DE3127386A1 - Pneumatic drive unit for producing a reciprocating movement of a drive shaft - Google Patents
Pneumatic drive unit for producing a reciprocating movement of a drive shaftInfo
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- F01L25/04—Drive, or adjustment during the operation, or distribution or expansion valves by non-mechanical means by fluid means by working-fluid of machine or engine, e.g. free-piston machine
- F01L25/06—Arrangements with main and auxiliary valves, at least one of them being fluid-driven
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Abstract
Description
Die pneumatische Antriebseinheit stellt eine Anlage vor, die in erster Linie für die Betätigung von Scheibenwischern in Omnibussen und LKW's gedacht ist, aber auch anderweitige Anwendung finden kann, wo die Übertragung eines Drehmoments durch oszilatorische Bewegungen in einem Kreissegment von bestimmtem Winkel notwendig ist.The pneumatic drive unit represents a system that is primarily Line is intended for the operation of windshield wipers in buses and trucks, but can also be used elsewhere, where the transmission of a torque Necessary due to oscillatory movements in a segment of a circle at a certain angle is.
Durch das erfindungsgemäße System wird erstmals eine Antriebseinheit geschaffen, die nur mit pneumatischen Bauelementen und mit nur einer pneumatischen Leitung von der Druckluftquelle und ohne irgendwelche sonstige Energiequellen arbeitet.The system according to the invention provides a drive unit for the first time created that only with pneumatic components and with only one pneumatic Line from the compressed air source and works without any other energy sources.
Eine besondere Reinigung oder Ölung der Luft fällt weg. Durch dieses System ist auch die programmierte Betätigung des Antriebs der Scheibenwischer in einer bestimmten Endlage gelöst.There is no special cleaning or oiling of the air. Because of this System is also the programmed actuation of the drive of the windshield wipers in solved a certain end position.
Hinsichtlich herkömmlicher Lösungen pneumatischer Antriebe mit mechanischen Umkehrvorrichtungen besitzt diese Antriebseinheit zweifellos folgende Vorteile: 1. sie ermöglicht die Anwendung auf Scheibenwischerantriebe mit synchroner Betätigung zweier oder mehrerer Wischer, was bei den Motoren mit mechanischen Umkehrvorrichtungen wegen nichtausreichender Kraft nicht möglich ist.With regard to conventional solutions of pneumatic drives with mechanical Reversing devices, this drive unit undoubtedly has the following advantages: 1. It enables application to windshield wiper drives with synchronous actuation two or more wipers, which is the case with motors with mechanical reversers is not possible due to insufficient force.
2. Die pneumatische Ventileinheit gemäß der Antriebseinheit nach der Erfindung ist bei sämtlichen Drücken zuverlässiger im Vergleich zu den mechanischen Umkehrvorrichtungen die bei höheren Drücken oft blockierten, andererseits befindet sie sich immer in Arbeitslage, während mechanische Umkehrvorrichtungen mindestens einen toten Punkt aufweisen, in dem der Motor völlig stillgelegt werden kann.2. The pneumatic valve unit according to the drive unit according to the Invention is more reliable at all pressures compared to mechanical Reversing devices, which are often blocked at higher pressures, are on the other hand they are always in a working position, while mechanical reversers have at least one dead point in which the engine can be completely shut down can.
3. Ein programmierte Antrieb mit mechanischen Umkehrvorrichtungen war bis jetzt nicht möglich zu verwirklichen, während die pneumatische Antriebseinheit das Problem restlos löst.3. A programmed drive with mechanical reversers was up to now not possible to realize while the pneumatic drive unit solves the problem completely.
Für die synchrone Betätigung der Antriebe der Scheibenwischer fanden sich bis jetzt ausschließlich Elektromotoren Verwendung. Das System mit pneumatischen Antriebseinheiten ist wegen seiner programmierbaren Betätigung dem Elektromotor gleichgestellt, besitzt jedoch demgegenüber zweifellose Vorteile: 1. Es entlastet den Gesamtstrombedarf bei Bussen und LKWts, der oft gefährdet ist, und macht von der billigen kommprimierten Luft Gebrauch, die in diesen Fahrzeugen immer in Fülle vorhanden ist und normalerweise in die Athmosphäre abgelassen wird.Found for the synchronous actuation of the windshield wiper drives Until now only electric motors have been used. The system with pneumatic Drive units is the electric motor because of its programmable actuation on an equal footing, but has undoubted advantages in comparison: 1. It relieves the burden the total electricity demand for buses and trucks, which is often at risk, and makes of the cheap compressed air use that is always in abundance in these vehicles is present and is normally vented into the atmosphere.
