EP0255858B1 - Working cylinder with a length elastic power transmission - Google Patents
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- EP0255858B1 EP0255858B1 EP87107752A EP87107752A EP0255858B1 EP 0255858 B1 EP0255858 B1 EP 0255858B1 EP 87107752 A EP87107752 A EP 87107752A EP 87107752 A EP87107752 A EP 87107752A EP 0255858 B1 EP0255858 B1 EP 0255858B1
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- EP
- European Patent Office
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- cylinder tube
- traction rod
- cylinder
- housing
- sealing ring
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D1/00—Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type
- F02D1/02—Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type not restricted to adjustment of injection timing, e.g. varying amount of fuel delivered
- F02D1/08—Transmission of control impulse to pump control, e.g. with power drive or power assistance
- F02D1/12—Transmission of control impulse to pump control, e.g. with power drive or power assistance non-mechanical, e.g. hydraulic
- F02D1/14—Transmission of control impulse to pump control, e.g. with power drive or power assistance non-mechanical, e.g. hydraulic pneumatic
Definitions
- the invention relates to an actuating cylinder according to the preamble of claim 1.
- Actuating cylinders of the generic type (construction sheet SZ 1000-K 16 / spring-loaded cylinder SZ 111. Stand 1/79) have a wide range of uses; They are required, among other things, in motor vehicle construction for the actuation of injection pump regulators on diesel engines.
- a pulling working stroke on the actuating cylinder serves to adjust the control lever of the fuel control pump, whereas in a certain driving condition an opposite stroke on the pull rod of such an actuating cylinder is required if, in the case of a vented actuating cylinder, the control lever counteracts the movement of the first-mentioned stroke.
- the elastic length compensation required for the lever is accomplished by pulling out the pull rod of the actuating cylinder relative to a cylinder tube guiding the pull rod.
- the tie rod is supported on the inside of the cylinder tube by means of a compression spring, in such a way that the required elastic length compensation is possible by compressing the compression spring when the cylinder tube and the tie rod are displaced.
- a compression spring in such a way that the required elastic length compensation is possible by compressing the compression spring when the cylinder tube and the tie rod are displaced.
- the object of the invention is to design an actuating cylinder of the generic type in such a way that a properly functioning internal ventilation of the secondary space with air from the primary space can be achieved, although a large number of relative positions are possible between the cylinder tube and the tie rod. It should be ensured absolutely effectively that the penetration of dirt particles and moisture is avoided. At the same time, a secure guidance of the pull rod in the cylinder tube and an effective sealing of the secondary space are to be achieved if the primary space of the actuating cylinder is ventilated when the actuating cylinder is actuated.
- the actuating cylinder is extremely effective with regard to the sealing against the secondary space by means of the ventilation device acting between the tie rod and the cylinder tube, due to the path-dependent function.
- This has a check valve of any design known per se in the housing of the actuating cylinder in order to be able to blow the air out of the secondary space when the primary space is ventilated and the cylinder tube is displaced.
- the ventilation device which is effective when there is a relative displacement between the cylinder tube and the tie rod is effective in a very simple manner in order to be able to ventilate the secondary space by means of the air from the primary space.
- the primary room is in a depressurized state, i.e. it is connected to outside air via valve devices known per se, which is supplied in the cleaned state.
- a particular advantage can also be seen in the fact that the elastic support acting between the tie rod and the cylinder tube, which enables length compensation, is designed as a pneumatic spring.
- actuating cylinder In another known actuating cylinder (GB-C 2 072 265), the pull rod is guided within a cylinder tube and, together with this, can be displaced when pressurized, the pull rod being able to compensate for the length directly against the cylinder tube against spring force.
- the secondary space of such actuating cylinders is directly connected to the atmosphere, i.e. heavy pollution must be accepted.
- a compressed air-driven working cylinder (DE-A 2 904 805) of likewise known construction, an aeration device is provided on a piston which closes against compressed spring force by compressed air, which opens when the primary space is vented and brings about the ventilation of the secondary space.
- an additional tie rod which is effective in relation to the piston in the sense of length compensation; the ventilation valve in the piston works depending on the pressure, i.e. if the primary room is slowly ventilated, it cannot always be completely closed.
- the actuating cylinder shown in Fig.l and 2 has a housing I, in which a cylinder tube 3 is slidably guided.
- the cylinder tube 3 is sealed off from the inner wall of the housing I by means of a seal 5.
- the cylinder tube 3 divides the interior of the housing into a primary space 7 and a secondary space 9 by means of the seal 5;
- a compressed air connection II opens into the primary space 7, into which compressed air is introduced in the manner described below in order to shift the cylinder tube 3 to the right as shown in FIG.
