DE3703529C2

DE3703529C2 -

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Publication number: DE3703529C2
Application number: DE19873703529
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. 3000 Hannover De Goldin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-02-06
Filing date: 1987-02-06
Publication date: 1990-04-12
Also published as: SU1551253A3; DE3703529A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a reciprocating piston machine with the features the preamble of claim 1.

Eine derartige Ausführungsform läßt sich der CH-PS 5 73 543 ent nehmen. Offenbart ist ein Luftmotor, dessen Umschaltventil über einen Mitnehmer in Form einer Schaltstange betätigt wird, die gegenüber dem Kolben relativ verschiebbar ist und mit diesem über einen Absatz, der eine Schalthülse und damit die Schaltstan ge mitnimmt, über einen Teilhub des gesamten Kolbenhubes kuppel bar ist. Die Schaltstange wird von einem Federelement beauf schlagt, das sich zusammensetzt aus sich am Zylinder abstützen den Federn sowie einer Druckfeder, die durch Axialverschiebung der genannten Schaltstange elastisch verformt werden und beim Überschreiten einer Neutralstellung die gespeicherte Verformungs arbeit als die Schaltstange in gleicher Richtung weiterverschie bende Kraft abgeben kann. Die die Steuerkammer bildenden Teilkam mern sind konzentrisch zur Kolbenachse angeordnet.Such an embodiment can ent the CH-PS 5 73 543 ent to take. Disclosed is an air motor, the switching valve of which a driver is actuated in the form of a shift rod that is relatively displaceable with the piston and with this via a paragraph that a switching sleeve and thus the switching stand engages over a partial stroke of the entire piston stroke is cash. The shift rod is actuated by a spring element strikes, which is made up of support on the cylinder the springs as well as a compression spring caused by axial displacement said shift rod are elastically deformed and at The stored deformation is exceeded if the neutral position is exceeded continue to work as the shift rod in the same direction releasing force. The parts forming the control chamber came mers are arranged concentrically to the piston axis.

Bei dieser vorbekannten Ausführungsform ist das Umschaltventil als Kolben ausgebildet, der sich zusammen mit der genannten Schaltstange verschiebt, sobald die genannte Schalthülse diese Schaltstange mitnimmt. Die Umschaltung des genannten Ventilkol bens erfolgt in dem Augenblick, in dem ein mit der Schaltstange verbundener Schaltstift eine labile Lage an einer Klemmstelle er reicht hat. Bei diesem Lösungsprinzip ist die Umschalteinrichtung als Steuerschieber mit Überdeckung ausgeführt.In this known embodiment, the switching valve formed as a piston, which together with the above Shift rod moves as soon as the shift sleeve mentioned Takes shift rod. Switching the valve valve mentioned bens takes place the moment one with the shift rod connected switching pin he an unstable position at a terminal point was enough. With this solution principle is the switching device designed as a spool with overlap.

Derartige Umschaltsysteme mit Steuerschieber erfordern eine hoch präzise Fertigung, die die Herstellung stark verteuert. Außerdem können derartige Systeme nur mit höchstgereinigtem Druckmedium arbeiten, das überdies Schmiereigenschaften aufweisen muß.Such switching systems with control spool require a high precise manufacturing, which makes the manufacturing very expensive. Furthermore Such systems can only be used with a highly cleaned pressure medium work, which must also have lubricating properties.

Wird bei der vorbekannten Ausführungsform der Steuerschieber nicht mit Spaltdichtung, sondern mit Kontaktdichtung (z.B. Nut ring) ausgeführt, ist während des Umschaltens ein Klemmen des Ventils zu befürchten, da bei diesem Lösungsvorschlag die Kon taktdichtungen immer unter Systemdruck stehen würden. Außerdem fände eine Zerstörung der Dichtungen statt, insbesondere wenn der Antrieb mit Hochdruck gespeist wird und/oder sich mit Hoch frequenz bewegt.In the known embodiment, the control slide not with a gap seal, but with a contact seal (e.g. groove ring), there is a jamming of the Valve to fear, since with this solution the Kon cycle seals would always be under system pressure. Furthermore the seals would be destroyed, especially if the drive is fed with high pressure and / or with high frequency moves.

