EP1818516B1 - Drehschieberventil für eine Zylinder-Kolben-Einheit - Google Patents

Drehschieberventil für eine Zylinder-Kolben-Einheit Download PDF

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EP1818516B1
EP1818516B1 EP06024759A EP06024759A EP1818516B1 EP 1818516 B1 EP1818516 B1 EP 1818516B1 EP 06024759 A EP06024759 A EP 06024759A EP 06024759 A EP06024759 A EP 06024759A EP 1818516 B1 EP1818516 B1 EP 1818516B1
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EP
European Patent Office
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cylinder
valve
pressure
controlled
control element
Prior art date
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Application number
EP06024759A
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English (en)
French (fr)
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EP1818516A1 (de
Inventor
Erik Schneider
Andreas Werler
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IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Original Assignee
IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L7/00—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements
    • F01L7/06—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with disc type valves

Definitions

  • the invention relates to a control member for a cylinder-piston unit according to the preamble of claim 1.
  • the control member is effective for cylinder-piston units, which are operated with a working fluid, which rests under pressure at the inlet of the cylinder-piston unit.
  • the sealing of the working chambers is required both against the effective pressure from the outside of the inlet and against the effective through the expansion of the working fluid in the working space internal pressure.
  • the control of the inlet and outlet members is complicated by design, since conventional designs with camshafts, which are common for engines arranged in series, can be displayed only with great effort.
  • Dead space is the part of the working space that does not count towards the displacement.
  • the remaining in the dead space, not ejected from the piston residual mass reduces the intake volume and increases the energy supply, as it gives less work in the re-expansion, as it absorbs during compression.
  • the dead space is due to the free valve chambers and the axial piston clearance and should be as small as possible. (Dubbel, paperback for mechanical engineering, Springer-Verlag, 17th edition, P24) too
  • DE 35 09 150 A1 discloses a control device with combined rotary valve and valve.
  • the invention has for its object to provide a control member for a cylinder-piston unit in which a pressurized working fluid in the working space the cylinder-piston unit is relaxed, with a good sealing effect of the control member to be achieved and at the same time the dead space is minimized.
  • a control member according to claim 1.
  • a rotary valve and a pressure-controlled, externally operated valve are combined in the control member for the outlet, whereby a needs-based shut-off of the outlet with the rotary valve and the good sealing effect of the pressure-controlled valve are combined.
  • Pressure-controlled and externally operated means in the context of the application that the valve is biased held in the closed position and is opened externally actuated by controlled applied pressure. An opening movement of the valve is not effected by the pressure difference between the working space and the outlet, which is automatically generated when the rotary valve is opened or discharged, but rather a separate actuating pressure is applied in a controlled manner.
  • the valve covering the inlet is automatically opened by the pressure difference between the inlet and the working space.
  • An advantage of the invention is that the pressure-controlled, externally actuated valve is arranged such that after closing the inlet by the rotary valve, the working space is separated from the dead space by means of the valve, so that the working space comprises only the stroke volume.
  • the pressure-controlled, externally actuated valve is held biased against the cylinder head and thus closes the outlet.
  • the internal pressure in the working chamber increases, whereby the valve is additionally urged against the sealing surfaces in the cylinder head.
  • the rotary valve itself can also be made sealing against the cylinder head.
  • a rotary valve is used to control the inlets and outlets, which is particularly advantageous in a multi-cylinder axial piston machine, since the arrangement of the cylinder around a central output shaft allows a particularly simple control of inlet and outlet.
  • the rotary valve can be configured to simultaneously control the inlets and outlets of all cylinders and can run centrally in fixed relation to the speed of the output shaft.
  • the rotary valve is combined with a pressure-controlled, externally operated plate valve, which has the advantage that it at simple structural design achieves a very good sealing effect, without having to make elaborate seals, as necessary on the rotary valve.
  • the plate valve locks the cylinder and seals the working space safely due to the pressure difference.
  • the opening of the plate valve is externally actuated by the rotary valve, which has a control track for a control, which lifts the plate valve from its sealing seat in the cylinder head. It is thus achieved a flexible control by the rotary valve and a good sealing effect through the plate valve.
  • An advantage of the invention is that the pressure-controlled, externally actuated valve is arranged such that after closing the outlet by the rotary valve, the working space is separated from the dead space by means of the pressure-controlled, externally actuated valve, so that the working space comprises only the displacement.