2. Bei annährend gleichen Abmessungen besitzt die pneumatische Antriebseinheit die doppelte Kraft.2. The pneumatic drive unit has approximately the same dimensions twice the strength.
In Bussen mit eingebautem Elektromotor mit einem Drehmoment von 30 Nm wird problemlos eine pneumatische Antriebseinheit mit einem Drehmoment von 65 Nm unter Druck von 6 bar eingebaut.In buses with a built-in electric motor with a torque of 30 Nm becomes a pneumatic drive unit with a torque of 65 without any problems Nm installed under a pressure of 6 bar.
3. Während bei Elektromotoren eine Empfindlichkeit auf Überlastungen besteht, ist die pneumatische Antriebseinheit in dieser Hinsicht unempfindlich.3. While with electric motors a sensitivity to overloads exists, the pneumatic drive unit is insensitive in this regard.
4. Die Elektromotoren bedürfen auch komplizierter Installationen bei denen Pannen, besonders bei schweren Arbeitsbedingungen, auftreten können, insbesondere hinsichtlich Feuchte und Verschmutzung, eine häufige Erscheinung im Betrieb bei Bussen und LKW's. Bei der Installation der pneumatischen Antriebeinheit gibt es praktisch keine Stellen an denen ernsthaftere Pannen auftreten können.4. The electric motors also require complicated installations which breakdowns, especially in difficult working conditions, can occur, in particular with regard to moisture and soiling, a common occurrence in operation Buses and trucks. When installing the pneumatic drive unit there are practically no places where more serious breakdowns can occur.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Antriebseinheit zu schaffen, die die Mängel der bekannten Antriebe nicht aufweist und demgegenüber die im vorhergehenden geschilderten Vorteile aufweist.The object of the invention is to create a drive unit, which does not have the shortcomings of the known drives and, in contrast, those in the preceding has the advantages described.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Patentansprüchen gekennzeichneten Mittel.This object is achieved by what is characterized in the claims Middle.
Das Arbeitsprinzip der pneumatischen Motoreinheit wird anhand der Zeichnungen im nachfolgenden näher erläutert: Fig. 1 und 2 stellen zwei charakteristische Arbeitsstellungen der pneumatischen Antriebseinheit nach der Erfindung dar.The working principle of the pneumatic motor unit is based on the Drawings explained in more detail below: FIGS. 1 and 2 represent two characteristic ones Represent working positions of the pneumatic drive unit according to the invention.
Die pneumatische Antriebseinheit stellt eine Funktionseinheit von drei untereinander verbundenen Bauteilen dar: - pneumatischer Antriebsmotor, - pneumatische Ventileinheit und - pneumatischer Han mit Abdichtung.The pneumatic drive unit represents a functional unit of three interconnected components: - pneumatic drive motor, - pneumatic Valve unit and - pneumatic Han with seal.
Der pneumatische Antrieb besteht aus einem Gehäuse mit zwei symmetrischen Hälften, die durch Schrauben 2 herme- tisch verbunden und durch Stifte 9 zentriert sind.The pneumatic drive consists of a housing with two symmetrical Halves that are hermetically sealed by screws 2 table connected and through Pins 9 are centered.
Schwenkkolben mit Welle 7 sind in der Gehäusehälfte 1 gelagert und teilen die Arbeitskammer in zwei Teile, Arbeitskammer a und Arbeitskammer "b".Swivel pistons with shaft 7 are mounted in the housing half 1 and divide the working chamber into two parts, working chamber a and working chamber "b".
Die Gehäusehälften 1 sind mit Kanälen c, d, m und n versehen, die mit entsprechenden Kanälen der pneumatischen Ventileinheit in Verbindung stehen.The housing halves 1 are provided with channels c, d, m and n, the are in communication with corresponding channels of the pneumatic valve unit.
Das Öffnen und SchlieBen der Kanäle c und n erfolgt durch Verschieben der Federdichtung 3 und 8.Channels c and n are opened and closed by moving them of the spring seal 3 and 8.
Die pneumatische Vertileinheit besteht aus folgenden Elementen: Im Gehäuse 12 befindet sich der Kolben 6 auf dessen rechtem Ende sich zwei Kugeln 14 mit Federn 15 beweglich nach vertikaler Achse befinden.The pneumatic distribution unit consists of the following elements: Im Housing 12, the piston 6 is located on the right end of which there are two balls 14 with springs 15 are movable along the vertical axis.
