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Druckmittelmotor, insbesondere zum Antrieb von Scheibenwischern für
Fahrzeuge Die Erfindung betrifft einen Druckmittelmotor, inslrcsoii;dere zum Antrieb
von Scheibenwischern für Fahrzeuge, init'hin und her gehender Bewegung der :lrlieits1koll>eti
und durch eine Schnappeinrichtung bewegteii Steuerventilen für die Zu- und Ableituiig
de Druckmittels zu bzw. von den Motorzylindern. Hei clerartigeii Motoren sind Schnappeinric'lituugen
1>ekauiit, welche die Ventile bewegen und hei denen eine Schnappfeder so angeordnet
ist, daß cler voii ilir auf die Ventile ausgeübte Schließdruck vor dem Umschalten
abnimmt und im Augenblick des Uinschaltens den Wert Null hat. Dies bringt entweder
die Gefahr mit sich, daß sich ein Ventil unter dein Druck der Luft \ orzeitig öffnet,
oder man muß, um dies zu verhindern, besondere bauliche Maßnahmen treffen, die den
Druckmittelmotor verteuern und unhandlich werden lassen. Außerdem kann eine derartige
Einrichtung beim Abschalten des Motors unter Umständen in der unmittelbaren Nähe
des Schnappunktes stehenbleiben, was zur Folge hat, daß der Motor später nicht mehr
von selbst anlaufen kann.
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Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung vermieden, indem,die Schnappvorrichtung
an einem die Ventile schaltenden Waagebalken an Punkten angreift, die sich während
der Schnappbewegung verlagern, derart, daß bis zum Augenblick des Umgcbaltens ein
Druck auf das eine Ventil wirkt, der
sein Dichthalten sichert. Dies
ermöglicht billige und einfache Ventile, die leicht ein- und ausgebaut werden können
und ohne Luftverlust arbeiten, d. h. genau zu dem eingestellten Zeitpunkt umschalten.
Beide Ventile ,sind dabei in allen Teilen gleich.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung geht aus den Zeichnungen hervor.
Dabei zeigt Fig. i eine Ansicht bei abgenommenem Deckel und teilweisem Längsschnitt,
Fig. 2 eine Ansicht des Deckels mit den Steuerorganen, die teilweise abgenommen
bzw. aufgeschnitten und von der Kolbenseite her gesehen sind, Fig. 3 einen Längsschnitt
durch ein Steuerventil in vergrößertem Maßstab und Fig. 4 ein Diagramm der Ventilschließkraft
in Abhängigkeit vom,Kolbenweg.
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Das Gehäuse i des Druckmittelmotors besteht im wesentlichen aus zwei
gleichachsigen und gleich großen Zylindern 2 und 3, die an ihren Stirnseiten mit
Dichtungen 4 und Scheiben 5 abgeschlossen sind. Letztere werden von Schrauben 6
an das Gehäuse i gepreßt. Im Inneren des Gehäuses befindet sieh eine Kolbenstange
7 mit rechteckigem Querschnitt, auf deren beiden Enden Kolbenscheiben 8 und Dichtungen
9 aufgesetzt sind. Die Dichtungen 9 besitzen in ihrer Mitte eine Ausstülpung io,
mit welcher sie sich selbst und die Kolbenscheibe 8 an einer Einschnürung i i am
Ende der Kolbenstange 7 festhalten. Diese Ausstülpung dient zugleich als Anschlag
gegen die Seheibe 5. Eine Ringfeder 12 drückt die Dichtung 9 gegen die Zylinderwand.
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Quer zu seiner Längsachse ist in dem Gehäuse i eine Welle 13 gelagert.
Sie ragt auf der nicht sichtbaren Seite aus dem Gehäuse i heraus; an dem dort vorstehenden
Ende der Welle 13 ist ein Wischarm 14 befestigt. Eine Bohrung 15 führt von außen
durch die Achse der Welle 13 und ein Querstück ins Innere des Gehäuses i. Ein Zahnsegment
16 ist auf der Welle 13 so befestigt, daß es mit einer auf der Kolbenstange 7 angebrachten
Verzahnung 17 zusammenarbeiten kann. Zur Aufnahme des Zahndruckes dient dabei eine
Gleitfläche 18 am Boden des Gehäuses i, auf welcher die Kolbenstange 7 aufliegt.