  • the pressure-controlled, externally actuated valve is controlled by a control element, which is mounted in the cylinder head and cooperates with the rotary valve. The outlet opening of the rotary valve is thus controlled synchronously with the pressure-controlled, externally actuated valve.
  • control is controlled by a control path located in the rotary valve. Elevations in the control track actuate the control, preferably a ball, which is urged against the valve and this lifts in the direction of working space of its sealing seat.
  • control element is controlled via a control opening located in the rotary valve, which can be connected to the inlet pressure upstream of the rotary valve. This offers the advantage that the pressure applied to the inlet can be used to open the valve, with a mechanical actuation of the control element is eliminated.
  • the pressure-controlled, externally actuated valve is a plate valve (so-called flutter valve), which is held biased against the cylinder head and has a particularly good sealing effect.
  • the good sealing effect of the plate valves is combined with the simple controllability of the inlets and outlets by the rotary valve.
  • FIG. 1 shows a section of a sectional view of a cylinder 1 of a steam-operated axial piston machine 2.
  • the steam flows through an inlet 17 into a working space 6 of a cylinder 1 and is relaxed in this. Near the bottom dead center of the piston, the steam is discharged from the working space 6. This condition is in the FIG. 1 for the left cylinder 1 shown.
  • the steam flows in the direction of the arrow 3 through an outlet 4, which extends through the cylinder head 5, from the working space 6.
  • the steam can flow out of the working space 6 only if a rotary valve 7 is positioned in the cylinder head 5, that there is an opening 8 in the rotary valve 7 at the level of the outlet 4.
  • the rotary valve 7 has a corresponding control path 10 with elevations, which the control element 9 presses on a pressure-controlled, externally operated valve 11, for example a spring-loaded plate valve, in the direction of the arrow 12, if the working space 6 opposite to the outlet 4 to open and the opening 8 of the rotary valve 7 corresponds to the outlet 4.
  • the control track 10 has no or a reduced recess 13, so that a survey in the guideway presses the control element 9 against the valve 11.
  • the left cylinder 1 of FIG. 1 is the control 9 fully actuated by the survey in the control track 10, so that the control track 10 itself in the Section view is not visible.
  • the control track 10 When the working space 6 is to be closed relative to the outlet 4, the control track 10 has a recess 13, so that the valve 11 presses the control element 9 in the direction of the arrow 12 and thus the valve 11 separates the working space 6 from the outlet 4.
  • This state is shown in the right cylinder 1, in which the outlet 4 is closed, since the valve 11 is urged against its sealing seat due to the spring bias.
  • the valve 11 separates the working space 6 with respect to a dead space 14, which forms between the pressure-controlled, externally operated valve 11 and the rotary valve 7.
  • the valve 11 is held spring-biased in its closed position in the cylinder head 5.
  • FIG. 2 an alternative embodiment of the invention is shown.
  • the rotary valve 7 instead of in FIG. 1 illustrated control path 10 includes a control chamber 15.
  • the control chamber 15 In the position of the rotary valve 7 shown for the left cylinder 1, the control chamber 15 is connected to the inlet 17 of the cylinder 1 via a channel 16, which is arranged in the rotary valve 7.
  • the control element 9 for example a control piston, is guided in a recess 20 in the cylinder head 5 and actuates the valve 11 in its opening direction when there is pressure in the control chamber 15. If there is no pressure at the control chamber 15, then the valve 11 is kept closed against its sealing seat (right cylinder).
  • the valve 11 is spring-biased and is pressed without actuating pressure in the control chamber 15 in the closed position against its sealing seat. In the working cycle with expansion of the steam in the working space 6, the internal pressure additionally acts, whereby the particularly good sealing effect of the valve 11 is supported.
  • the valve 11 is actuated via the separately supplied control pressure in the direction of the arrow 12 when the control chamber 15 is connected via the channel 16 with the inlet pressure. Control chamber 15 and 16 channel are incorporated in the rotary valve 7 and move with this. If, during the rotation of the rotary valve 7, the duct 16 has arrived at the inlet 17, the control element 9 (in this case the control piston) is urged against the valve 11 by the pressure applied to the inlet 17.
  • the rotary valve 7 is coupled to a central output shaft 18 (not shown), so that the rotary valve 7 is synchronized with the central output shaft 18 (FIG. Fig. 3 ) rotates.