Die Kugeln liegen an einer Nockensperre 16 an. Das Gehäuse 12 ist mit Deckeln 4 und 10 verschlossen. Am Deckelboden 4 und 10 befinden sich Stoßdämpfer 5 und 13.The balls rest against a cam lock 16. The housing 12 is closed with lids 4 and 10. There are shock absorbers on the bottom of the lid 4 and 10 5 and 13.
Das Abdichten beweglicher und nicht beweglicher Elemente erfolgt auf eine der üblichen Weise in der Pneumatik.Sealing of movable and non-movable elements takes place on one of the usual ways in pneumatics.
Außer den Kanalverlängerungen in den Ventileinheit für die Kanäle c, d, m und n, im Antriebsgehäuse befinden sich in der Ventileinheit noch Eingangs- und Ausgangskanäle mit Schalldämpfern f und h. Der Eingangskanal g ist durch einen P1astikschlauch mit dem Ausgangskanal p eines pneumatischen Hahnes verbunden.Except for the duct extensions in the valve unit for the ducts c, d, m and n, in the actuator housing there are still input valves in the valve unit and output ducts with silencers f and h. The input channel g is through a Plastic hose connected to the outlet channel p of a pneumatic valve.
Der pneumatische Hahn besteht aus folgenden Elementen: Im Hahnkörper 17 befindet sich ein Gleiter 18 mit einer Schraubennut S. Gleiter 18 ist durch die Feder 21 eng an die Dichtung 20 angelehnt. Elastischer Bolzen 19 dient zur Begrenzung des Abbiegewinkels des Gleiters 18.The pneumatic valve consists of the following elements: In the valve body 17 is a slider 18 with a screw groove S. Slider 18 is through the Spring 21 leaning closely against seal 20. Elastic bolt 19 is used to limit the turning angle of the slider 18.
Deckel 22 schließt den Hahn von der unteren Seite.Lid 22 closes the tap from the lower side.
Die Dichtung erfolgt auf eine in der Pneumatik üblichen Weise.The seal is made in a manner customary in pneumatics.
Durch Hebel 11 wird Gleiter 18 so verdreht, daß für die verschiedene Stellungen der Schraubennut 5 im Hahn größere oder kleinere Durchgänge erfolgen.By lever 11 slider 18 is rotated so that for the different Positions of the screw groove 5 in the valve are larger or smaller passages.
In Abhängigkeit von der Lage des Gleiters 18 und des statischen Druckes im Eingangskanal r und Ausgangskanal p erhält man die gewünschten Werte des dynamischen Druckes der in den pneumatischen Impulseverteiler geleitet wird.Depending on the position of the slider 18 and the static pressure In the input channel r and output channel p you get the desired values of the dynamic Pressure that is fed into the pneumatic pulse distributor.
Die Funktionsweise der pneumatischen Antriebseinheit wird im folgenden anhand der Figuren 1 und 2 erläutert.The functioning of the pneumatic drive unit is described below explained with reference to FIGS. 1 and 2.
Bild 1 - Erste charakteristische Arbeitsstellung Dem Dichtungshahn wird Luft unter konstantem Druck und bestimmten Durchfluß durch den Eingangskanal r zugeführt. In bestimmter Stellung des Hebels 11 wird durch den Ausgangskanalpdes Hahnes der Ventileinheit Luft unter gewünschtem dynamischen Druck durch den Eingangskanal g zugeführt.Fig. 1 - First characteristic working position The sealing tap air is under constant pressure and a certain flow rate through the inlet channel r supplied. In a certain position of the lever 11 is through the output channel Valve unit air under the desired dynamic pressure through the inlet channel g supplied.
In der dargestellten Stellung hebt der Schwenkkolben 7 sich im Uhrzeigersinn unter Druck in der Arbeitskammer "a" bewegend die Federdichtung 3 und gibt Kanal c frei. Aus der Arbeitskammer a über Kanal c, kommt Luft unter Druck in die Kammer k des Verteilers und übt einen Druck auf den Kolben 6 aus.In the position shown, the swivel piston 7 rises in a clockwise direction under pressure in the working chamber "a" moving the spring seal 3 and is channel c free. From the working chamber a via channel c, air comes under pressure into the chamber k of the distributor and exerts pressure on the piston 6.
Die Kammer e (Bild 2) ist in diesem Moment durch den Ausgangskanal f mit Schalldämpfer entlüftet, so daß kein Druck von dieser Seite des Kolbens 6 vorhanden ist.Chamber e (Fig. 2) is through the exit channel at this moment f vented with a silencer so that no pressure from this side of the piston 6 is available.
