DE1052413B

DE1052413B - Control for flywheelless piston engines, e.g. B. for differential piston pumps

Info

Publication number: DE1052413B
Application number: DEG23233A
Authority: DE
Inventors: Lothar Seer
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1957-10-26
Filing date: 1957-10-26
Publication date: 1959-03-12

Description

Steuerung für schwungradlose Kolbenmaschinen, z. B. für Differentialkolbenpumpen Gegenstand der Erfindung ist eine selbsttätige Steuerung für schwungradlose Kolbenmaschinen, z. B. für Differentialkolbenpumpen, die sich neben geringem baulichem Aufwand und sicherer genauer Umsteuerung in den Totpunktlagen des Kolbens auch bei geringer Arbeitsgeschwindigkeit dadurch auszeichnet, daß sie eine ohne Berücksichtigung der Maschinenausbildung für sich herstellbare und nachträglich anbringbare Steuerungseinheit bildet, die in Serien herstellbar und an Serien von Maschinen verwendbar ist.Control for flywheelless piston machines, e.g. B. for differential piston pumps The subject of the invention is an automatic control for flywheelless piston engines, z. B. for differential piston pumps, which in addition to low construction costs and more reliable, more precise reversal in the dead center positions of the piston even at low Working speed is characterized by the fact that it does not take into account the Machine training for a control unit that can be manufactured and retrofitted forms which can be produced in series and used on series of machines.

Es ist bereits eine Umsteuervorrichtung für die genannten Zwecke bekannt, bei welcher die Kolbenstange des Arbeitskolbens mit einem Mitnehmer versehen ist, der auf eine Feder einwirkt. Dabei ist zwischen zwei Gleitbüchsen auf der Steuerschieberstange eine Feder eingespannt. Die Gleitbüchsen liegen ihrerseits an Anschlägen der Schieberstange an. Am Ende eines jeden Kolbenhubes wird jeweils eine Büchse von einem der Mitnehmer der Kolbenstange mitgenommen. Dabei wird die Feder so weit gespannt, daß der Widerstand einer Einrastvorrichtung überwunden wird, die den Steuerschieber in der einen Steuerstellung sichert.A reversing device is already known for the purposes mentioned, in which the piston rod of the working piston is provided with a driver, acting on a spring. It is between two sliding bushes on the control slide rod a spring clamped. The sliding bushes in turn lie against stops on the slide rod at. At the end of each piston stroke, a bush is removed from one of the drivers taken by the piston rod. The spring is stretched so far that the resistance a latching device is overcome, which the control slide in one control position secures.

Der Schieber wird dann bis zum Einrasten in der zweiten Steuerstellung verschoben. Als Einrastvorrichtung ist ein Federring vorgeschlagen, der in einer Nut des Schiebers liegt und federnd in eine von zwei Nuten des Führungsgehäuses eingreift. Die Anwendung dieses bekannten Prinzips auf doppeltwirkende Differentialkolben-Druckölpumpen ergibt aber erhebliche konstruktive Schwierigkeiten. Außerdem ist auch die Auslösung des Steuerschiebers von den Reibungskräften an den Einschnappstellen eines Einschnappmechanismus abhängig, so daß erhebliche Steuertoleranzen in Kauf genommen werden müssen.The slide is then in the second control position until it clicks into place postponed. As a locking device, a spring ring is proposed, which in a Groove of the slide lies and resiliently in one of two grooves of the guide housing intervenes. The application of this well-known principle to double-acting differential piston pressure oil pumps but results in considerable constructive difficulties. Besides, the trip is also of the control slide from the frictional forces at the snap-in points of a snap-in mechanism dependent, so that considerable tax tolerances have to be accepted.

Es ist auch eine durch den Arbeitskolben betätigte Schiebersteuerung für -Dampfmaschinen bekannt, bei der der Schieber in beiden Endstellungen zeitweilig arretiert wird. Diese Schiebersteuerung ist baulich sehr verwickelt, weil sie eine durch den Maschinenkolben über zwei in den Zylinder eingreifende Lenker betätigte Stoßstange mit-einem besonderen Schubkörper zur Betätigung eines-- Sperrbolzens sowie mehrere Federn aufweist.It is also a spool control operated by the power piston known for steam engines, in which the slide is temporarily in both end positions is locked. This slide control is structurally very complex because it is a operated by the machine piston via two handlebars engaging the cylinder Bumper with a special thrust body for actuating a locking bolt as well as having several springs.

Bei einer anderen bekannten Steuerung für doppelseitig wirkende schwungradlose Kolbenkraftmaschinen dient ein Differentialkälbenschieber zur Steuerung, der in einer Richtung durch den Anstoß des Arbeitskolbens an einen Stift und in der anderen Richtung durch das Druckmittel bewegt wird, wobei eine Öffnung um den Anschlagstift als Einströmkanal für die eine Zylinderseite dient.In another known control for double-acting flywheels Piston engines are controlled by a differential calf valve, which in one direction by the impact of the working piston on a pin and in the other Direction is moved by the pressure medium, with an opening around the stop pin serves as an inflow channel for one side of the cylinder.

