DE2049998B2 - Vorrichtung zum Umschalten von Drücken - Google Patents

Description

unteren Stirnende des Kolbens S ist eine Kronenverzalinung 48 angeordnet, die sich jedoch von der Kronenverzahnung 44 im Bereich der Sackbohtung 7 dadurch unterscheidet, daß die obere Kronenverzahnung 44 als Linksverzahnung, die untere Kronen- S verzahnung 48 dagegen als Rechtsverzahnung ausgebildet ist, die weiterbin gegeneinander ura beispielsweise 10° versetzt sind. Die Kronenverzahnung 48 kämmt bei der nach unten gerichteten Bewegung des Kolbens 5 mit einer weiteren an dei Platte 27 angeordneten Kronenverzahnung SO,

Die Zähne einer jeden Kronenverzahnung 44 bis 50 haben, wie aus F i g. 1 ersichtlich, etwa die Form eines rechtwinkligen Dreiecks, dessen 90°-Winkel am Fußkreis der Verzahnung vorgesehen ist und dessen Hypotenuse als schräg ansteigende Zahnflanke ausgebildet ist. Die Zahnteilung und die Neigung der Zahnflanke sind so berechnet, daß bei jedem Ineinandergreifen der beiden Verzahnungen 44, 46 bzw. 48, 5(ί der gleit- und drehbar im Hohlraum 3 angeordnete Kolben 5 jeweils um einen Winkelbetrag von 20° gedreht wird. Hieraus resultier, daß bei einer Auf- und Abbewegung des Kolbens 5, da in diesem Faile einmal die obere Verzahnung 44, 46 und dann die untere Verzahnung 48,50 wirksam wird, der KoI-ben um 40° gedreht wird.

Der Kolbenmantel 52 ist im Bereich der Sackbohrung 6 von drei Steuerdurchlässen 16.1,16.2 und 16.3 durchbrochen, die, wie aus Fig. 2 ersichtlich, in einem gegenseitigen Winkelabstand von 120° am Kolbenmantel 52 angeordnet sind.

Entsprechend den drei Steuerdurchlässen 16.1, 16.2 und 16.3 sind in die Wand 2 des Zylinders 1 drei Meßleitungen 17.1,17.2 und 17.3 (Fig. 2) eingearbeitet. Die drei Meßleitungen sind, wie aus F i g. 2 ersichtlich, im Ausführungsbeispiel jeweils um 40° gegeneinander versetzt angeordnet. Da bei einer Hin- und Herbewegung der Kolben 5 durch die Verzahnungen 44, 46 bzw. 48, 50 um 40° gedreht wird, steht jedesmal wenigstens ein Steuerdurchlaß 16 mit einer der drei Meßleitungen 17 in Verbindung.

Die drei Meßleitungen 17.1,17.3 und 17.3 führen zu je einem Druckmeß- und/oder Regelgerät 20.1 bzw. 20.2, bzw. 20.3, an denen je nach Stellung des Kolbens 5 im Zylinder 1 der im Innern des Hohlraums 3 herrschende Druck angezeigt wird.

Zwischen den den Kolbenmantel 52 durchdringenden Steuerdurchlässen 16 sind jeweils zwei parallel zur Rotationsachse des Kolbens 5 verlaufende Nuten 54 angeordnet. Der Winkelabstand zwischen den so Steuerdurchlässen 16 und den benachbarten Nuten 54 beträgt jeweils 40°, so daß in der oberen Endslellung des Kolbens 5 im Zylinder 1 stets ein Steuerdurchlaß 16 mit einer Meßleitung 17 in Verbindung steht, während die beiden anderen Meßleitungen 17 mit den benachbarten Nuten 54 ausgerichtet sind. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, ist im Ausführungsbeispiel die Sackbohrung 6 über den Steuerdurchlaß 16.1 und über die Meßleitung 17.1 mit dem Druckmeß- und/ oder Regelgerät 20.1 verbunden, während die beiden So anderen Meßleitungen 17.2 und 17.3 mit den entsprechenden Nuten 54 fluchten.

