DE939238C

DE939238C - Single-acting motor, the working piston of which is acted upon with gaseous pressure media as propellant in the working stroke and is returned by a spring or its own weight

Info

Publication number: DE939238C
Application number: DEZ1217A
Authority: DE
Inventors: Hans Zoeller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-09-20
Filing date: 1950-09-20
Publication date: 1956-02-16

Description

Einfach wirkender Motor, dessen Arbeitskolben im Arbeitshub mit gasförmigen Druckmitteln als Treibmittel beaufschlagt sowie durch eine Feder oder das Eigengewicht rückgeführt wird Die Erfindung bezieht sich auf einen einfach wirkenden Motor, dessen Arbeitskolben im Arbeitshub mit gasförmigen Druckmitteln als Treibmittel beaufschlagt sowie durch eine Feder oder durch das Eigengewicht rückgeführt wird.Single-acting engine, the working piston of which is in the working stroke with gaseous Pressure means acted as propellant as well as by a spring or its own weight The invention relates to a single-acting motor, the Working piston acted upon in the working stroke with gaseous pressure media as a propellant as well as being returned by a spring or by its own weight.

Bei dem Motor gemäß der Erfindung ist es möglich, die Geschwindigkeiten des Arbeitskolbens sowohl im Vorlauf als auch im Rücklauf, und zwar unabhängig voneinander, von einer Niedrigstgeschwindigkeit bis zur Höchstgeschwindigkeit stufenlos zu regeln und damit die Maschine für die verschiedensten Anwendungsgebiete bei gleichzeitig hoher Betriebssicherheit brauchbar zu machen. Hierbei erfolgt die Steuerung durch das Treibmittel selbst und durch die Kraft einer Feder, ohne daß weitere Energiequellen, wie z. B. elektrischer Strom, erforderlich sind.In the motor according to the invention it is possible to adjust the speeds of the working piston both in the flow and in the return, independently of each other, to regulate steplessly from a lowest speed up to the highest speed and thus the machine for a wide variety of applications at the same time to make high operational reliability useful. The control is carried out by the propellant itself and through the force of a spring, without additional energy sources, such as B. electrical power are required.

Die Steuerung des Motors erfolgt in der Weise, daß das Treibmittel zu Beginn des Arbeitshubes nach Durchgang durch ein einstellbares Absperrorgan einerseits über einen federbelasteten Hauptsteuerschieber, dessen Hub von Hand einstellbar ist, dem Arbeitszylinder und zum anderen parallel hierzu einem federbelasteten Hilfssteuerschieber zugeführt wird. Dieser Hilfssteuerschieber, der gegen Ende des Arbeitshubes entweder unter dem Einfluß des Treibmittels, welches, vom Arbeitskolben gesteuert, zu ihm gelangt, oder aber vom Arbeitskolben unmittelbar mechanisch betätigt wird, stellt eine solche Verbindung zwischen der Treibrnittelzuführung und dem Hauptsteuetscliieber her, daß dieser," alsdann beiderseitig vom Treibmittel beawfschlagt, in eine den Treibmittelzufiuß zum Arbeitszylinder versperrende sowie den Arbeitszylinder mit der- AüßenIuft verbindende Stellung verschoben wird. Gegen Ende seines Rückhubes steuert der Arbeitskolben einen dritten 'Steüerscliiebergegen dessen Federbelastung mechaniscÜ äüf;'und dieser öffnet dem sowohl den Hauptsteuerschieber als auch den Hilfssteuerschieber belastenden Druckmittel einen Weg ins Freie, so daß beide mittels der sie belastenden Federn in die den Beginn. des Arbeitshubes bestimmende Stellung rückgeführt werden.The motor is controlled in such a way that the propellant at the beginning of the working stroke after passing through an adjustable shut-off device on the one hand via a spring-loaded main control spool, the stroke of which can be adjusted by hand is, the working cylinder and on the other hand, parallel to this, a spring-loaded auxiliary control slide is fed. This auxiliary control slide, which is either at the end of the working stroke under the influence of the propellant, which, controlled by the working piston, to him reaches, or is directly mechanically actuated by the working piston, provides such a connection between the Driving means feed and the Main control valve that this, "then acted upon both sides by the propellant, in one of the propellant supply to the working cylinder and the working cylinder with the position connecting the outside air is shifted. Towards the end of its return stroke the working piston controls a third control valve against its spring load mechaniscÜ äüf; 'and this opens both the main control spool and the Auxiliary control slide burdening pressure medium a way into the open, so that both means the feathers that burden them in the beginning. of the working stroke determining position be returned.

