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Durch ein Druckmittel zu betreibende Verstellvorrichtung Es sind Verstellvorrichtungen
bekannt, welche durch ein Druckmittel betrieben werden und bei welchen räumlich
getrennt voneinander ein in einem Arbeitsraum bewegbares Kraftglied und eine den
Zu- bzw. Abfluß des Druckmittels beherrschende Steuereinrichtung angeordnet sind.
Für eine solche Einrichtung wurde bereits eine Steuervorrichtung vorgeschlagen,
welche aus zwei gegeneinander frei beweglichen Teilen besteht, von denen der eine
äußere Teil drehbar mit einem Befehlsglied und der andere innere Teil axial in dem
äußeren Teil verschiebbar und mit einem anderen Befehlsglied gekuppelt ist. Dabei
sind in dem drehbaren Steuerteil zwei Paare von Bohrungen angebracht, die bei Drehung
des Steuergliedes das Druckmittel entweder auf die eine oder auf die andere Seite
des als Verschiebekolben aus: gebildeten Kraftgliedes führen. Der axial verschiebb@are
Teil der Steuereinrichtung und der Kraftkolben werden dabei durch eine mechanische
Rückführung miteinander verlyunden. Eine solche Einrichtung hat den Nachteil, daß
zur Betätigung des Kraftkolbens der äußere Steuerteil eine bestimmte Lage einnehmen
muß', wenn allein durch axiales Verschieben des inneren Steuerteiles eine Verstellung
des Kraftkolbens erzielt werden soll. Außerdem kann bei bestimmten Stellungen des
inneren Steuerteiles allein durch Verdrehen des äußeren Teiles noch keine Verstellung
des Kraftkolbens erreicht werden. Eine solche Einrichtung ist also dann nicht so
ohne weiteres brauchbar, wenn die Bewegungen des -Kraftgliedes in Abhängigkeit von
den Bewegungen zweier voneinander unabhängiger Regler gesteuert werden sollen.
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Es sind ferner durch ein Druckmittel zu betreibende Verstelleinrichtungen
bekannt, welche aus einem in einem geschlossenen Arbeitsraum beweglichen, als Schwingkolben
ausgebildeten Kraftglied und einem den Zu-und Abfluß des Druckmittels regelnden
Steuerglied bestehen, das an dem Kraftkolben in einer zlindrischen Fläche -unmittelbar
anliegt. Dabei sind in der zylindrischen Fläche mindestens eines Teiles voneinander
getrennte schraubenförmige Kanäle vorgesehen, die einerseits abwechselnd an die
Druckmittelzufuhr und -abfuhr und andererseits abwechselnd an die Räume vor und
hinter dem Kraftkolben angeschlossen werden können. Bei den bekannten Vorrichtungen
dieser Art wird die Verstellung des steuernden Gliedes und damit die senkrecht zu
dieser Verstellung gerichtete Bewegung des Kraftkolbens von nur einem Befehlsglied
(Regler o. dgl.) gesteuert. Diese Vorrichtungen sind daher in den Fällen, in welchen
die Bewegung des Kraftkolbens von zwei getrennten und voneinander unabhängigen Befehlsgliedern
beeinflußt werden soll, unbrauchbar. Aufgabe der Erfindung ist es, eine durch ein
Druckmittel zu betreibende
Verstellvorrichtung, deren Steuerglied
an dein Kraftkolben- in einer zylindrischen, mit schraubenförmigen Kanälen versehenen
Fläche
| anliegt, so auszugestalten, daß das Steue ,2 |
| glied von zwei getrennten und unabhangi' |
| Befehlsgliedern (Reglern) verstellt werrek |
| kann. Erfindungsgemäß wird zu diesA |
Zweck das Steuerglied derart mit zwei verschiedenen Befehlsgliedern verbunden, daß
das eine Befehlsglied dem einteiligen Steuerglied in an sich bekannter Weise eine
Verstellung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kraftkolbens, das andere Befehlsglied
dagegen eine Verstellung in Richtung der Kraftkolbenbewegung erteilt. Eine solche
Vorrichtung kann beispielsweise bei Brennkraftrnaschinen, bei denen die Luftladungsdichte
in weiten Grenzen unveränderlich ist, dazu dienen, die Brennstoffzumessung zu regeln,
indem dem steuernden Glied die eine Bewegung von einem drehzählempfindlichen-Regler
erteilt wird, der auf Gleichhalten der Motorendrehzahl hinwirkt, während die andere
Bewegung des steuernden Gliedes nach Maßgabe der jeweiligen Ladungsdichte erfolgt,
beispielsweise durch einen Membrandosenregler. Durch eine solche Vorrichtung kann
erreicht werden, daß bei geringer Ladungsdichte ein Übermaß an Brennstoff und daraus
folgende schlechte Verbrennung vermieden wird, daß aber innerhalb der zulässigen
Brennstoffzufuhr die Regelung auf gleichbleibende Drehzahl erhalten bleibt.