Der deutschen Gebrauchsmusterschrift 19 14 408 läßt sich eine Vorrichtung zum Absperren von Rohrleitungen o. dergl. mit einem in einem Gehäuse mittels Rippen befestigten, einen Strömungskanal zwischen sich und dem Gehäuse freilassenden Einsatzkörper entneh men. Der Innenraum des Einsatzkörpers ist durch zwei in Befesti gungsrippen angeordnete Kanäle mit der Einström- und der Aus strömseite verbunden sowie durch einen Kolben in zwei Druckräume geteilt, wobei der umgebende Kolbenring auf der Außenseite des Einsatzkörpers dicht anliegend verschiebbar gelagert und breiter ausgebildet ist als der Durchflußquerschnitt des Strömungskanals. Aus dieser Vorveröffentlichung geht hervor, daß verschiebbare Zylinder mit stirnseitiger Dichtkante in der Ventiltechnik be kannt sind.The German utility model 19 14 408 can be a Device for shutting off pipelines or the like with an in a housing attached by means of ribs, a flow channel between the insert body and the insert body men. The interior of the insert body is fastened by two ribs arranged channels with the inflow and the out connected on the flow side and by a piston in two pressure chambers divided, with the surrounding piston ring on the outside of the Insert body slidably supported and wider is designed as the flow cross section of the flow channel. From this prior publication it appears that displaceable Cylinder with front sealing edge in valve technology are known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hubkolbenantrieb der vorausgesetzten Gattung zu schaffen, bei dem nichtschmierende und unsaubere Arbeitsmedien einsetzbar sind.The invention has for its object a reciprocating piston drive to create the presupposed genus, with the non-lubricating and dirty working media can be used.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ventilschiebereinrichtung einen ersten und einen zweiten Zylinder umfaßt, die in entsprechenden Bohrungen in den zwischen jeweils Zuführ- und Abflußringraum angeordneten Trennwänden axial ver schiebbar gelagert sind und in ihren beiden Endstellungen jeweils mit einer stirnseitigen Dichtkante an der zugewandten Ringraum wand oder an einer den Abflußringraum unterteilenden Trennwand strömungsdicht anliegen.This object is achieved according to the invention in that the Valve slide device a first and a second cylinder includes the corresponding holes in between each Feed and discharge annulus arranged partition walls axially ver are slidably mounted and in their two end positions with an end sealing edge on the facing annular space wall or on a partition dividing the discharge annulus flow-tight.

Die Ausführung der Ventilschiebereinrichtung in Form von zwei Zylindern ist fertigungstechnisch einfach und daher besonders preiswert. Die erfindungsgemäße Anordnung der Dichtungen an den Stirnseiten der Zylinder schließt eine Verklemmung aus, da bei der Umschaltung in den Ventil-Ringräumen jeweils Druckausgleich erfolgt.The execution of the valve slide device in the form of two In terms of production technology, cylinders are simple and therefore special inexpensive. The arrangement of the seals according to the invention The front of the cylinder prevents jamming, since at the pressure changeover in the valve annuli he follows.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform können sowohl die Ringräume als auch die Zylinder konzentrisch zur Kolbenachse angeordnet sein.In an expedient embodiment, both the annular spaces as well as the cylinders arranged concentrically to the piston axis be.

Es ist vorteilhaft, wenn der Außendurchmesser der Zylinder größer ist als der Durchmesser der ringförmigen Dichtkante, die in Ab dichtstellung mit der Trennwand die Verbindung zwischen dem zuge ordneten Arbeitsraum und der Abflußleitung unterbricht, aber kleiner ist als der Durchmesser der gegenüberliegenden ringförmi gen Dichtkante, die in der Abdichtstellung mit der Ringraumwand die Verbindung zwischen der Zuführleitung und dem zugeordneten Arbeitsraum unterbricht. Durch diese konstruktive Ausbildung wird erreicht, daß durch den Druck des Arbeitsmediums die Ventilschie bereinrichtung in ihrer jeweiligen Endstellung auch dann weiter hin in diese Abdichtstellung gedrückt wird, wenn sich die Feder einrichtung in ihrer Neutralstellung befindet, also auf den ge nannten Mitnehmer keine Verschiebekraft ausübt. Das Festhalten der Ventilschiebereinrichtung in ihrer jeweiligen Abdichtstellung erfolgt also mit der Unterstützung des Arbeitsmediumdrucks, wäh rend die Verschiebung der Ventilschiebereinrichtung mechanisch über den genannten Mitnehmer erfolgt, der über den ersten Ab schnitt seines Verschiebeweges von dem Kolben und damit von dem Arbeitsmedium und auf dem letzten Abschnitt seines Verschiebe weges durch die Kraft der Federeinrichtung verschoben wird.It is advantageous if the outer diameter of the cylinder is larger is the diameter of the annular sealing edge, which is shown in Ab sealing position with the partition the connection between the arranged work space and drain line interrupts, but is smaller than the diameter of the opposite ring-shaped sealing edge, which in the sealing position with the annulus wall the connection between the feed line and the associated one Work space interrupts. Through this constructive training achieved that the valve slide by the pressure of the working medium then continue in their respective end positions pressed into this sealing position when the spring device is in its neutral position, i.e. on the ge named driver does not exert any displacement force. Holding on the valve spool device in its respective sealing position is done with the support of the working medium pressure, wuh rend the displacement of the valve slide mechanism mechanically takes place via the named driver, who on the first Ab cut its displacement from the piston and thus from that Working medium and on the last section of its shifting is displaced by the force of the spring device.