- a protective sleeve 13 can be provided for the compression spring II, which serves to guide the compression spring and also to protect the inner wall of the housing.
- the housing I of the actuating cylinder has a seal 15 at the left end according to FIGS. 1 and 2, while at the end of the housing shown on the right there is a check valve 17 of any design known per se. If the cylinder tube 3 moves from the position shown in FIG. 1 to the right into the position shown in FIG. 2, then the air located in the secondary space is blown out via the check valve 17.
- a pull rod 19 in coaxial extension which is designed as a piston, i.e. it is sealed off from the inner wall of the cylinder tube 3 by means of a sealing ring 21.
- the pull rod can be displaced relative to the cylinder tube in the manner described below, the sealing ring 21 acting as a component of a ventilation device 23 in order to vent the secondary chamber 9 via the primary chamber 7, which is kept depressurized during this time, when the cylinder tube is moved to the left .
- the tie rod has a smaller diameter area, i.e. an annular surface 25 is formed on the pull rod; this annular surface is acted upon in the manner described below when compressed air is introduced into the compressed air connection 10 by the compressed air, in such a way that the pull rod 19 can be moved to the right.
- the ventilation device 23 serves for internal ventilation of the secondary space 9 while simultaneously relieving pressure in the primary space 7.
- the sealing ring 21 is located in a groove 27 of the pull rod 19 ; the sealing ring is guided on the fly, i.e. it has play between the two flanks of the groove 27 and is at the same time radially outwards, i.e. biased towards the inner wall of the cylinder tube 3. This allows air to pass between the groove base and the sealing ring.
- the width of the groove in the pull rod is greater than the width of the sealing ring 21, so that it always has play to one of the two groove flanks, that is to say is guided overhung and thus allows air to pass through there (FIG. 3).
- the groove 27 in the pull rod 19 is provided on the flank closest to the primary space 7 with at least one notch 31, which is shown as a cut transverse bore.
- the sealing ring 21 can consequently flow around the notch 31 when it is in contact with the flank 29 (FIG. 3).
- the cylinder tube is provided at the right end in the illustration according to FIGS. 1 and 2 with a stop collar 33, against which the end of the pull rod 19 is able to rest.
- the pull rod penetrates by means of a shoulder 35 the stop collar 33, that is to say that when the pull rod and the cylinder tube move to the right, a relative movement takes place between the two parts when the stop collar 33 in the position shown in FIG. 2 on the inside of the right hand side Housing I strikes.
- the sealing ring 21 moves with respect to an overflow channel 37 which extends in the stop collar 33 and opens into the secondary space 9.
- an overflow channel instead of an overflow channel, several such channels can also be provided.
- the length of the overflow channel 37 is designed such that, in the abovementioned system of the pull rod on the stop collar 33 of the piston, the overflow channel is connected to the primary space of the cylinder via the outer circumference of the pull rod.
- Fig.l shows this position in which there is a connection between the primary space and the secondary space via the overflow channel or several such channels.
- the connection between primary space 7 and secondary space 9 is interrupted by passing over the channel end.
- the cylinder tube with the overflow channel, the tie rod and the sealing ring 21 thus form the ventilation valve 23 to the secondary space due to the aforementioned structural assignment.
- the pull rod 19 In the non-ventilated state of the actuating cylinder, the pull rod 19 according to FIG. 1 is in the retracted position (position 0), the cylinder tube 3 pointing to the left as shown in the illustration when the primary space is depressurized by the compression spring II tet is clamped and by means of the stop collar 33 has taken the pull rod 19 in the stop position.
- the actuating cylinder When the actuating cylinder is ventilated via the compressed air connection 10, the cylinder tube 3 and the pull rod 19 carry out a working stroke (in the direction I).
- the cylinder tube 3 is acted upon on the annular surface between the inner wall of the housing I and the outer wall of the tie rod 19 on its larger diameter with compressed air, while the tie rod 19 is in turn acted upon by the compressed air on the annular surface 25, so that the two parts shown in their Relative position make the rightward movement.
- some air can escape through the ventilation device 23, since the seal 21 is in overlap with the overflow channel 37 (FIG. 1) and compressed air consequently along this overflow channel in the secondary space 9 can escape. This air and the air displaced when the volume of the secondary space is reduced are blown out of the secondary space via the check valve 17.
- a counterforce in direction II can come into effect on the pull rod 19. This is the case when driving downhill if the engine speed increases and the lever of the speed controller is moved in the direction of the idle position due to the characteristics of the same.
- the pull rod 19 is pulled out of the housing I against the force of the pneumatic spring acting on the annular surface 25.