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Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.
Es zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform mit als Schwingkolben
ausgebildetem Kraftglied- und mit verschiebbarem und verschwenkbarem Steuerschieber,
Abb. 2 einen Ouerschnitt durch diese Ausführungsform nach Linie II-II der Abb. i,
Abb. 2ä und -=b einen Teil dieses Schnittes bei verschiedenen Einstellungen des
Steuerschiebers, Abb.3 eine Teilstirnansicht in Richtung des Pfeiles a der Abb.
i, Abb.4, 4a und 4b die Abwicklung des Steuerschiebers und seiner schraubenförmigen
Steuerkanälausmündungen in verschiedenen durch Verschiebungen in Richtung seiner
Mittelachse sich ergebenden Stellungen relativ zu den Mündungen der Steuerkanäle
des Kraftgliedes, Abb: 5, 5 a und 5,b die Abwicklung des Steuerschiebers und seiner
schraubenförmigen Steuerkanalausmündungen in verschiedenen durch Schwenken - des
Steuerschiebers um seine Mittelachse sich ergebenden Stellungen relativ zu den Mündungen
der Steuerkanäle des Kraftgliedes, Abb. 6 einen Axialschnitt durch eine Ausführungsform
mit als Verschiebekolben ausgebildetem Kraftglied, Abb. 7 einen C)uerschnitt nachLinie
VII-VIl elgr Abb. 6, Abb. 8 eine Abwicklung der Berübrungs-@`:::ftäche des Kraftgliedes
und des steuernden - Gliedes mit den schraubenförmigen Steuerkanalausmündungen des
Kraftgliedes.
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Bei dem Beispiel nach Abb. i ist das Kraftglied als Schwingkolben
6 ausgebildet, welcher in einem sektorförmigen, von den Seitenteilen 9 und io und
dem Mantelteil i i gebildeten Gehäuse untergebracht und mittels der mit ihm fest
verbundenen Hohlwelle 5 in den Bohrungen 7 und 8 der Seitenteile 9 und io gelagert
ist. Der Steuerschieber 3 ist in die Bohrung 4 der Schwingkolbenwelle 5 eingesetzt,
so daß er das Kraftglied in einer Zylinderfläche berührt. Auf der einen Seite ist
der Steuerschieber 3 durch ein Gelenk 4o mit einem Hilfsglied (Bewegungsübertragungsglied)
41 so verbunden, daß diese beiden Teile sich gegenseitig drehen, aber nicht axial
verschieben können. Das Hilfsglied 41 ist an dem der Reglerdose i zugekehrten Ende
finit einem flachen Fortsatz 43 versehen, welcher durch einen Schlitz 44, der mittels
Schrauben 45 an dem Seitenteil 9 befestigten Platte 42 vorragt und über ein Zwischenstück
2 mit der Reglerdose i verbunden ist. Das Hilfsglied 41 kann auf diese Weise nur
eine reine Verschiebebewegung, aber keine Drehbewegung ausführen und auf den Steuerschieber
3 übertragen. An seiner anderen Seite ist der Steuerschieber 3 mit einem abgeflachten
Fortsatz 5o versehen, der in einen Schlitz 55 eines ebenfalls in der Bohrung 4 untergebrachten
Hilfsgliedes 51 eingreift dergestalt, däß diese beiden Zeile sich gegeneinander
axial verschieben, aber nicht drehen können. Auf das frei vorragende Ende 52 des
in dem Wellenkörper 5 drehbar, aber unverschiebbar gelagerten Hilfsgliedes (Bewegungsübertragungsgliedes)
51 ist ein Hebel 53 fest aufgesetzt, welcher entweder von Hand oder von einem zweiten
(in der Zeichnung nicht dargestellten) selbsttätigen Regler verschwenkbar ist. An
dem Seitenteil 9 ist die von der Druckmittelquelle kommende Zuleitung 22 angeschlossen,
welche durch einen Kanal i9 mit einer Ringnut 2o in der Bohrung; verbunden ist.
