DE953257C

DE953257C - Piston engine driven by a continuously delivered pressure medium

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Publication number: DE953257C
Application number: DEB29090A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-01-03
Filing date: 1954-01-03
Publication date: 1956-11-29

Description

Von einem stetig geförderten Druckmittel angetriebene Kolbenmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine von. einem stetig geförderten Druckmittel angetriebene Kolbenmaschine zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung, etwa dem Antrieb einer Saug-oder Druckkolbenpumpe, und betrifft eine selbst-. tätige, ventillose Umsteuereinrichtung für das Druckmittel am Ende eines jeden Hubes.Piston engine driven by a continuously conveyed pressure medium The invention relates to one of. driven by a continuously promoted pressure medium Piston machine for generating a reciprocating movement, such as the drive a suction or pressure piston pump, and concerns a self-. active, valveless Reversing device for the pressure medium at the end of each stroke.

Es sind schon Kolbendampfmaschinen vorgeschlagen worden mit selbsttätigen Steuerkolbenschieber. Bei dieser bekannten Ausführung ist aber der Kolbenschieber mit einer Achsbohrung versehen, die für die Aufnahme einer Schraube zum Zusammenhalten der beiden Kolbenteile dient. Die Bohrungen sind jedoch lediglich *an der Mantelfläche des Steuerkolbens radial angeordnet und in bekannter Weise mit der Förderleitung zur Steuerung der Maschine verbunden. Weiterhin sind Kolbendampfmaschinen mit selbsttätigem Steuerkolbenschieber bekannt, wobei der Steuerkolben in der gleichen Richtung wie der Arbeitskolben bewegt wird.Piston steam engines with automatic ones have already been proposed Control piston valve. In this known embodiment, however, the piston valve is provided with an axle hole, which is used to hold a screw to hold it together the two piston parts is used. However, the holes are only * on the outer surface of the control piston arranged radially and in a known manner with the delivery line connected to control the machine. Furthermore, piston steam engines are with automatic Control piston valve known, the control piston in the same direction as the working piston is moved.

Ebenso ist es auch noch bekanntgeworden, bei einer Steuerung für schwungrad- und gelenklose Kolbenkraftmaschinen die Steuer- und Arbeitskolben in paralleler Lage nebeneinander anzuordnen, so daß sie die gleiche Bewegungsrichtung durchführen.It has also become known that in a control system for flywheel and articulated piston engines, the control and working pistons in parallel Position next to each other so that they perform the same direction of movement.

Demgegenüber ist bei einer Kolbenmaschine mit Antrieb durch ein stetig 'gefördertes Druckmittel . und einem die Ein- und Auslässe für das Druckmittel zu dem Zylinder in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens steuernden Schieber, der in einem Steuerzylinder verschiebbar ist, wobei der oder die Kolben der Kolbenmaschine und der steuernde Schieber sich in zueinander senkrechten Ebenen bewegen, der Schieber mit je einer zu seinen Stirnflächen geführten mit der Förderleitung des Antriebsmittels-in ständiger Verbindung stehenden Achsbohrung versehen, der Steuerzylinder an beiden Sti-rnseiten an ins Freie führende Kanäle angeschlossen, deren Auslaß in den Endstellungen des Kolbens durch die Kolbenstange wechselweise freigegeben wird, und die Achsbohrung des Schiebers nahe dessen Stirnflächen durch in dem Strom des Druckmittels liegende Sperrscheiben abschließbar.In contrast, in a piston machine with a drive through a steady '' conveyed pressure medium. and one of the inlets and outlets for the pressure medium the cylinder depending on the position of the piston controlling slide, the is displaceable in a control cylinder, the piston or pistons of the piston machine and the controlling slide in mutually perpendicular planes move the slide with one guided to its end faces with the delivery line of the drive means-provided in constant connection axle bore, the Control cylinders connected to ducts leading into the open on both ends of the stern, their outlet in the end positions of the piston through the piston rod alternately is released, and the axle hole of the slide near its end faces through Locking disks located in the flow of the pressure medium can be locked.

Die von den Stirnflächen des Steuerzylinders ausgehenden Kanäle sind .über die der Aufnahme der Kolbenstange dienende Bohrung der Zylinderdeckel geführt, und die Kolbenstange ist mit zwei Ringnuten versehen, von denen jeweils eine mit einer Bohrung in der einen oder anderen Endstellung des Kolbens bzw. der Kolbenstange in Deckung gelangt. Solange die beiden Kanäle durch die Kolbenstange abgeschlossen sind, herrscht in beiden der Förderdruck des Antriebsmittels, und die die Auslässe der Achsbohrung des Schiebers beherrschenden und miteinander gekuppelten Steuerscheiben sind beiderseits durch den Förderdruck bL1aufschlagt, so daß sie jede Stellung einnehmen können. Der Kolben wird dabei je nach der Stellung des Schiebers von der einen oder anderen Seite von dem Druckmittel beäufschlagt, während die jeweils andere Seite an den Auslaß angeschlossen `ist. Sobald in der Endstellung die Kolbenstange den einen Kanal öffnet, sinkt in diesem der Druck ab, und das Fördermittel schließt über die eine Steuerscheibe den Auslaß der Achsbohrung des Schiebers ab, der zu diesem Kanal führt. Damit belastet aber das Druckmittel über diese Steuerscheibe den Schieber und verbringt diesen in die andere Endstellung, wodurch das Druckmittel auf die andere Kolbenseite geschaltet wird. Der Kolben beginnt seinen Rücklauf, an dessen Ende von der Kolbenstange der andere Kanal freigegeben wird, so daß das Druckmittel die andere Steuerscheibe zur Schließlage bringt und den Schieber wieder umschaltet. Die Achsbohrung des Schiebers ist dabei ständig an das Fördermittel angeschlossen.The channels emanating from the end faces of the control cylinder are .guided over the bore of the cylinder cover serving to accommodate the piston rod, and the piston rod is provided with two annular grooves, one of which each with a hole in one or the other end position of the piston or piston rod got into cover. As long as the two channels are completed by the piston rod are, the delivery pressure of the drive means prevails in both, and that of the outlets control disks that dominate the axis bore of the slide and are coupled to one another are impacted on both sides by the delivery pressure bL1, so that they assume any position can. The piston is depending on the position of the slide of the one or the other side of the pressure medium is applied, while the other side connected to the outlet `. As soon as the piston rod is in the end position opens a channel, the pressure drops in it and the conveyor closes Via the one control disk, the outlet of the axis bore of the slide, which is to this channel leads. However, this loads the pressure medium via this control disk the slide and brings it into the other end position, whereby the pressure medium is switched to the other side of the piston. The piston begins its return, at the end of which the other channel is released by the piston rod, so that the Pressure medium brings the other control disc to the closed position and the slide again switches. The axis bore of the slide is constantly connected to the conveyor connected.

Die neue Ausbildung arbeitet ohne jedes äußere Umsteuerorgan, Gestänge od. dgl. und ist somit unbedingt betriebssicher. Es entfallen besonders eingeschliffene Ventile od. dgl., und alle Umstellmittel liegen in dem Steuerschieber.The new training works without any external reversing device, linkage or the like and is therefore absolutely reliable. Particularly ground-in ones are omitted Valves or the like, and all changeover means are located in the control slide.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dieses behandelt eine Doppelkolbenpumpe, bei der die Innenflächen der beiden Kolben als Antriebsflächen und ihre Außenseiten, als Arbeitsflächen, etwa zum Ansaugen und Fördern eines flüssigen Mittels oder zur Aufrechterhaltung eines Unterdruckes in einem Behälter .dienen. Es zeigt Fig. i einen Achsenschnitt durch die Einrichtung nach Linie I-I der Fig. 2, Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II der Fig. i und Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2. Zwei Zylinder i, 2 sind achsgleich zu beiden Seiten einer Platte 3 auf dieser befestigt, wobei die Platte 3 im Bereich der beiden Zylinderbohrungen mit einer Einsenkung 4 versehen ist. Die Platte 3 hat eine Mittelbohrung 5, in der eine Kolbenstange 6 geführt ist, die an jedem Ende einen Kolben 7, 7a trägt. Die Kolben 7, 7a sind beiderseits mit _ Manschettendichtungen 8 versehen, und die Länge der Kolbenstange ist so bemessen, daß beide Kolben von jeweils der unteren Endstellung in den Zylindern i, 2 bis zur oberen Endstellung verschoben werden können. Jeder Zylinder i, 2 ist nahe dem Kopf an eine Saug- bzw. Förderleitung 9 angeschlossen.The invention is illustrated below with reference to that shown in the drawing Embodiment explained in more detail. This deals with a double piston pump, at the inner surfaces of the two pistons as drive surfaces and their outer sides, as work surfaces, for example for sucking in and pumping a liquid agent or for Maintaining a negative pressure in a container. It shows Fig. I an axial section through the device according to line I-I of Fig. 2, Fig. 2 a Cross section along line II-II of FIGS. I and FIG. 3 shows a section along line III-III of FIG. 2. Two cylinders i, 2 are on the same axis on both sides of a plate 3 this attached, the plate 3 in the area of the two cylinder bores with a recess 4 is provided. The plate 3 has a central bore 5 in which one Piston rod 6 is guided, which carries a piston 7, 7a at each end. The pistons 7, 7a are provided on both sides with _ sleeve seals 8, and the length of the The piston rod is dimensioned so that both pistons are each from the lower end position can be moved in the cylinders i, 2 up to the upper end position. Everyone Cylinder i, 2 is connected to a suction or delivery line 9 near the head.

Die Platte 3 ist außerhalb des Bereiches der Zylinder i, 2 mit einer Querbohrung io versehen, die durch Stirnplatten verschlossen ist. (In der Zeichnung sind diese als mit der Platte 3 einteilig eingezeichnet. Es versteht sich jedoch von selbst, daß die Platte für die Herstellung der Bohrung io und aller weiterer noch zu beschreibenden Bohrungen und Kanäle aus mehreren Teilen zusammengesetzt ist.) In dieser Bohrung io ist ein Zylinderschieber i i geführt, der etwas kürzer ist als die Länge der Bohrung io.The plate 3 is outside the range of the cylinder i, 2 with a Cross-hole provided, which is closed by face plates. (In the drawing these are drawn in as one piece with the plate 3. It goes without saying, however by itself that the plate for the production of the bore io and everything else yet to be described bores and channels composed of several parts is.) In this bore io a cylinder slide i i is guided, which is slightly shorter is io than the length of the bore.

Der Zylinderschieber i i hat zwei Querbohrungen 12, 13, von denen nach jeder Stirnseite eine mehrfach abgesetzte Achsbohrung 14 bzw. 15 ausgeht. Zwischen den beiden Querbohrungen i2, 13 ist in dem Schieber i i noch eine enge Achsbohrung 16 vorgesehen, in der eine Stange 17 verschiebbar geführt ist. Die Stange 17 trägt an jedem Ende eine Scheibe 18, i9, die im Bereich der Erweiterungen 2o, 21 der Achsbohrungen 14, 15 liegen, aber im Durchmesser kleiner sind als diese, wobei jedoch ihr Durchmesser denjenigen der Endbohrungen 14, 15 übersteigt. Die Länge der Stange 17 ist so bemessen, daß bei Abschluß -der einen Endbohrung 14 durch die zugeordnete Scheibe i8 die andere Scheibe i9 die Endbohrung 15 freigibt. Die beiden Querbohrungen 12, 13 sind durch eine Mantelnut 22 des Schiebers i i auf der Eintrittsseite miteinander verbunden. Die Mantelnut 22 deckt sich in jeder Stellung des Schiebers ii mit einem Schlitz 23 in der Stirnfläche der Platte 3, der durch eine Platte 24 mit AnSChlußStutzen 25 für die Druckleitung abgedeckt ist. Die beiden Querbohrungen 12, 13 und die Achsbohrungen i4, 2o bzw. i5, 2i stehen somit in jeder Lage des Schiebers ii unter dem Druck des stetig geförderten Druckmittels.The cylinder slide ii has two transverse bores 12, 13, from which a multiply offset axle bore 14 and 15 extends to each end face. Between the two transverse bores i2, 13, a narrow axial bore 16 is also provided in the slide ii, in which a rod 17 is displaceably guided. The rod 17 carries a disk 18, 19 at each end, which are located in the area of the widenings 2o, 21 of the axle bores 14, 15 , but are smaller in diameter than these, but their diameter exceeds that of the end bores 14, 15. The length of the rod 17 is dimensioned so that at the end of the one end bore 14 through the associated disk i8, the other disk i9 exposes the end bore 15. The two transverse bores 12, 13 are connected to one another by a casing groove 22 of the slide ii on the inlet side. In every position of the slide ii, the casing groove 22 coincides with a slot 23 in the end face of the plate 3, which is covered by a plate 24 with connecting pieces 25 for the pressure line. The two transverse bores 12, 13 and the axle bores i4, 2o and i5, 2i are therefore under the pressure of the continuously conveyed pressure medium in every position of the slide ii.

Die Platte 3 hat zwei von der Zylinderbohrung io ausgehende Bohrungen 26, 27, von denen die eine an der Oberseite der Platte in den von dem Zylinder i umschlossenen Raum und die andere auf der Unterseite der Platte 3 in den von dem Zylinder 2 umschlossenen Raum ausmündet. Von diesen Räumen führt je eine Ablaßbohrung 28, 29 zu der Zylinderbohrung io.The plate 3 has two bores extending from the cylinder bore 26, 27, one of which at the top of the plate in the cylinder i enclosed space and the other on the underside of the plate 3 in the of the Cylinder 2 opens out into the enclosed space. A drain hole leads from each of these spaces 28, 29 to the cylinder bore io.

Der Schieber i i ist noch mit einer den Bohrungen 28, 29 zugeordneten Mantelnut3o versehen, die sich über ein Viertel des Umfangs .erstreckt und auf der Oberseite des Schiebers in eine Langnut 3 i übergeht, der in der Platte 3 eine Bohrung 32 für den Anschluß einer Ablaßleitung zugeordnet ist. Die Bohrungen 26, 27 und 28, 29 sind in bezug auf die Bohrungen 12, 13 des Schiebers 11 und dessen Nut 30, 31 so angeordnet, daß in der einen Stellung des Schiebers die Bohrung 12 an die Bohrung 26 und die Bohrung 28 an die Nut 30, 31 angeschlossen ist, während in der anderen Stellung die Bohrung 13 sich mit der Bohrung 27 und die Bohrung 29 sich mit der Nut 3o deckt. In beiden Stellungen liegt die Mantelnut 31 an der Ablaßbohrung 32.The slide i i is still associated with one of the bores 28, 29 Mantelnut3o provided, which extends over a quarter of the circumference and on the The top of the slide merges into a long groove 3 i, which has a hole in the plate 3 32 for the connection of a drain line is assigned. The holes 26, 27 and 28, 29 are with respect to the bores 12, 13 of the slide 11 and its Groove 30, 31 arranged so that in one position of the slide the bore 12 is connected to the bore 26 and the bore 28 to the groove 30, 31, while in the other position the bore 13 is aligned with the bore 27 and the bore 29 coincides with the groove 3o. In both positions, the jacket groove 31 is located on the drain hole 32.

Von den Stirnflächen 33, 34 der Zylinderbohrung 1o geht je ein Kanal 35, 36 aus, die zu der Achsbohrung 5 der Platte 3 führen, wobei von dieser Achsbohrung 5 in gleicher Höhe wie die Kanäle 35, 36 je ein Auslaßkanal 37, 38 abgeht. Die Kolbenstange 6 ist nahe jedem Kolben 7, 7, mit einer Ringnut 39, 40 versehen. Deren Lage ist so getroffen, daß in der oberen Endstellung der Kolbenstange 6 die Ringnut 40 die Kanäle 35, 37 und in der unteren Endstellung der Kolbenstange die obere Ringnut die Kanäle 36; 38 miteinander verbindet.From the end faces 33, 34 of the cylinder bore 1o, a channel 35, 36 leads to the axis bore 5 of the plate 3, with an outlet channel 37, 38 extending from this axis bore 5 at the same height as the channels 35, 36. The piston rod 6 is provided with an annular groove 39, 40 near each piston 7, 7. Their position is such that in the upper end position of the piston rod 6, the annular groove 40, the channels 35, 37 and in the lower end position of the piston rod, the upper annular groove, the channels 36; 38 connects with each other.