- the pneumatic spring can be adapted to the working conditions of the drawbar by appropriate dimensioning of the annular surface 25.
- the action of the counterforce on the pull rod 19 can also be present at the same time when the primary space is ventilated, in which case the cylinder tube 3 is moved to the right in accordance with FIGS. 1 and 2, while the pull rod 19 is either relative to the housing in the case of a counterforce that overcomes the pull rod force stops or performs the above-mentioned movement to the left.
- there is a relative movement between the cylinder tube and the tie rod i.e. an elastic length compensation between the two components takes place.
- the ventilation device 23 is closed immediately in any case due to the relative displacement between the pull rod and the cylinder tube, i.e. blowing out a very small volume of the compressed air in the primary room is only extremely short-term.
- the special task of the ventilation device 23 is to prevent dirt from penetrating into the secondary space when the primary space is vented and the volume of the secondary space increases accordingly when the cylinder tube and the pull rod are retracted.
- the compression spring 11 moves the cylinder tube from the position shown in FIG. 2 in the direction of the position shown in FIG. If the pull rod is in the position shown in FIG. 2 at the beginning of the venting, then an overlap between the sealing ring 21 and the overflow channel 37 takes place within a short time.
- the pull rod 19 When the primary rod begins to be vented, the pull rod 19 is in a relative position in which the pull rod is pulled out of the housing I as a result of an opposing force, i.e. If the relative position of the pull rod and cylinder tube shown in FIG. 3, ventilation of the secondary space from the primary space is nevertheless possible.
- FIG. 3 when the cylinder tube is displaced to the left relative to the tie rod, a force in the direction of the arrow is exerted on the sealing ring 21, with the result that the sealing ring rests on the flank 29. This releases a connection which exists between the outer circumference of the tie rod, the notch 31, the groove base, the flank 30 opposite the flank 29 and the secondary space. Air can consequently follow the arrow representation in FIG. 3 from the primary space into the secondary space. The ventilation of the secondary room is therefore possible in any case, regardless of the starting relative position of the cylinder tube and tie rod.
Description
Die Erfindung betrifft einen Betätigungszylinder nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to an actuating cylinder according to the preamble of
Betätigungszylinder der gattungsgemäßen Art (Konstruktionsblatt SZ 1000-K 16/Federspeicherzylinder SZ 111. Stand 1/79) besitzen vielfältige Verwendungsmöglichkeiten; sie werden unter anderem im Kraftfahrzeugbau für die Betätigung von Einspritzpumpenreglem an Dieselmotoren benötigt. Hierbei dient ein ziehender Arbeishub am Betätigungszylinder zum Verstellen des Reglerhebels der Kraftstoffregelpumpe, während in einem bestimmten Fahrzustand ein entgegengesetzter Hub an der Zugstange eines derartigen Betätigungszylinders erforderlich ist, wenn bei belüftetem Betätigungszylinder der Reglerhebel der Bewegung des erstgenannten Hubes entgegenwirkt. Der für den Hebel benötigte elastische Längenausgleich wird durch das Ausziehen der Zugstange des Betätigungszylinders relativ zu einem die Zugstange führenden Zylinderrohr bewekstelligt. Bei den bekannten Betätigungszylindern stützt sich die Zugstange mittels einer Druckfeder im Inneren des Zylinderrohres an diesem ab, derart, daß durch Zusammendrücken der Druckfeder bei Relatiwerschiebung zwischen Zylinderrohr und Zugstange der erforderliche elastische Längenausgleich möglich ist. Beim Verschieben des Zylinderrohrs im Inneren des Gehäuses des Betätigungszylinders kann es zu Verschmutzungen des sogenannten Sekundärraumes kommen, in welchem sich die das Zylinderrohr in seine Ausgangslage drückende Speicherfeder befindet. Auch der die Zugstange aufnehmende Raum im Inneren des Zylinderrohres ist infolge der freien Zugängigkeit zum Sekundärraum den bekannten Gefahren der Verschmutzung und Verunreinigung und damit erhöhter Korrosion ausgesetzt.Actuating cylinders of the generic type (construction sheet SZ 1000-K 16 / spring-loaded cylinder SZ 111.
Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Betätigungszylinder der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß eine einwandfrei funktionierende innere Belüftung des Sekundärraumes mit Luft des Primärraumes erreicht werden kann, obwohl zwischen Zylinderrohr und Zugstange eine Vielzahl von Relativpositionen möglich sind. Es soll hierbei absolut wirksam sichergestellt sein, daß das Eindringen von Schmutzteilchen und Feuchtigkeit vermieden wird. Gleichzeitig soll eine sichere Führung der Zugstange im Zylinderrohr und eine wirksame Abdichtung des Sekundärraums erreicht werden, wenn der Primärraum des Betätigungszylinders bei Betätigung desselben belüftet wird.Proceeding from this, the object of the invention is to design an actuating cylinder of the generic type in such a way that a properly functioning internal ventilation of the secondary space with air from the primary space can be achieved, although a large number of relative positions are possible between the cylinder tube and the tie rod. It should be ensured absolutely effectively that the penetration of dirt particles and moisture is avoided. At the same time, a secure guidance of the pull rod in the cylinder tube and an effective sealing of the secondary space are to be achieved if the primary space of the actuating cylinder is ventilated when the actuating cylinder is actuated.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.The features according to the characterizing part of
Der Betätigungszylinder ist mittels der zwischen Zugstange und Zylinderrohr wirkenden Belüftungseinrichtung infolge wegabhängiger Funktion äußerst wirksam hinsichtlich der Abdichtung gegenüber dem Sekundärraum. Dieser weist im Gehäuse des Betätigungszylinders ein an sich bekanntes Rückschlagventil beliebiger Konstruktion auf, um beim Belüften des Primärraumes und Verschieben des Zylinderrohrs die Luft aus dem Sekundärraum herausblasen zu können. In umgekehrter Funktionsfolge, d.h. bei Entlüftung des Primärraumes, ist die bei Relativverschiebung zwischen Zylinderrohr und Zugstange zur Wirkung gelangende Belüftungseinrichtung in sehr einfacher Weise wirksam, um die Belüftung des Sekundärraumes mittels der Luft aus dem Primärraum vollziehen zu können. Der Primärraum befindet sich bei einer derartigen Belüftung im drucklosen Zustand, d.h. er ist über an sich bekannte Ventileinrichtungen mit Außenluft verbunden, welche im gereinigten Zustand zugeleitet wird. Ein besonderer Vorteil ist auch darin zu sehen, daß die zwischen Zugstange und Zylinderrohr wirkende elastische Abstützung, die den Längenausgleich ermöglicht, als pneumatische Feder ausgestaltet ist.The actuating cylinder is extremely effective with regard to the sealing against the secondary space by means of the ventilation device acting between the tie rod and the cylinder tube, due to the path-dependent function. This has a check valve of any design known per se in the housing of the actuating cylinder in order to be able to blow the air out of the secondary space when the primary space is ventilated and the cylinder tube is displaced. In reverse order, i.e. when the primary space is vented, the ventilation device which is effective when there is a relative displacement between the cylinder tube and the tie rod is effective in a very simple manner in order to be able to ventilate the secondary space by means of the air from the primary space. With such ventilation, the primary room is in a depressurized state, i.e. it is connected to outside air via valve devices known per se, which is supplied in the cleaned state. A particular advantage can also be seen in the fact that the elastic support acting between the tie rod and the cylinder tube, which enables length compensation, is designed as a pneumatic spring.
Durch entsprechende Ringflächendimensionierung an der Zugstange ist es in jedem Falle m :-,h, die zum Verschieben der Zugstange wir6 an Kräfte zur Wirkung kommen zu lassen. D, 'ie Zugstange in Art eines Kolbens innerhalb des L .n-derrohres geführt ist, besteht außerdem der Vorteil einer sehr guten Führung, d.h., daß eine Schiefstellung der Zugstange nicht möglich ist, selbst dann, wenn die Zugstange bei betätigtem Zylinderrohr relativ zu diesem maximal ausgefahren ist.By appropriate ring surface dimensioning on the tie rod, it is in any case m: -, h that allow us to exert forces to move the tie rod. D, 'ie draw rod in the manner of a piston within the L .n-derrohres is performed, there is also the advantage of a very good guide, that is, a misalignment of the pull rod is not possible even when the pull rod with actuated cylinder tube relative to this is fully extended.
