DE1812699A1

DE1812699A1 - Motor,der von einem unter Druck stehenden Stroemungsmedium betaetigt wird

Info

Publication number: DE1812699A1
Application number: DE19681812699
Authority: DE
Inventors: Fowler Richard Thomas
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1967-12-22
Filing date: 1968-12-04
Publication date: 1969-07-03
Also published as: US3547004A; JPS4949334B1; FR1602570A; GB1223568A

Description

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DA-3119

Beschreibung

zu der Patentanmeldung der Firma

GIRLINO LIMITED Kings Road, Tyseley, Birmingham 11, England

betreffend

der von einem unter Druck stehenden Strömungsmedium

betätigt wird

Priorität vom 22. Dez. 1967, Nr. 58 495/67, Grossbritannien

Die Erfindung bezieht sich euf Motore, die von einem unter Druck stehenden Btrömungsmittel betätigt werden, und zwar Motore des Typs, die zwei (oder mehrere) Kolben aufweisen, welche in gesonderten Zylinderräumen arbeiten und hintereinander liegend, bzw. nach Art eines Tandems, mechanisch miteinander verbunden sind, damit ihre Ausgangsleistung auf ein gemeinsames Ausgangsteil übertragen wird. Sin solcher Motor hat gegenüber üblichen, mit einen einzigen Kolben versehene Motore den Vorteil, dass der Geaamtdurcbnesser

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INSPECTED

für eine gegebene Ausgangsleistung bei einem gegebenen angewandten Strömungsmitteldruck beträchtlich verringert werden kann.

Erfindungsgemäss überlappt der Zylinderraum, in dem ein Kolben eines solchen Motors arbeitet, axial den Zylinderraum, in dem ein benachbarter Kolben arbeitet, sodass dadurch die gesamte axiale Länge des Motors verringert werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungaform eines erfindungsgemassen Motors ist (wenigstens) einer der Kolben als ein Metallpressling ausgebildet und trägt einen ringsumlaufenden Rand oder Wulst, der während des gesamten Arbeitshubs des Kolbens im Eingriff mit einer stationären Dichtung steht, die sich in der Wand des Zylinders befindet, in dem der Kolben arbeitet, wobei dieser Rand (wenn sich der Kolben en einem Ende seines Hubs befindet) wenigstens einen Teil der Länge des Zylinderraums umgibt, in dem ein benachbarter Kolben arbeitet.

Diese und andere Gesichtspunkte sowie Vorteile der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung an einer Au3führungsform im folgenden näher beschrieben, ^: die nur eis Beispiel dient.

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Fig. 1 ist ein axialer Querschnitt eines Motors nach der Erfindung und

Fig. 2 ist ein Teilquerschnitt in einer anderen axialen Ebene, um Einzelheiten zu erläutern.

Die Motoreinbeit enthält einen im allgemeinen zylindrischen, mit offenem Knde versehenen Körperteil 10, mit einer zentralen Trennwand 12, die zusammen mit zwei Zylinderkopfverschlüssen 14 und 16 einen vorderen und einen rückwärtigen Motorraum bzw. einen vorderen und rückwärtigen Zylinderraum bildet. Von zwei gepressten St&hlkolben 18 und 20 befindet sich je einer in den Motorräunien, um die Räume in Kammern 22 und 24 mit Normal- bzv/. Atmosphärendruck an der Vorderseite der entsprechenden Kolben und in Druckkammern 26 und 28 an der Rückseite der entsprechenden Kolben aufzuteilen.

Die Trennwand 12 hat eine mittige Öffnung 23, welche dichtend und gleitend das vordere Ende eines Schafts 29 aufnimmt, der einen Teil eines Druckglieds 30 bildet, das sich in der Kammer 24 befindet und einen vergrösserten, scheibenförmigen rückwärtigen Kopfabschnitt 32 trägt, der en dem Kolben 20 anliegt. Ein Stosspuffer ist en die rückwärtige Fläche des Kolbens 18 angeschweisst und mit komplementären Auflage- bzw. Wiederlagerflächen für das teil-

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kugelförmige lun.de 36 des Schafts 29 und für eine stumpfkegelige Passfläche 3β versehen, die in das vordere Ende der Trennwand 12 rings um die Öffnung 23 spanabhebend eingearbeitet ist..

