher der Strom vermindert wird, um Platte 38 in ihre normale Stellung zurückzustellen, die durch die Blattfeder 60 bestimmt wird. Wenn es hingegen erwünscht ist, einen Druck Pc zu erzeugen, welcher geringer ist als der Druck PE, wird der Spulenstrom weiter in solcher Weise vermindert, dass die Platte 38 vorübergehend in ihre geöffnete Stellung abgestossen wird.
Die Einrichtung erfordert deshalb nur ein vorübergehendes Eingabesignal, um sie zu schalten.
In der Platte 38 können ein oder mehrere Schlitze 40 vorgesehen werden, durch welche in jede der drei Plattenstellungen die Strömung geht. Durch Variieren der Fläche der Schlitze 40 können die strichpunktierten Linien 53,55 und 57 nach rechts oder links in Fig. 5 verschoben werden, ohne dass die festen Begrenzungen des Weges der Platte geändert werden müssen, wenn die Vorrichtung einmal zusammengesetzt worden ist. Diese Merkmale vereinfachen die Einstellung, die es sicherstellt, dass die Linie 55, die die normale Plattenstellung darstellt, zwischen die Aste 59 und 58 der Hysteresiskurve fällt.
Zum Beispiel stellt eine Platte 38 ohne irgendwelche Schlitze 40 eine grössere Verstopfung gegenüber der Strömung dar als eine Platte mit Schlitzen mit dem folgenden Resultat, dass der Druck Pc in der Kammer 34 bei einer Platte ohne Schlitz höher sein wird als jener bei einer Platte mit Schlitzen. Wenn der Druck Pc zu hoch ist, dann könnte die Linie 53 zwischen den Asten 59 und 58 liegen in solcher Weise, dass der Druck Pc niemals die Linie 52 erreichen kann, selbst wenn die Platte 38 in ihrer geöffneten Stellung ist.
Durch Einstellen der Fläche des Schlitzes 40 kann deshalb die Vorrichtung veranlasst werden, in der gewünschten Weise zu arbeiten.
Die Fläche des Schlitzes 40 zu verändern, ist normalerweise ein einfacheres Verfahren als das Wech- , seln der bestehenden Bewegungsgrenzen der Platte 38.
Ausser dem Zurverfügungstellen der neuen Funktion, die vorstehend angegeben ist, das heisst eines stabilen Auslassdruckes Po in einer von zwei bestimmten grossen, dient die Benutzung eines erweiterten Halsabschnittes 30 drei zusätzlichen Zwecken : erstens, sie schaltet die Notwendigkeit einer hochwertigen Oberflächenbearbeitung an der inneren Halswand aus ; zweitens, sie vermindert die Anstrengungen, die erforderlich sind, um die Durchführungsröhre 36 in die Halswand einzusetzen, da das Ende der Durchführung 36 nach innen in die Halskammer ohne Drosselung der Strömung vorragen kann ; und drittens er möglicht sie, dass der Mindestdruck auf das Ende der Durchführung für einen gegebenen Eingangsdruck PA A ausgeübt wird.
Deshalb ermöglicht die neue bistabile Vorrichtung der Erfindung eine leichte Fabrikation ohne Bedarf an teuren Maschinen oder Facharbeitern.
Durch die in Fig. 2,3 und 4 der Zeichnung gezeigte Ausführungsform der Erfindung wird eine Ver änderung der Strömungsgeschwindigkeit in dem Hals abschnitt 30 durch eine Veränderung der Drosselung der Strömung bei Auslass 54 der Zuführung 26 bewirkt, während der Druck P verhältnismässig gleich bleibend gehalten wird. Bei einer zweiten Ausfüh- rungsform der Erfindung, die in Fig. 6 gezeigt wird, wird der Druck P verändert und die Drosselung bei Auslass 54 konstant gehalten. Das Wechseln von Druck P wird durch Mittel durchgeführt, die ähnlich denen sind, die in Fig. 2 und 3 gezeigt sind, nämlich durch eine in axialer Richtung durch Spule 84 bewegbare Platte 72.
Ein verhältnismässig gleichbleibender Druck von Quelle 16 wirkt über Zuführung 20 auf einen Einlasskanal 70, welcher in die Zuführung 26 bei Punkt A einmündet. Der Druck, der tatsächlich bei Punkt A vorhanden ist, hängt von der axialen Stellung der Platte 72 ab, welche das Ausmass der Drosselung der Strömung bestimmt, die in die äussere Umgebung zu entweichen versucht. Blattfedern 76 halten die Platte 72 in einer normalen nichterregten Stellung. Ein Spann 80 bietet einen positiven Halt für die Platte in ihrer geöffneten Stellung. Ein Kanal 86 enthält die Einführungsdrähte für Spule 84, welche innerhalb eines Polstückes 82 gewickelt ist.
Eine Drosselung am Auslass 54 von Zuführung 26 ist in Fig. 6 nicht gezeigt, aber dort kann eine Platte mit Schlitzen fest angebracht sein.
Beim Betrieb wird Druck PA in tYbereinstimmung mit der Stellung der Platte 72 wahlweise in solcher Weise, dal3 die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Halses 30 verändert wird und der Druck Pc einen von zwei verschiedenen Werten einnimmt, ähnlich jenen, die in Fig. 5 gezeigt sind. Die Vorrichtung in Fig. 6 ist dadurch bistabil, dal3 Platte 72 nur vorübergehend von ihren normalen Stellen aus bewegt zu werden braucht, um den Wert von Pc von einem Bereich zum anderen zu wechseln.
Obgleich angenommen wird, dass die Platte 72 in der bevorzugten Ausführungsform in einer Richtung bewegt wird, die nahezu parallel ist mit der Zufüh- rungsachse, ist dies nicht erforderlich, solange die obenbeschriebenen kritischen Halsgeschwindigkeiten erreicht werden können. Die Spule 46 könnte durch einen Magneten vom Lautsprechertyp ersetzt werden, und eine Schwingspule könnte an der Platte 38 angebracht sein. Die Ablenkung der Platte würde dann durch die Erregung der Schwingspule gesteuert. Wenn Strom in einer Richtung in der Schwingspule fliesst, dann würde Platte 38 von Platte 34 abgestossen und in der geöffneten Stellung gehalten werden.
Wenn dann Strom durch die Schwingspule in der entgegengesetzten Richtung fliesst, würde die Platte 38 zu dem Auslass 54 hin angezogen und in einer geschlossenen Stellung) gehalten werden. Wenn kein Strom durch die Schwingspule fliesst, würde die Platte 38 in ihrer normalen unerregten Stellung verbleiben. Es können auch andere Ventilmittel als die dargestellte Platten Magnet-Kombination benutzt werden. Mit der geeigneten Auswahl von Drucken PA und PE ist es auch nicht erforderlich, konvergierende oder divergierende Eingangs-bzw. Auslassabschnitte zu verwenden, um Fluidums-Halsgeschwindigkeiten in der Nähe von der akustischen Geschwindigkeit zu halten.
Die strö- mungsgesteuerte bistabile Vorrichtung kann in einem System benutzt werden, in welchem die äussere Umgebung die Niedrigdruckseite von Quelle 16 ist.