DE2113612C3 - Mit einem gasförmigen Strömungsmittel betriebener Schubkolbenmotor - Google Patents

Description

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hubes erhält. Schließlich sieht das deutsche Patent 2 015 472 vor, im oberen Zylinderdeckel einen Anschlag in Längsrichtung verschiebbar einzuschrauben, an dessen Ende das obere Steuerventil befestigt ist, so daß mit Hilfe dieses Anschlages der Kolbenhub einstellbar ist.

Bei dieser älteren Konstruktion hat es sich als nachteilig erwiesen, daß der Kolben nach Beendigung eines Dosierhubes in Anlage an dem Anschlag stehen bleibt. Die Verstellung desselben zum Zwecke einer Änderung des Hubes wird dadurch erschwert. Weiter hat es sich als nicht besonders günstig erwiesen, daß das obere Steuerventil selbst am verstellbaren Anschlag angebracht ist. Es muß dadurch selbst den vollen Anschlag des Kolbens aufnehmen, es wird beim Ausbauen leicht beschädigt und es erfordert eine bewegliche Schlauchverbindung zum Hauptsteuerventil.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Schubkolbenmotor nach dem älteren Patent so zu gestalten, daß die Betätigung der Fubeinstellung leicht und vom Kolben ungestört erfolgen kann. In Weiterführung dieser Aufgabe soll die bewegliche Schlauchleitung fortfallen und das obere Steuerventil geschützter angebracht werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Hauptsteuerventil wahlweise mit dem zweiten Steuerventil oder dem dritten Steuerventil verbindbar ist.

Die Unteransprüche stellen zweckmäßige Weiterbildungen des Gegenstands des Erfindungsgedankens dar.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Hubbewegung des Schubkolbenmotors ungestört durch den Kolben eingestellt werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein Dreiwege-Ventil zur Umschaltung von Einzelh-b auf oszillierenden Hub nicht mehr über einen beweglichen Schlauch, sondern starr mit dem Hauptsteuerventil verbunden sein kann. Die Anordnung nach der Weiterführung des Eriindungsgedankens vereinigt diese Vorteile mit einer geschützten Anbringung des oberen Steuerventils sowie dem Fortfall aller beweglichen Leitungen. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Schubkolbenmotors kommen in der Anordnung in einer Dosiervorrichtung besonders zur Geltung, und zwar einmal dadurch, daß die Dosierung mühelos einstellbar und nachregelbar ist, andererseits dadurch, daß durch einfache Umschaltung auf oszillierende Bewegung eine gründliche Reinigung der Anlage durchzuführen ist. Durch Einbau einer Zählvorrichtung kann der Dosierbereich vorteilhaft vergrößert werden.

Ausführungsbeispiel und eine Anwendungsmöglichkeit der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Fig. 1 zeigt e^;ne schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Schubkolbenmotors; F i g. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform; Fig.3 zeigt den Einsatz des erfindungsgemäßen Schubkolbenmotors in einer Dosiervorrichtung.

Der Arbeitszylinder nach F i g. 1 besteht aus einer Zylinderwandung 301 c, einer oberen Zylinderplatte 301 α und einer unteren Zylinderplatte 301 b. In der unteren Zylinderplatte 301 b sitzt das feste Steuerventil 304. In die obere Zylinderplatte 301 α ist das Steuerventil 305 mittels des einstellbaren (308,311) Anschlages 309 eingeschraubt. Das obere Steuerventil 305 ist über die bewegliche Leitung 331, 332,330 direkt, mit dem oberen Anschluß des Hauptsleuerventils 3Oi verbunden. Vom unteren Steuerventil 3i4 dagegen führt eine starre Leitung zum Dreiwegeven-

til 307, welches das Hauptsteuerventil 3·« wahlweise in seiner einen Stellung mit diesem unteren Steuerventil 364 oder in seiner anderen Stellung mit dem von außen betätigten Steuerventil 303 verbindet.
Das Hauptsteuerventil 306 hat zwei Schaltlagen.

ίο Es setzt beim Ansprechen des oberen Steuerventils 305 den Zylinderraum oberhalb des Kolbens 3*2 unter Betriebsdruck, während es den Zylinderraum unterhalb des Kolbens gegen niedrigen Druck öffnet Beim Ansprechen des unteren Steuerventils 3§4 setzt das Hauptsteuerventil 306 den Zylinderraum unterhalb des Kolbens 302 unter Betriebsdruck, während es den Zylinderraum oberhalb des Kolbens gegen niedrigen Druck öffnet, wenn das untere Steuerventil

304 über das Dreiwegeventil 307 mit ihm verbunden ao ist. In diesem Falle geht der volben also automatisch dauernd abwechselnd nach oben und n?ch unten. Die Umstellung durch die Betätigungsstifte 394 a,

305 a der Steuerventile erfolgt dabei schlagartig, so daß sich der Kolben jeweils nur eine sehr geringe

'5 Zeit in seiner oberen und unteren Umkehrlage aufhält.