Es ist an sich bekannt, bei Schüttelrutschenmotoren mit einseitig beaufschlagtem Arbeitskolben die Steuerung des Arbeitskolbens durch einen Hauptsteuerschieber und einen Hilfssteuerschieber, dessen Steuerstift in den Arbeitszylinder hineinragt, zu bewirken. Auch ist es bei diesen Motoren bekannt, durch ein drittes Steuerorgan die Füllung des Arbeitszylinders mit dem Treibmittel so zu beeinflussen, daß bei verschiedener Belastung der Schüttelrutsche eine gleichmäßige. Arbeits= geschwindigkeit eingehalten und ein Durchgehen des Motors vermieden wird.It is known per se, with shaker chute motors with one side acted upon working piston the control of the working piston by a main control slide and an auxiliary control slide, the control pin of which protrudes into the working cylinder, to effect. It is also known in these engines through a third control element to influence the filling of the working cylinder with the propellant so that at different loads on the vibrating chute an even. Working = speed adhered to and the engine running away is avoided.

Im Gegensatz hierzu wird bei dem Motor nach der Erfindung durch die drei Steuerorgane die Möglichkeit geschaffen, die Geschwindigkeit des Arbeitskolbens nach beiden Richtungen, und zwar von einer Niedrigstgeschwindigkeit bis zur Höchstgeschwindigkeit, stufenlos zu regeln, wobei -der Arbeitshub nach Bedarf schnell und der Rückhub langsam eingestellt sein kann. Es kann aber auch umgekehrt der Arbeitshub sehr langsam und der Rückhub sehr schnell eingestellt werden. Durch diese Variierung der Einstellmöglichkeiten der Geschwindigkeit des Arbeitskolbens ergibt sich eine universelle Verwendbarkeit des Motors nach der Erfindung als Antrieb von Arbeitsmäschineri verschiedenster Art. So hat der Motor nach der vorliegenden Erfindung beispielsweise in Form eines kleinen transportablen Arbeitsgerätes für mechanische Hebezeuge, für pneurnatischhydraulische Spannvorrichtungen:; zur Erzeugung drehender Bewegungen mit stufenlos regelbaren Geschwindigkeiten usw. eine vielseitige technische Anwendung gefunden.In contrast to this, in the engine according to the invention by the three control organs made it possible to control the speed of the working piston in both directions, from a minimum speed to a maximum speed, Infinitely variable, whereby the working stroke is fast and the return stroke is slow as required can be set. But the working stroke can also be very slow and vice versa the return stroke can be adjusted very quickly. By varying the setting options the speed of the working piston results in a universal usability of the engine according to the invention as a drive of various industrial machinery Art. For example, the engine of the present invention is in the form of a small transportable equipment for mechanical hoists, for pneumatic-hydraulic Jigs :; for generating rotating movements with infinitely variable Velocities, etc. found a versatile technical application.

Das stufenlose Umsteuern der Maschine wird, wie Das unten äusgeführt, durch die Bildung eines Druckmitfelpolsters zwischen dem Zusatz-und dem Haüptsteüerschieber besonders unterstützt. .The stepless reversing of the machine is, as shown below, through the formation of a pressure center pad between the additional and the main control slide especially supported. .

" Irr der Zeichnung. sind mehrere Ausführungsformen des Motors räch der Erfindung. schematisch dargestellt. ' --Eig. i -"zeigt eine Ausführungsform, bei der die Stellung-.des Hilfssteuerschiebers gegen Ende des Arbeitshubes durch das TreibmitteI beeinflußt wir.-d; _ Fg, 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Hiffssteuerschieber vom Arbeitskolben unmittelbar mechänisch" betätigt wird Fig. 3 bis .7 zeigen das Zusammenwirken der Steuerorgane nach der Aüsfülirungsform der Fig. i bei verschiedenen Stellungen des Arbeitskolbens während seines Arbeits- und Rückhubes."Irr the drawing. Several embodiments of the engine are revenge the invention. shown schematically. '--Eig. i - "shows an embodiment, in which the position of the auxiliary control spool towards the end of the working stroke we influence the propellant.-d; FIG. 2 shows an embodiment in which the Auxiliary control slide is "actuated mechanically" directly by the working piston Fig. 3 to .7 show the interaction of the control organs according to the Aüsfülirungsform of Fig. I at different positions of the working piston during its working and Return stroke.