Bei einem weiteren bekannten Betätigungszylinder (GB-C 2 072 265) ist die Zugstange innerhalb eines Zylinderrohres geführt und zusammen mit diesem bei Druckbeaufschlagung verschiebbar, wobei die Zugstange unmittelbar gegenüber dem Zylinderrohr einen Längenausgleich gegen Federkraft vollführen kann. Der Sekundärraum derartiger Betätigungszylinder ist jedoch direkt mit Atmosphäre verbunden, d.h., daß starke Verschmutzung in Kauf genommen werden muß. Bei einem druckluftgetriebenen Arbeitszylinder (DE-A 2 904 805) von ebenfalls bekannter Konstruktion ist eine an einem Kolben durch Druckluft gegen Federkraft schließende Belüftungseinrichtung vorgesehen, welche bei Entlüftung des Primärraumes öffnet und die Belüftung des Sekundärraumes herbeiführt. Eine zusätzliche Zugstange, welche gegenüber dem Kolben im Sinne eines Längenausgleichs zur Wirkung kommt, ist nicht vorgesehen; das Belüftungsventil im Kolben arbeitet druckabhängig, d.h., daß bei langsamer Belüftung des Primärraumes ein vollständiges Schließen nicht immer sichergestellt werden kann.In another known actuating cylinder (GB-C 2 072 265), the pull rod is guided within a cylinder tube and, together with this, can be displaced when pressurized, the pull rod being able to compensate for the length directly against the cylinder tube against spring force. However, the secondary space of such actuating cylinders is directly connected to the atmosphere, i.e. heavy pollution must be accepted. In a compressed air-driven working cylinder (DE-A 2 904 805) of likewise known construction, an aeration device is provided on a piston which closes against compressed spring force by compressed air, which opens when the primary space is vented and brings about the ventilation of the secondary space. There is no provision for an additional tie rod, which is effective in relation to the piston in the sense of length compensation; the ventilation valve in the piston works depending on the pressure, i.e. if the primary room is slowly ventilated, it cannot always be completely closed.
Auch bei Betätigungseinrichtung mit in einem Gehäuse hintereinander geschalteten Federanordnungen (DE-A 3 125 127) ist ein Längenausgleich der erwünschten Art nicht möglich, da die Zugstange direkt mit dem Kolben des Betätigungszylinders verbunden ist. Bei weiteren, bekannten Zylinder-Kolbenantrieben (US-C 3 390 616) wird mit im Kolben angeordneten, verhältnismäßig komplex aufgebauten, druckabhängig schließenden oder öffnenden Ventilsystemen gearbeitet, um einen Druckausgleich zwischen zwei Zylinderräumen herbeizuführen; derartige Anordnungen eignen sich jedoch nicht zu einem Längenausgleich zwischen einem in einem Zylinder geführten Zylinderrohr und einer im Zylinderrohr zusätzlich geführten Zugstange.Even in the case of an actuating device with spring arrangements connected in series in a housing (DE-A 3 125 127), length compensation of the desired type is not possible, since the pull rod is connected directly to the piston of the actuating cylinder. In other known cylinder-piston drives (US-
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Patentansprüchen aufgeführt.Advantageous refinements and developments are listed in further patent claims.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Auf- ührungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.
- Fig.1 ist eine Längsschnittansicht des Betätigungszylinders im unbetätigten Zustand;
- Fig.2 ist eine der Fig.l entsprechende Längsschnittansicht im betätigten Zustand, in welchem sich das Zylinderrohr und die Zugstange in Anschlagposition am Gehäuse des Betätigungszylinders befinden;
- Fig.3 ist eine stark vergrößerte Teilschnittansicht der Belüftungseinrichtung des Betätigungszylinders nach der Erfindung; und
- Fig.4 ist eine Draufsicht der Darstellung von Fig.3.
- Fig.1 is a longitudinal sectional view of the operating cylinder in the unactuated state;
- Fig.2 is a Fig.l corresponding longitudinal sectional view in the actuated state, in which the cylinder tube and the pull rod are in the stop position on the housing of the actuating cylinder;
- 3 is a greatly enlarged partial sectional view of the ventilation device of the actuating cylinder according to the invention; and
- Figure 4 is a top view of the illustration of Figure 3.