Diese Steuerung erfordert besondere Kanäle in der Zylinderwand, deren Öffnungen von dem-Maschinenkolben im Zusammenhang mit der Steuerung im Betrieb abgedeckt bzw. freigegeben werden.This control requires special channels in the cylinder wall, their Openings covered by the machine piston in connection with the control in operation or released.

Durch die Erfindung ist eine selbsttätige Steuerung der eingangs erwähnten Art geschaffen, die, wie eingangs erwähnt, nicht nur baulich sehr einfach ist, sondern die auch gegenüber den bekannten Vorrichtungen die Vorteile hat, daß sie als gesonderte Einheit unabhängig von den Maschinen hergestellt werden kann, so daß die gleiche Steuerung bei einer Serienherstellung von schwungradlosen Kolbenmaschinen ohne Änderung für sämtliche Typen der Serie benutzbar ist, da sie nicht vom Hubweg des Arbeitskolbens bzw. von der Zylinderlänge abhängig ist, -weil der Steuerschieber mit seinem Gehäuse, ebenso wie ein zu dieser Steuerung gehörendes Hilfsventil nur an den Deckeln des Arbeitszylinders befestigt zu werden brauchen. Dabei ergibt sich auch der Vorteil, daß der Steuerschieber mit seinem Gehäuse für eventuelle Reparaturen nach Lösen der Verbindungssehrauben leicht als einheitliches Ganzes vom Arbeitszylinder entfernt- werden kann.The invention provides an automatic control of the type mentioned at the beginning Art created, which, as mentioned at the beginning, is not only structurally very simple, but which also has the advantage over the known devices that they are separate Unit can be made independently of the machines, so the same Control in a series production of flywheelless piston machines without modification can be used for all types of the series, as they are not affected by the stroke of the working piston or depends on the cylinder length, -because the control spool with its housing, as well as an auxiliary valve belonging to this control only on the covers of the Need to be attached working cylinder. This also has the advantage that the control slide with its housing for possible repairs after loosening the connecting screws are easily removed from the working cylinder as a single whole. can be.

Ferner ist der Steuerkolben nur in einer Stellung durch eine Raste gesichert, während er in der anderen Stellung ohne jede Arretierung verbleibt.Furthermore, the control piston is only in one position by a detent secured, while it remains in the other position without any locking.

Nach der Erfindung ist daher eine Steuerung für schwungradlose Kolbenmaschinen, z. B. für Differentialkolbenpumpen, mit einem die Zu- und Ableitung des Arbeitsmittels bewirkenden, durch einen hin- und hergehenden Arbeitskolben betätigten, ohne Zwischenstellungen nur die eine oder die andere Schaltstellung einnehmenden Steuerorgan, das in einer Endlage durch eine beim Auflaufen des. Arbeitskolbens auslösbare Sperreinrichtung gesichert und nach erfolgter Freigabe durch eine Feder od. dgl. in die gegenüberliegende Steuerlage treibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan als Steuerkolben ausgebildet ist, der eine Kolbenfläche aufweist, die über ein vom Arbeitskolben in seiner zweiten Endlage betätigtes Hilfsventil entgegen der Federkraft beaufschlagt, die Umschaltung des Steuerkolbens in die erste Schaltstellung und seine erneute Sicherung durch eine Raste bewirkt.According to the invention is therefore a control for flywheelless piston engines, z. B. for differential piston pumps, with a supply and discharge of the working medium effecting, operated by a reciprocating working piston, without intermediate positions only one or the other switching position occupying control member, which in a End position by a locking device that can be triggered when the working piston runs up secured and after release by a spring or the like. In the opposite Control position is drivable, characterized in that the control member as a control piston is formed, which has a piston surface that extends over a from the working piston in its second end position actuated auxiliary valve acts against the spring force, the switching of the control piston into the first switching position and its renewed Secured by a detent.

Das Steuerorgan für die Steuerung des Arbeitsmittels ist zweckmäßig als an sich bekannter, mit dem Betätigungskolben aus einem Stück bestehender Kolbenschieber ausgebildet.The control unit for controlling the work equipment is appropriate as a piston valve which is known per se and is made in one piece with the actuating piston educated.