Nach Fig. i sfrqmt,durch ein einstellbares Absperrorgan 2 das Treibmittel, z. B. Druckluft, aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter über die Leitungen i, 9 in das Gehäuse 3 des Hauptsteuerschiebers 4. Der Hauptsteuerschieber 4 besteht aus einem mit einer Einschnürung versehenen Kolben, der bei seiner Bewegung Dichtungen 6, 7, 8 überschleift und dabei den Ein- und Austritt des Treibmittels steuert. Die Dichtung 6 verhindert den Eintritt des Treibmittels aus der Leitung 9 in den dahinterliegenden Zylinderraum. Die Dichtung 7 ist Einlaßdichtung und die Dichtung 8 Auslaßdichtung für das Treibmittel aus der Leitung 9.According to Fig. I sfrqmt, through an adjustable shut-off device 2, the propellant, z. B. compressed air from a reservoir, not shown, via the lines i, 9 in the housing 3 of the main control spool 4. The main control spool 4 consists from a piston provided with a constriction, which seals as it moves 6, 7, 8 looped and thereby controls the entry and exit of the propellant. the Seal 6 prevents the propellant from entering the line 9 into the line behind it Cylinder space. The seal 7 is the inlet seal and the seal 8 is the outlet seal for the propellant from line 9.

Das Treibmittel strömt durch die Leitung 9 und die geöffnete Einlaßdchtung 7 bei geschlossener Auslaßdichtung 8 und durch eine Leitung io in den Arbeitszylinder 14 und verschiebt während dieses Arbeitshubes den Arbeitskolben 15 bis in seine Endstellung. " Während dieser Zeit steht die Leitung 23 vom Absperrorgan :z bis zur Dichtung 21 des Zusatzsteuerschiebers 18 unter dem Druck des Treibmittels. Das Treibmittel und eine Feder 22 drücken gegen den Zusatzsteuerschieber 18, der drei Dichtungen i9, 2o und 2i. aufweist.The propellant flows through the line 9 and the opened inlet seal 7 with the outlet seal 8 closed and through a line io into the working cylinder 14 and moves the working piston 15 into his during this working stroke End position. "During this time the line 23 is from the shut-off device: z to to the seal 21 of the additional control slide 18 under the pressure of the propellant. That Propellant and a spring 22 press against the additional control slide 18, the three Seals i9, 2o and 2i. having.

Wenn der Arbeitskolben 15 während seines Arbeitshubes die Überschleifböhrung 16 des Arbeitszylinders 14 überschliffen hat, gelangt eine geringe Menge des Treibmittels in die Leitung 17 und drückt den Zusatzsteuerschieber 18 in seine linke Tötpunktlagg. Hierbei wird die Dichtung 2i geöffnet, und das Treibmittel strömt aus der Leitung 23 zu den Kanälen 24, 25 und- drückt gleichzeitig den Häüptsteuerschieber 4 unter Bildung eines Druckmittelpolsters oberhalb des Hauptsteuerschiebers 4 gegen die Einwirkung der Feder i2 in seine untere Totpunktlage und den Steuerstift 26 gegen eine Dichtung 28. Erst wenn der Arbeitskolben i5 bei seinem Rückhub den Steuerstift 26 betätigt, wird das Druckmittelpolster wieder' entfernt und durch den Auslaß 3o in die Atmosphäre abgeleitet.If the working piston 15 during its working stroke the Überleifböhrung 16 of the working cylinder 14 has been ground, a small amount of the propellant arrives into line 17 and pushes the additional control slide 18 into its left dead point lagg. Here, the seal 2i is opened and the propellant flows out of the line 23 to the channels 24, 25 and at the same time presses the main control slide 4 under Formation of a pressure medium cushion above the main control slide 4 against the Action of the spring i2 in its bottom dead center and the control pin 26 against a seal 28. Only when the working piston i5 the control pin on its return stroke 26 is actuated, the pressure medium cushion is removed again and through the outlet 3o discharged into the atmosphere.