Die im Kolbenmantel 52 angeordneten Nuten 54 stehen dabei mit je einer die Wand 2 des Zylinders 1 durchdringenden Entlüftungs- oder Austrittsöffnung 56 in Verbindung, sobald der Kolben 5 in seine in F i g. 1 obere Endstellung verschoben ist. Die Entlüftungsöffnungeu 56, deren Anordnung in der Wand 2 des Zylinders 1 in F i g, 2 gestrichelt dargestellt ist, münden in die Atmosphäre,

Die in der Wand 2 des Zylinders 1 angeordneten Steuerdurchlässe 16 einerseits und die Austrittsöffnungen 56 für die Nuten 54 andererseits liegen, wie am Beispiel der Steuerleitung 17,1 und der einen Austrittsöffnung 56 aus F i g. 1 ersichtlich, iu zwei verschiedenen Ebenen. Der Abstand dieser beiden Ebenen entspricht dabei der Länge der Nuten 54.

Wie weiterhin aus der Zeichnung ersichtlich, sind in der Wand 2 des Zylinders 1 zwei Umsteuerkanäle 11, 12 vorgesehen, in denen Rückschlagventile 13 bzw. 14 angeordnet sind. Wie aus F i g, 2 ersichtlich, sind die beiden Umsteuerkanäle 11,12 aus fertigungstechnischen Gründen nebeneinander auf einer Seite des Zylinders 1 angeordnet

Im Betrieb der Vorrichtung wird der Ansatzstutzen 4 mit einer Meßstelle, die z. B. am Gehäuse eines Drehkolbenmotors vorgesehen sein kann, durch geeignete Leitungen druckdicht verbunden. Durch die Bohrung 18 gelangt der an der Meßstelle herrschende Druck, im Falle eines Drehkolbenmotors der Kompressionsdruck der an der Msßstelle vorbeiwandernden Verbrennungskammern, in die sich zur Bohrung 18 hin öffnende Sackbohrung 6 des Kolbens 5. Dadurch wird der Kolben 5 aus seiner unteren Ruhestellung angehoben, wobei dann durch das Ineinandergreifen der Zähne der beiden oberen Kronenverzahnungen 44,46 der Kolben gleichzeitig auch eine Drehbewegung erfährt. Der Kolben 5 wird so weit nach oben gedrückt, bis ein mit der Sackbohrung 6 verbundener Steuerdurchlaß 16 mit einer Meßleitung 17 in Verbindung gelangt ist. Dadurch gelangt das unter Druck stehende Medium (Verbrennungsgase) aus der Sackbohrung 6 und durch den Steuerdurchlaß 16 sowie über die Meßleitung 17 zu dem angeschlossenen Druckmeß- und/oder Regelgerät 20, durch das somit der in der Sackbohrung 6 und dadurch auch der in der Verbrennungskammer herrschende Druck angezeigt wird.

Die beiden übrigen Steuerdurchlässe, nämlich bei der in F i g. 2 dargestellten Kolbenstellung die Steuerdurchlässe 17.2 und 17.3 stehen mit den am Kolbenmantel 52 des Kolbens 5 angeordneten Nucen 54 in Verbindung. Durch diese Verbindung gelangen die beiden Druckmeß- und/oder Regelgeräte 20, 22.3 über die mit den Nuten 54 verbundenen Austrittsöffnungen 56 mit der Atmosphäre in Verbindung, so daß an diesen Geräten keine Druckanzeige erfolgt.

Dies hat den Vorteil, daß die zu messenden, unter Druck stehenden Verbrennungsgase od. dgl. nicht zwischen der Wand 2 des Zylinders 1 und dem Kolbenmantel 52 z. B. aus den beiden »freien« Steuerdurchlässen — in Fig. 2 die Durchlasse 16.2 und 16.3 — in die benachbarten, ebenfalls »freien« Meßleitungen 17.2 und 17.3 strömen und dadurch an den Instrumenten 20.2 und 20.3 ein Meßergobnis anzeigen.

Kurz vor Erreichen der oberen Endstellung gibt der Kolben 5 eine untere Eintritisöffnung 58 des Umsteuerkanals 11 frei, so daß das zu messende Medium über diesen Kanal und das sich öffnende Rückschlagventil 13 in die Sackbohrung 7 gelangt. Da über den Umsteuerkanal 11 in den beiden Sackbohrungen 7 und 6 somit ein Druckausgleich entstanden ist, verharrt der Kolben 5 in seiner oberen Endstellung. Beim Nachlassen des Meßdrucks schließt das im Umsteuerkanal 11 vorgesehene Rückschlagventil