Ist der untere Eingang des Hauptsteuerventils 3*6 aber über das Dreiwegeventil 307 mit dem von außen betätigten Steuerventil 303 verbunden, so setzt es bei Betätigung dieses Ventils den Zylinderraum unterhalb des Kolbens 302 unter Betriebsdruck, während es den Raum oberhalb des Kolbens gegen niedrigeren Druck öffnet, so daß der Kolben nach oben geht. Hier betätigt er, nachdem er einen durch die

Stellung des Anschlages 9 bestimmten Weg zurückgelegt hat, das obere Steuervenil 305 und setzt den ZylindeiTdum oberhalb des Kolbens 302 unter Druck, während er den Zylinderraum unterhalb desselben gegen niedrigeren Druck öffnet. Der Kolben geht da-

her in seine untere Lage zurück. Hier aber bleibt er stehen, bis das Hauptsteuerventil 306 von dem von außen betätigten Ventil 303 einen neuen Umschaltimpuls erhält.

Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß der Kolben 302 in seiner Ruhelage nicht unter Druck gegen den Anschlag 309 mit dem Steuerventil 305 anliegt Die Hubeinstellung wird dadurch entscheidend erleichtert.

F i g. 2 zei^t eine andere Form des erfindungsge-

mäßen Schubkolbenmotors. Das obere Steuerventil 405 ist hier genauso in der oberen Zylinderplatte 401 α befestigt wie das untere Steuerventil 4*4 in der unteren Zylinderplatte 401 b befestigt ist An der oberen Zylinderplatte 401 α ist aber vor dem Steuer-

ventil 405 eine Scheibe 440 angeordnet, die an ihrem Umfang erngefräste Nuten 441 aufweist, in welche Haltewinkel 412 eingreifen, die an der oberen Zy-Hnderplatte 401 α befestigt sind. Die Scheibe 44· ist also gegen Verdrehen gesichert, während sie eine

kleine Auf- und Abwärtsbewegung im Bereich der Haltewinkel 412 ausführen kann, die gerade genügt, das Steuerventil 405 zu betätigen.

In der Mitte ist die Scheibe 440 mit einer Gewindebohrung 443 versehen, in der sie eine Spindel 444 aufnimmt. Diese ist mittels eines Vierkants 445 uüd einer Schraube 446 mit einer Kappe 447 so verbunden, daß sich bei Drehung dieser Kappe 447 die Spindel 444 ebenfalls dreht. In dem Zylinderdeckel

401 α ist eine Muffe 448 fest eingeschraubt, wobei eine Abdichtung 449 das Austreten von Strömungsmittel verhindert, wenn der obere Zylinderraiim belüftet ist. Durch Drehen der Kappe 447 läßt sich der Kolbenhub, wiederum gesteuert durch den Kolben, K einstellen. Die Spindel 444 wird danach mit der durch die Kappe 447 greifenden Stellschraube 450 gegenüber der Muffe 449 und damit gegenüber dem Zylinler 401 c fixiert. Der Kolben 402 fährt in seiner oberen Lage gegen die Spindel 444 und hebt dadurch die i« Scheibe 442, bis sie das Steuerventil 405 betätigt.

Mit 406 ist das Hauptsteuerventil, mit 433 eine Verbindungsleitung zwischen dem Steuerventil 404 und einem Dreiwegeventil 407 bezeichnet. Mit dieser Anordnung nach F i g. 2 führt der Kolben also wie in i;i der Anordnung nach F i g. 1 je nach Stellung des Dreiwegeventils 407 eine dauernde hin- und hergehende Bewegung oder bei Betätigung des Steuerventils 403 von außen eine einfache Hubbewegung aus, wobei er nach dieser wieder in seiner unteren Stel- a< > lung stehenbleibt. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß jegliche bewegliche Leitungen fortgefallen sind, die zu Störungen führen könnten, wobei aber die Einstellmöglichkeit des Kolbenhubes gewährt bleibt.

F i g. 3 stellt schematisch dar, wie eine mit Schub- »» kolbenmotoren nach der Erfindung ausgerüstete Abfüllanlage beispielsweise wirkt.