An dem Seitenteil io ist die Arbeitsmittelabflußleitung 15 angeschlossen, welche
durch einen Kanal 16 mit einer Ringnut 17 in der Bohrung 8 verbunden ist. Im Wellenteil
5 des Kraftgliedes sind Kanäle 25 und 26 vorgesehen, welche die Ringnuten 17 bzw.
2o mit Hohlräumen 23 und 24 der Bohrung 4 verbinden. In dem zwischen diesen Hohlräumen
23 und 24. liegenden
Steuerschieber3 sind schraubenartig verlaufende
Steuerkanäle 30, 31, 30, vorgesehen. Die Steuerkanäle 30, 3.0Q stehen mit
dem Hohlraum 24, der Steuerkanal 31 mit dem Hohlraum 23 in Verbindung. Der Wellenlcörper
5 weist zwei Kanäle 35 und 36 (Abb. 2) auf,. die einerseits in den Teil der Ausbohrung
4, der den mit den Steuerkantern versehenen Steuerschieber umschließt, andererseits
in einen der Arbeitsräume 13 bzw: 13ä beiderseits des Schwingkolbens 6 ausmünden.
Die in der Wand der .Bohrung 4 .des Wellenkörpers 5 liegenden Mündungen dieser Kanäle
35, 36 haben, in Umfangsrichtung gemessen, die gleiche Entfernung voneinander, wie
zwei aufeinanderfolgende Steuerkanäle 30 und 31 oder 31 und 30ä des Steuerschiebers
3. Auf das durch die Bohrung 8 aus dem Seitenteil ro hervortretende Ende 49 des
-Wellenstückes 5 ist ein Zahnrad 47 aufgesetzt, welches durch eine Feststellschraube
46 undrehhar auf diesem Ende des Wellenkörpers 5 gehalten wird. Dieses Zahnrad 47
ist in Eingriff mit einem Zahnrad 48, welches mit- dem zu bewegenden, in der `Zeichnung
nicht dargestellten Stellglied verbünden ist. In dem Bewegungsübertragüngsglied
51 ist noch ein Entlüftungskanal 54 vorgesehen,- der die Bohrung 'mit dem Freien
verbindet und die Bildung eines Luftpolsters zwischen dem Steuerschieber'3 einerseits
und dem Übertragungsglied 51 sowie der Wand der Bohrung 4 andererseits verhindert.