Nach der Zeichnung hat die Kolbenstange 6 gerade die obere Endstellung erreicht, in welche sie durch das Druckmittel gebracht wurde, das über die Bohrungen 25, 23, 22, 12 die Unterseite des oberen Kolbens 7 beaufschlagt. Der Schieber 11 befindet sich dabei in der rechten Endlage und gibt über die Bohrungen 29, 30, 31, 32 den Auslaß des Druckmittels aus dem unteren Zylinder .2 frei. In der oberen Endstellung stellt die Ringnut 39 der Kolbenstange 6 die Verbindung zwischen den Kanälen 36, 38 her, und das links des Schiebers i1 in dem Zylinder 1o und in dem Kanal 36 vorhandene Druckmittel kann aus dem Kanal 38 abfließen. Dabei versucht das Druckmittel, durch die Bohrungen 13, 15 in den Zylinderraum 1o nachzuströmen und nimmt dabei die Scheibe 1g mit, so daß die Achsbohrung 15 abgesperrt wird. Da der Zylinderraum 1o links des Schiebers i1 und der Kanal 36 drucklos sind, wird der Schieber 11 nach links verschoben, wodurch der untere Zylinder 2 an das Druckmittel und der obere Zylinder an die Ablaßleitung angeschlossen wird. Das Druckmittel nimmt dabei seinen Weg durch die Bohrungen 13,27. Mit der einsetzenden Abwärtsbewegung der Kolbenstange 6 wird auch die Verbindung zwischen den Kanälen 36, 38 unterbrochen. Es kann sich daher in dem Kanal 36 wieder der Förderdruck aufbauen, so daß die beiden Platten 18, 1g auf beiden Seiten gleichmäßig belastet sind. Sobald die Kolbenstange 6 die untere Endstellung erreicht, stellt die obere Ringnut 4o die Verbindung zwischen den Kanälen 35, 37 her, so daß in dem Zylinderraum rechts des Schiebers 11 und in dem Kanal 35 der Druck abfällt. Da die Scheibe 18 auf der Innenseite von dem Druck des Fördermittels beaufschlagt ist, wird sie zum Abschluß der Endbohrung 14 nach rechts verschoben, worauf auch der Schieber i r in die rechte Endlage zurückkehrt. Dadurch wird wieder der obere Zylinder in die Druckleitung und der untere Zylinder an die Ablaßleitung angeschlossen, so daß das Spiel sich wiederholt.According to the drawing, the piston rod 6 has just reached the upper end position in which it was brought by the pressure medium which acts on the underside of the upper piston 7 via the bores 25, 23, 22, 12. The slide 11 is in the right end position and releases the outlet of the pressure medium from the lower cylinder .2 via the bores 29, 30, 31, 32. In the upper end position, the annular groove 39 of the piston rod 6 establishes the connection between the channels 36, 38, and the pressure medium present to the left of the slide i1 in the cylinder 1o and in the channel 36 can flow out of the channel 38. The pressure medium tries to flow through the bores 13, 15 into the cylinder space 1o and thereby takes the disk 1g with it, so that the axle bore 15 is blocked. Since the cylinder chamber 1o to the left of the slide i1 and the channel 36 are depressurized, the slide 11 is shifted to the left, whereby the lower cylinder 2 is connected to the pressure medium and the upper cylinder is connected to the drain line. The pressure medium takes its way through the bores 13,27. As the downward movement of the piston rod 6 begins, the connection between the channels 36, 38 is also interrupted. The delivery pressure can therefore build up again in the channel 36, so that the two plates 18, 1g are evenly loaded on both sides. As soon as the piston rod 6 reaches the lower end position, the upper annular groove 4o establishes the connection between the channels 35, 37, so that the pressure drops in the cylinder space to the right of the slide 11 and in the channel 35. Since the disk 18 is acted upon on the inside by the pressure of the conveying means, it is displaced to the right to close the end bore 14, whereupon the slide ir also returns to the right end position. This reconnects the upper cylinder to the pressure line and the lower cylinder to the drain line, so that the game is repeated.

Die neue Ausbildung kann mit dem gleichen Erfolg auch für solche Kolbenmaschinen verwendet werden, bei denen ein Kolben wechselweise auf beiden Seiten von dem Druckmittel beaufschlagt wird, wobei lediglich die von der Steuerplatte 3, die eine Stirnwand des Zylinders bilden kann, ausgehenden und hier zu dem zweiten Zylinder führenden Bohrungen durch entsprechende Leitungen an die andere Stirnwand des Zylinders angeschlossen zu werden brauchen. Die Kolbenstange kann dann irgendein Gerät oder auch eine Förderpumpe antreiben.The new training can be equally successful for such piston machines be used in which a piston alternately on both sides of the pressure medium is acted upon, only that of the control plate 3, which is an end wall of the cylinder can form outgoing and here leading to the second cylinder Bores connected to the other end wall of the cylinder by means of appropriate lines need to become. The piston rod can then be any device or a feed pump drive.

Claims

l RESEARCH PR L CHE i. Piston machine driven by a continuously conveyed pressure medium with one of the inlets and outlets for @ the pressure medium to the cylinder or cylinders depending on the position of the piston or pistons controlling slide, which is displaceable in a control cylinder, the piston or pistons of the. Piston engine and the controlling slide (ii) move in planes perpendicular to one another, characterized in that the slide (.11) is provided with an axial bore (14, 15) each leading to its end faces, which are in constant communication with the delivery line, the axle bores can be closed by locking disks (18, 1g) located in the flow of the pressure medium and the control cylinder is connected at the end to ducts (37, 38) leading into the open, the passage of which in the end positions of the piston or pistons through the piston rod (6 ) is released alternately.

2. Reversing device according to claim i, characterized in that the control channels (37, 38) are in different Heights. connected to a bushing leading to the piston rod and the piston rod (6) in the two end positions with one or the other channel in congruence arriving annular grooves (39, 40) is provided.

3. Reversing device according to claim i, characterized in that the locking disks (18, 1g) by one in the slide guided rod (17) are coupled to one another for common movement.

4. Reversing device according to claim i to 3, characterized in that all bores and channels including of the control slide (11) in a two Zyl :: ider (1, 2) in opposite one another Position receiving intermediate plate (3) are housed. Considered publications: German patent specifications No. 430 888, 672 553.