Druckmittelbetätigungsvorrichtung für SteRzeuge Die Erfindung betrifft eine Druckmittelbetäti- gungsvorrichtung für Stellzeuge, insbesondere für Stellzeuge an Kraftstoffeinspritzpumpen für Antriebs- brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, mit einem Steuerventil und einem Zylinder, dessen durch ein gasförmiges Druckmittel bewegter Verstellliolben mit dem Stellzeug verbindbar ist.
Bei bekannten Vor richtungen dieser Art ist der Auslass des Steuer ventils durch eine Leitung unmittelbar mit dem Ar beitszylinder verbunden. Jede willkürliche Änderung in der Einstellung g des Steuerventils wirkt sich daher druckabhängig unmittelbar am Verstellkolben aus.
Eine feinfühlige Bedienung des Stellzeugs ist dabei insbesondere bei veränderlichem Widerstand des Stellzeugs <B>-</B> nur unter Anwendung äusserster Sorg falt möglich, die meist vom Bedienungspersonal nicht erwartet werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und eme Betätigungsvorrichtung zu schaffen, mit der bei jeder bestimmten Druckänderung vom Steuerventil aus em* ganz<U>bestimmter</U> Weg am Verstellkolben durchge führt werden kann, so dass das Stellzeug in genau abgestimmter Weise selbst um kleinste Verstellwege genau verschoben werden kann.
Deshalb wird nach der Erfindung der Gasdruck im Zylinder von einem unter Umgehung des Steuerventils an eine Druck- mittelquelle angeschlossenen Hilfsventil gesteuerte dessen Stellglied unter der Wirkung des vom Steuer ventil eingeleiteten Druckmittels steht und über ein federbelastetes Glied mit dein Verstellkälben für das Stellzeug in Wirkungsverbindung steht.
In der Zeichnung ist eine pneumatische Betäti- "ungsvorrichtung nach der Erfindung im Schnitt dar gestellt -und anschliessend beispielsweise näher er läutert. An einem mit<B>1</B> bezelehneeit der durch einen mit der Antriebsbrennkraftmaschine eines Fahrzeugs gekuppelten Luftkompressor (beide Maschinen sind nicht dargestellt) mit den üblichen Mitteln (Druckregler) während des.
Betriebes der Brennkraftmaschine auf gleichem Druck gehalten wird, ist ein von den Druckluftbremsanlagen her be kanntes, als Steuerventil wirkendes Trittplattenventil 2 angeschlossen, dass <B>je</B> nach Lage seiner Trittplatte <B>3</B> einen bestimmten Druck in der angeschlossenen Leitung 4 einstellt, die zu einer Anschlussbohrung <B>5</B> eines zweiteihgen Gehäuses<B>7, 8</B> führt.
Die beiden Gehäuseteile<B>7</B> und<B>8</B> haben an den einander zugewandten Seiten<B>je</B> eine, Ausnehmung <B>9</B> und<B>10.</B> Die Ausnehmung <B>9</B> des Gehäuseteils<B>7</B> ist mit der Anschlussbohrung <B>5</B> verbunden, während von der Ausnehmung <B>10</B> im Gehäuseteil<B>8</B> eine Boh rung<B>11</B> ins Freie führt. Die Ausnehmung <B>9</B> bzw. <B>10</B> bildet somit eine Steuerdruck- bzw. Aussenluftkam- mer. In die Ausnehmung <B>9</B> ist eine Ringrnembran 12 eingesetzt.
Diese Membran hat hochgezogene Ränder <B>13,</B> 14, die als dem Raum<B>9</B> zugekehrte Dichtlippen ausgebildet und in bekannter Weise durch nicht näher bezeichnete Schraubenfedern unterstützt sind. Die Membran 12 ist mit ihrem Mittelabschnitt auf eine in den beiden Gehäuseteilen<B>7</B> und<B>8</B> axial verschieb bar gelagerte Stange<B>15</B> geschoben. Eine an einer Schulter<B>18</B> der Stange<B>15</B> anliegende Scheibe<B>19</B> unterstützt die Membran 12 bis nahe zu ihrem äusseren Rand 14, der auf einem rings um die, Aus- nehmung <B>10</B> im unteren Gehäuseteil<B>8</B> verlaufenden Vorsprung 20 aufsitzt.