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In seiner Mitte weist das Gehäuse i einen Flansch i9 ,auf. In diesem
sind vier Gewindelöcher 2o zur Befestigung eines Deckels 21 (Fis. 2) angebracht
und zwei Bohrungen 22 und 23, die sich in Bohrrungen 24 und 25 fortsetzen, welche
in der Nähe der Stirnseiten in die Zylinder 2 und 3 münden.
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Die Kolbenstange 7 hat zwei Schlitze 26 und 27, welche auf einer Seite
erweitert sind. In jeder dieser Erweiterungen 28 ruht ein Sechs'kantkopf 29 eines
Bolzens 30, so daß dieser sich nicht verdrehen, aber längs des Schlitzes 27 verschieben
kann. Der Bolzen 3o ragt auf der zum Deckel 22 gerichteten Seite aus ,der Kolbenstange
7 heraus und kann mit einer Mutter 31 in einer gewünschten Lage an der Kolbenstange
festgehalten werden.
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Der Deckel 21 paßt auf den Flansch i9 des Gehäuses i. Er trägt auf
seiner Innenseite zwei gleiche Fortsätze, von denen einer bei 32 aufgeschnitten
gezeichnet ist. In diese Fortsätze sind zwei gleiche Ventile 33 und 34 eingesetzt.
Der Schließkörper des Ventils 34 bestellt im wesentlichen aus eitler Hülse 35, deren
Enden 36 und 37 Ventilsitze bilden. Die Ventilhülse 35 besitzt in ihrer Mitte eine
Querbohrung 38, an ihrem einen Ende einen zylindrischen Teil 39 und einen Bund 4o,
an ihrem anderen Ende einen kege ligen Teil 41, der von zwei kleinen Bunden begrenzt
wird. Auf den kegeligen Teil 41 ist eine Hülse aus dichtendem Werkstoff, z. B. ein
Gummischlauch, aufgeschoben, auf den zylindrischen Teil 39 eine Dichtscheibe 42
aus demselben Werkstoff. Die Ventilhülse ist in eine Sackbohrung 43 des Fortsatzes
32 eingesteckt, ihre Dichtungen liegen dabei auf einer kegeligen Erweiterung 44
und einer Ausdrehung dieser Bohrung auf. Sie wird befestigt beispielsweise mit einer
haarnadelförmigen Feder 45, welche die Ventilhülse 35 gegen ihre Dichtflächen drückt
und sich dabei auch selbst in zwei Bohrungen im Deckel 21 verspannt. In die Längsbohrung
der Ventilhülse 35 ist ein Stift 46 eingesetzt, dessen Durchmesser kleiner als der
Bohrungsdurchmesser ist. Auf die Enden dieses Stiftes sind Kappen 47 und 48 aufgeklemmt,
die auf ihrer zur Ventilhülse 35 gerichteten Seite eine Scheibe aus .dichtendem
Werkstoff enthalten. Diese Kappen mit ihren Scheiben dichten je nach der Lage des
Stiftes 46 das Ende 36 oder das Ende 37 der Hülsenbohrung ab. Zwischen die Kappe
48 und den Bodendes Sackloches 43 ist eine Druckfeder 49 eingespannt, welche den
Stift 46 anzuheben sucht. Der untere Teil des Sackloches 43 ist durch eine Bohrung
5o mit einem Kanal 51 an der Außenseite des Deckels verbunden. Vom mittleren Teil
des Sackloches 43 führen Bohrungen 52 zu einer COffnung 53, die bei aufgesetztem
Deckel auf die Bohrung 22 des Gehäuses i paßt. Der Kanal 51 durchzieht den Deckel
21 und ist auf die für das Ventil 34 geschilderte Weise auch mit dem Ventil 33 auf
der anderen Deckelseite verbunden. Der Deckel 21 enthält etwa in seiner Mitte ein
Auge 54 mit einem Lager 55 für die Welle 13 und einem unterhalb der Lagerbdhrung
befestigten Bolzen 56. Auf diesem sitzen drehbar ein Waagebalken 57, eine Buchse
58 und ein Anschlaghebel 59, seitlich festgehalten durch eine Klemmfeder 6o, die
in eine Eindrehung des Bolzens 56 eingreift. Der Waagebalken 57 enthält auf seiner
Unterseite eine V-förmige Einfräsung 61, die seitlich von auf den Waagebalken 57
aufgenieteten Blechen 62 und 63 verdeckt wird. Durch diese und die Form der Einfräsung
61 wird ein Gabelhebel 64 mit seinem V-förmig gegabelten Ende in dieser Einfräsung
festgehalten, so daß er nur eine beschränkte Kippbewegung ausführen, aber nicht
aus der Einfräsung'heraustreten kann.
