DE1249594B - - Google Patents

Description

DEUTSCHES IM PATENTAMTGERMAN IN THE PATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Deutsche Kl.: 46 d - 5/01 German class: 46 d - 5/01

Nummer: 1 249 594Number: 1 249 594

Aktenzeichen: K 556661 a/46 dFile number: K 556661 a / 46 d

1 249 594 Anmeldetag: 29. März 19651 249 594 filing date: March 29, 1965

Auslegetag: 7. September 1967Opened on: September 7, 1967

Die Erfindung betrifft eine Umsteuereinrichtung für einen mit gasförmigem Druckmittel betriebenen Schubkolbenmotor und geht aus von der im deutschen Patent 1 230 263 beschriebenen Umsteuereinrichtung mit zwei vom Motorkolben beim Durchgang durch die Totlagen betätigten Steuerventilen und einem von den Steuerventilen gesteuerten Hauptsteuerorgan, das ein Steuergehäuse, einen unter dem Einfluß dse Druckmittels in einem Steuergehäuse zwischen zwei Steuerdruckkammern verschiebbaren Steuerkolben und einen mit dem Steuerkolben gekoppelten Steuerschieber für die Umsteuerung der Bewegungsrichtung des Motorkolbens enthält und bei dem die Steuerdruckkammern über je eine im Steuerkolben vorgesehene.Bohrung, vom Druckmittel gesteuertes Hilfssteuerventil mit der Strömungsmitteldruckquelle und über je eines der Steuerventile mit einem Bereich niedrigeren Druckes verbunden sind, wobei jedes Steuerventil so ausgebildet ist, daß es normalerweise geschlossen ist, bei Betätigung durch den Motorkolben jedoch geöffnet wird und die zugehörige Steuerdruckkammer entlastet, und wobei das Hilfssteuerventil so ausgebildet ist, daß es durch den beim Entlasten einer Steuerdruckkammer an ihm auftretenden Druckabfall die zu dieser Steuerdruckkammer führende Bohrung absperrt.The invention relates to a reversing device for a device operated with a gaseous pressure medium Piston engine and is based on the reversing device described in German Patent 1 230 263 with two control valves actuated by the engine piston when passing through the dead positions and one of the control valves controlled main control member, which has a control housing, one below the Influence of the pressure medium displaceable in a control housing between two control pressure chambers Control piston and a control slide coupled to the control piston for reversing the Contains direction of movement of the motor piston and in which the control pressure chambers each have one im Bore provided for the control piston, pilot valve controlled by the pressure medium with the fluid pressure source and are connected to an area of lower pressure via one of the control valves, each control valve being adapted to be normally closed when actuated by however, the engine piston is opened and the associated control pressure chamber is relieved, and where the auxiliary control valve is designed so that it is through the relieving of a control pressure chamber on him occurring pressure drop closes the bore leading to this control pressure chamber.

Schubkolbenmotoren der angegebenen Art werden hauptsächlich für den Antrieb doppeltwirkender Einzylinderpumpen benutzt, mit denen Lacke und andere Anstrichmittel ohne Verwendung eines Treibgases und ohne Zwischenschaltung eines als Windkessel wirkenden Luftpolsters direkt aus einer Hartmetalldüse unter hohem Druck versprüht werden. Bei derartigen Anwendungen kommt es entscheidend darauf an, die in den Totpunkten des Motorkolbens des Schubkolbenmotors auftretende Unterbrechung der Kraftabgabe so kurz wie möglich zu machen. Schubkolbenmotoren mit kurzen Umsteuerzeiten sind aber auch für andere Anwendungsgebiete sehr zweckmäßig, so daß die Erfindung nicht auf die Verwendung derartiger Motoren für Farbspritzanlagen beschränkt ist.Piston engines of the specified type are mainly used to drive double-acting single-cylinder pumps used with which varnishes and other paints without the use of a propellant gas and without the interposition of an air cushion acting as an air chamber directly from a hard metal nozzle be sprayed under high pressure. In such applications, it is crucial on, the interruption of the piston engine occurring in the dead centers of the piston engine To make the power output as short as possible. Piston engines with short reversing times are, however Also very useful for other areas of application, so that the invention does not apply to the use such motors for paint spray systems is limited.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem Schubkolbenmotor der eingangs angegebenen Art die an sich schon kurze Umsteuerzeit noch weiter herabzusetzen, so daß auch bei sehr langsamen Bewegungen des Motorkolbens die Umsteuerung in dem Totpunkt sehr rasch erfolgt.The present invention is based on the object of the above-mentioned piston engine Kind of reducing the already short reversing time even further, so that even with very slow ones Movements of the engine piston, the reversal in the dead center takes place very quickly.