Besonders vorteilhaft ist, daß alle beweglichen Teile innerhalb des Zylinders angeordnet sind. Es ergeben sich somit keine äuße ren Leckagen. Als Arbeitsmedium läßt sich auch ein nichtschmie rendes, korrosionsaktives und ggf. sogar unsauberes Medium (z.B. Brauchwasser, Meerwasser, flüssige oder gasförmige chemische Me dien) verwenden. Der Hubkolbenantrieb ist auch in chemischen Pro zessen einsetzbar für die direkte Umwandlung der Druckenergie eines aus z.B. Reaktoren entnommenen Druckmediums in eine mecha nische Hin- und Herbewegung. Der Antrieb läßt sich auch in ex plosionsgefährdeten Räumen einsetzen. Er ist einfach und preis wert herzustellen, da auf hochpräzise Steuerschieber verzichtet werden kann. Es lassen sich übliche Druckventile verwenden. Hy drauliköl kann durch Wasser ersetzt werden, so daß sich eine um weltfreundliche Konstruktion ergibt.It is particularly advantageous that all moving parts within of the cylinder are arranged. There are therefore no external ones leaks. A non-lubricant can also be used as the working medium medium that is corrosion-active and possibly even unclean (e.g. Process water, sea water, liquid or gaseous chemical me dien) use. The reciprocating actuator is also in chemical pro processes can be used for the direct conversion of printing energy one from e.g. Pressure medium taken from reactors into a mecha African float. The drive can also be in ex use rooms at risk of explosion. It is simple and inexpensive worth producing because there is no high-precision control spool can be. Conventional pressure valves can be used. Hy Draulic oil can be replaced by water, so that one around world-friendly construction results.

Der Hubkolbenantrieb kann als Antriebsaggregat mit einem einsei tigen oder doppelseitigen Stangen-Antrieb ausgebildet sein. Es ist aber auch eine Ausbildung als Pumpe möglich. In beiden Anwendungsfällen erweist es sich hierbei als vor teilhaft, daß die Umsteuereinrichtung komplett im Zylinder einge baut ist, so daß keine äußeren Leckagen entstehen. Bei einer Ver wendung als Pumpe können alle Regelungen wie z.B. Druckbegrenzung und Förderleistung auf der Antriebsseite vorgenommen werden. Die Pumpe baut sehr kompakt und einfach. Enthält das Fördermedium Gas, so ist eine lotrechte Anordnung des Hubkolbenantriebs zweck mäßig. Auch bei Verwendung als Kompressor ergeben sich die vor stehend aufgeführten Vorteile. Der Kompressor läßt sich ein setzen z.B. für die Wasserhochdruckreinigung, Wasserschneidanla gen, Energierückgewinnung, Ölförderung aus tiefen drucklosen Bohrlöchern u. dergl. Die Ausführung erweist sich im Vergleich zu konventionellen Kompressoren als billig und einfach im Aufbau. Eine Schmierung ist nicht erforderlich. Vorteilhaft ist ferner, daß sich alle Ventile auf der Niederdruckseite befinden können.The reciprocating piston drive can be used as a drive unit with a single term or double-sided rod drive. It is also training as a pump possible. In both applications, it proves to be the case here geous that the reversing device is completely turned into the cylinder is built so that no external leaks occur. In a ver All regulations, e.g. Pressure limitation and conveying capacity on the drive side. The Pump builds very compact and simple. Contains the medium Gas, a vertical arrangement of the reciprocating piston drive is appropriate moderate. These also result when used as a compressor advantages listed above. The compressor gets involved put e.g. for high pressure water cleaning, water cutting system gene, energy recovery, oil production from deep unpressurized Drill holes u. The like. The execution proves itself in comparison to conventional compressors as cheap and simple in construction. Lubrication is not necessary. It is also advantageous that all valves can be on the low pressure side.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprü che und werden mit weiteren Vorteilen der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Further features of the invention are the subject of the dependent claims and are explained in more detail with further advantages of the invention using exemplary embodiments.

In der Zeichnung sind einige als Beispiele dienende Ausführungs formen der Erfindung dargestellt. Es zeigtIn the drawing, some are exemplary embodiments Shown forms of the invention. It shows

Fig. 1 im Längsschnitt einen Hubkolben mit einem Kolben und einer Stangen-Abtriebsseite, wobei der Kolben nach links verschoben wird; Fig. 1 in longitudinal section wherein the piston is displaced to the left a reciprocating piston with a piston and a rod-driven side;

Fig. 2 die Darstellung gemäß Fig. 1 mit einem sich nach rechts verschiebenden Kolben; FIG. 2 shows the representation according to FIG. 1 with a piston which moves to the right;

Fig. 3 in einer Darstellung gemäß Fig. 1 einen Hubkol benantrieb mit zwei Kolben und doppelseitigem Stangen-Abtrieb; Fig. 3 in a representation according to Figure 1 a Hubkol benantrieb with two pistons and double-sided rod output;

Fig. 4 ein Umschaltventil im Längsschnitt; Figure 4 is a switching valve in longitudinal section.

Fig. 5 das Umschaltventil gemäß Fig. 4 in Stirnansicht; FIG. 5 shows the changeover valve according to FIG. 4 in an end view;

Fig. 6 ein Federelement im Längsschnitt; Fig. 6 is a spring element in longitudinal section;

Fig. 7 das Federelement gemäß Fig. 6 in Stirnansicht; FIG. 7 shows the spring element according to Figure 6 in end elevation.

Fig. 8 in einer Darstellung gemäß Fig. 3 einen Hubkol benantrieb mit zwei Kolben und einseitigem Stan gen-Abtrieb und Fig. 8 in a representation according to FIG. 3 a Hubkol benantrieb with two pistons and one-sided Stan gene output and

Fig. 9 eine abgewandelte Ausführungsform in einer Dar stellung gemäß Fig. 1. Fig. 9 shows a modified embodiment in a Dar position of FIG. 1.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Hubkolbenmaschine in einer Aus bildung als Antriebsaggregat mit einem einseitigen Stangen-Ab trieb 1. In einem Zylinder 2 ist ein eine lineare Hin- und Her bewegung ausführender Kolben 3 angeordnet, der im Zylinder einen ersten Arbeitsraum 4 von einem zweiten Arbeitsraum 5 trennt. Figs. 1 and 2 show a reciprocating piston in an off formation as a drive unit with a one-sided rod drive From 1. In a cylinder 2 , a linear reciprocating piston 3 is arranged, which separates a first working chamber 4 from a second working chamber 5 in the cylinder.