  • the channel 16 and the control room 15 are as the opening 8 so introduced into the rotary valve 7 that they release in phase the outlet 4 and at the same time open the valve 11.
  • FIG. 3 the axial piston machine 2 is shown in a plan view.
  • a central output shaft 18 four cylinders Z1-4 are arranged, which the type of axial piston 2 according to a swash plate - not shown - act and drive the central output shaft 18.
  • the rotary valve 7 is coupled to the output shaft 18 and thus ensures a clock-correct driving the respective inputs 17 and 4 outlets of the cylinder Z1-4.
  • openings for the respective inlets 17 and the outlets 4 are circumferentially on circular paths introduced, which release the inlets 17 of the respective cylinder Z1-4 during circulation of the rotary valve 7.
  • the control regime for input 17 and outlet 4 of the respective cylinder Z1-4 is determined with the position and size of the openings 8 in the rotary valve 7.
  • the controls 9 guided in recesses 20 in the cylinder head 5 can be actuated via the control track 10 arranged in the rotary slide 7.
  • FIG. 4 schematically shows a schematic diagram of a cylinder-piston unit Z in a view from the inside of the cylinder head 5.
  • the automatic, pressure-controlled valve 21 is a plate valve made of a spring material and held taut against the inlet 17.
  • Another pressure-controlled, externally operated valve 11, which is designed as a plate valve is actuated by a control element 9. It is biased held against the cylinder head 5 and running the outlet 4 overlapping.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Actuator (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Steuerorgan für eine Zylinder-Kolben-Einheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Das Steuerorgan ist für Zylinder-Kolben-Einheiten wirksam, welche mit einem Arbeitsmedium betrieben werden, das unter Druck am Einlass der Zylinder-Kolben-Einheit anliegt. Für derartige Maschinen ist die Abdichtung der Arbeitsräume sowohl gegen den von außen am Einlass wirksamen Druck als auch gegen den durch die Expansion des Arbeitsmediums im Arbeitsraum wirksamen Innendruck erforderlich. Insbesondere in einer Anordnung der Zylinder-Kolben-Einheiten innerhalb einer Axialkolbenmaschine ist bauartbedingt die Steuerung der Ein- und Auslassorgane kompliziert, da übliche Bauformen mit Nockenwellen, welche für in Reihe angeordnete Motoren üblich sind, nur mit großem Aufwand darstellbar sind.
  • Aus der DE 38 41 786 A1 ist ein Zylinderkopf mit Steuerscheibe für eine im Otto-Verfahren arbeitende Axialkolbenmaschine bekannt. Im Zylinderkopf ist eine auf der Motorwelle befestigte Steuerscheibe untergebracht, welche den Gaswechsel steuert, den Kraftstoff in die Zylinder leitet und die Zündkerze mitführt. Die gezeigte Axialkolbenmaschine ist ein konventioneller Motor mit innerer Verbrennung. Es liegt kein unter Druck stehendes Arbeitsmedium am Einlass an, welches im Arbeitsraum expandiert. Zur erfindungsgemäßen Ausführung ähnlich ist die Anordnung eines Drehschiebers im Zylinderkopf. Drehschieber sind, wenn sie gute Dichtwerte erzielen sollen, hinsichtlich ihrer Abdichtung im Zylinderkopf aufwändig, da die Steuerscheibe über die Dichtflächen rotiert. Weiterhin verbleibt unterhalb des Drehschiebers ein Schadraum. Als Schadraum wird der Teil des Arbeitsraumes bezeichnet, der nicht zum Hubvolumen zählt. Die im Schadraum verbleibende, vom Kolben nicht ausgeschobene Restmasse vermindert das Ansaugvolumen und erhöht die Energiezufuhr, da sie bei der Rückexpansion weniger Arbeit abgibt, als sie bei der Kompression aufnimmt. Der Schadraum ist durch die freien Ventilräume und das axiale Kolbenspiel bedingt und soll möglichst klein sein. (Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau, Springer-Verlag, 17. Auflage, P24) Auch DE 35 09 150 A1 offenbart eine Steuervorrichtung mit kombiniertem Drehschieber und Ventil.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerorgan für eine Zylinder-Kolben-Einheit zu schaffen, in der ein unter Druck stehendes Arbeitsmedium im Arbeitsraum der Zylinder-Kolben-Einheit entspannt wird, wobei eine gute Dichtwirkung des Steuerorgans erreicht werden soll und gleichzeitig der Schadraum minimiert wird.