Nach der vorliegenden Erfindung wird bei einem Schubkolbenmotor der angegebenen Art die gestellte Aufgabe im wesentlichen gelöst durch die Verwendung eines an die zugehörige Steuerdruckkammer Umsteuereinrichtung für einen mit gasförmigem Strömungsmittel betriebenen SchubkolbenmotorAccording to the present invention, in a reciprocating piston engine of the specified type, the provided The object is essentially achieved through the use of a control pressure chamber connected to the associated control pressure chamber Reversing device for a thrust piston engine operated with gaseous fluid

Zusatz zum Patent: 1 230 263Addendum to the patent: 1 230 263

Anmelder:Applicant:

Harry Krüger G. m. b. H.,
Hamburg-Lokstedt, Grelckstr. 34Harry Krüger G. mb H.,
Hamburg-Lokstedt, Grelckstr. 34

Als Erfinder benannt:
Harry Scheffer, HamburgNamed as inventor:
Harry Scheffer, Hamburg

angeschlossenen Steuerventilgehäuses, eines Verbindungskanals, der zwischen dem Steuerventilgehäuse und dem bei der zugehörigen Totlage des Motorkolbens verbleibenden kleineren Arbeitsraum des Motorzylinders verläuft, eines im Steuerventilkörper beweglich gelagerten Dichtungskörpers, der in seiner einen Endlage das im Steuerventilgehäuse liegende Ende des Verbindungskanals in einem Dichtungssitz abdichtend umgibt, und eines in den Arbeitsraum vorstehenden und vom Motorkolben beim Durchgang durch die zugehörige Totlage vorschiebbaren Betätigungsstift, der über eine Druckfeder am Dichtungskörper so abgestützt ist, daß er beim Vorschieben zuerst die Druckfeder spannen und dann den Dichtungskörper vom Dichtungssitz abheben kann.
Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird erreicht, daß der Betätigungsstift, wenn er vom Motorkolben bei dessen Annäherung an seine Totlage allmählich vorgeschoben wird, zunächst über die Druckfeder eine steigende Kraft in Öffnungsrichtung auf den Dichtungskörper ausübt, der von dem im Steuerventilgehäuse, in dem Verbindungskanal und in der zugehörigen Druckkammer herrschenden Druck auf seinen Dichtungssitz gepreßt wird. Anconnected control valve housing, a connection channel which runs between the control valve housing and the smaller working space of the motor cylinder remaining in the associated dead position of the motor piston, a sealing body movably mounted in the control valve body, which in its one end position surrounds the end of the connection channel located in the control valve housing in a sealing seat, and an actuating pin which protrudes into the working space and can be advanced by the engine piston when passing through the associated dead center, which is supported by a compression spring on the sealing body so that it can first tension the compression spring when it is advanced and then lift the sealing body from the seal seat.
The construction according to the invention ensures that the actuating pin, when it is gradually advanced by the engine piston as it approaches its dead center, initially exerts an increasing force in the opening direction on the sealing body via the compression spring, which is controlled by the one in the control valve housing, in the connecting channel and in the pressure prevailing in the associated pressure chamber is pressed onto its sealing seat. At