In dem Zylinder 2 ist eine Umsteuereinrichtung angeordnet, die erste und zweite Ventil-Ringräume 6 a, 6 b, 7 a, 7 b umfaßt, die konzen trisch zur Kolbenachse 8 axial nebeneinander in dem Zylinder 2 liegen und durch radiale Trennwände 9, 10, 11 voneinander getrennt sind. Die beiden Ringräume 6 a, 7 a sind mit einer Zuführleitung 12 für ein unter Druck stehendes flüssiges oder gasförmiges Arbeits medium verbunden, während die Ringräume 6 b, 7 b mit einer Abfluß leitung 13 für das drucklose Arbeitsmedium in Verbindung stehen. Der erste Arbeitsraum 4 ist über eine erste Überströmleitung 14 mit dem ersten Ringraum verbunden, während der zweite Arbeits raum 5 über eine zweite Überströmleitung 15 mit dem zweiten Ring raum in Verbindung steht.In the cylinder 2 , a reversing device is arranged, the first and second valve annular spaces 6 a , 6 b , 7 a , 7 b , which are axially adjacent to each other in the cylinder 2 concentrically to the piston axis 8 and by radial partitions 9 , 10 , 11 are separated from each other. The two annular spaces 6 a , 7 a are connected to a feed line 12 for a pressurized liquid or gaseous working medium, while the annular spaces 6 b , 7 b are connected to a drain line 13 for the unpressurized working medium. The first working space 4 is connected to the first annular space via a first overflow line 14 , while the second working space 5 is connected to the second annular space via a second overflow line 15 .

Die beiden Ringräume weisen eine Ventilschiebereinrichtung auf, die in ihrer ersten Endstellung (siehe Fig. 1) im ersten Ring raum des Ventils die Zuführleitung 12 mit der ersten Überström leitung 14 und in dem zweiten Ringraum die zweite Überströmlei tung 15 mit der Abflußleitung 13 verbindet, und daß in ihrer an deren Endstellung (siehe Fig. 2) in dem ersten Ringraum die ge nannte Verbindung zwischen Zuführleitung 12 und erster Überström leitung 14 unterbricht und zugleich die erste Überströmleitung 14 mit der genannten Abflußleitung 13 verbindet und in dem zweiten Ringraum die genannte Verbindung zwischen zweiter Überströmlei tung 15 und Abflußleitung 13 unterbricht und zugleich die Zu führleitung 12 mit der zweiten Überströmleitung 15 verbindet. Die Ventilschiebereinrichtung umfaßt einen ersten Zylinder 16 a und einen zweiten Zylinder 16 b, die konzentrisch zur Kolbenachse 8 in entsprechenden Bohrungen in den Trennwänden 9, 11 zwischen jeweils zwei Ringräumen 6 a, 6 b bzw. 7 a, 7 b axial verschiebbar gelagert sind. Die beiden Zylinder 16 a, 16 b liegen in ihren beiden Endstel lungen jeweils mit einer stirnseitigen Dichtkante 17, 18 an der zugewandten Ringraumwand 19, 20 bzw. Trennwand 10 strömungsdicht an. Der Außendurchmesser D der Zylinder 16 a, 16 b ist größer als der Durchmesser D _i der ringförmigen Dichtkante 18, die in Ab dichtstellung in dem einen Ringraum 6 b, 7 b die Verbindung zwischen dem zugeordneten Arbeitsraum 4, 5 und der Abflußleitung 13 unter bricht. Der genannte Außendurchmesser D ist aber kleiner als der Durchmesser D _a der gegenüberliegenden ringförmigen Dichtkante 17, die in ihrer Abdichtstellung in dem anderen Ringraum 6 a, 7 a die Verbindung zwischen der Zuführleitung 12 und dem zugeordneten Ar beitsraum 4, 5 unterbricht (siehe auch Fig. 4 und 5).The two annular spaces have a valve slide device which, in its first end position (see FIG. 1) in the first annular space of the valve, connects the feed line 12 with the first overflow line 14 and in the second annular space the second overflow line 15 with the outflow line 13 , and that in their end position (see Fig. 2) in the first annular space, the ge connection between supply line 12 and the first overflow line 14 interrupts and at the same time connects the first overflow line 14 with said drain line 13 and in the second annular space said connection between the second overflow line 15 and the discharge line 13 interrupts and at the same time connects the supply line 12 to the second overflow line 15 . The valve slide device comprises a first cylinder 16 a and a second cylinder 16 b , which are mounted concentrically to the piston axis 8 in corresponding bores in the partitions 9 , 11 between two annular spaces 6 a , 6 b and 7 a , 7 b axially displaceable. The two cylinders 16 a , 16 b are in their two end positions each with an end sealing edge 17 , 18 on the facing annular space wall 19 , 20 or partition 10 against flow. The outer diameter D of the cylinder 16 a , 16 b is larger than the diameter D _{i of} the annular sealing edge 18 , which in the sealing position from one annular space 6 b , 7 b breaks the connection between the associated working space 4 , 5 and the drain line 13 under . The mentioned outer diameter D is smaller than the diameter D _{a of} the opposite annular sealing edge 17 , which in its sealing position in the other annular space 6 a , 7 a interrupts the connection between the feed line 12 and the associated working space 4 , 5 (see also FIG . 4 and 5).

Die Betätigung der Ventilschiebereinrichtung 16 a, 16 b erfolgt über einen Mitnehmer 21, der gegenüber dem Kolben 3 relativ verschieb bar ist, mit diesem über einen Teilhub des gesamten Kolbenhubes kuppelbar ist und von einer Federeinrichtung 22 beaufschlagt wird. Der Mitnehmer 21 ist eine auf einer Kolbenstange 23 zwi schen zwei Kolbenstangen-Anschlägen 24, 25 axial verschiebbare Buchse 26, die axiale Buchsenanschläge 27, 28 zur Verschiebung des Zylinders 16 a und axiale Buchsenanschläge 29, 30 zur Verschiebung des Zylinders 16 b aufweist. Dabei entspricht der lichte axiale Abstand a zwischen den Buchsenanschlägen 27, 28 bzw. 29, 30 abzüg lich der axialen Stärke b des zwischen diese Buchsenanschläge ragenden Zylindermitnehmers 31 das etwa 0,5- bis 1,0fache des maximalen Verschiebeweges der genannten Buchse 26.The actuation of the valve spool device 16 a , 16 b takes place via a driver 21 , which is relatively displaceable relative to the piston 3 , can be coupled with it over a partial stroke of the entire piston stroke and is acted upon by a spring device 22 . The driver 21 is a on a piston rod 23 between two piston rod stops 24 , 25 axially displaceable bush 26 which has axial bush stops 27 , 28 for moving the cylinder 16 a and axial bush stops 29 , 30 for moving the cylinder 16 b . The clear axial distance a between the bushing stops 27 , 28 and 29 , 30 corresponds to the axial thickness b of the cylinder driver 31 projecting between these bushing stops, which is approximately 0.5 to 1.0 times the maximum displacement distance of the bushing 26 .

Die genannte Federeinrichtung 22 umfaßt gemäß den Fig. 1 bis 7 ein als Tellerschnappfeder ausgebildetes Federelement 32, das auf der den Mitnehmer 21 bildenden Buchse 26 befestigt und an ihrem Außenumfang in der Zylinderwandung 33 eingespannt ist.According to FIGS . 1 to 7, the named spring device 22 comprises a spring element 32 designed as a plate snap spring, which is fastened on the socket 26 forming the driver 21 and is clamped on the outer circumference in the cylinder wall 33 .

In einer abgewandelten Ausführungsform (siehe Fig. 6 und 7) kann die Federeinrichtung 22 einen mit dem Mitnehmer 21 verbun denen Innenring 34 aufweisen, der über z.B. zwei angenähert radial angeordnete Druckfedern 35 gelenkig mit einem am Zylin der 2 befestigten Außenring 36 verbunden ist.In a modified embodiment (see FIGS. 6 and 7), the spring device 22 can have an inner ring 34 connected to the driver 21, which is articulated via, for example, two approximately radially arranged compression springs 35 with an outer ring 36 fastened to the cylinder 2 .

Die am Zylinder 2 abgestützte Federeinrichtung 22 wird durch die Verschiebung des Mitnehmers 21 bzw. der Buchse 26 elastisch ver formt und gibt beim Überschreiten einer Kippstellung 37 die ge speicherte Verformungsarbeit als den Mitnehmer 21 in gleicher Richtung weiterverschiebende Kraft ab.The spring device 22 supported on the cylinder 2 is elastically deformed by the displacement of the driver 21 or the bushing 26 and, when a tilt position 37 is exceeded, stores the deformation work stored as the driver 21 in the same direction, relocating force.

Der Antrieb gemäß den Fig. 1 und 2 arbeitet wie folgt: Bei der Kolbenstellung gemäß Fig. 1 gelangt das über die Zuführleitung 12 in den Ringraum 6 a geleitete Arbeitsmedium über die erste Überströmleitung 14 in den ersten Arbeitsraum 4 und drückt den Kolben 3 in Richtung des Pfeiles 38 nach links. Das im zweiten Arbeitsraum 5 befindliche drucklose Arbeitsmedium wird über die zweite Überströmleitung 15 durch den zweiten Zylinder 16 b in den Ringraum 7 b sowie 6 b verdrängt und von dort in die Abflußleitung 13. Bei weiterer Verschiebung des Kolbens 3 schlägt der Kolben stangen-Anschlag 25 gegen die rechte Stirnseite 39 der Buchse 26 an und nimmt diese nach links mit. Aufgrund dieser Verschiebung der Buchse 26 erfolgt eine elastische Verformung der Federein richtung 22, bis die Buchsenanschläge 28, 30 die Zylindermitneh mer 31 der beiden Zylinder 16 a, 16 b beaufschlagen, so daß bei weiterer Verschiebung des Kolbens 3 und damit der Buchse 26 die Ventilschiebereinrichtung nach links verschoben wird. Inzwischen hat die Federeinrichtung 22 ihre Kippstellung 37 überwunden und gibt nunmehr die zuvor gespeicherte Verformungsarbeit als die Buchse 26 in gleicher Richtung weiter nach links verschiebende Kraft ab.The drive according to FIGS. 1 and 2 works as follows: In the piston position according to FIG. 1, the working medium conducted into the annular space 6 a via the feed line 12 passes through the first overflow line 14 into the first working space 4 and pushes the piston 3 in the direction arrow 38 to the left. The pressureless working medium located in the second working space 5 is displaced via the second overflow line 15 through the second cylinder 16 b into the annular space 7 b and 6 b and from there into the drain line 13 . With further displacement of the piston 3 , the piston strikes rod stop 25 against the right end face 39 of the bushing 26 and takes it to the left. Due to this displacement of the bushing 26 there is an elastic deformation of the Federein device 22 until the bushing stops 28 , 30 act on the Zylindermitneh mer 31 of the two cylinders 16 a , 16 b , so that with further displacement of the piston 3 and thus the bushing 26, the valve spool device is shifted to the left. In the meantime, the spring device 22 has overcome its tilted position 37 and is now releasing the previously stored deformation work as the bushing 26 displacing force further to the left in the same direction.

Zur Verhinderung des Flatterns der Ventilschiebereinrichtung und zur Erzielung stabiler Schaltpositionen ist vorgesehen, daß die beiden Zylinder 16 a und 16 b der Ventilschiebereinrichtung durch den Arbeitsmediumsdruck so lange in der in Fig. 1 gezeigten Ab dichtstellung gehalten werden, bis die Federeinrichtung 22 ihre Kippstellung 37 überwunden hat und die Buchse 26 nach links ver schiebt. Aufgrund der Unterschiede zwischen den beiden stirnsei tigen Druckflächen der Zylinder 16 a, 16 b ergibt sich eine Druck differenz, deren Resultierende die Ventilschiebereinrichtung in ihre jeweilige Endstellung drückt.To prevent the fluttering of the valve spool device and to achieve stable switching positions, it is provided that the two cylinders 16 a and 16 b of the valve spool device are held in the sealing position shown in FIG. 1 until the spring device 22 overcomes its tilting position 37 by the working medium pressure has and the bush 26 pushes ver to the left. Due to the differences between the two end face pressure surfaces of the cylinders 16 a , 16 b , there is a pressure difference, the resultant of which presses the valve slide device into its respective end position.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 2 befindet sich der Kolben 3 be reits wieder auf seinem Rückweg in seine rechte Totpunktlage, wo bei der Antrieb 1 eine lineare Bewegung nach rechts in Richtung des Pfeiles 40 ausführt. Die beiden Zylinder 16 a, 16 b haben ihre linke Endstellung eingenommen, in der im ersten Ringraum die Verbindung zwischen Zuführleitung 12 und erster Überströmleitung 14 unterbrochen ist, während zugleich die erste Überströmleitung 14 mit der Abflußleitung 13 über den Zylinder 16 a und die Ring kammer 6 b verbunden ist. Im zweiten Ringraum ist die Verbindung zwischen der zweiten Überströmleitung 15 und der Abflußleitung 13 unterbrochen; zugleich ist eine Verbindung zwischen der Zuführ leitung 12 und der zweiten Überströmleitung 15 und somit mit dem zweiten Arbeitsraum 5 hergestellt. Die Tellerschnappfeder 32 be findet sich noch links von ihrer Kippstellung 37. Bei weiterer Verschiebung des Kolbens 3 nach rechts schlägt der Kolbenstangen anschlag 24 gegen die linke Stirnseite 41 der Buchse 26 an und nimmt diese nach rechts mit. Dadurch werden in der ersten Phase die beiden Zylindermitnehmer 31 freigegeben, wobei jedoch die vorstehend erläuterte, nun aber in umgekehrter Richtung wirkende Druckdifferenz die Ventilschiebereinrichtung in ihrer Schließ stellung festhält und so ein Flattern verhindert. Bei weiterer Verschiebung der Buchse 26 nimmt diese mit ihren Buchsenanschlä gen 27, 29 die Zylindermitnehmer 31 und damit die beiden Zylin der 16 a, 16 b nach rechts mit, bis diese ihre in Fig. 1 darge stellte rechte Endstellung erreicht haben. Inzwischen hat dann auch die Tellerschnappfeder 32 ihre mittlere Kippstellung 37 überschritten und schiebt die Buchse 26 in ihre rechte Endstel lung.In the illustration according to FIG. 2, the piston 3 is located again be already on its way back into its right dead center, where a linear movement to the right in the direction of arrow 40 in the drive 1. The two cylinders 16 a , 16 b have assumed their left end position in which the connection between the feed line 12 and the first overflow line 14 is interrupted in the first annular space, while at the same time the first overflow line 14 with the drain line 13 via the cylinder 16 a and the ring chamber 6 b is connected. In the second annulus, the connection between the second overflow line 15 and the drain line 13 is interrupted; at the same time, a connection between the supply line 12 and the second overflow line 15 and thus with the second working space 5 is made. The plate spring 32 be found to the left of its tilt position 37th With further displacement of the piston 3 to the right, the piston rod stop 24 strikes against the left end face 41 of the bushing 26 and takes it to the right. As a result, the two cylinder drivers 31 are released in the first phase, but the pressure difference explained above, but now acting in the opposite direction, holds the valve slide device in its closed position and thus prevents fluttering. With further displacement of the bushing 26 , this takes with its Buchsenanschlä conditions 27 , 29 the cylinder driver 31 and thus the two cylinders of the 16 a , 16 b to the right until they have reached their right end position shown in FIG. 1 Darge. In the meantime, the plate spring 32 has also exceeded its middle tilt position 37 and pushes the bushing 26 into its right end position.