  • Die Aufgabe wird durch ein Steuerorgan gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß vorteilhaft werden ein Drehschieber und ein druckgesteuertes, fremdbetätigtes Ventil im Steuerorgan für den Auslass vereint, wodurch ein bedarfsgerechtes Absperren des Auslasses mit dem Drehschieber und die gute Dichtwirkung des druckgesteuerten Ventils vereint werden.
    Druckgesteuert und fremdbetätigt bedeutet im Sinne der Anmeldung, dass das Ventil vorgespannt in Schließstellung gehalten ist und durch gesteuert angelegten Druck fremdbetätigt geöffnet wird. Eine Öffnungsbewegung des Ventils erfolgt nicht durch den automatisch beim Ein- bzw. Auslassöffnen des Drehschiebers erzeugten Druckunterschied zwischen Arbeitsraum und Auslass, vielmehr wird ein gesonderter Stelldruck gesteuert angelegt. Im Gegensatz dazu wird das den Einlass überdeckende Ventil selbsttätig über den Druckunterschied zwischen Einlass und Arbeitsraum geöffnet.
    Ein Vorteil der Erfindung ist, dass das druckgesteuerte, fremdbetätigte Ventil derart angeordnet ist, dass nach dem Schließen des Einlasses durch den Drehschieber der Arbeitsraum gegenüber dem Schadraum mittels des Ventils getrennt ist, so dass der Arbeitsraum nur das Hubvolumen umfasst. Das druckgesteuerte, fremdbetätigte Ventil ist vorgespannt gegen den Zylinderkopf gehalten und verschließt somit den Auslass. In der Expansionsphase des Dampfes steigt der Innendruck im Arbeitsraum, wodurch das Ventil zusätzlich gegen die Dichtflächen im Zylinderkopf gedrängt wird. Der Drehschieber selbst kann dabei gegen den Zylinderkopf ebenfalls dichtend ausgeführt sein.
    Erfindungsgemäß vorteilhaft wird zur Steuerung der Ein- und Auslässe ein Drehschieber verwendet, welcher insbesondere bei einer mehrzylindrigen Axialkolbenmaschine vorteilhaft ist, da die Anordnung der Zylinder um eine zentrale Abtriebswelle eine besonders einfache Steuerung von Ein- und Auslass erlaubt. Der Drehschieber kann so konfiguriert werden, dass er gleichzeitig die Ein- und Auslässe aller Zylinder steuert und zentral angetrieben in festem Verhältnis zur Drehzahl der Abtriebswelle laufen kann.
    Erfindungsgemäß vorteilhaft wird der Drehschieber mit einem druckgesteuerten, fremdbetätigten Plattenventil kombiniert, welches den Vorteil hat, dass es bei einfachem konstruktiven Aufbau eine sehr gute Dichtwirkung erreicht, ohne aufwändige Abdichtungen, wie am Drehschieber notwendig, vornehmen zu müssen. In der Arbeitsphase des Zylinders sperrt das Plattenventil den Zylinder ab und dichtet aufgrund der Druckdifferenz den Arbeitsraum sicher ab. Die Öffnung des Plattenventils erfolgt fremdbetätigt durch den Drehschieber, welcher eine Steuerbahn für ein Steuerelement aufweist, welches das Plattenventil von seinem Dichtsitz im Zylinderkopf abhebt. Es wird damit eine flexible Steuerung durch den Drehschieber und eine gute Dichtwirkung durch das Plattenventil erreicht.
  • Ein Vorteil der Erfindung ist, dass das druckgesteuerte, fremdbetätigte Ventil derart angeordnet ist, dass nach dem Schließen des Auslasses durch den Drehschieber der Arbeitsraum gegenüber dem Schadraum mittels des druckgesteuerten, fremdbetätigten Ventils getrennt ist, so dass der Arbeitsraum nur das Hubvolumen umfasst. Das druckgesteuerte, fremdbetätigte Ventil wird über ein Steuerelement, welches in dem Zylinderkopf gelagert ist und mit dem Drehschieber zusammenwirkt, gesteuert. Die Auslassöffnung des Drehschiebers wird damit synchron zum druckgesteuerten, fremdbetätigten Ventil gesteuert.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Steuerelement über eine in dem Drehschieber befindliche Steuerbahn gesteuert. Erhebungen in der Steuerbahn betätigen das Steuerelement, vorzugsweise eine Kugel, welche gegen das Ventil gedrängt wird und dieses in Richtung Arbeitsraum von seinem Dichtsitz abhebt.