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Die Wirkungsweise ist wie folgt: Der Steuerschieber 3 habe zunächst
die aus den Abb. 2, 4 und 5 ersichtliche Lage, in welcher die zwischen den schraubenförmigen
Steuerkanälen 30 und ,31 bzw. 31 und 30Q vorhandenen Wandteile die in der
Wand der Bohrung 4 des 'Wellenkörpers- 5 liegenden Mündungen der- Kanäle 3.5 und
36 abdecken (vgl. auch Abb.2). Es kann somit kein Arbeitsmittel in die Kanäle ein-
oder aus ihnen austreten und .der Sch-,vingkolben bleibt in Ruhe. Wird der Steuerschieber
3 aber, in -dem Schnitt nach Abb: r gesehen, nach links, also in Richtung
auf das Reglerglied i hin, verschoben, so werden, wie in Abb: 2 a und 4a dargestellt,
die Öffnungen der Kanäle 35 und 36 freigegeben, und zwar erhält Kanal 35 Verbindung
mit dem'Steuerkänal 31,: Kanal .36- mit dem Steuerkanal 30d. Das unter Druckstehende
Arbeitsmittel fließt also aus der Zuleitung -2 über Kanal; i9; Ringnut 2q, Kanal
26, Hohlraum 24 in den Steuerkanal 30a und von da (gemäß Abb. 2 a) über Kanal 36
- in den rechts vom Kraftkolben 6 befindlichen Arbeitsraum 13d. Der Kraftkolben
6- wird durch das einströmende Arbeitsmittel nach links (entgegengesetzt dem Drehsinn
des Uhrzeigers) gedreht. Demzufolge wird das in dem links vom Kolben 6 liegenden
Arbeitsraum 13 befindliche Arbeits= mittel verdrängt. Es tritt durch Kanal 35 aus
und gelangt über den Steuerkanal 31, Hohl-. räum 23, Kanal 25, Ringnut 17 und Kanal
16 in die Abflußleitung 15. Bei dieser Schwenkung des Kraftkolbens verschieben sich
die Mündungen ,der Kanäle 35 und 36 in Richtung des in Abb. 4a eingezeichneten Pfeiles
b schräg zu den Steuerkanalkanten und werden mehr und mehr von den zwischen den
Steuerkanälen liegenden Wandteilen abgedeckt. Die Bewegung des Kraftkolbens 6 hält
infolgedessen nur so lange an, bis diese Kanalmündungen 35, 36durch ,die genannten
Wandteile des Schiebers 3, völlig abgedeckt sind.
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Die gleiche Wirkung kann durch Verschwenken des Hebels 53 durch das
zweite Befehlsglied erzielt werden. Diese Verschwenkung des Hebels 53 hat eine Drehung
des Übertragungsgliedes 51 und damit des Steuerschiebers 3 zu Folge, ist aber ohne
Einfiuß auf die axiale Einstellung des Steuerschiebers. Die Wirkung einer solchen
Drehung des Steuerschiebers gegenüber dem Kraftglied _ ist in den Abb. 5, 5 a, 5
b dargestellt. Die Abb. 5, welche :der Abb,4 eiltspricht,. zeigt den Beharrungszustand,
in welchem Steuerglied und Kraftglied in Ruhe sind, da die Öffnungen der Steuerkanäle
35 und 36 des Kraftgliedes durch die zwischen den schraubenförmigen Steuerkanälen
liegenden Wandteile des Steuerschiebers 3 verdeckt sind. Wird 'edoch der Steuerschieber
3 so gedreht, wie es der Richtung des Pfeiles c in Abb. 5 a entspricht, so kommen
die schraubenförmigen Steuerkanalmündüngen 31 und 30, des Steuerschiebers in Verbindung
mit den Mündungen der Steuerkanäle 35 und 36 des Kraftgliedes. Durch -diese Verstellung
wird, .ebensö wie vorher beschrieben, der Strömungsweg für das Arbeitsmittel frei,
und der Kraftkolben wird im gleichen Sinne wie vorher bei der Verschiebung 'des
Steuergliedes in Richtung auf das 'Reglerglied zu, also ebenfalls im Sinne des Pfeiles
c in Abb. 5a, so lange bewegt, bis der Beharrungszustand. wieder eingetreten ist
und die Steuerkanalmündüngen 35 und 36 des Kraftkolbens die gleiche Lage relativ
zu den schraubenförmigen@ Steuerkanalmündungen des Steuerschiebers eingenommen haben,
wie vor der Drehung des Steuerschiebers..