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Der Gabel'hebe164 trägt an seinem einfachen Ende einen Querstift 65;
auf diesem gleiten drehbar zwei Hebel 66 mit Schlitzen. Diese Hebel sind mit ihrem
anderen Ende drehbar auf einem Bolzen 67 gelagert, der an dem Anschlaghebel 59 sitzt.
Sie sind außerdem von einer schraubenförmigen Schnappfeder 68 umgeben, die sich
auf dem Bolzen 67 und dem Querstift 65 abstützt. Der Anschlaghebel 59
besitzt
attfgcli,>genc Seitenflächen. Seine Schwenkbe@x-c!,'u»- \\-ii-d dadurch begrenzt,
daß diese Flächen an (itininiistiicl;eii anschlagen, die an den Fortsä tzen des
1)ecl<e1S 21 befestigt sind und von denen eines »ei 69 dargestellt ist. Ein weiteres
Auge 70 des Deckels 22 trägt einen liolz-en 71, auf dem ein "hrcillhel>el ; 2 drehbar
befestigt ist. Dieser enthält einen 13olzeii 73, @@,elcller au die Seitenflächen
des :'\ilsclilaglicli.els <9 schlägt und diesen dadurch mitnehmen kann. 1)-r
"Ireil>helre172 seinerseits wird \-on (!en llolzeii 3o der 7-aluistaitge 7 hin und
her bewegt. I?r ist an seinem freien Ende zugespitzt, um <las I#:in"reifen dieser
Bolzen auch frei großen Ausschl:igen zti ermöglichen.
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1)0r Deckel 21 wird auf dein Gehäuse i befestigt mit Hilfe
\-()n nicht dargestellten Sehrauben, die durch I_ücl;@i- 74 des Deckels hindurchgesteckt
und in die (@c«-iildelödier 20 eingedreht werden. An (lie Oftnting 3 i wird eine
Druckluftleitung angesChlossen.
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1)i- \\'irkungs«-eise des Motors wird durch die 1' ig. i 1»s 3 tind
an 1 fand der Fig. 4 erläutert. In clei- letzt;icii 1>ecletitet s den Weg der Kolben
8, 9 und I' den auf die Schließkörper der Ventile ausg(ül@t.n Schließdruck, wobei
über der s-Achse der Druck atif das eine, unter der s-_1chse der Druck auf das andere
Ventil dargestellt ist.
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In der dargestellten Lage der Fig.2 hat der Waagchalken
57 den Schließkörper des Ventils 34 freigegelrf#n. Unter -dein Druck der
Feder 49 ist der Stift 4(i angeliolren; (las Bohrungsende 37 ist .geschlossen. I)ainit
ist die Druckluftzufuhr zum Zylinder 2 des Motors abgesperrt. Dieser Zylinder ist
d;tlrc#i durch die Bohrungen 24 und 22 im Gehä use 1, die 7>ohrungcn _52 im Deckel
21, den Mittelteil cler Sackbolirttng 43, die Querbohrung 38, die @littell><l@ürung
der \'elltillliilse 35 und über deren otfc#nes I:n(le 30 an das Gehäuseinnere
au-1 )i- 1)i-ticl:ltift des Zylinders 2 ist somit in das Geh@iuscinnerc entwichen
und von dort durch die 13olirtiiig i ; ins hi@c#ie. Wird die Druckluftzufuhr zum
Motor über ciiicn nicht dargestellten Hahn od. dgl. g:üffnet, so strömt sie in den
anderen \lotorz\,lilldcl- 3 ein; denn der Auslaß des Ventils 33 ist UM- der \\'irkting
der Schnappfeder 68 vorn \\'aagcbalkeil 57 niit eiilcl- lr°stinitnteti Kraft K geschlosscii
"e'li:tlt"ii (Punkt .-1 der Fig.4). Der Gabel-04 drückt nämlich in der gezeichneten
Stellung auf tlen Waagebalken 57 auf der dein Vcinil ,;,; all;@c@@-alldten Seite
und zieht an dem \\aagel@all;;li atlf zuni Ventil 33 hin liegenden Seite.