Kolben 6 drängt durch eigene Bewegung Kugeln 14, verbunden durch Feder 15 und durch die Nockensperre 16 zurück. Die Kraft bzw. der Druck in der Kammer k, notwendig für das Umkehren des Kolbens 6 aus der Stellung im Bild 2 in die Stellung nach Bild 1, ist durch die Steifheit der Feder 15 definiert.Piston 6 pushes balls 14 by its own movement, connected by spring 15 and back through the cam lock 16. The force or pressure in the chamber k, necessary for reversing the piston 6 from the position in Figure 2 to the position according to Figure 1, is defined by the stiffness of the spring 15.
Dies ist ein wesentliches Merkmal, denn es ermöglicht eine zeitliche Programmierung der Schwingungszahl der pneumatischen Antriebseinheit, bzw. das Rasten des Antriebs in einer Endlage solange der statische Druck der Kammer k nicht einen Wert erreicht hat, der für das Umkehren des Kolbens 6 in die zweite Arbeitsstellung notwendig ist.This is an essential feature because it enables a temporal one Programming of the number of vibrations of the pneumatic drive unit or the locking of the drive in an end position as long as the static pressure of the chamber k is not one Has reached the value for reversing the piston 6 into the second working position necessary is.
In der Praxis wurde einen Schwingungszahl von unter 5 min mit einer Ruhepause von 4 bis 5 sec. in einer jeweiligen Endlage erreicht. Wenn der Kolben 6 völlig über die Nockensperre 16 hinausbewegt ist, nimmt er die Stellung dargestellt in Bild 1 ein. Der dadurch entstandene Schlag und Schall wird durch einen Stoßdämpfer 5 vermindert. Sobald der Kolben 6 die Stellung lt. Bild 1 einnimmt, wird die Kammer k durch den Ausgangskanal h mit Schalldämpfer 4 entlüftet.In practice, a frequency of less than 5 minutes with a Rest of 4 to 5 seconds reached in each end position. When the piston 6 is completely moved beyond the cam lock 16, he takes the position shown in picture 1. The resulting impact and sound is absorbed by a shock absorber 5 decreased. As soon as the piston 6 assumes the position shown in Fig. 1, the chamber k vented through the outlet channel h with silencer 4.
Gleichzeitig ist auch die Arbeitskammer a durch Kanal d und Ausgangskanal f mit Schalldämpfer entlüftet und bleibt so, solange der Kolben der Ventileinheit in der Lage des Bildes 1 bleibt.At the same time, the working chamber a is through channel d and exit channel f vented with a silencer and remains so as long as the piston of the valve unit remains in the position of image 1.
Luft unter Druck strömt durch Eingangskanal g und Kanal m und kommt zur Arbeitskammer b. Im ersten Moment bremst der in der Kammer b vorhandene Luftdruck die Bewegung des Kolbens 7 bis zum Stillstand, anschließend bewegt er ihn in der entgegengesetzten Richtung. Sobald die Schaufel einen gewissen kleinen Winkel überschreitet, wird die Federdichtung 3 freigemacht und schließt Kanal c. Der Schwenkkolben 7 bewegt sich unter Luftdruck weiter bis sie in die Stellung lt. Bild 2 gelangt.Air under pressure flows through inlet channel g and channel m and comes to the working chamber b. At the first moment the one in chamber b brakes Air pressure the movement of the piston 7 to a standstill, then he moves it in the opposite direction. As soon as the shovel crosses a certain small angle, the spring seal 3 is released and closes channel c. The pivot piston 7 moves continue under air pressure until it reaches the position shown in Fig. 2.
Bild 2 - Zweite charakteristische Arbeitsstellung Der Kolben 7 kommt, sich unter Luftdruck in der Arbeitskammer b bewegend in Stellung lt. Bild 2 und durch Heben der Federdichtung 8 wird der Kanal n geöffnet. Die Kammer k des Verteilers ist durch den Ausgangskanal h mit Schalldämpfer entlüftet, denn der Kolben 6 befindet sich noch immer in der Stellung lt. Bild 1.Fig. 2 - Second characteristic working position The piston 7 comes, moving under air pressure in the working chamber b into position according to Fig. 2 and by lifting the spring seal 8, the channel n is opened. The chamber k of the distributor is vented through the outlet channel h with a silencer, because the piston 6 is located is still in the position shown in Fig. 1.