    In einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung wird das Steuerelement über eine in dem Drehschieber befindliche Steueröffnung, die mit dem Einlassdruck vor dem Drehschieber verbindbar ist, gesteuert. Dies bietet den Vorteil, dass der am Einlass anliegende Druck zum Öffnen des Ventils genutzt werden kann, wobei eine mechanische Betätigung des Steuerelementes entfällt.
  • In vorteilhafter Weise ist das druckgesteuerte, fremdbetätigte Ventil ein Plattenventil (sog. Flatterventil), welches vorgespannt gegen den Zylinderkopf gehalten ist und eine besonders gute Dichtwirkung aufweist.
  • In der erfindungsgemäßen Ausführung wird die gute Dichtwirkung der Plattenventile mit der einfachen Steuerbarkeit der Ein- bzw. Auslässe durch den Drehschieber kombiniert.
    • Zeichnungen
  • Es zeigen:
    • Figur 1:
    einen Schnitt durch eine Axialkolbenmaschine mit mechanisch vom Drehschieber betätigtem Plattenventil,
    Figur 2:
    einen Schnitt durch eine Axialkolbenmaschine mit vom Einlassdruck betätigtem Plattenventil,
    Figur 3:
    eine Draufsicht auf die Axialkolbenmaschine im Schnitt,
    Figur 4:
    einen Zylinderkopf mit zwei Plattenventilen.
  • Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung eines Zylinders 1 einer mit Dampf betriebenen Axialkolbenmaschine 2. Im Betrieb der Axialkolbenmaschine 2 strömt der Dampf über einen Einlass 17 in einen Arbeitsraum 6 eines Zylinders 1 und wird in diesem entspannt. Nahe dem unteren Totpunkt des Kolbens wird der Dampf aus dem Arbeitsraum 6 ausgelassen. Dieser Zustand ist in der Figur 1 für den linken Zylinder 1 dargestellt. Der Dampf strömt dabei in Richtung des Pfeils 3 durch einen Auslass 4, der sich durch den Zylinderkopf 5 erstreckt, aus dem Arbeitsraum 6. Der Dampf kann nur dann aus dem Arbeitsraum 6 strömen, sofern ein Drehschieber 7 derart im Zylinderkopf 5 positioniert ist, dass sich eine Öffnung 8 im Drehschieber 7 auf Höhe des Auslasses 4 befindet. Ein Steuerelement 9, beispielsweise eine Steuerkugel, ist in dem Zylinderkopf 5 in einer Ausnehmung 20 geführt. Der Drehschieber 7 weist eine korrespondierende Steuerbahn 10 mit Erhebungen auf, die das Steuerelement 9 genau dann auf ein druckgesteuertes, fremdbetätigtes Ventil 11, beispielsweise ein federbelastetes Plattenventil, in Richtung des Pfeils 12 drückt, wenn der Arbeitsraum 6 gegenüber dem Auslass 4 zu öffnen ist und die Öffnung 8 des Drehschiebers 7 mit dem Auslass 4 korrespondiert. In diesem Fall weist die Steuerbahn 10 keine oder eine verminderte Aussparung 13 auf, so dass eine Erhebung in der Führungsbahn das Steuerelement 9 gegen das Ventil 11 drückt. Im linken Zylinder 1 der Figur 1 ist das Steuerelement 9 durch die Erhebung in der Steuerbahn 10 voll betätigt, so dass die Steuerbahn 10 selbst in der Schnittdarstellung nicht sichtbar ist. Wenn der Arbeitsraum 6 gegenüber dem Auslass 4 zu schließen ist, weist die Steuerbahn 10 eine Aussparung 13 auf, so dass das Ventil 11 das Steuerelement 9 in Richtung des Pfeils 12 drückt und somit das Ventil 11 den Arbeitsraum 6 gegenüber dem Auslass 4 trennt. Dieser Zustand ist im rechten Zylinder 1 gezeigt, bei welchem der Auslass 4 geschlossen ist, da das Ventil 11 aufgrund der Federvorspannung gegen seinen Dichtsitz gedrängt ist. Weiterhin trennt das Ventil 11 den Arbeitsraum 6 gegenüber einem Schadraum 14, der sich zwischen dem druckgesteuerten, fremdbetätigten Ventil 11 und dem Drehschieber 7 ausbildet. Das Ventil 11 ist dabei federvorgespannt in seiner Schließstellung im Zylinderkopf 5 gehalten.