Der Kolben 3 könnte auch auf seiner rechten Seite mit einer Kol benstange bestückt sein, so daß der in den Fig. 1 und 2 dar gestellte Hubkolbenantrieb dann einen doppelseitigen Stangen- Abtrieb aufweisen würde.The piston 3 could also be equipped on its right-hand side with a piston rod, so that the reciprocating piston drive shown in FIGS . 1 and 2 would then have a double-sided rod output.

Auch die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung bildet einen An trieb, der jedoch zwei Kolben 3 a, 3 b umfaßt, die jeweils mit einem rechten bzw. linken Stangenantrieb 1 a, 1 b bestückt sind. Dabei liegt der erste Arbeitsraum 4 zwischen dem linken Kolben 3 b und der Kammerwand 19, während der zweite Arbeitsraum 5 durch die rechte Kammerwand 20 und den rechten Kolben 3 a gebildet wird. Da die Arbeitsräume rechts vom Kolben 3 a und links vom Kolben 3 b drucklos sind, können die Stangenantriebe 1 a und 1 b ohne beson dere Zylinderabdichtung durch die Zylinderstirnwandungen 2 a ge führt werden.The device shown in Fig. 3 forms a drive, but which comprises two pistons 3 a , 3 b , each of which is equipped with a right or left rod drive 1 a , 1 b . The first working space 4 lies between the left piston 3 b and the chamber wall 19 , while the second working space 5 is formed by the right chamber wall 20 and the right piston 3 a . Since the working spaces to the right of the piston 3 a and to the left of the piston 3 b are depressurized, the rod drives 1 a and 1 b can be passed through the cylinder end walls 2 a without special cylinder seals.

Der in Fig. 8 dargestellte Antrieb unterscheidet sich von dem der Fig. 3 lediglich dadurch, daß ausschließlich der linke Kol ben 3 b mit einem Stangen-Antrieb 1 b bestückt ist. Der rechts vom Kolben 3 a befindliche Arbeitsraum 4 a ist über eine durch die Kol benstange 23 geführte erste Verbindungsleitung mit dem rechts vom Kolben 3 b befindlichen Arbeitsraum 4 verbunden, während die zweiten Arbeitsräume 5, 5 a über eine zweite Verbindungsleitung 58 miteinander verbunden sind. Ist es nicht möglich, die erste Ver bindungsleitung 57 durch die Kolbenstange 23 zu führen, kann die Verbindung der ersten Arbeitsräume 4, 4 a auch über eine außerhalb des Zylinders 2 verlegte, in Fig. 8 gestrichelt eingezeichnete Verbindungsleitung 57 a erfolgen. In beiden Fällen ergibt sich durch die paarweise Verbindung der Arbeitsräume eine Verdoppelung der Antriebskraft.The drive shown in Fig. 8 differs from that of FIG. 3 only in that only the left Kol ben 3 b is equipped with a rod drive 1 b . The right of the piston 3 a working space 4 a is connected via a piston rod through the first connecting rod 23 to the right of the piston 3 b located working space 4 , while the second working spaces 5 , 5 a are connected via a second connecting line 58 . If it is not possible to guide the first connecting line 57 through the piston rod 23 , the connection of the first working spaces 4 , 4 a can also be made via a connecting line 57 a , which is laid outside the cylinder 2 and is shown in broken lines in FIG. 8. In both cases, the pairing of the work rooms doubles the driving force.

Fig. 9 zeigt - ebenso wie Fig. 8 - eine einen Antrieb bildende Hubkolbenvorrichtung mit zwei Kolben 3 a, 3 b und einem einseitigen linken Stangen-Abtrieb 1 b. Der Maßstab ist gemäß Fig. 8 kleiner; die genannten Kolben sollen also einen erheblich größeren Durch messer aufweisen als die in der Fig. 8. Dann kann es sich als vorteilhaft erweisen, die Ventil-Ringräume 6 a, 6 b, 7 a, 7 b sowie die die Ventilschiebereinrichtung bildenden Zylinder 16 a, 16 b nicht konzentrisch zur Kolbenachse 8, sondern einseitig innerhalb des Zylinders 2 anzuordnen. FIG. 9 shows - just like FIG. 8 - a reciprocating piston device forming a drive with two pistons 3 a , 3 b and a left-hand rod output 1 b . The scale is smaller according to FIG. 8; The pistons mentioned should therefore have a considerably larger diameter than those in FIG. 8. Then it may prove advantageous to have the valve annular spaces 6 a , 6 b , 7 a , 7 b and the cylinder 16 a forming the valve slide device , 16 b not concentrically to the piston axis 8 , but to be arranged on one side within the cylinder 2 .