Bei der Bewegung des Hauptsteuerschiebers 4 in seine untere Totpunktlage wird die Einlaßdichtung 7 für das Treibmittel; aus der Leitung 9. geschlössen und die Auslaßdichtung 8 geöffnet. Das verbrauchte "Treibmittel vor dem Arbeitskolben kann nun durch den Kanal ro über die geöffnete Äüslaßdichtung 8 durch Ausnehmungen" i-i im SteuerorgangeMuse 3 ins Freie strömen, wobei der Arbeitskolben 15 durch eine Feder oder durch sein Eigengewicht in seine Ausgangsstellung zurückgeführt wird.When the main control slide 4 moves into its bottom dead center position the inlet seal 7 for the propellant; from the line 9. closed and the outlet seal 8 is open. The "used" propellant in front of the working piston can now through the channel ro via the opened Äüslaßdichtung 8 through recesses " i-i in the control organMuse 3 flow into the open, the working piston 15 through a Spring or is returned to its original position by its own weight.

Gegen Ende des Rüpkhubes drückt der" Arbeitskolbew,i5_ gegen den Steuerstift 26; der bisher durch die Feder 29 und. durch das Treibmittel aus dem Kanal 25 in seiner. rechten Totpunktlage gehä1ten wurde und nunmehr in seine "linke Totpunktlage verschoben.wird. Sobald die Dichtung 28 im Gehäuse des Steuerstiftes 26 frei wird, gelangt das Treibmittel 'aus den Räumen über der Dichtung 5 des Hauptsteuerschiebers 4. und den Kanälen :2q., 25 durch eine Öffnung 30 ins Freie.Towards the end of the Rüpkhubes the "working piston i5_ presses against the control pin 26; which was previously held in its right dead center position by the spring 29 and the propellant from the channel 25 and is now shifted into its" left dead center position. As soon as the seal 28 in the housing of the control pin 26 becomes free, the propellant passes out of the spaces above the seal 5 of the main control slide 4 and the channels: 2q., 25 through an opening 30 to the outside.

Zuvor wurde der Zusatzsteuerschieber 18 durch den Überdruck des Druckmittels in der Leitung 23 in seine rechte Totpunktlage geschoben. In dieser Stellung des Zusatzsteuerschiebers 18 wird der weitere Zustrom des Treibmittels durch die Dichtung :2i gesperrt.Previously, the additional control slide 18 was due to the overpressure of the pressure medium pushed in the line 23 into its right dead center position. In this position of the Additional control slide 18 is the further influx of propellant through the seal : 2i blocked.

Die Druckfeder i2 und/oder das Treibmittel selbst schiebt den Hauptsteuerschieber 4 nunmehr in seine obere Totpunktlage. Hierbei wird die Auslaßdichtung 8 für das Treibmittel geschlossen und die Einlaßdichtung 7 geöffnet, worauf das Arbeitsspiel von neuem beginnt.The compression spring i2 and / or the propellant itself pushes the main control slide 4 now in its top dead center position. Here, the outlet seal 8 for the Propellant closed and the inlet seal 7 opened, whereupon the working cycle starts all over again.

Beim Arbeitshub wird die Geschwindigkeit des Arbeitskolbens 15 durch Betätigung bzw. Einstellung des Absperrorgans 2 bestimmt, dagegen beim Rückhub durch die Einstellschraube 13 reguliert bzw. eingestellt, da die Einstellschraube 13 unterhalb der Auslaßdichtung 8 die Geschwindigkeit des ausströmenden verbrauchten Treibmittels mehr oder weniger drosselt.During the working stroke, the speed of the working piston 15 is determined by actuation or setting of the shut-off element 2, whereas during the return stroke it is regulated or set by the adjusting screw 13 , since the adjusting screw 13 below the outlet seal 8 more or less restricts the speed of the used propellant flowing out.

Fig.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Überschleifbohrung 16 und die überschleifleitung 17 fehlen.2 shows an embodiment in which the blending hole 16 and the looping line 17 are missing.