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Eine Bewegung des Kraftkolbens 6 in entgegengesetzter Richtung, also
entgegengesetzt dem Drehsinn des Uhrzeigers; kann in ähnlicher Weise, wie vorher
beschrieben, durch Verschiebung des Steuerschiebers 3, aus der Anfangslage gemäß
Abb. 4 nach rechts, also vom Reglerglied i weg erzielt werden.. In diesem Fall kommt
(gemäß Abh. 2b und 4b)
der Kanal 35 mit dem Steuerkanal
30, der Kanal 36 mit dem Steuerkanal 31 in Verbindung. Das Arbeitsmittel
fließt also nunmehr von der Zuleitung ?a über Kanal ig, Ringnut 2o, Kanal 26, Hohlraum
24., Steuerkanal flo und Kanal 35 in den links vom Kraftkolben 6 liegenden
Arbeitsraum 13. Hierdurch wird der Kraftkolben 6 nach rechts (im Drehsinn des Uhrzeigers)
bewegt, wobei er aus dem rechts von ihm liegenden Arbeitsraum 11, Arbeitsmittel
verdrängt. Dieses fließt über Kanal 36, Steuerkanal.3i, Hohlraum 23, Kanal
25, Ringnut 17 und Kanal 16 in die Abflußleitung 15. Das gleiche tritt ein, wenn
der Steuerschieber 3 durch Verschwenken des Hebels 53 im umgekehrten Sinne wie vorher,
also im Sinne des Pfeiles d in Abb. 5 b gedreht wird.
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Die Abb. 6, 7 und 8 zeigen eine andere Ausgestaltung einer Vorrichtung
zum Verstellen eines Kraftgliedes in Abhängigkeit von der Stellung eines Steuergliedes,
bei welcher das Kraftglied als Verschiebekolben ausgebildet und das von zwei getrennten
Befehlsgliedern verstellbare Steuerglied in einer axialen Bohrung der Führungsstange
des Kraftgliedes beweglich ist. Gemäß Abb.6 ist ein auf der Kolbenstange 6o festsitzender
Kolben 61 in einem vom Mantelteil 62 und den Stirnwänden 63 und 64. gebildeten Zylinder
axial verschiebbar angeordnet. Die kolbenstange 6o durchdringt in flüssigkeitsdichten
Führungen 65 und 66 beide Stirnwände 63 und 64 und ist an einem Ende 67 zum Anschluß
des zu verstellenden Gliedes eingerichtet. Ferner ist die Kolbenstange mit einer
Längsbohrung 70 versehen, welche den zylindrischen Steuerschieber 71 aufnimmt.