Die Stirnwand IA hat eine mittige öffnung 40, die mit einem wesentlichen Spielraum einen ötoßstab 42 aufnimmt, dessen rückwärtiges Ende in einem kugelförmigen üitz in einem Kraftubertragungseleraent 44 ruht, mit dem es durch einen Bolzen 46 verbunden ist, der durch ein diametrales Loch 4Ü neben dem Ende des Stoßstabes hindurchreicht. Das Element 44 umfasst einen vergrösserten scheibenförmigen rückwärtigen Kopfabschnitt 50, der auf dem Kolben 18 anliegt. Eine Kolben-Rückhol-Spiralfeder 52, die zwischen dem Kopf verschluss 14 und dem Element ^Zl-4 angeordnet ist, trägt dazu bei, den Kolben 18 gegen dio Auflagefläche 38 und den Kolben 20 gegen einen Gummi- oder ähnlichen Puffer 54 an der Vorderfläche des Kopfversehli-sses 16 zu pressen. Der Motor lässt sich z.B. an einem IPahrzeugrahmen mit einer Reihe von Befestigungsbolzen bzw. -schrauben 56, die sich an dem Kopfverschluss 14 befinden, anbringen.

Unter Druck stehendes Strömungsmedium wird in die Druckkammer 26 durch einen radialen Durchlass 57 in dem Körperteil 10 und in die Druckkammer 28 über einen axialen Durchlass 58 in dem Kopfverschluss 16 eingeleitet.

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Die Kammer 24 steht mit der Atmosphäre über mehrere Durchlässe in Verbindung von denen jeder etwa in der in l^?ig. gezeigten Form ausgebildet ist und einen radialen Durchlass 60 enthält, der mit einem axialen Durchgang 61 in Verbindung steht. An seinem äusseren Ende weist der Durchlass eine gelochte Stirnkappe 62 auf, um ein (nicht gezeigtes) Luftfilterelement tragen zu können. Die Kammer 22 steht mit der Atmosphäre über die öffnung 40 in Verbindung.

Um die Gesamtlänge des Motors zu verkürzen sind die entsprechenden Zylinder und Kolben so konstruiert und angeordnet, dass der rückwärtige Teil des vorderen Zylinderraums (gebildet durch die Kammern 22 und 26) axial den vorderen Teil des rückwärtigen Zylinderraums (gebildet durch die Kammern 24 und 28) überlappt. Wie in der Zeichnung gezeigt, hat der Kolben 18 einen grösseren Durchmesser ols der Kolben 20. Die Trennwand 12 weist einen ringsum laufenden Band bzw. Wulst 64 auf, wobei die innere Fläche 68 dieses Rands den vorderen Teil des rückwärtigen Zylinderraums bildet. Die äussere Oberfläche des Rands 64 ist in einem genügenden Abstand von der inneren Oberfläche 66 der vorderen Druckkammer 26 angeordnet j damit das spanabhebende Bearbeiten der Oberfläche 66 erleichtert wird, und damit sie einen nach rückwärts weisenden Rand des vorderen Kolbens 18 aufnehmen kann. Die Kolben 18 und 20 sind durch entsprechende Kolbend'ichtungen 70 und 72 abgedichtet, die in dem Körper 10 an-

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gebracht sind.

Beide Kolben 18 und 20 sind als Metalipcesslinge gebildet, von denen jeder rückwärts hohlgeschliffan ist, sodass er einen flachen mittigen Abschnitt bzv/. eine Scheibe aufweist, die axial zwischen den vorderen und rückwärtigen Vorsprüngen des Kolbens angeordnet ist. Die Kolben-Rückfc holfeder 52 befindet sich innerhalb des hohlgeschliffenen bzv/. tellerförmigen Teils des Kolbens 18, sodass sich die Feder, wenn der Kolben ganz vorne ist, vollständig innerhalb des Kolbens 18 befindet und nicht den Arbeitshub des Kolbens 18 beeinflusst.