Der Arbeitshub beginnt wie bei Fig .# i beschrieben. Gegen Ende des Arbeitshubes drückt der Arbeitskolben 15 unmittelbar gegen den Zusatzsteuerschieber 18. Dabei erfolgt die Umsteuerung des Hauptsteuerschiebers q. durch das Treibmittel wie bei Fig. i beschrieben.The working stroke begins as described in Fig. # I. Towards the end of the With the working stroke, the working piston 15 presses directly against the additional control slide 18. The main control spool q is reversed. by the propellant as described in FIG.

Die in Fig. i dargestellte Einstellschraube 13 ragt in Fig. 2 in den Hauptsteuerschieber .4 hinein und ist mit 13' bezeichnet. Durch ihre Einstellung und ihren Abstand vom Widerlager kann der Hub des Hauptsteuerschiebers q. geregelt werden. The adjusting screw 13 shown in Fig. I protrudes in Fig. 2 into the main control slide .4 and is denoted by 13 '. Due to their setting and their distance from the abutment, the stroke of the main control spool q. be managed.

In Fig. 3 bis 7 sind die Stellungen der einzelnen Steuerschieber während des Arbeits- und Rückhubes des Arbeitskolbens bei einer Ausführungsform des Motors nach Fig. i dargestellt.In Fig. 3 to 7, the positions of the individual control slides are during the working and return strokes of the working piston in one embodiment of the engine shown according to Fig. i.

Fig. 3 zeigt die Stellung der Steuerschieber q., 18 und 26 in der Ruhestellung des Arbeitskolbens 15. Das Absperrorgan 2 befindet sich in Schließstellung. Die Stellung der Steuerschieber q., 18 und 26 wird lediglich durch die Federn 12, 22 und 29 beeinflußt.Fig. 3 shows the position of the control slide q., 18 and 26 in the Rest position of the working piston 15. The shut-off element 2 is in the closed position. The position of the spool q., 18 and 26 is only controlled by the springs 12, 22 and 29 affected.

Bei der Stellung, wie in Fig. q. dargestellt, strömt das Treibmittel zu Beginn des Arbeitshubes durch das geöffnete Absperrorgan 2 und durch die geöffnete Einlaßdichtung 7 des Hauptsteuerschiebers q. und den Kanal i,o in den Arbeitszylinder 1q. und beaufschlagt den Arbeitskolben 15. Gleichzeitig strömt das Treibmittel durch die Leitung 23 und beaufschlagt den Zusatzsteuerschieber 18, so daß dieser durch die Kraft der Feder 22 und durch das Treibmittel in seiner rechten Totpunktlage gehalten wird.In the position as shown in Fig. Q. shown, the propellant flows at the beginning of the working stroke through the open shut-off device 2 and through the open inlet seal 7 of the main control slide q. and the channel i, o in the working cylinder 1q. and acts on the working piston 1 5. At the same time the propellant flows through the line 23 and biases the auxiliary valve spool 18, so that the latter is held by the force of the spring 22 and by the blowing agent in his right dead center position.

Wie in Fig. 5 dargestellt, überschleift bei weiterem Einströmen von Treibmittel in den Arbeitszylinder i.1 der Arbeitskolben 15 die Überschleifböhrung 16 am Zylindergehäuse 14, so daß das Treibmittel in -die Leitung 17 gelangt und den Zusatzst.euerschieber 18 beaufschlagt. Hierdurch wird der Hilfssteuerschieber 18 in seine linke Tötpunktlage bewegt, wobei das Treibmittel aus der Leitung 23 durch die geöffnete Dichtung :2i in die Kanäle 2q., 25 gelangt und den Steuerstift 26 beaufschlagt..As shown in FIG. 5, when the further inflow of Propellant in the working cylinder i.1 of the working piston 15 the looping hole 16 on the cylinder housing 14 so that the propellant enters the line 17 and the Zusatzst.euerschieber 18 is applied. This becomes the auxiliary control spool 18 moved into its left dead point position, the propellant from the line 23 through the opened seal: 2i enters channels 2q., 25 and the control pin 26 applied.