Luft unter Druck strömt aus der Arbeitskammer durch Kanal n in die Kammer e und überführt Kolben 6 in die Stellung lt. Bild 2. Die Nockensperre 16 ist in derselben Rolle wie in der ersten charakteristischen Arbeitsstellung, und der Stoßdämpfer 13 schluckt den dabei entstandenen Stoß und den Schall.Air under pressure flows from the working chamber through channel n into the Chamber e and moves piston 6 to the position shown in Fig. 2. The cam lock 16 is in the same role as in the first characteristic working position, and the shock absorber 13 absorbs the resulting shock and the sound.
In dieser-Lage der Arbeitskammer b kommt über Kanal m und dem Ausgangskanal h mit Schalldämpfer zu Entlüftung. Gleichzeitig strömt Luft durch Eingangskanal g und Kanal d unter Druck in die Arbeitskammer "a", bremst die Bewegung des Schwenkkolbens 7 bis zum Stillstand und drängt danach den Kolben 7 in die gegengesetzte Richtung. Der Arbeitszyklus setzt sich dann durch den aus dem Hahn in die Ventileinheit kommenden Luftdruck definierte Geschwindigkeit fort.In this position the working chamber b comes via channel m and the exit channel h with silencer for ventilation. At the same time, air flows through the inlet duct g and channel d under pressure into the working chamber "a", brakes the movement of the swivel piston 7 to a standstill and then pushes the piston 7 in the opposite direction. The working cycle then continues through the coming from the tap into the valve unit Air pressure defined speed.
Wesentlich ist. daß der Kolben 6 der Ventileinheit nur eine von den zwei Arbeitsstellunaen einnehmen kann. bzw. in ieder Stellung des Kolbens 7 ist nur einer der Kanäle d oder m mit dem Einsanaskanal cr verbunden. Dementstrechend ist der Arbeitsbecinn des Motors absolut verwirklichbar für sämtliche Stellungen des Stillstandes des Kolbens 7 bei Arbeitsunterbrechung.Is essential. that the piston 6 of the valve unit is only one of the can occupy two jobs. or in ieder position of the piston 7 is only one of the channels d or m is connected to the inlet channel cr. Correspondingly the working becinn of the motor is absolutely feasible for all positions the standstill of the piston 7 when work is interrupted.
Arbeitswinkel, verschiedenartige Arbeitsdrücke, Drehmoment und Schwingungszahlen kann man verschiedentlich einstellen, in Abhängigkeit von der Konstruktionslösung, die auf denselben Arbeitsprinzipien wie hier beschrieben, beruht.Working angle, different working pressures, torque and number of vibrations can be set in various ways, depending on the design solution, which is based on the same working principles as described here.
Praktisch ausgeführte Antriebseinheiten gemäß der Erfindung mit Abmessungen im Maßstab 1:1 lt. Bild 1 und 2, die sich bereits im Betrieb zum Antrieb parallel arbeitender Scheibenwischer in Bussen befinden, besitzen nachstehende technische Daten: - Arbeitsdruck 2,5 - 10 bar - Arbeitswinkel 90" - Drehmoment bei Druck von 6 bar 65 Nm - Schwingungszahl kontinuierlich veränderlich 5 - 40 minPractical drive units according to the invention with dimensions on a scale of 1: 1 according to Fig. 1 and 2, which are already parallel to the drive during operation working windshield wipers in buses have the following technical Data: - Working pressure 2.5 - 10 bar - Working angle 90 "- Torque at pressure of 6 bar 65 Nm - number of vibrations continuously variable 5 - 40 min
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19813127386 DE3127386A1 (en) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | Pneumatic drive unit for producing a reciprocating movement of a drive shaft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19813127386 DE3127386A1 (en) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | Pneumatic drive unit for producing a reciprocating movement of a drive shaft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3127386A1 true DE3127386A1 (en) | 1983-02-03 |
Family
ID=6136659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19813127386 Withdrawn DE3127386A1 (en) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | Pneumatic drive unit for producing a reciprocating movement of a drive shaft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3127386A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4404049A1 (en) * | 1994-02-09 | 1995-08-10 | Daimler Benz Ag | Wiper control for vehicle windscreen wiper |
CN111550540A (en) * | 2020-05-20 | 2020-08-18 | 张述成 | Rotary driving device |
-
1981
- 1981-07-10 DE DE19813127386 patent/DE3127386A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4404049A1 (en) * | 1994-02-09 | 1995-08-10 | Daimler Benz Ag | Wiper control for vehicle windscreen wiper |
CN111550540A (en) * | 2020-05-20 | 2020-08-18 | 张述成 | Rotary driving device |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |