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Durch Druckflüssigkeit angetriebener Differentialkolbenmotor, besonders
für das Öffnen und Schließen von Wagentüren Die Erfindung betrifft einen durch Druckflüssigkeit
angetriebenen Differentialkolbenmotor, welcher besonders für das Öffnen und Schließen
von Wagentüren dient.
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Gemäß der Erfindung sitzt verschiebbar in dem Differentialkolben ein
Kolben, der mittels einer Feder durch die große Endfläche '7des Differentialkolbens
nach außen gedrückt wird und bei Auslaß des Druckmittels aus der Zylinderseite der
großen Kolbenfläche die Endbewegung des Kolbens verzögert. In der geschlossenen
Endwand des Zylinders sind weiterhin für den Ein- sowie Auslaß des Druckmittels
zwei Öffnungen vorgesehen, von denen eine durch den Abdämpfkolben bei Auslaß des
Druckmittels vorzeitig abgedeckt wird, so daß das Druckmittel nur durch die verbleibende
Öffnung entweichen kann und die Endbewegung verzögert wird. Der Abdämpfkolben hat
einen im hohlen Raum der Kolbenstange liegenden Flansch, durch den er nach bestimmter
Bewegung des Arbeitskolbens von der geschlossenen Zylinderwand wegbewegt wird. Kanäle
verbinden die hohle Kolbenstange mit dem durch die große Kolbenfläche begrenzten
Zylinderraum und werden bei Einstellung des vorgeschobenen Abdämpfkolbens durch
dessen Flansch abgedeckt. Bei Anschlag des Abdämpfkolbens gegen die Zylinderendwand
wird das in der hohlen Kolbenstange befindliche Druckmittel zwecks weiterer Abdämpfung
der Bewegung in das Auslaßende des Zylinders eingelassen.
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Ein mit der Druck- und Auslaßleitung und mit den Zylinderenden verbundenes
Ventil verbindet in einer Stellung beide Kolbenseiten mit der Druckleitung und in
der anderen Stellung nur die kleine Kolbenseite mit der Druckleitung und die andere
mit dem Auslaß. In der Druckleitung zum kleinen Kolben sitzt zweckmäßig ein Rückschlagventil
mit zwei Öffnungen, von denen eine bei Durchfluß des Druckmittels in einer Richtung
geschlossen ist. In der Zu- und Abflußleitung nach der großen Kolbenseite des Zylinders
kann ebenfalls ein Rückschlagventil mit zwei Öffnungen vorgesehen sein, von denen
die eine bei Durchfluß des Druckmittels in einer Richtung geschlossen ist.
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In den Zeichnungen ist Abb. i ein senkrechter Längsschnitt durch den
Motor, Abb. z eine Endansicht der Abb. i, Abb. 3 die Verbindung des Motors mit einer
Tür, Abb. 4. eine schematische Ansicht des Ventils für die Bedienung des Motors
in einer Stellung,
Abb. 5 eine Ansicht des Ventils in der anderen
Stellung, Abb. 6 eine Ansicht des Motors in Verbindung mit einer Schiebetür, Abb.7
ein senkrechter Schnitt durch den Türmotor einer etwas anderen Ausführungsform,
Abb. 8 ein senkrechter Schnitt durch den Türmotor einer weiteren Ausführungsform,
Abb. 9 ein Schnitt durch ein Rückschlagventil, Abb. io eine Ansicht des in Abb.
8 gezeigten Ventils für die Bedienung des Motors, jedoch in anderer Stellung als
in Abb. 8, Abb. ix ein Querschnitt durch eine andere Ausführungsform eines Rückschlagventils,
Abb. 12 eine Ansicht des Bedienungsventilsdes Motors der Abb. 7, doch in anderer
Stellung gezeigt, Abb. 13 eine Ansicht des Motors mit den Verbindungsleitungen
und elektromagnetisch bedienten Ventilen und Abb. 14 ein Querschnitt durch das elektromagnetische
Ventil in anderer Stellung als in Abb. 13.
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Der in Abb. i gezeigte Motor hat einen Zylinder i mit daran befestigten
Endkappen 2, 3 und einem herausnehmbaren Zylinderfutter 4 und einen im Zylinder
sitzenden Kolben, welcher aus der verhältnismäßig großen hohlen Kolbenstange 5 besteht.
In das eine Ende der Kolbenstange ist ein Stöpsel 6 eingeschraubt, und das andere
Ende der Kolbenstange trägt eine Ledermanschette, welche durch einen Ring 9 und
einen in die Kolbenstange eingeschraubten Bordflanschstöpsel 8 fest auf der Kolbenstange
gehalten wird.
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In der hohlen Kolbenstange sitzt verschiebbar ein Abdämpfkolben io,
welcher durch eine Feder ii, die sich gegen den Stöpsel 6 abstützt, nach links gedrückt
wird. In einer Aussparung in der äußeren Endfläche des Kolbens io sitzt eine Dichtungsunterlegscheibe
12, welche zum Abschluß einer mit Futter 13 versehenen Öffnung in der Zylinderwand
dient, welche mit dem Kanal 14 der Kappe 3 in Verbindung steht.
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Die Kappe 3 hat eine Gewindeöffnung 15
zum Anschluß der Zu-
und Abführleitung. Ein Gewindebolzen z6 dient zur Einstellung der Größe der Zuflußöffnung.
Ein ähnlicher Bolzen 17 ist in der Leitung 18 vorgesehen, die senkrecht zur
Leitung 14 verläuft, und am anderen Ende des Zylinders ist ein ähnlicher Gewindebolzen
ig' vorgesehen, um die Größe der Öffnung des Zuführungskanals ig einzustellen.
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Die linke Endfläche des Kolbens ist verhältnismäßig groß und die rechte
Endfläche infolge der großen hohlen Kolbenstange .verhältnismäßig klein.
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Der Arbeitsgang ist folgender: Wenn das Druckmittel durch den Kanal
18' der großen Kolbenendfläche zugeführt wird, bewegt sich der Kolben nach rechts
(Abb. i), und der Abdämpfkolben io verbleibt auf dem Sitz oder Futter 13 infolge
Spannung der Feder ii, bis die Feder infolge der Kolbenbewegung genügend entspannt
worden ist. Dann wird der Abdämpfkolben io vom Arbeitskolben nach rechts mitgenommen.
Die kleine Kolbenfläche steht stets unter Druck, und wenn das Zylinderende der großen
Kolbenfläche mit der Auslaßleitung verbunden ist, wird- der Arbeitskolben nach links
bewegt, und die Druckluft im Auslaßende des Zylinders entweicht durch die Öffnung
des Futters 13 und durch den Kanal 18' in den Kanal 14 und von da in die Zu- und
Abführleitung. Nach Abdecken der Öffnung des Futters 13 durch den Abdämpfkolben
zo kann die Luft nur noch -durch den Kanal 18' entweichen, dessen Durchgangsöffnung
durch die Schraube 17 einstellbar ist. Infolgedessen wird die Endbewegung des Kolbens
abgedämpft.
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In Abb-3 ist der Motor mittels der Glieder 33, 34 mit der senkrechten
Türwelle 32 verbunden, von welcher die Türteile 30, 31 getragen werden. Die Leitung
35 für den Zu- und Abfluß des Druckmittels führt zur großen Kolbenfläche und die
Leitung 36 für die Zufuhr des Druckmittels zur kleinen Kolbenfläche.
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In Abb. 4 ist das Ventil 40 für die Bedienung des Motors dargestellt.
Dieses Ventil ist durch Öffnung 41, Leitung 39, Ventil 38 und Leitung 37 mit der
Druckmittelquelle verbunden. Die Öffnung 41 ist durch einen Kanal 4-- mit einer
andern Öffnung 43 verbunden, von welcher die die Leitung 36 (Abb. 3) ausgeht. Leitung
35 (Abb. 3) ist mit der Öffnung 45 des Ventils verbunden, die durch einen Ventilkanal
44 mit der Öffnung 46 und dadurch mit der Auslaßleitung 47 verbunden ist, so daß
in der in Abb. 4 gezeigten Lage des Ventils Druckluft der Leitung 36 zugeführt wird,
während die Leitung 35 mit der Auslaßleitung 47 verbunden ist. Bei dieser Stellung
des Ventils ist daher die Tür geschlossen. Bei der in Abb. 5 gezeigten Lage des
Ventils sind beide Kolbenseiten mit der Druckluftleitung verbunden, und infolge
der verschiedenen Größen der Kolbenflächen wird der Kolben nach rechts bewegt (Abb.
z) und die Tür in die offene Lage gebracht und darin gehalten.