13 sofort, so daß der in der Sackbohrung 7 herrschende Druck konstant bleibt, während der in der Sackbohrung 6 vorhandene Druck abgebaut wird. Dadurch verschiebt sich auf Grund des Druckunterschieds der Kolben S wieder nach unten. In der letzten Phase der nach unten gerichteten Bewegung des Kolbens 5 gelangen die Kronenverzahnungen 48, 50 miteinander in Eingriff, so daß der Kolben wieder um 20° verdreht wird. Kurz vor Erreichen der unteren End- oder Ruhestellung gelangt eine der im Bereich der Sackbohrung 7 im Kolbenmantel 52 angeordneten Bohrungen 15 mit einer Eintrittsöffnung 60 des Umsteuerkanals 12 in Deckung, so daß das in der Sackbohrung 7 und dem oberen Bereich des Hohlraums 3 vorhandene Druckmedium, durch welches der Kolben 5 nach unten bewegt wird, über den Umsteuerkanal 12 und das sich öffnende Rückschlagventil 14 abströmt.

Bei einer jeden Druckerhöhung und -erniedrigung hebt und senkt sich der Kolben 5 im Zylinder 1 in der soeben beschriebenen Art und Weise. Durch jede Auf- und Abbewegung des Kolbens 5 wird, wie bereits eingangs erwähnt, dieser um einen Winkelbetrag von 40° gedreht, so daß stet3 eine der Meßleitungen 17 mit einem im Kolben 5 angeordneten Steuerdurchlaß 16 in Verbindung steht. Die beiden anderen Steuerdurchlässe 16 sind in dieser Zeit über

»ο die Nuten 54 und die entsprechenden Austrittsöffnungen 56 mit der Atmosphäre verbunden, so daß dadurch eine Druckanzeige an den »freien« Instrumenten verhindert ist.
An Stelle mehrerer Meß- oder Regelgeräte kann auch ein einziges, auf die einzelnen Meßleitungen 17 umschaltbares Gerät verwendet werden. Die Meßleitungen 17 können ferner mit Rückschlagventilen 21 (Fig. 1) versehen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

bewegung im Zylinder jeweils um einen bestimmten Winkelbetrag gedreht wird, konstruktiv so zu ver-

1. Vorrichtung zum Umschalten von Drücken, ändern, daß sie einfacher und wirtschaftlicher herdie nacheinander an derselben MeßsteUe auf- zustellen ist, als es bisher der Fall war,

treten und über Leitungen Meß- und/oder Regel- 5 Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gegeräten zugeleitet werden, insbesondere bei Kreis- löst, daß an den Stirnenden des Kolbens eine Ver- oder Drehkolbenmotoren, bei der in einem an zahnung vorgesehen ist, die entsprechend der axialen der MeßsteUe angeordneten Zylinder mit öfinun- Verschiebung des Kolbens im Zylinder abwechselnd gen zum Anschluß an Meßleitungen ein mit dem mit einer oberen und unteren, im Zylinder angeordgerade zu messenden Druck beaufschlagbarer, io ueten Verzahnung derart kämmt, daß der Kolben mehrere Steuerdurchlässe aufweisender Kolben außer seiner Axial- auch eine Drehbewegung erfährt, vorgesehen ist, der unter der Wirkung der nach- Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Verzahnung einander auftretenden, zu messenden Drücke von Kolben und Zylinder als Kronenverzahnung auseine Steuerbewegung ,erfährt und dadurch jeweils gebildet ist.

wenigstens einen seiner Steuerdurchlässe nach- 15 Die miteinander kämmenden Zähne sind bei der einander mit wenigstens einer an eine Meßleitung Ausfuhrungsform gemäß der Erfindung so gegenangeschlossenen öffnung des Zylinders verbindet, einander ausgerichtet, daß bei einer Hin- und Hernach Hauptpatent 1648332, dadurch gekenn- bewegung der Kolben eine Winkeldrehung von 40° zeichnet, daß an den Stirnenden des KoI- erfährt.

bens (S) eine Verzahnung (44, 48) vorgesehen ist, 20 Günstig ist es weiterhin, wenn die in einem Mantel

die entsprechend der axialen Verschiebung des des Kolbens vorgesehenen Steuerdurchlässe in einem

Kolbens (S) im Zylinder (1) abwechselnd mit Winkel von 120° gegeneinander versetzt sind,

einer oberen und unteren, im Zylinder (1) ange- Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß

ordneten Verzahnung (46 bzw. SO) derart kämmt, im Mantel des Kolbens zwischen den Steuerdurch-

daß der Kolben (S) außer seiner Axial- auch eine 25 lassen jeweils zwei Nuten in gleichem Winkelabstand