In dem Gefäß 501 befindet sich ein Polyesterharz, in dem Gefäß 502 ein Härter dazu, der in einem bestimmten Mischungsverhältnis zugesetzt werden soll. Das Gefäß 501 ist mit einer ersten Dosierpumpe 503 verbunden, deren Kolben durch einen erfindungsgemäßen Schubkolbenmotor 504 angetrieben wird. Das Gefäß 502 ist mit einer zweiten Dosierpumpe 505 verbunden, deren Kolben durch den Schubkolbenmotor 506 angetrieben wird. Beide Schubkolbenmotoren sind über ein Umsteuerventil 507 wahlweise im Einzelhub oder in hin- und hergehender Bewegung zu betreiben.

Der normale Füllvorgang verläuft so, daß auf entsprechende Betätigung des Umsteuerventils 507 hin die Kolben beider Motoren nach oben gehen und über die Saugventile 508 und 509 eine dosierte Menge der abzufüllenden Masse ansaugen. Nach Erreichen ihrer oberen Endlage kehren die Kolben zurück und stoßen die dosierte Menge über die Ausstoßventile 510 und 511 bei geschlossenen Saugventilen 503 und 509 in den Mischbehälter 512.

Sollen die Dosierpumpen 503 und 505 nach einiger Betriebszeit gereinigt werden, so werden die Gefäße 501 und 502 gegen Behälter mit einem Lösungsmittel ausgetauscht. Die Schubkolbenmotoren 504 und 506 werden mit dem Umsteuerventil 507 auf hin- und hergehenden Betrieb eingestellt und pumpen, wie aus der Zeichnung ersichtlich, das Lösungsmittel zum Sammelbehälter durch, so daß alle Harzreste aus ihnen entfernt werden.

Es ist ohne weiteres klar, daß entsprechende Anlagen sinngemäß für viele Mischungskomponenten ausgeführt werden können. Die Hubeinstellung der Schubkolbenmotoren erlaubt eine genaue Einstellung der Kompunentenmengen, wobei diese Einstellung nach Bedarf beliebig während des Betriebes geändert werden kann.

Das Umsteuerventil 507 kann auch mit einer automatischen Zählvorrichtung 513 verbunden werden. Diese wird auf eine bestimmte An7ahl Hübe voreingestellt. Das Umsteuerventil 507 ist zunächst auf automatischen Betrieb eingestellt. Nach Durchführung der eingestellten Anzahl Hübe schaltet die Zählvorrichtung 513 es auf Einzelhub um, so daß die Motoren ihren Hub beenden und in der unteren Stellung stehen bleiben. Dies ergibt eine zusätzliche Möglichkeit zur Dosierung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 406), dem zweiten Steuerventil (304, 404) und Patentansprüche: dem dritten Steuerventil (303,403). 8. Schubkolbenmotor nach Anspruch 7, da-

1. Mit einem gasförmigen Strömungsmittel be- durch gekennzeichnet, daß dem Umsleuerventil triebener Schubkolbenmotor mit einer Steuerein- 5 (307, 407, 507) eine automatische Zählvorrichrichtung, bestehend aus zwei normalerweise ge- tung (513) zugeordnet ist

schlossenen Steuerventilen, von denen je eines in
einem Zylinderdeckel des Schubkolbenmotors
angeordnet und von dem Motorkolben bei dessen

Umkehr betätigbar ist und von denen das erste io

mit einem im zugeordneten Zylinderdeckel vorgesehenen, für den Motorkolben bestimmten Anschlag zusammenwirkt, der im Betrieb in Kolbenbewegungsrichtung verstellbar ist, und aus einem Die Erfindung betrifft einen mit einem gasförmi-

wahlweise von beiden Steuerventilen oder einem 15 gen Strömungsmittel betriebenen Schubkolbenmotor

der beiden Steuerventile und einem von außen mit einer Steuereinrichtung, bestehend aus zwei nor-

betätigbaren, unabhängig von den Steuerventilen malerweise geschlossenen Steuerventilen, von denen

ungeordneten dritten Steuerventil steuerbaren je eines in einem Zylinderdeckel des Scimbknlben-

Hauptsteuerventil, das einen unter dem Einfluß motors angeordnet und von dem Motorkolben bei

des Strömungsmittels verschiebbaren, von zwei ao dessen Umkehr betätigbar ist und von denen das er-

Steuerdruckkammern aus beaufschlagbaren Steu- ste mit einem im zugeordneten Zylinderdeckel vorge-

erkolben und einen mit dem Steuerkolben gekop- sehenen, für den Motorkolben bestimmten Anschlag

pelten Steuerschieber für die Steuerung der Be- zusammenwirkt, der im Betrieb in Kolbenbewe-

wegungsrichtung des Motorkolbens enthält und guiigsrichtung verstellbar ist, und aus einem wahl-

bei dem die Steuerdruckkammern über je eine in as weise von beiden Steuerventilen oder einem der bei-

dem Steuerkolben vorgesehene Bohrung und ein den Steuerventile und einem von außen betätigbaren,

mit dem Steuerkolben gekoppeltes Hilfssteuerven- unabhängig von den Steuerventilen angeordneten

til mit der Strömungsmitteldruckquelle und über dritten Steuerventil steuerbaren Hauptsteuerventil,

je eines der Steuerventile mit einem Bereich nied- das einen unter dem Einfluß des Strömungsmittels

rigen Drucks verbanden sind, dadurch ge- 3° verschiebbaren, von zwei Steuerdruckkammern aus

kennzeichnet, daß das Hauptsteuerventil beaufschlagbaren Steuerkolben und einen mit dem

(306, 406) wahlweise mit dem zweiten Steuerven- Steuerkolben gekoppelten Steuerschieber für die

til (304, 404) oder dem dritten St uerventil (303, Steuerung der Bewegungsrichtung des Motorkolbens

403) verbindbar ist. enthält und bei dem die Steuerdruckkammern über je

2. Schubkolbenmotor nach Anspruch 1, da- 35 eine in dem Steuerkolben vorgesehene Bohrung und durch gekennzeichnet, daß der Anschlag als ein mit dem Steuerkolben gekoppeltes Hilfssteuer-Buchse (309) ausgebildet ist, die im Zylinderdek- ventil mit der Strömungsmitteldruckquelle und über kel (301a) eingeschraubt ist, und daß das erste je eines der Steuerventile mit eine ή Bereich nied-Steuerventil (305) in der Buchse (3t9) eingesetzt rigen Drucks verbunden sind.

ist. 4» Bei derartigen Schubkolbenmotoren, die vorzugs-

3. Schubkolbenmotor nach Anspruch 1, da- weise zum dosierten Abfüllen von fließfähigen Subdurch gekennzeichnet, daß der Anschlag von stanzen benutzt werden, ist es erforderlich, daß sie einer Spindel (444) gebildet ist, die dichtend imstande sind, wahlweise eine einzelne Hin- und durch den Zylinderdeckel hindurchgeführt ist, Herbewegung auszuführen oder, beispielsweise zur und daß eine Scheibe (440), die im Zylinder 45 Durchführung einer Reinigung, beliebig lange autodrehfest, jedoch begrenzt axial beweglich gehal- matisch zu oszillieren, und daß ihr Hub jeder geten ist, auf die Spindel (444) aufgeschraubt ist wünschten Dosierung jederzeit fein anpaßbar ist.
und zur Betätigung des ersten Steuerventils (405) Nach der deutschen Patentschrift 2 015 472 ist dient. vorgesehen, zur Erfüllung diesei Erfordernisse einen

4. Schubkolbenmotor nach Anspruch 3, da- s° Schubkolbenmotor so einzurichten, daß sein Kolben durch gekennzeichnet, daß die Scheibe (440) von in seinen beiden Endlagen je ein Steuerventil betä-Haltewinkeln (412) gehalten ist, die in Nuten tigt, das so auf ein Hauptsteuerventil einwirkt, daß (441) der Scheibe (440) eingreifen. dieses jeweils in seine andere Lage umgeschaltet

5. Schubkolbenmotor nach Anspruch 3 oder 4, wird, wobei es den Kolben in der einen Lage nach dadurch gekennzeichnet, daß das außerhalb des 55 oben und in seiner anderen Lage nach unten steuert. Zylinders liegende Ende der Spindel (444) dreh- Durch dieses deutsche Patent ist weiter vorgeschlagen, fest mit einer Kappe (447) verbunden ist, die eine durch ein Dreiwege-Ventil das Obere dieser Steuermit dem Zylinderdeckel (4Hd) verbundene, die ventile auszuschalten und dafür ein außerhalb des Spindel (444) umgehende Muffe (44S) ihrerseits Schubkolbenmotors angebrachtes, von außen betätigdichtend umgibt. 6o bares Steuerventil einzuschalten. Nach Betätigung

6. Schubkolbenmotor nach Anspruch 5, da- dieses von außen wirksamen Ventils macht der KoI-durch gekennzeichnet, daß die Kappe (447) ge- ben daher eine Bewegung nach unten, wo er das ungenüber der Muffe (448) mittels einer Schraube tere Steuerventil betätigt, welches seinerseits das (450) feststellbar ist. Hauptsteuerventil umschaltet, so daß sich eine Bewe-

7. Schubkolbenmotor nach einem der An- 65 gung des Kolbens nach oben automatisch anschließt, sprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein Um- In der oberen Endlage aber bleibt der Kolben stehen, steuerventil (307, 407), vorzugsweise Dreiwege- bis er von dem von außen wirksamen Steuerventil ein ventil, zwischen dem Hauptsteuerventil (306, neues Signal zur Ausführung eines solchen Doppel-