In Fig.6 ist der Beginn des Rückhubes des Arbeitskolbens 15 dargestellt. Der Arbeitskolben 15 hat bereits die Bohrung 16 überschliffen, so daß das in der Leitung 17 vorhandene Treibmittel in den Arbeitszylinder 1q. entweichen kann. Der Hilf ssteuerschieber 18 wird dabei durch das Treibmittel aus der Leitung 23 und durch die Feder 22 in seine rechte Totpunktlage gedrückt und schließt die weitere Zufuhr von Treibmittel in die Kanäle 2.4, 25 ab unter Bildung eines Treibmittelpolsters in diesen Kanälen und im Raum oberhalb des Hauptsteuerschiebers q.. Der Hauptsteuerschieber q. wird hierbei in seine untere Totpunktlage gedrückt, so daß das verbrauchte Treibmittel vor dem Arbeitskolben 15 aus dem Zylinder 1q. über die Leitung fo und die Auslaßdichtung 8 im Gehäuse des Hauptsteuerschiebers q. ins Freie strömt.The beginning of the return stroke of the working piston 15 is shown in FIG. The working piston 15 has already ground the bore 16, so that in the Line 17 propellant present in the working cylinder 1q. can escape. Of the Auxiliary ssteuerschieber 18 is thereby by the propellant from line 23 and pressed by the spring 22 into its right dead center position and closes the other Supply of propellant into the channels 2.4, 25 from with the formation of a propellant cushion in these channels and in the space above the main control spool q .. The main control spool q. is pressed into its bottom dead center position, so that the propellant used in front of the working piston 15 from the cylinder 1q. via the line fo and the outlet seal 8 in the main control spool housing q. flows into the open.

Hat der Arbeitskolben 15, wie in Fig. 7 dargestellt, seinen Rückhub beendet, so berührt er mit seiner Kolbenfläche den Steuerstift 26. Der Steuerstift 26 wird hierbei in seine linke Totpunktlage gedrückt, so daß das Treibmittelpolster in den Kanälen 24, 25 und über dem Hauptsteuerschieber .4 aus der Gehäuseöffnung 3o des Steuerstiftes 26 entweichen kann. Hierbei wird durch die Wirkung der Feder i2 der Hauptsteuerschieber q. wieder in seine obere Totpunktlage gebracht.If the working piston 15, as shown in FIG. 7, has completed its return stroke, its piston surface touches the control pin 26. The control pin 26 is pressed into its left dead center position, so that the propellant cushion in the channels 24, 25 and above the main control slide .4 from the housing opening 3o of the control pin 26 can escape. The main control spool q. brought back to its top dead center position.

Die Geschwindigkeit des Arbeitshubes kann durch die Einstellung des Absperrorgans 2 reguliert und eingestellt werden. Ebenso kann die Geschwindigkeit des Rückhubes des Arbeitskolbens 15 durch die Stellschraube 13 am Gehäuse des Hauptsteuerschiebers q. verändert werden.The speed of the working stroke can be adjusted by setting the Shut-off device 2 can be regulated and adjusted. Likewise, the speed of the return stroke of the working piston 15 through the adjusting screw 13 on the housing of the main control slide q. to be changed.

Claims

PATENT CLAIM: Single-acting motor, the working piston of which is acted upon with gaseous pressure medium as a propellant in the working stroke and is returned by a spring or its own weight; characterized in that the propellant at the beginning of the working stroke after passing through an adjustable shut-off device on the one hand via a spring-loaded main control slide whose stroke is adjustable by hand, the working cylinder and on the other parallel to this is fed to a spring-loaded auxiliary control slide, which is either under the towards the end of the working stroke Influence of the propellant, which, controlled by the working piston, arrives at it or is directly mechanically actuated by the working piston, establishes such a connection between the propellant supply and the main control slide that the latter, then acted on by the propellant on both sides, '- into one of the propellant supply to the working cylinder locking as well as the working cylinder .mit -the outside air connecting position is shifted that further the working piston against .End of its return stroke mechanically opens a third control slide against its spring load and this to both the main The control slide as well as the pressure medium loading the auxiliary control slide opens a path into the open, so that both are returned to the position determining the start of the working stroke by means of the springs loading them. Cited publications: German Patent Nos. 721 274 720 237, 719190, 571473, 517416, 442611, - 407385 # 263 187; 28 0 39 0 ; Hartmann and Knoke "Die Pumpen" (19o6), p. 36o; Journal "Die Städtereinigung" (1939), p. 166.