Die rückwärtigen Uände 12 und 16 der Druckkammern 26 und 28 sind so geformt, dass sie im wesentlichen mit den anliegenden Kolben übereinstimmen, um damit sp weit wie praktisch möglich das Ilindestvolumen der Kammern 26 und 28 zu verringern, wenn sich der Motor in der in der Zeichnung dargestellten Ruhestellung befindet. Diese Anordnung verringert bis auf einen Plindestwert jegliche Verzögerung zwischen dem Einleiten des unter Druck stehenden Strömungsmediums in die Kammern 26 und 28 und dem Beginn dec nach. vorne gerichteten Bewegung der Kolben.

Im tätigen Zustand erzeugt das Einleiten eines Druckmediums, . wie komprimierte Luft, in die Kammern 26 und 28 eine Druok-

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differenz in den Kolben 18 und 20, die sich entgegengesetzt zu der Rückholfeder 52 bewegen und den Stoßst8b 42 nach aussen durch den Stirnverschluss 14 verschieben, wobei während dieser Stufe Luft aus den Kammern 22 und 24 an die Atmosphäre durch die Öffnung 4ü sowie die Durchlässe 60 bzw. 61 abgegeben wird. Der Stoßstab (der z.B. mit einem Bremsmechanismus verbunden sein kann) überträgt eine Kraft, die gleich ist der Summe der von den beiden Kolben nach aussen abgegebenen Kräfte.

Wenn der Druck in den Kammern 26 und 28 entspannt wird, kehren die Kolben in ihre Ruhestellung unter der Einwirkung der Rückholfeder 52 zurück, wobei atmosphärische Luft zurück in die Ksmmern 22 und 24 eingesaugt wird.

Die Motoreinheit kann vorteilhaft in Verbindung mit einem Doppelbremssysteni verwendet werden, in dem die Eingänge 56 und 58 mit gesonderten Druckquellen so verbunden sind, dess bei dem Aussetzen einer Zufuhrquelle kein vollständiger Ausfall stattfindet.

V/enn die Zufuhr zu dem rückwärtigen Zylinder aussetzt, kann eich der vordere Kolben 18 von selbst nach vorne bewegen, wobei er den rückwärtigen Kolben hinter sich lässt (da die Kolben nur aneinander anliegen eber nicht aneinander befestigt sind). V/enn die Zufuhr zu dem vorderen Zylinder

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ausfällt, kann sich der rückwärtige Kolben nach vorne bewegen, wobei er den vorderen Kolben vor sich her stösst.

Der Motor wurde so beschrieben, dass er von Druckluft betätigt wird, doch ist es selbstverständlich, dass er auch so abgeändert werden kann, dass er von einem Vakuum (Luft oder suspendiertes Vakuum) oder auch hydraulisch betätigt werden kann. Ein erfindungsgeraässer Motor kann auch in
Verbindung mit anderen Vorrichtungen als mit den erwähnten Bremssystemen verwendet werden.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. ötrömunsomediumdruckmotor mit wenigstens zwei Kolben, die in koaxial angeordneten Zylindern arbeiten und hintereinander bzw. nach Art eines Tandems miteinander gekuppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kolben (18), wenn er sich an einem Ende seines Hubs befindet, wenigstens einen Teil der Länge des Zylinders umgibt, in dem der benachbarte Kolben (20) arbeitet, so dass sich die Arbeitshübe der beiden Kolben gegenseitig axial überlappen.

2. Motor noch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der erste Kolben (18) als Metallpressling mit einem ringsum laufenden Rand ausgebildet ist, der sich während des Kolbenhubs im iSingriff mit einer stationären Dichtung (70) befindet, die in der Zylinderwand angebracht ist.

3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g 3 k e η η zeichne-, dass wenigstens ein Kolben (18, 20) als hohlgeschliffanor I^etnllpressiing ausgebildet ist, und aine Kompressionsfeder (52), die den Kolben gegen ein Ende b5:> ues Hubs press.;, in die hohl ausgearbeitete Vertiefung passt, wenn sich dar Kolben am anderen Ende 3eines Kubs befindet.

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4. Motor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kolben (18, 20) als hohlgeschuffaner Metallpressling ausgebildet ist, wobei eine Stirnwand (12, 16) des Zylinderraumes, in dem dieser Kolben arbeitet, komplementär so ausgebildet ist, dass qv so weit wie möglich das Mindestvolumen der Kammer verringert, die zwischen dem Kolben und dieser Stirnwand besteht.

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