Drehbewegung erfährt. eingearbeitet sind, die mit im Zylinder vorgesehenen

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Entlüftungsöffnung^ in Verbindung treten,
kennzeichnet, daß die Verzahnung (44 bis SO) Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten von Kolben (5) und Zylinder (1) als Kronen- Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenverzahnung .jsgebildet ist. 30 hang mit der Zeichnung der weiteren Erläuterung.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- Es zeigt

durch gekennzeichnet, daß cie Verzahnung der- Fig. 1 eine Längsschnittansicht der bevorzugten

art ausgebildet ist, daß bei einer Hin- und Her- Ausführungsform und

bewegung der Kolben (5) eihe Winkeldrehung F i g. 2 eine Querschnittansicht der Ausführungs-

von 40° erfährt. 35 form aus F i g. 1.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, Die Ausführungsform umfaßt einen Zylinder 1, in dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Man- dessen Innern ein von einer Zylinderwand 2 umtel (52) des Kolbens (5) vorgesehenen Steuer- mantelter Hohlraum 3 vorgesehen ist.

durchlässe in einem Winkel von 120° gegen- An dem in F i g. 1 oberen Ende des Zylinders 1 ist

einander versetzt sind. 40 eine kreisrunde Platte 40 vorgesehen, durch welche

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden der Hohlraum 3 gegenüber u^r Atmosphäre abge-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im dichtet ist. Die luftdichte Verbindung zwischen Mantel (52) des Kolbens (5) zwischen den Steuer- Platte 40 und Zylinder 1 erfolgt über Schrauben 28. durchlassen(16) jeweils zwei Nuten(54) in glei- Am unteren Ende der Zylinders 1 (Fig. 1) ist chem Winkelabstand eingearbeitet sind, die mit 45 ebenfalls eine Platte 27 mittels Schrauben 28 anim Zylinder (1) vorgesehenen Entlüftungsöffnun- geflanscht. Die Platte 27 besitzt einen Ansatzstutzen 4, gen (56) in Verbindung treten. in dessen Innern eine Bohrung 18 vorgesehen ist. Mit

dem fest am Zylinder 1 angeordneten Ansatzstutzen 4

ν.'·π1 die Vorrichtung so an einer MeßsteUe befestigt,

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Um- 50 daß die dort herrschenden Drücke durch die Bohschalten von Drücken, die nacheinander an derselben rung 18 in den Hohlraum 3 eingeleitet werden.
Meßstelle auftreten und über Leitungen Meß- und/ Der Hohlraum 3 dient zur AutY^hme und Führung

oder Regelgeräten zugeleitet werden, insbesondere eines luftdicht eingepaßten Kolbens S, der während bei Kreis- oder Drehkolbsnmotoren, bei der in einem des Betriebs der Vorrichtung im Hohlraum 5 ?uf und an der MeßsteUe angeordneten Zylinder mit öffnun- 55 ab gleiten kann. Der Kolben 5 ist, wie insbesondere gen zum Anschluß an Meßleitungen ein mit dem aus F i g. 2 ersichtlich, ebenfalls zylinderförmig ausgerade zu messenden Druck beaufschlagbarer, meh- gebildet und besitzt in seinem oberen Abschnitt eine rere Steuerdurchlässe aufweisender Kolben vor- nach oben sich öffnende Sackbohrung 7, während gesehen ist, der unter der Wirkung der nacheinander eine zweite, nach unten sich öffnende Sackbohrung 6 auftretenden, zu messenden Drücke eine Steuer- 60 mit der Bohrung 18 des Ansatzstutzens 4 in Verbinbewegung erfährt und dadurch jeweils wenigstens dung steht. Die beiden Sackbohrungen 6, 7 sind, wie einen seiner Steuerdurchlässe nacheinander mit aus F i g. 1 ersichtlich, durch eine Zwischenwandung wenigstens einer an eine Meßleitung angeschlossenen 42 voneinander getrennt.

öffnung des Zylinders verbindet, nach Hauptpatent Am oberen Stirnende des Kolbens 5 ist eine Kro-

648 332. 6s nenverzahnung 44 ausgebildet. Diese Kroneüverzah-

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung die nung gelangt bei der nach oben gerichteten Bewegung im Hauptpatent beschriebene Umschaltvorrichtung, des Kolbens 5 mit einer an der Platte 40 fest angedurch welche der Kolben bei seiner Hin- und Her- ordneten Kronertverzahnung 46 in Eingriff. Auch am