Die Stange<B>15</B> hat oberhalb der Sitzstelle der Membran 12 eine Schulter 22, die am Grund der Ausnehmung <B>9</B> die obere Endlage. der Stange<B>15</B> be stimmt. Oberhalb dieser Schulter 22 liegt in einer Nut<B>23</B> der Stange ein Dichtring 24. Am obenliegen- den Gewindeende der Stange<B>15</B> ist eine Mutter<B>25</B> für einen Federteller<B>27</B> verschraubbar. Das untere Ende der Stange<B>15</B> weist eine Axialbohrung <B>28</B> und eine im Bereich der Ausnehmung <B>10</B> und unterhalb der Schulter<B>18</B> liegende Querbohrung<B>30</B> auf.
Der an die untere Stirnseite<B>29</B> der Stange<B>15</B> angrenzende Teil derselben hat einen kleineren Durchmesser als der in einer Bohrun <B>'g 32</B> des Gehäuseteiles<B>8</B> ge führte, anschliessende Abschnitt, an dem in einer Ringnut<B>33</B> ein Dichtring 34 eingelassen ist. Die Bohrung<B>32</B> mündet in eine Kammer<B>35</B> im Ge häuseteil<B>8.</B> Diese Kammer ist durch eine mit Dicht ring<B>37</B> versehene Verschlussschraube <B>38</B> verschlossen. Eine seitlich in die<U>Kammer</U><B>35</B> münd-ende Bohrung <B>39</B> hat einen Anschluss für eine Leitung 40, die mit dem Luftbehälter<B>1</B> verbunden ist.
Wo die Bohrung <B>32</B> in die Kammer<B>35</B> mündet, ist ein schmaler ring förmiger Gehäusevorsprung 42. Eine Feder 43 ist bestrebt, einen Ventilteller 44 gegen den Vorsprung 42 zu drücken.
Der Gehäuseteil<B>7</B> hat einen zylindrischen An satz 45, in dessen Bohrung 46 ein hülsenförmiger Verstellkolben 47 geführt ist, der durch einen mit einer Feder 48 gegen die Zylinderwand 46 gepressten Stulp 49 abgedichtet ist, wobei der Stulp durch eine Ringscheibe<B>50</B> und einen Sprengrino, <B>52</B> auf dem <B>b</B> Arbeitskolben 47 gesichert ist. Im Innern des Ver- stellkolbens 47 liegt ein Federteller<B>53</B> auf einem Sprengring 54 auf.
Zwischen die Federteller<B>27</B> und <B>53</B> ist eine Feder<B>55</B> eingespannt, die bestrebt ist, den Verstellkolben 47 in der gezeichneten inneren Endlage zu halten, die durch nicht dargestellte An schläge bestimmt ist. In das offene obere Ende des Verstellkolbens 47 ist ein Gabelkopf<B>57</B> ein geschraubt, an dem beispielsweise die schematisch angedeutete Stellstange <B>58</B> einer Kraftstoffeinspritz- pumpe angelenkt sein kann. Der Ansatz 45 trägt einen Deckel<B>60,</B> aus dem der Verstellkolben 47 her ausragt.
Der Arbeitsraum<B>62</B> unterhalb des Kolbens 47 ist durch einen die Ausnehmungen <B>9</B> und<B>10</B> umgehenden Kanal<B>63</B> mit dem an den ringförmigen Vorsprung 42 angrenzenden Abschnitt der Bohrung <B>32</B> verbunden.
Die Zeichnung zeigt die Vorrichtung in ihrer Ruhelage, das heisst die Leitung 4 ist ohne Druck, und der Arbeitsraum<B>62</B> ist über den Kanal<B>63,</B> die Axialbohrung <B>28,</B> die Querbohrung<B>30,</B> die Ausneh- mung <B>10</B> und die Bohrung<B>11</B> mit der Aussenluft ver bunden. Die'Karnmer <B>35</B> ist gegenüber der Bohrung <B>32</B> durch den Ventilteller 44 abgeschlossen. Sobald die Trittplatte<B>3</B> des Steuerventils 2 niedergedrückt wird-, stellt -sich in der Leitung 4 und der Ausnehmung <B>9</B> ein von der Lage der Trittplatte abhängiger Druck ein, der auf die Membran 12 wirkt und die Stange <B>15</B> in Richtung auf den Ventilteller 44 verschiebt.
Dabei legt sich die Stange<B>15</B> zunächst mit ihrem Rand<B>29</B> gegen den Ventilteller 44 und trennt die Bohrung<B>32</B> von der Aussenluft. Anschliessend hebt die Stange<B>15</B> den Ventilteller 44 von seinem Sitz 42 ab, so dass Druckluft aus dem Behälter<B>1</B> über die Leitung 40, die Kammer<B>35,</B> die Bohrung<B>32</B> und den Kanal<B>63</B> in den Arbeiisraum <B>62</B> strömt und von unten gegen den Verstellkolben 47 drückt.
In entgegengesetzter Richtung wirkt am Verstell- kolben 47 der Widerstand der Stellstange <B>58</B> und der Widerstand der mit Vorspannung eingesetzten Feder <B>55.</B> Ist der Widerstand, der Stellstange <B>58</B> klein, so tritt schon nach einem geringen Druckanstieg im Arbeitsraum<B>62</B> eine Aufwärtsbewegung des Kolbens 47 ein. Dabei wird die Feder<B>55</B> so lange zusammen# gedrückt, bis die entsprechend gewachsene Feder spannung' die entgegengesetzt gerichtete Druckluft belastung an der Membran 12 der Stange<B>15</B> er reicht.
Entsprechend der Federkennlinie ergibt sich dabei ein ganz bestimmter Federweg und also auch ein ganz bestimmter, zum voraus rechnerisch er- fassbarer Kolbenweg. Beim Kräfteausgleich geht die Stange<B>15</B> so weit nach oben, dass der Ventilteller 44 sich auf den Sitz 42 legt, die Stange<B>15</B> sich aber mit ihrem Rand<B>29</B> noch nicht vom Ventilteller 44 abhebt. Damit ist die Mittelstellung im von den Teilen<B>29,</B> 42, 44 gebildeten Hilfsventil erreicht und der Arbeitsraum<B>62</B> des Zylinders 45 samt dem an schliessenden Kanal<B>63</B> sowohl von der Kammer<B>35</B> als auch von der Aussenluftkammer <B>10</B> getrennt.
Soll die Stellstange <B>58</B> noch mehr verschoben werden, so ist vom Steuerventil 2 aus der Druck in der Aus- nehmung <B>9</B> weiter zu erhöhen, so dass die Membran 12 wieder etwas nach unten gedrückt wird und sich der bereits erwähnte Vorgang erneut abspielt. Mit der beschriebenen Vorrichtung ist es damit möglich, <B>je</B> nach der Druckerhöhung vom Steuerventil 2 her einen dieser Druckerhöhung entsprechenden Steuer weg an der Stellstange <B>58</B> zu erzielen.
Ganz unabhän <B>gig</B> vom Widerstand, der über die Stellstange <B>58</B> am Kolben 47 wirkt, ist der Steuerweg immer der gleiche, denn er ergibt sich aus dem Federweg bei der Zusammendrückung der Feder<B>55</B> bis zum Kräfteaus gleich gegenüber der Druckluftbelastung an der Mein- bran 12. Dementsprechend werden im allgemeinen die Drücke in der Steuerdruckkammer<B>9</B> des Hilfs ventils<B>29,</B> 44, 42 und im Arbeitsraum<B>62</B> des Zylin ders 45 verschieden gross sein<B>je</B> nach dem Wider stand des Stellzeugs. Der Steuerweg am Stellzeug aber richtet sich nach der Charakteristik der Feder<B>55.</B>
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist beim Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der Einspritz pumpe einer Brennkraftmaschine beschrieben wor den. Sie ist jedoch darüber hinaus auch bei anderen Stellanlagen, insbesondere solchen, bei denen es auf kleinste und exakt einzuhaltende Wege<U>ankommt,</U> von Bedeutung, so beispielsweise bei Schiffsteuerungen, Kupplungen und dergleichen.