Der in Fig.l und 2 dargestellte Betätigungszylinder weist ein Gehäuse I auf, in welchem ein Zylinderrohr 3 verschiebbar geführt ist. Das Zylinderrohr 3 ist gegenüber der Innenwand des Gehäuses I mittels einer Dichtung 5 abgedichtet. Das Zylinderrohr 3 unterteilt mittels der Dichtung 5 den Innenraum des Gehäuses in einen Primärraum 7 und einen Sekundärraum 9; in den Primärraum 7 mündet ein Druckluftanschluß II, in welchen Druckluft in nachfolgend beschriebener Weise eingeleitet wird, um das Zylinderrohr 3 gemäß Fig.l nach rechts gerichtet zu verschieben. Innerhalb des Sekundärraumes 9 befindet sich eine Druckfeder 11, die sich mit ihrem linken Ende (gemäß Fig.l und 2) am Zylinderrohr 3 und mit ihrem rechten Ende innenseitig am Gehäuse I abstützt. Für die Druckfeder II kann eine Schutzhülse 13 vorgesehen sein, welche zur Führung der Druckfeder als auch zum Schutz der Innenwand des Gehäuses dient. Das Gehäuse I des Betätigungszylinders weist an dem gemäß Fig.l und 2 linken Ende eine Dichtung 15 auf, während sich am rechts dargestellten Ende des Gehäuses ein Rückschlagventil 17 von an sich bekannter, beliebiger Konstruktion befindet. Bewegt sich das Zylinderrohr 3 aus der Position gemäß Fig.l nach rechts gerichtet in die in Fig.2 wiedergegebene Lage, dann wird über das Rückschlagventil 17 die im Sekundärraum befindliche Luft ausgeblasen.The actuating cylinder shown in Fig.l and 2 has a housing I, in which a
Innerhalb des Zylinderrohrs 13 befindet sich in koaxialer Erstreckung eine Zugstange 19, welche als Kolben ausgebildet ist, d.h. sie ist mittels eines Dichtringes 21 gegenüber der Innenwand des Zylinderrohrs 3 abgedichtet. Die Zugstange läßt sich in nachfolgend beschriebener Weise relativ zum Zylinderrohr verschieben, wobei der Dichtring 21 als Bestandteil einer Belüftungseinrichtung 23 zur Wirkung kommt, um bei nach links gerichteter Bewegung des Zylinderrohrs eine Belüftung des Sekundärraums 9 über den während dieser Zeit drucklos gehaltenen Primärraum 7 zu vollziehen. Wie in Fig.l und 2 dargestellt ist, besitzt die Zugstange einen Bereich geringeren Durchmessers, d.h. an der Zugstange ist eine Ringfläche 25 ausgebildet; diese Ringfläche wird in nachfolgend beschriebener Weise bei Einleiten von Druckluft in den Druckluftanschluß 10 durch die Druckluft beaufschlagt, derart, daß sich die Zugstange 19 nach rechts gerichtet verschieben läßt.Within the
Ein wichtiger Bestandteil des Betätigungszylinders ist die vorgenannte Belüftungseinrichtung 23. Die Belüftungseinrichtung 23 dient zur inneren Belüftung des Sekundärraumes 9 bei gleichzeitiger Druckentlastung des Primärraumes 7. Der Dichtring 21 befindet sich gemäß der vergrößerten Teilschnittansicht nach Fig.3 und 4 in einer Nut 27 der Zugstange 19; der Dichtring ist hierbei fliegend geführt, d.h. er hat Spiel zwischen den beiden Flanken der Nut 27 und ist gleichzeitig radial nach außen, d.h. in Richtung der Innenwand des Zylinderrohrs 3 vorgespannt. Hierdurch ist ein Luftdurchgang zwischen dem Nutgrund und dem Dichtring möglich. Die Breite der Nut in der Zugstange ist größer als die Breite des Dichtringes 21, so daß dieser stets zu einer der beiden Nutflanken ein Spiel aufweist, also fliegend geführt ist und damit jeweils dort einen Luftdurchgang ermöglicht (Fig.3). Die Nut 27 in der Zugstange 19 ist an der dem Primärraum 7 nächstliegenden Flanke mit wenigstens einer Kerbe 31 versehen, welche als angeschnittene Querbohrung wiedergegeben ist. Der Dichtring 21 kann folglich bei Anlage an der Flanke 29 über die Kerbe 31 umströmt werden (Fig.3). Das Zylinderrohr ist am in der Darstellung nach Fig.l und 2 rechten Ende mit einem Anschlagbund 33 versehen, an welchem sich das Ende der Zugstange 19 anzulegen vermag. Die Zugstange durchsetzt mittels eines Absatzes 35 den Anschlagbund 33, d.h., daß bei nach rechts gerichteter Bewegung der Zugstange und des Zylinderrohres eine Relativbewegung zwischen den beiden Teilen stattfindet, wenn der Anschlagbund 33 in der in Fig.2 wiedergegebenen Lage an der rechts befindlichen Innenseite des Gehäuses I anschlägt. Während dieser Relativbewegung zwischen den in Fig.l und 2 dargestellten Positionen bewegt