Bei allen Ausführungsformen ergibt sich der Vorteil, daß außer halb des Zylinders 2 keine beweglichen Teile angeordnet sind, so daß sich auch nicht die Gefahr von Leckagen ergibt. Die Konstruk tionen sind daher umweltfreundlich und sicher. Die Hubkolbenan triebe können daher insbesondere auch in chemischen Prozessen eingesetzt werden.In all embodiments, there is the advantage that no moving parts are arranged outside half of the cylinder 2 , so that there is also no risk of leakage. The constructions are therefore environmentally friendly and safe. The reciprocating drives can therefore be used in particular in chemical processes.

Claims

1. reciprocating piston machine, which can be operated with a liquid or gaseous working medium, with

- At least one in a cylinder ( 2 ) a linear reciprocating piston ( 3 ) which separates in the cylinder ( 2 ) a first working space ( 4 ) from a second working space ( 5 );
- A reversing valve device ( 16 a , 16 b , 6 a , 6 b , 7 a , 7 b , 21 , 22 ), in the two end positions of the piston ( 3 ) a supply line ( 12 ) for the working medium alternately with the first or second work space ( 4 , 5 ) connects;
- A first overflow line ( 14 ), which connects the first working space ( 4 ) with a first annular space of the valve, and with a second overflow line ( 15 ), which connects the second working space ( 5 ) with a second annular space, and with others Valve annuli ( 6 a , 6 b , 7 a , 7 b ), each of which is connected to the feed line ( 12 ) or to a drain line ( 13 ) for the unpressurized working medium, the feed line ( 12 ) and the drain line ( 13 ) associated annular spaces ( 6 a , 6 b , 7 a , 7 b ) are arranged axially next to one another in the valve cylinder ( 2 ) and are separated and delimited from one another by radial partition walls ( 9 , 11 , 19 , 20 );
- A valve spool device ( 16 a , 16 b ), which is controlled by Kol ben ( 3 ), is axially displaceable, in one end position the one annular space ( 6 a ) of the feed line ( 12 ) with the first overflow line ( 14 ) and the second overflow line ( 15 ) with the annular space ( 6 b , 7 b ) of the drain line ( 13 ) connects, and which in its other end position interrupts the connection between the feed line ( 12 ) and the first overflow line ( 14 ) and at the same time the first overflow line ( 14 ) connects to said drain line ( 13 ) and interrupts said connection between the second overflow line ( 15 ) and the drain line ( 13 ) and at the same time connects the feed line ( 12 ) to the second overflow line ( 15 );
- A driver ( 21 ), the device Ventilschiebereinrich ( 16 a , 16 b ), relative to the piston ( 3 ) is rela tively displaceable, can be coupled with this in the areas near the end positions over a partial stroke of the entire piston stroke and by a spring device ( 22 ) be opened, which is supported on the cylinder side and whose spring element ( 32 ) is elastically deformed by moving the genann th driver ( 21 ) and when a tilt position ( 37 ) is exceeded, the stored deformation work as the driver ( 21 ) in the same direction moving force releases;

characterized in that the valve spool device comprises a first and a second cylinder ( 16 a , 16 b ) which are arranged in corresponding bores in the separating walls ( 6 a , 6 b , 7 a , 7 b ) arranged between the respective feed and outflow annulus ( 9, 11) are axially displaceably mounted and edge in its two end positions in each case with an end seal (17, 18) on the side facing the annular chamber wall (19, 20) or at a the discharge annulus (6 b, 7 b) dividing partition (10) flow-tight.

2. Reciprocating piston machine according to claim 1, characterized in that the outer diameter ( D ) of the cylinder ( 16 a , 16 b ) is larger than the diameter ( D ) of the annular sealing edge ( 18 ) which in the sealing position with the partition ( 10 ) Ver connection between the associated work space ( 4 , 5 ) and the drain line ( 13 ) interrupts, but is smaller than the diameter ( D ) of the opposite annular sealing edge ( 17 ), which in the sealing position with the annular space wall ( 19 , 20 ) Connection between the feed line ( 12 ) and the associated work space ( 4 , 5 ) interrupts ( Fig. 4 and 5).

3. Reciprocating machine according to claim 1 or 2, characterized in that the annular spaces ( 6 a , 6 b , 7 a , 7 b ) and the cylinders ( 16 a , 16 b ) are arranged concentrically to the piston axis ( 8 ).

4. Reciprocating piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the driver ( 21 ) on a piston rod ( 23 ) between two piston rod strikes ( 24 , 25 ) axially displaceable bushing ( 26 ), the axial bushing stops ( 27- 30 ) for shifting the cylinder ( 16 a , 16 b ).

5. Reciprocating machine according to claim 4, characterized in that the clear axial distance ( a ) between the Buchsenan strikes ( 27 , 28 or 29 , 30 ) minus the axial thickness ( b ) of the projecting between these bushing stops ( 27-30 ) Zylin dermitnehmer ( 31 ) is about 0.5-1.0 of the maximum displacement path of said socket ( 26 ).

6. Reciprocating piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that all moving parts are arranged within the cylinder ( 2 ).