  • In Figur 2 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Im Vergleich zu Figur 1 unterscheidet sie sich dadurch, dass der Drehschieber 7 anstelle der in Figur 1 dargestellten Steuerbahn 10 einen Steuerraum 15 umfasst. In der für den linken Zylinder 1 dargestellten Position des Drehschiebers 7 ist der Steuerraum 15 über einen Kanal 16, der im Drehschieber 7 angeordnet ist, mit dem Einlass 17 des Zylinders 1 verbunden. Das Steuerelement 9, beispielsweise ein Steuerkolben, ist in einer Ausnehmung 20 im Zylinderkopf 5 geführt und betätigt bei im Steuerraum 15 anliegendem Druck das Ventil 11 in dessen Öffnungsrichtung. Liegt am Steuerraum 15 kein Druck an, so ist das Ventil 11 gegen seinen Dichtsitz geschlossen gehalten (rechter Zylinder). Das Ventil 11 ist federvorgespannt und wird ohne Betätigungsdruck im Steuerraum 15 in Schließstellung gegen seinen Dichtsitz gedrückt. Im Arbeitstakt bei Expansion des Dampfes im Arbeitsraum 6 wirkt zusätzlich der Innendruck, wodurch die besonders gute Dichtwirkung des Ventils 11 unterstützt wird. Das Ventil 11 ist über den gesondert zugeführten Steuerdruck in Richtung des Pfeils 12 betätigbar, wenn der Steuerraum 15 über den Kanal 16 mit dem Einlassdruck verbunden ist. Steuerraum 15 und Kanal 16 sind in den Drehschieber 7 eingearbeitet und bewegen sich mit diesem. Ist während des Umlaufs des Drehschiebers 7 der Kanal 16 am Einlass 17 angekommen, wird durch den am Einlass 17 anliegenden Druck das Steuerelement 9 (hier der Steuerkolben) gegen das Ventil 11 gedrängt. Der Drehschieber 7 ist mit einer zentralen Abtriebswelle 18 (nicht dargestellt) gekoppelt, so dass der Drehschieber 7 synchron mit der zentralen Abtriebswelle 18 (Fig. 3) umläuft. Der Kanal 16 und der Steuerraum 15 sind wie die Öffnung 8 so in den Drehschieber 7 eingebracht, dass sie phasenrichtig den Auslass 4 freigeben und gleichzeitig das Ventil 11 öffnen.
  • In Figur 3 ist die Axialkolbenmaschine 2 in einer Draufsicht dargestellt. Um eine zentrale Abtriebswelle 18 sind vier Zylinder Z1-4 angeordnet, welche der Bauart einer Axialkolbenmaschine 2 entsprechend auf eine Schrägscheibe - nicht dargestellt - einwirken und die zentrale Abtriebswelle 18 treiben. Der Drehschieber 7 ist dabei mit der Abtriebswelle 18 gekoppelt und sichert somit ein taktrichtiges Ansteuern der jeweiligen Ein- 17 und Auslässe 4 der Zylinder Z1-4. Im Drehschieber 7 sind umlaufend auf Kreisbahnen 19 Öffnungen für die jeweiligen Einlässe 17 und die Auslässe 4 eingebracht, welche beim Umlauf des Drehschiebers 7 die Einlässe 17 der jeweiligen Zylinder Z1-4 freigeben. Durch die feste Kopplung des Drehschiebers 7 mit der zentralen Abtriebswelle 18 wird mit der Position und Größe der Öffnungen 8 im Drehschieber 7 das Steuerregime für Ein- 17 und Auslass 4 der jeweiligen Zylinder Z1-4 festgelegt. Bei einer Ausführungsform gemäß der in Figur 1 gezeigten sind die in Ausnehmungen 20 im Zylinderkopf 5 geführten Steuerelemente 9 über die im Drehschieber 7 angeordnete Steuerbahn 10 betätigbar.