Ein Teil72 dieses Steuerschiebers ragt über die Kolbenstange 6o vor und besitzt
eine Längsnut 73, in welche ein Zahn. 74 eines Umdrehungskörpers 75 eingreift, welcher
an einer an der Stirnwand 63 des Zylinders festsitzenden Nabe 68 drehbar gelagert
ist, aber durch Bunde 76 und 77 gegen axiale Verschiebung gesichert ist. Der äußere
Bund 77 ist als Kurbel 78 zum Verschwenken des Steuerschiebers 7i ausgebildet. Das
Ende des vorstehenden Teiles 72 des Steuerschiebers 71 ist durch ein Gelenk 8o,
81 mit einem Zwischenstück 82 verbunden, welches zum Anschluß an ein Reglerglied
dient, dergestalt, daß nur Verschiebebewegungen über dieses Zwischenstück auf den
Steuerschieber übertragen werden können. Im Steuer-Schieber 71 sind ferner zwei
Längskanäle 85 und 86 vorgesehen, von denen der eine, 86, durch einen Querkanal
89 mit einem Schlauchanschlußstutzen go für die Druckmittelzuleitung i oo
und der andere, 8 5, durch einen Ouerkanal87 mit einem Schlauchanschlußstutzen 88
für den Druckmittelabfluß 99 in Verbindung steht. Die Kolbenstange 6o weist innen
zwei Ringnuten gi und 92 auf, die einen dem Kolbenhub gleichen Abstand oneinander
haben. Die Ringnut 9i ist durch den in der Kolbenstange liegenden Kanal 93 mit dem
links vom Kolben 61 liegenden Arbeitsraum 113, die Ringnut 92 durch
den gleichfalls in der Kolbenstange liegenden Kanal 9.1. mit dem rechts vom Kolben
61 liegenden Arbeitsraum 111, dauernd verbunden. Die Steuerschieberkanäle
85 und 86 münden in die Außenfläche des Steuerschiebers, und zwar liegen ihre Mündungen
95 und 96 in der von den Ringnuten gi und 92 begrenzten zylindrischen Berührungsfläche
des Steuerschiebers und des Kraftgliedes (vgl. Abb. 7). An der Innenseite der Kolbenstangenbohrung
70 sind im Bereiche der genannten Berührungsfläche schraubenförmige Steuerkanäle
in Form von rinnenartigen Vertiefungen 97, 98 und 97a vorgesehen. Die Steuerkanäle
97 und 97" münden in die Ringnut 9i, der Steuerkanal 98 in die Ringnut 92 (vgl.
Abb. 8).
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Die Wirkungsweise ist wie folgt: Wenn der Steuerschieber 71 die in
Abb. 7 dargestellte Lage einnimmt, sind die Mündungen 95 und 96 seiner Druckmittelkanäle
85, 86 durch die zwischen den Steuerkanälen 97 und 98 bzw. 98 und 97" liegenden
Wandteile verdeckt. Es kann somit kein Druckmittel fließen, und der Kolben 61 bleibt
in Ruhe. Wird der Steuerschieber 71 aus der in Abb.7 gezeichneten Stellung in dem
Sinne entgegengesetzt dem Uhrzeiger verdreht, so kommt sein Kanal 85 mit dem Steuerkanal
97a, sein Kanal 86 mit dem Steuerkanal 98
in Verbindung. Infolgedessen
fließt jetzt das dem Kanal 86 aus dem Zuleitungsschlauch ioo zuströmende
Druckmittel in den Steuerkanal 98 und über Ringnut 92 und Kanal 94. in den rechts
vom Kraftkolben 61 liegenden Arbeitsraum i 13a (vgl. Abb. 6). Der Kalben bewegt
sich infolgedessen nach links und verdrängt das Druckmittel aus dem links von ihm
liegenden Arbeitsraum 113 über Kanal 93, Ringnut gi, Steuerkanal 97m Kanal
85, Querkanal 87 zum Abfluß 99. Die Verschiebung des Kolbens 61 nach links dauert
so lange an, bis die Mündungen 95 und 96 ,der Kanäle 85 und 86 durch die zwischen
den Steuerkanälen 97 und 98 bzw. 98 und 97,
liegenden Wandteile
wieder abgedeckt sind. Eine Verstellung des Kraftkolbens 61 im gleichen Sinne kann
ohne Drehen des Steuerschiebers 71 erzielt werden durch Verschieben desselben nach
links, d. h. in Richtung auf das an das Zwischenstück 82 angeschlossene Befehlsglied
hin (Pfeil e in Abb. 8).
Eine Verstellung des Steuerschiebers
71 im umgekehrten Sinne, also entweder, in Abb. 7 gesehen, eine Drehverstellung
im Sinne des Uhrzeigers oder, in Abb. 6 gesehen, ` eine Verschiebung nach rechts;
d. h. von dem über das Zwischenstück 82 angeschlossenen Befehlsglied: weg (Pfeil
f in Abb. 8), hat in entsprechender Weise, eine Bewegung des Kraftkolbens nach rechts
zur Folge.