sich der Dichtring 21 bezüglich eines Überströmkanals 37, welcher sich im Anschlagbund 33 erstreckt und in den Sekundärraum 9 mündet. Anstelle eines Überströmkanals können auch mehrere derartige Kanäle vorgesehen sein. Die Länge des Überströmkanals 37 ist so ausgelegt, daß bei der vorgenannten Anlage der Zugstange am Anschlagbund 33 des Kolbens der Überströmkanal über den Außenumfang der Zugstange mit dem Primärraum des Zylinders in Verbindung steht. Fig.l gibt diese Position wieder, in welcher zwischen dem Primärraum und dem Sekundärraum eine Verbindung über den Überströmkanal bzw. mehrere derartige Kanäle besteht. Bei einem geringen Hub der Zugstange aus dieser Endstellung wird durch Überfahren des Kanalendes die Verbindung zwischen Primärraum 7 und Sekundärraum 9 unterbrochen. Das Zylinderrohr mit dem Überströmkanal, die Zugstange und der Dichtring 21 bilden infolge der vorgenannten baulichen Zuordnung somit das Belüftungsventil 23 zum Sekundärraum.An important component of the actuating cylinder is the
Die Wirkungsweise des Betätigungszylinders und der in ihm verwendeten Belüftungseinrichtung ist wie folgt:The operation of the actuating cylinder and the ventilation device used in it is as follows:
Im nicht belüfteten Zustand des Betätigungszylinders befindet sich die Zugstange 19 gemäß Fig.1 in eingefahrener Stellung (Position 0), wobei das Zylinderohr 3 bei drucklosem Primärraum durch die Druckfeder II gemäß Darstellung nach links gerichtet verspannt ist und mittels des Anschlagbundes 33 die Zugstange 19 in Anschlagposition mitgenommen hat. Bei Belüftung des Betätigungszylinders über den Druckluftanschluß 10 führen das Zylinderrohr 3 und die Zugstange 19 einen Arbeitshub aus (in Richtung I). Das Zylinderrohr 3 ist hierbei auf der Ringfläche zwischen Innenwand des Gehäuses I und der Außenwand der Zugstange 19 auf deren größerem Durchmesser mit Druckluft beaufschlagt, während die Zugstange 19 ihrerseits auf der Ringfläche 25 durch die Druckluft beaufschlagt ist, so daß die beiden Teile in ihrer dargestellten Relativlage die nach rechts gerichtete Bewegung vollziehen. Während der Belüftung des Primärraums und der sich nach rechts vollziehenden Bewegung von Zylinderrohr und Zugstange kann durch die Belüftungseinrichtung 23 hindurch etwas Luft entweichen, da sich die Dichtung 21 in Überlappung mit dem Überströmkanal 37 (Fig.l) befindet und Druckluft folglich entlang dieses Uberströmkanals in den Sekundärraum 9 entweichen kann. Aus dem Sekundärraum wird diese Luft und die bei Volumenverkleinerung des Sekundärraumes verdrängte Luft über das Rückschlagventil 17 abgeblasen. Legt sich schließlich der Absatz 35 der Zugstange an dem rechts befindlichen inneren Ende des Gehäuses an (Fig.2), dann vollzieht das Zylinderrohr 3 eine Relativbewegung zur Zugstange, bis auch der Anschlagbund 33 an das innere Ende des Gehäuses angelegt ist. In dieser Position besteht keine Überlappung zwischen dem Dichtring 21 und dem Überströmkanal, d.h. die Belüftungseinrichtung 23 ist gesperrt.In the non-ventilated state of the actuating cylinder, the
Bei Verwendung des Betätigungszylinders an einem Einspritzpumpenregler eines Dieselmotors kann an der Zugstange 19 eine Gegenkraft in Richtung II zur Wirkung kommen. Dies ist bei Talfahrten der Fall, wenn die Motordrehzahl ansteigt und der Hebel des Drehzahlreglers durch die Charakteristik desselben in Richtung Leerlaufstellung bewegt wird. dabei wird die Zugstange 19 gegen die Kraft der pneumatischen, an der Ringfläche 25 wirkenden Feder aus dem Gehäuse I herausgezogen. Bei belüftetem Primärraum findet also ein Längenausgleich zwischen Zugstange und Zylinderrohr statt. Die pneumatische Feder kann durch entsprechende Bemessung der Ringfläche 25 den Arbeitsbedingungen der Zugstange angepaßt werden. Während der vorstehend erläuterten Relatiwerschiebung der Zugstange bezüglich des Zylinderrohrs befindet sich die Belüftungseinrichtung 23 in geschlossener Lage, da zwischen der Dichtung 21 und dem Überströmkanal 37 keine Überlappung besteht.When using the actuating cylinder on an injection pump regulator of a diesel engine, a counterforce in direction II can come into effect on the