  • Figur 4 zeigt schematisch eine Prinzipdarstellung einer Zylinder-Kolben-Einheit Z in einer Ansicht von innen auf den Zylinderkopf 5. Vereinfacht dargestellt wurden nur die erfindungswesentlichen Details. Im Zylinderkopf 5 des Zylinders 1 sind dessen Einlass 17 und Auslass 4 dargestellt. Ein- 17 und Auslass 4 werden von dem darüber liegenden Drehschieber 7 (nicht dargestellt) gesteuert. Entsprechend dem anliegenden Druck öffnet ein selbsttätiges Ventil 21, welches vorgespannt gegen den Zylinderkopf 5 gehalten ist und den Einlass 17 überdeckend ausgeführt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist das selbsttätige, druckgesteuerte Ventil 21 ein Plattenventil, das aus einem Federmaterial gefertigt ist und gegen den Einlass 17 gespannt gehalten ist. Ein weiteres druckgesteuertes, fremdbetätigtes Ventil 11, welches als Plattenventil ausgeführt ist, wird durch ein Steuerelement 9 betätigt. Es ist vorgespannt gegen den Zylinderkopf 5 gehalten und den Auslass 4 überdeckend ausgeführt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Zylinder
    2
    Axialkolbenmaschine
    3
    Pfeil
    4
    Auslass
    5
    Zylinderkopf
    6
    Arbeitsraum
    7
    Drehschieber
    8
    Öffnung
    9
    Steuerelement
    10
    Steuerbahn
    11
    Druckgesteuertes, fremdbetätigtes Ventil
    12
    Pfeil
    13
    Aussparung
    14
    Schadraum
    15
    Steuerraum
    16
    Kanal
    17
    Einlass
    18
    zentrale Abtriebswelle
    19
    Kreisbahnen
    20
    Ausnehmung im Zylinderkopf
    21
    Plattenventil Einlass (selbsttätig, druckgesteuert)
    Z
    Zylinder-Kolben-Einheit
    Z1-4
    Zylinder

Claims (9)

  1. Steuerorgan für eine Zylinder-Kolben-Einheit, wobei der Zylinder (1) einen Zylinderkopf (5), einen Einlass (17), einen Auslass (4), einen Arbeitsraum (6) und einen Drehschieber (7) umfasst,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Auslass (4) über den Drehschieber (7) und über ein druckgesteuertes, fremdbetätigtes Plattenventil (11) gesteuert wird.
  2. Steuerorgan für eine Zylinder-Kolben-Einheit nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Arbeitsraum (6) gegenüber dem Schadraum (14), der zwischen dem Arbeitsraum (6) und dem Drehschieber (7) ist, über das druckgesteuerte, fremdbetätigte Plattenventil (11) trennbar ist.
  3. Steuerorgan für eine Zylinder-Kolben-Einheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das druckgesteuerte, fremdbetätigte Plattenventil (11) ein federbelastetes Ventil ist.
  4. Steuerorgan für eine Zylinder-Kolben-Einheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Drehschieber (7) eine Steuerbahn (10) umfasst, die über ein Steuerelement (9) auf das druckgesteuerte, fremdbetätigte Plattenventil (11) wirkt, wobei das Steuerelement in dem Zylinderkopf (5) in einer Ausnehmung (20) geführt ist.
  5. Steuerorgan für eine Zylinder-Kolben-Einheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Steuerelement (9) eine Steuerkugel ist.
  6. Steuerorgan für eine Zylinder-Kolben-Einheit nach Anspruch 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das druckgesteuerte, fremdbetätigte Plattenventil (11) mittels des am Einlass (17) anliegenden Druckes des Arbeitsmediums steuerbar ist.
  7. Steuerorgan für eine Zylinder-Kolben-Einheit nach Anspruch 1 bis 3 und 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Drehschieber (7) einen Durchgang aufweist, über den der Einlass (17) und eine Seite des Steuerelementes (9) verbindbar sind und das Steuerelement (9) dichtend im Zylinderkopf 5 gehalten ist und einen Steuerkolben zum Öffnen des Ventils (11) bildet.
  8. Steuerorgan für eine Zylinder-Kolben-Einheit nach Anspruch 1 bis 3 und 6 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Durchgang im Drehschieber (7) aus einem Kanal (16) und einem Steuerraum (15) besteht.
  9. Steuerorgan für eine Zylinder-Kolben-Einheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das druckgesteuerte, fremdbetätigte Plattenventil (11) in seiner Schließstellung vorgespannt gegen den Zylinderkopf (5) gehalten ist und druckgesteuert geöffnet wird.
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