In der bevorzugten Ausführung stellen das Steuergehäuse mit dem Betätigungs- und Steuerkolben einerseits sowie das Hilfssteuerventil andererseits selbständige und lösbar mit dem Maschinengehäuse verbundene Baueinheiten dar. Sie sind in ihren Ausmaßen derart beschränkt, daß die Raumbeanspruchung der Maschine nicht vergrößert wird.In the preferred version, the control housing with the actuation and control piston on the one hand and the auxiliary control valve on the other hand independent and releasably connected to the machine housing units. They are in their Dimensions limited so that the space requirement of the machine does not increase will.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Fig. 1 in einem Längsschnitt und in Fig. 2 in einem Teilschnitt durch eine Differentialkolbenpttmpe dargestellt.In the drawing, an embodiment of the invention is shown in Fig. 1 in a longitudinal section and in FIG. 2 in a partial section through a differential piston tube shown.

In dem Druckluftzylinder 10, der an seinen Enden durch die Deckel 11 und 12 begrenzt ist, bewegt sich der Kolben 13, der durch wechselweise Einführung von Druckluft in einen der Räume 14 oder 15 hin und her getrieben wird. Mit dem Kolben 13 wird gleichzeitig die Kolbenstange 16 verschoben, die zur Pressung eines hydraulischen Druckmittels in den kleinen Zylinderräumen 17 und 18 dient, die an die Zylinderdeckel 11 und 12 angeschlossen und an ihrem freien Ende in geeigneter Weise verschlossen sind.In the compressed air cylinder 10, which at its ends through the cover 11 and 12 is limited, the piston 13 moves by alternately introducing is driven back and forth by compressed air in one of the rooms 14 or 15. With the Piston 13 is moved at the same time the piston rod 16, which is used to press a hydraulic pressure medium in the small cylinder chambers 17 and 18 is used to the cylinder cover 11 and 12 connected and at their free end in a suitable Way are locked.

Zur Steuerung des Druckmittels, also von Druckluft zur Betätigung des Arbeitskolbens 13, dient der Kolbenschieber 19, der sich in dem Steuergehäuse 20 bewegt. Bei der skizzierten Ausbildung und Lage des Steuerkolbens 19 strömt die durch den Anschlußstutzen 21 zugeführte Druckluft durch den Ringraum 22 sowie die Umführungsleitung 23 und die Öffnung 24 in den Zylinderdeckel 12 in den Zylinderraum 15. Der Kolben 13 wird also nach links bewegt. Zugleich entweicht die Abluft aus dem Zvlinderraum 14 durch die Bohrung des rohrförmigen Ansatzes 25, der mit dem topfförmigen Schieber 26 verbunden ist. Von dort aus streicht die Luft durch die axiale Bohrung 27 und die radialen Bohrungen 28 des Steuerkolbens 19 sowie den Ringraum 29, um schließlich an den Auspufföffnungen 30 auszutreten. Der Steuerkolben 19 wird in dieser Lage gehalten durch die Raste 31, die in den Ringraum 32 des Gehäuses 20 eingreift. Zwischen dem Steuerkolben 19 und dem topfförmigen Schieber 25, 26 ist eine Druckfeder 33 eingeschaltet, die in der skizzierten Lage gespannt ist. Läuft der Arbeitskolben 13 am Ende seines Bewegungshubes gegen den rohrförmigen Ansatz 25, so wird dadurch der Schieber 26 nach links bewegt, und die Raste 31 wird ausgelöst. Das hat zur Wirkung, daß der Steuerschieber 19 durch die Feder 33 sofort in seine linke Endlage geschleudert wird. In dieser Steuerstellung befindet sich die Ringwulst 34 des Steuerkolbens 19 auf der linken Seite des Eintrittsstutzens 21. Die Druckluft strömt dann durch den radialen Kanal 35 sowie die axiale Bohrung 27 und durch den Rohrstutzen 25 in den Zylinderraum 14 ein. Die Abluft aus dem Raum 15 entweicht durch die öffnung 24, die Umführungsleitung 23, den von dem Schieber 19 gebildeten Ringkanal 22 durch die Auspufföffnung 30. Der Kolben 13 bewegt sich nunmehr nach rechts. Beim Einschwingen in seine rechte Endlage trifft er auf den Stößel 36 des auf der äußeren Stirnseite des Zylinders 10 angeordneten Hilfsventil 37. Dadurch wird erreicht, daß vom Netz aus durch die Leitung 38 und die dünne Umführungsleitung 39 Druckluft in den Zylinderraum 40 des Steuergehäuses 20 gelangt und auf die Kolbenfläche 41 des Steuerkolbens 19 einwirkt. Diese Kolbenfläche 41 ist so bemessen, daß unter der Einwirkung der in den Raum40 eingeführten Druckluft der Steuerschieber 19 entgegen der Federkraft 33 wieder in seine skizzierte Ausgangslage zurückbewegt wird, bis er schließlich durch das Einfallen der aste 31 in dieser Lage gesichert wird. Damit ist dann wiederum der Umsteuerungsvorgang beendet, weil jetzt wieder die Druckluft in den Raum 14, also auf der linken Seite des Kolbens 13 zugeführt wird, während der Zylinderraum 15 mit dem Auspuff in Verbindung steht.The piston slide 19, which moves in the control housing 20, is used to control the pressure medium, that is, compressed air to actuate the working piston 13. In the outlined design and position of the control piston 19, the compressed air supplied through the connecting piece 21 flows through the annular space 22 and the bypass line 23 and the opening 24 in the cylinder cover 12 into the cylinder space 15. The piston 13 is therefore moved to the left. At the same time, the exhaust air escapes from the cylinder space 14 through the bore of the tubular extension 25, which is connected to the cup-shaped slide 26. From there, the air passes through the axial bore 27 and the radial bores 28 of the control piston 19 and the annular space 29, in order to finally exit at the exhaust openings 30. The control piston 19 is held in this position by the catch 31 which engages in the annular space 32 of the housing 20. Between the control piston 19 and the cup-shaped slide 25, 26, a compression spring 33 is connected, which is tensioned in the position shown. If the working piston 13 runs against the tubular extension 25 at the end of its movement stroke, the slide 26 is thereby moved to the left and the detent 31 is triggered. The effect of this is that the control slide 19 is immediately thrown into its left end position by the spring 33. In this control position, the annular bead 34 of the control piston 19 is on the left side of the inlet connection 21. The compressed air then flows through the radial channel 35 and the axial bore 27 and through the pipe socket 25 into the cylinder chamber 14. The exhaust air from the space 15 escapes through the opening 24, the bypass line 23, the annular channel 22 formed by the slide 19 through the exhaust opening 30. The piston 13 now moves to the right. When it swings into its right end position, it encounters the plunger 36 of the auxiliary valve 37 located on the outer face of the cylinder 10 and acts on the piston surface 41 of the control piston 19. This piston surface 41 is dimensioned so that under the action of the compressed air introduced into the space 40, the control slide 19 is moved back against the spring force 33 into its sketched starting position until it is finally secured in this position by the collapse of the branches 31. This in turn ends the reversal process because the compressed air is now fed into the space 14, that is to say on the left side of the piston 13, while the cylinder space 15 is connected to the exhaust.

Statt der Druckfeder 33 könnte gegebenenfalls ein entsprechend wirkender Druckkolben vorgesehen sein. Das Steuergehäuse 20 mit dem Schieber 19 sowie das Gehäuse des Hilfsventils 37 sind in die Zylinderdeckel 11 und 12 eingeschraubt und können daher nach Entfernung der Druckluftanschlüsse sowie nach Abtrennen der beiden Umführungsleitungen 23 und 39 mühelos von der Maschine getrennt werden, falls das zwecks Reparatur oder zum Auswechseln notwendig ist. Ein Ausbauen der Maschine als ganzes ist nicht notwendig. Insbesondere braucht das in den Zylinderräumen 17 und 18 komprimierte Drucköl nicht abgefüllt zu werden. Da die Bearbeitung der wichtigen Steuerungsteile fast ausschließlich auf der Drehbank erfolgen kann, ist eine Herstellung mit hoher Präzision bei denkbar geringstem Lohnaufwand erreichbar.Instead of the compression spring 33, a correspondingly acting one could optionally be used Plunger be provided. The control housing 20 with the slide 19 and the Housing of the auxiliary valve 37 are screwed into the cylinder cover 11 and 12 and can therefore after removing the compressed air connections and after disconnecting the two Bypass lines 23 and 39 can be easily disconnected from the machine if the is necessary for the purpose of repair or replacement. Removing the machine as a whole is not necessary. This is particularly necessary in the cylinder chambers 17 and 18 compressed pressure oil not to be bottled. Since the editing of the important Control parts can be done almost exclusively on the lathe is a manufacture achievable with high precision with the lowest possible wage expenditure.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Control for flywheelless piston engines, z. B. for differential piston pumps, with a to and discharge of the working fluid, actuated by a reciprocating working piston, without intermediate positions only one or the other switching position occupying control element, which is secured in an end position by a locking device that can be triggered when the working piston runs up and after release by a spring or the like can be driven into the opposite control position, characterized in that the control member: is designed as a control piston (19) which has a piston surface (41) which is in its Second end position actuated auxiliary valve (37) is applied against the spring force, the switching of the control piston into the first switching position and its renewed securing by a detent (31) causes.

2. Control according to claim 1, characterized in that the control element for controlling the working medium as known per se, with the actuating handle, consisting of one piece Piston valve is formed.

3. Control according to claim 1 or 2, characterized in that the control housing (20) with the actuating and control piston on the one hand and the Hi.lfs@steuerventil (37) on the other hand represent independent and detachable units connected to the machine housing. Considered publications: German Patent Specifications No. 40 58 9 , 411 888; German patent application G 9674 I a / 14d (published on March 3, 1956).