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Infolge ds 1)i-tickanstiegs im Zylinder 3 1rewegt sich d'r hollr.ii
dieses Zylinders samt der Zahnstall-c ; gegen das andere Zylinderende. D.er 111-olli(#n
l::#giuiit <Beil \\-cg a. (;egeli Ende desselben »iniint der an der 7alinstange
7 festgeklemmte 13t>lzell 30 den Treibhebel 72 und dieser den An-3t)
mit. I)ie Schnappfeder 68 wird dabei immer meür @@sl@annt, bis der Bolzen 67, der
Querstift li; 1111(l #d: r _\uflagepunkt des Gabelhebels 64 in@in <°r Linie liegen.
Damit ist der Punkt B von Fig.4 erreicht. In dieser Stellung ist der auf den I Schließkörper
des Ventils 33 ausgeübte Schließ-' druck zwar etwas geringer als bei Hubbeginn,
er ist aber immer noch ein beträchtlicher und für einen sicheren Abschluß ausreichend,
da die gesamte Druckkraft der gespannten Schnappfeder 68 noch über die rechte Nase
des Gabelhebels 64 fast sen'krec'ht auf den Waagebalken 57 einwirkt.
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Bewegen sich die Kolbenstange 7, der Treibhebel 72 und der Anschlaghebel
59 weiter, so springt der Gabelhebel 64 um und drückt mit seiner linken Nase auf
der Seite des Ventils 33 auf den Waagebalken 57. Gleielizeitig schnappt der Ansehlaghebe159
gegen das andere Gummistück, die Schnappfeder 68 entspannt sich etwas und drückt
mit der Kraft K auf das Ventil 34 (Punkt C). Dadurch wird der Auslaß 36 geschlossen
und der Einlaß 37 geöffnet entgegen dem Druck der Feder 49. Die Druckluft strömt
durch die Öffnung 51 und die Bohrung 5o in den unteren Teil der Sackbohrung 43,
von dort durch das Innere der Ventilhülse 35 zur Querbohrung 38 und zu den Bohrungen
52, 53, 22 und 24, die im Zylinder 2 münden. Die Bewegung der Kolben kehrt sich
deshalb um, sie legen den Weg b zurück. Dabei vollziehen sich die gleichen Vorgänge
wie beim Hub er in umgekehrter Richtung; über das Ventil 33 strömt Luft aus, bei
dem Punkt D schnappt die Schalteinrichtung wieder zurück in die Anfangslage, und
die Bewegungsrichtung der Kolben kehrt sich erneut um.
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Während des ganzen Vor- und Rückhubes bleibt die Schließbelastung
der Ventile somit annähernd unverändert. Zum Vergleich ist der Verlauf der Schließkraft
der bekannten Schnappvorrichtungen gestrichelt in Fig. 4 eingezeichnet.
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Die Größe des Hubes und damit der Wischwinkel werden eingestellt durch
Verschieben der 13olzei1 30. Bewegt ,sich die Kolbenstange nach dem Umschalten der
Schnappvorrichtung aus irgendeineni Grund noch in der eingeschlagenen Richtun weiter,
insbesondere durch eine von außen einwirrende Kraft, so schwingt der Treibhebel
72 aus dem 13ereicli des Anschlaghebels heraus. Diese Weiterbewegung der Kolbenstange
wird dann spätestens begrenzt durch denAnschlag der Kolbendichtung am Zylinderende.
Die von außen oder von der Druckluft herrührende Kraft kann auf dies.-Weise nie
auf die Gummistücke 69 wirken und diese v@:rformen oder beschädigen, was das Arbeiten,
der Schalteinrichtung beeinträchtigen: würde. Die gesamte Schalteinrichtung kann
bei abgenommenem Deckel auf richtiges Arbeiten und Dichtheit geprüft werden, indem
man an der Öffnung 51 Druckluft zuführt und die Sch@altbewegun,g von Hand auslöst.
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In die (Öffnung 51 kann eine von Hand zu verstellen.d@e Drosselschraube
eingesetzt werden die die Druckluftzufuhr und damit die Arbeitsgeschwindigkeit des
Druckluftmotors regelt. Auf das ins Führerhaus ragende Ende der Welle 13 kan ein
Handhebel aufgesetzt werden, der es ermöglicht, den Wischhebel von Hand zu bewegen.
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Zweckmäßigerweise wird der Durchlaßquerschnitt der Ventile auf der
Auslaßseite kleiner ausgebildet als auf der Einlaßseite. Dadurch wird das
Ausströmen
der Luft verlangsamt und ein zu hartes Arbeiten des Motors verhindert.