Die Einwirkung der Gegenkraft an der Zugstange 19 kann auch gleichzeitig bei Belüftung des Primärraumes vorliegen, wobei in diesem Fall das Zylinderrohr 3 gemäß Fig.l und 2 nach rechts gerichtet bewegt wird, während die Zugstange 19 bei einer die Zugstangenkraft überwindenden Gegenkraft entweder relativ zum Gehäuse stehen bleibt oder die vorstehend genannte, nach links gerichtete Bewegung vollzieht. In jedem Fall vollzieht sich hierbei eine Relativbewegung zwischen Zylinderrohr und Zugstange, d.h. ein elastischer Längenausgleich zwischen den beiden Bauteilen findet statt. Ist die an der Zugstange einwirkende Gegenkraft gleich der durch die Beaufschlagung der Ringfläche 25 erzeugten Zugstangenkraft oder größer als diese, so wird in jedem Fall infolge der Relatiwerschiebung zwischen Zugstange und Zylinderrohr die Belüftungseinrichtung 23 sofort geschlossen, d.h. ein Ausblasen eines sehr kleinen Volumens der im Primärraum anstehenden Druckluft ist nur äußerst kurzfristig.The action of the counterforce on the
Die besondere Aufgabe der Belüftungseinrichtung 23 besteht darin, daß Eindringen von Schmutz in den Sekundärraum zu verhindern, wenn der Primärraum entlüftet wird und sich das Volumen des Sekundärraumes bei Zurückfahren des Zylinderrohres und der Zugstange entsprechend vergrößert. Bei Entlüftung des Primärraumes, d.h. bei Druckentlastung am Druckluftanschluß 10 fährt die Druckfeder 11 das Zylinderrohr aus der in Fig.2 dargestellten Position in Richtung der in Fig.1 dargestellten Position. Befindet sich die Zugstange bei Beginn der Entlüftung in der in Fig.2 dargestellten Position, so ist innerhalb kurzer Zeit eine Überlappung zwischen dem Dichtring 21 und dem Überströmkanal 37 vollzogen. In dieser Relativlage von Zugstange und Zylinderrohr bei gleichzeitiger Rückführung derselben kann Luft aus dem nunmehr auf Atmosphärendruck gehaltenen Primärraum entlang des Außenumfanges der Zugstange und über den Überströmkanal 37 zum Zwecke der Belüftung in den Sekundärraum 9 gelangen, d.h. der Sekundärraum wird mit unter Atmosphärendruck stehender Luft aus dem Primärraum belüftet. Ein Eindringen von Schmutzteilchen über das Rückschlagventil 17 aus der Umgebungsluft ist hierdurch ausgeschlossen. Der Sekundärraum bleibt folglich frei von koordierenden Einflüssen, die von Schmutz und Feuchtigkeit verursacht sein können.The special task of the
Befindet sich die Zugstange 19 bei beginnender Entlüftung des Primärraumes in einer Relativlage, bei welcher die Zugstange infolge einwirkender Gegenkraft aus dem Gehäuse I herausgezogen ist, d.h. besteht die in Fig.3 wiedergegebene Relativlage von Zugstange und Zylinderrohr, dann ist gleichwohl eine Belüftung des Sekundärraumes aus dem Primärraum möglich. Wie Fig.3 veranschaulicht, wird bei nach links gerichteter Verschiebung des Zylinderrohres relativ zur Zugstange eine in Richtung des Pfeils verlaufende Kraft auf den Dichtring 21 ausgeübt, mit der Folge, daß sich der Dichtring an die Flanke 29 anlegt. Hierdurch wird eine Verbindung frei, welche zwischen dem Außenumfang der Zugstange, der Kerbe 31, dem Nutgrund, der der Flanke 29 gegenüberliegenden Flanke 30 und dem Sekundärraum besteht. Luft kann folglich der Pfeildarstellung in Fig.3 aus dem Primärraum in den Sekundärraum folgen. Die Belüftung des Sekundärraumes ist also in jedem Falle möglich, unabhängig davon, welche Ausgangs-Relativlage Zylinderrohr und Zugstange haben mögen.When the primary rod begins to be vented, the
- I GehäuseI housing
- 3 Zylinderrohr3 cylinder tube
- 5 Dichtung5 seal
- 7 Primärraum7 primary room
- 9 Sekundärraum9 secondary room
- 10 Druckluftanschluß10 compressed air connection
- 11 Druckfeder11 compression spring
- 13 Schutzhülse13 protective sleeve
- 15 Dichtung15 seal
- 17 Rückschlagventil17 check valve
- 19 Zugstange19 tie rod
- 21 Dichtring21 sealing ring
- 23 Belüftungseinrichtung23 ventilation device
- 25 Ringfläche25 ring surface
- 27 Nut27 groove
- 29 Flanke29 flank
- 30 Flanke30 flank
- 31 Kerbe31 notch
- 33 Anschlagbund33 stop collar
- 35 Ansatz35 approach
- 37 Überströmkanal37 overflow channel
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