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In Abb. 6 ist die Verbindung des Türmotors mit einer Schiebetür gezeigt.
Die Verbindung des Motors mit dem Ventil 40 ist dieselbe wie vorher. Das Glied 34
ist jedoch mit einem senkrecht ausschwingbaren, bei 51 angelenkten Hebel 5o verbunden,
welcher am anderen Ende eine angelenkte Schelle 52 trägt, die verschiebbar auf der
senkrechten Stange 53 der Tür 54 sitzt. In diesem Fall wird bei Bewegung des Kolbens
nach rechts die Tür geschlossen und bei Bewegung nach links die Tür geöffnet.
Der
in Abb. 7 gezeigte Motor hat einen Zylinder 6o mit einer Endwand 61 und einem sich
daran anschließenden, kleineren Zylinderteil 62. Das andere Ende des Zylinders wird
durch einen Deckel 63 abgeschlossen, mit einer mittleren Warze 64, in welche ein
Stöpsel 65 geschraubt ist. Diese Anordnung ermöglicht Zugang zu dem kleinen Stöpsel
66, welcher eine Öffnung für die Zu- und Abfuhr des Druckmittels enthält.
Ein Nadelventil 67 dient zur Einstellung dieser Öffnung. Eine weitere Öffnung 69,
welche zweckmäßig größer ist als die Öffnung im Stöpsel 66, befindet sich
in dem Deckel 63, und beide Öffnungen sind durch einen Kanal 68 miteinander
und mit der Leitung 79, 8o, 81 verbunden, die nach dem Bedienungsventil 82 führt.
Die verschiebbar im Zylinder 6o sitzende hohle Kolbenstange7o trägt einen Kolben
70-' mit einer größeren linken Kolbenendfläche und einer kleineren rechten Kolbenendfläche.
In der in die Kolbenstange eingeschraubten Buchse 7i sitzt verschiebbar ein Abdämpfkolben
76, welcher durch eine Feder 75 nach links gedrückt wird. Auf das andere Ende der
Kolbenstange ist ein Endstück 73 geschraubt, das zur Anlenkung der Stange 74 dient.
Durch die Kanäle 72 in der Buchse 71 und einen Kanal 78 im Abdämpfkolben entweicht
die Luft bei Bewegung des Abdämpfkolbens in der hohlen Kolbenstange. Eine Scheibe
77 sitzt in der äußeren Endwand des Abdämpfkolbens, und ein Sitz im Zylinderdeckel
wird durch diese Scheibe abgedeckt, wenn der Abdämpfkolben mit der Zylinderendwand
in Berührung tritt.
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Das Zylinderende der kleinen Kolbenseite ist durch eine Leitung 87,
ein Rückschlagventil 86 und Leitungen 83, 84, 85 mit dem Bedienungsventil 82 verbunden.
Das Rückschlagventil 86 weist eine Kugel 88 auf und zwei mit Öffnungen versehene
Stöpsel 89, 9o. Wird der kleinen Kolbenfläche Druckluft zugeführt, so fließt
diese durch beide Stöpsel. Bei Herausdrücken der Druckluft in diesem Zylinderende
fließt die Luft jedoch nur durch den Stöpsel 89, wodurch die Bewegung des
Kolbens nach rechts abgedämpft wird. Das Bedienungsventil 82
ist außerdem
mit der Zufluß- und Abflußleitung verbunden und hat zwei Kanäle 82z und 82b, durch
welche z. B. in der in Abb. 7 gezeigten, Stellung des Ventils die große Kolbenseite
mit der Ablaßleitung verbunden ist, während in der in Abb. 12 gezeigten Stellung
des Ventils beide Kolbenseiten in der Druckleitung verbunden sind.
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In Abb. ii ist ein Rückschlagventil gezeigt, das in umgekehrter Weise
angeschlossen ist, so daß bei Zuführung des Druckmittels zur kleinen Kolbenseite
dieses nur durch den Stöpsel 89z gelangen kann, während bui Abführung des Druckmittels
von der kleinen Kolbenfläche dieses durch beide Stöpsel go, 89## fließt.
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Die Arbeitsweise dieses Motors ist genau dieselbe wie vorher beschrieben.
Die Öffnung im Stöpsel 66 wird bei Bewegung nach links durch den Abdämpfkolben
abgedeckt, so daß Luft nur durch die Öffnung 69 entweichen kann, und bei Bewegung
des Kolbens nach rechts entweicht Luft nur durch den Stöpsel go des Rückschlagventils
86.
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Der in Abb. 8 gezeigte Motor besteht aus einem Zylinder gi mit Deckeln
92, 92'. Im Zylinder sitzt wieder verschiebbar eine hohle Kolbenstange 94, die durch
den Deckel 92' hindurchgeht. Dieser trägt zwecks Abdichtung eine Ledermanschette
94'. Verschiebbar in der hohlen Kolbenstange sitzt ein Abdämpfkolben 96, der durch
eine Feder 7o nach links gedrückt wird. Das Zylinderende der großen Kolbenendfläche
ist durch eine Leitung 88', ein Rückschlagventil 86 und die Leitungen 8o, 81 mit
dem Bedienungsventil 82 verbunden und das Zylinderende der kleinen Kolbenendfläche
durch Leitung 87, Rückschlagventil 86 und Leitungen 84, 83 mit dem Bedienungsventil
82.
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In der in Abb. 8 gezeigten Lage des Ventils 82 befindet sich der Arbeitskolben
in der linken Endlage und in der Ventillage der Abb. io in der rechten Endstellung.
Bei Abfluß des Druckmittels von der großen Kolbenseite fließt dieses durch den Stöpsel
89 und bei Zufluß durch die Stöpsel 89 und go.
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In Abb. 9 ist ein anderes Rückschlagventil ioo gezeigt, das zwei Kugeln
ioi, io2 aufweist und zwei mit- Öffnungen versehene Stöpsel 103, 104. Beim Fließen
des Druckmittels von links durch das Rückschlagventil wird die Kugel ioi angehoben,
und das Druckmittel fließt durch den Stöpsel io3, und beim Fließen des Druckmittels
von rechts wird die Kugel io2 angehoben, und das Druckmittel fließt durch den Stöpsel
104.
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Die Öffnung des Stöpsels 9o ist zu groß, um die gewünschte Abdämpfung
der Endbewegung des Kolbens zu erzielen. Diese Abdämpfung wird einerseits durch
den Abdämpfkolben 96 erhalten, der nach Auftreffen auf die Zylinderwand zunehmende
Spannung der Feder 70 verursacht, und weiterhin wird das im hohlen Kolben enthaltene
Druckmittel bei Anschlag des Abdämplkolbens gegen die Zylinderendwand in den Zylinderraum
geleitet, wodurch eine weitere Abdämpfung der Bewegung stattfindet, da ja das Druckmittel
nur durch den Stöpsel go entweichen kann. Dieses Druckmittel wird vorher in der
hohlen Kolbenstange durch den Flansch des Abdämpfkolbens gehalten, welcher bei nach
rechts bewegtem Arbeitskolben gegen den in die hohle Kolbenstange eingeschraubten
Stöpsel anliegt. Die Größe der Öffnungen in den Rückschlagventilen hängt natürlich
von
der Größe des Kolbens und des Zylinders und von der zu überwindenden
Reibung ab. Am besten werden die Größen der Öffnungen bei den verschiedenen Ausführungsformen
durch Versuche festgestellt.
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In der in Abb. 13 dargestellten Anlage wird das Bedienungsventil iia
des Motors i elektromagnetisch betätigt. Die Zuflußleitung ist durch Röhren io6,
8¢, Rückschlagventil 86 und Rohr 87 mit dem Zylinderende der kleinen Kolbenseite
verbunden und durch Röhren 107, io8 mit dem Kanal 113 des Ventils. Letzteres ist
durch ein Rohr zog, Rückschlagventil 86 und Rohr iio mit dem Zylinderende der großen
Kolbenseite verbunden. Bei Erregung des Elektromagneten iii durch den Schalter 116,
116' wird das Ventil 112 angehoben, und beide Kolbenseiten sind mit der Druckleitung
verbunden. Sonst befindet sich das Ventil 112 in der unteren, in Abb. 14 gezeigten
Lage, in welcher die große Kolbenseite mit dem Auslaß 114 des Ventils verbunden
ist.