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einer bestimmten Stelle eines Bewegungsweges hat der Betätigungsstift des Steuerventils die Druckfeder so weit zusammengedrückt, daß die auf den Bichtungskörper in Öffnungsrichtung ausgeübte Kraft die schließende Druckkraft überwindet. Als Folge davon wird der Dichtungskörper zunächst geringfügig von seinem Dichtungssitz abgehoben. Dadurch dringt jedoch sofort das unter hohem Druck im Steuerventilgehäuse stehende Strömungsmittel in den bisher vom Dichtungskörper abgesperrten Teil ein; der den Dichtungskörper festhaltende Druckunterschied gleicht sich rasch aus, und der Dichtungskörper wird durch die Kraft der gespannten Druckfeder heftig in seine weit geöffnete Stellung bewegt. Durch diese Auslösewirkung des erfindungsgemäßen Steuerventils wird die zugehörige Steuerdruckkammer schlagartig in den unter geringem Druck stehenden kleineren Arbeitsraum des Motorzylinders entlastet, so daß das Hauptsteuerventil augenblicklich umgeschaltet wird. Es ist klar, daß infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung des Steuerventils die Geschwindigkeit, mit der sich der Motorkolben bewegt und mit der infolgedessen auch der Betätigungsstift des Steuerventils vorgeschoben wird, bei diesem Vorgang überhaupt keine Rolle mehr spielt.At a certain point of a movement path, the actuating pin of the control valve has the compression spring compressed so far that the force exerted on the sealing body in the opening direction the overcomes closing pressure force. As a result, the seal body is initially slightly affected lifted from its sealing seat. However, this immediately penetrates the control valve housing under high pressure standing fluid in the part previously shut off by the sealing body; the the pressure difference holding the seal body is quickly equalized and the seal body becomes moved violently into its wide open position by the force of the tensioned compression spring. Through this The associated control pressure chamber is suddenly triggered by the control valve according to the invention relieved into the smaller working space of the engine cylinder, which is under low pressure, so that the Main control valve is switched over immediately. It is clear that as a result of the training according to the invention of the control valve determines the speed at which the engine piston moves and, as a result, at which the actuating pin of the control valve is also advanced, none at all during this process Role plays more.

Nach der im Hauptpatent beschriebenen Weise bewirkt ein im Steuerkolben des Hauptsteuerventils angeordneter Ventilkörper, der als doppelseitiges Rückschlagventil wirkt, bei der Entlastung einer Steuerdruckkammer die selbsttätige Absperrung dieser Steuerdruckkamer gegen den Zufluß weiteren Strömungsmittels. Dabei wird insbesondere eine im Steuerkolben axial zwischen zwei ringförmigen Dichtungen bewegliche Ventilkugel als Ventilkörper benutzt. Eine derartige Kugel besitzt ein nicht vernachlässigbares Eigengewicht, so daß es vorkommen kann, daß durch das Gewicht und die Trägheit dieser Kugel der Umsteuervorgang insbesondere bei senkrecht stehendem Hauptsteuerventil in den beiden Totlagen verschieden schnell erfolgt. Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung kann dieser machmal unerwünschte nachteilige Einfluß auf die Umsteuerzeit dadurch vermieden und die Umsteuerzeit dadurch weiter herabgesetzt werden, daß das Hilfssteuerventil zwei dem Druck der Strömungsmittelquelle ausgesetzte, stumpfwinklig aneinanderstoßende, im wesentlichen ebene Ventilsitzfiäche, in die je eine der zu den Steuerdruckkammern führenden Bohrungen mündet, und eine an der Stoßstelle der Ventilsitzflächen in ihrem Schwerpunkt schwenkbar gelagerte leichte Ventilklappe aufweist. Eine solche Klappe kann in ihrem Schwerpunkt aufgehängt werden, so daß eine Verzögerung oder Lageabhängigkeit des Umschaltvorganges durch das Gewicht oder die Trägheit des Ventilkörpers mit Sicherheit vermieden wird.In the manner described in the main patent, an effect in the control piston of the main control valve arranged valve body, which acts as a double-sided check valve, when relieving a Control pressure chamber the automatic shut-off of this control pressure chamber against the inflow of further Fluid. In particular, one in the control piston is axially positioned between two annular seals movable valve ball used as valve body. Such a sphere has a non-negligible one Dead weight, so that it can happen that due to the weight and inertia of this ball the reversal process, especially when the main control valve is vertical in the two dead positions takes place at different speeds. According to a further feature of the present invention this can sometimes undesirable adverse influence on the changeover time thereby avoided and the changeover time can be further reduced by the fact that the pilot valve corresponds to the pressure of the fluid source exposed, obtuse angled, essentially flat valve seat surface, in each of which opens one of the bores leading to the control pressure chambers, and one at the joint the valve seat surfaces has pivotably mounted light valve flap in its center of gravity. One such a flap can be hung in its center of gravity, so that a delay or position dependency the switching process avoided with certainty by the weight or the inertia of the valve body will.

Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung kann eine ebenfalls der raschen Umschaltung förderliche schnelle Entlastung des unter hohem Strömungsmitteldruck stehenden größeren Arbeitsraumes gleichzeitig mit dem schlagartig erfolgenden Umschalten dadurch erzielt werden, daß an jedem der in dem Totpunkt des Motorkolbens verbleibenden kleineren Arbeitsräume des Motorzylinders je ein Abblaseventil mit einem Durchgang und einem in einem Abblaseventilzylinder geführten Schließkolben für die Sperrung des Durchganges angeordnet ist. wobei der Schließkolben auf seinem gehäuseseitigenAccording to a further feature of the present invention, one can also use rapid switching conducive to rapid relief of the larger working area, which is under high fluid pressure, at the same time as the sudden one Switching can be achieved in that at each of the remaining in the dead center of the engine piston smaller working spaces of the motor cylinder each have a relief valve with a passage and an in a relief valve cylinder guided closing piston for blocking the passage is arranged. the closing piston on its housing-side

Ende über eine Verbindung zwischen dem Abblaseventilzylinder und derjenigen Steuerdruckkammer, die an das Steuerventil des anderen kleineren Arbeitsraumes angeschlossen ist, druckbelastet ist. Bei der Verwendung derartiger erfindungsgemäßer Abblaseventile wird somit erreicht, daß bei der schlagartig erfolgenden Entlastung der Steuerdruckkammer während des Umschaltvorganges der jeweils unter Druck stehende größere Arbeitsraum ebenso schlagartigEnd via a connection between the relief valve cylinder and that control pressure chamber, which is connected to the control valve of the other smaller working space, is pressurized. In the Use of such relief valves according to the invention is thus achieved that suddenly taking place relief of the control pressure chamber during the switching process of each under pressure standing larger work space just as suddenly

ίο entlastet wird, so daß die Bewegung des Kolbens in der umgekehrten Richtung sofort mit voller Kraft einsetzen kann. ίο is relieved so that the movement of the piston in the opposite direction can start immediately with full force.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen hervor, die in den Zeichnungen dargestellt sind.Further features and advantages of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments shown in the drawings.

Fig. 1 erläutert an einem schematischen Schnittbild die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Steuerventile;Fig. 1 explains the mode of operation of the invention using a schematic sectional view Control valves;

ao F i g. 2 zeigt eine Seitenansicht eines Steuerkolbens mit dem erfindungsgemäßen plattenförmigen Ventilkörper; ao F i g. 2 shows a side view of a control piston with the plate-shaped valve body according to the invention;

F i g. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2;F i g. 3 shows a section along the line 3-3 of FIG. 2;

F i g. 4 zeigt schematisch im Schnitt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schubkolbenmotors, bei dem die erfindungsgemäßen Abblaseventile vorgesehen sind.F i g. 4 shows schematically in section a further embodiment of a thrust piston engine according to the invention, in which the relief valves according to the invention are provided.

In den Zeichnungen sind die Verbindungsleitungen der Einfachheit halber frei liegend gezeichnet, obwohl sie bei den tatsächlich ausgeführten Konstruktionen innerhalb der Gehäusewandungen verlaufen.In the drawings, the connecting lines are drawn exposed for the sake of simplicity, although they run within the housing walls in the constructions actually carried out.

Nach Fig. 1 ist in einem Motorgehäuse 11 ein Motorkolben 17 an einer Kolbenstange 25 verschiebbar gelagert, so daß ein oberer Arbeitsraum 117 und ein unterer Arbeitsraum 118 gebildet werden. Die Zu- und Abfuhr des gasförmigen Strömungsmittels für den Betrieb des Motors zu den Arbeitsräumen 117 und 118 erfolgt über die Leitungen HU und HO. According to FIG. 1, a motor piston 17 is slidably mounted on a piston rod 25 in a motor housing 11, so that an upper working space 117 and a lower working space 118 are formed. The supply and discharge of the gaseous fluid for the operation of the engine to the working spaces 117 and 118 takes place via the lines HU and HO.

Diese Leitungen sind an einem Ventilblock 69 angeschlossen und können mit Hilfe eines Steuerschiebers 67 wechselweise an einen Auslaß LA oder an einen Einlaß LE angeschlossen werden. Der Einlaß LE für das unter Druck stehende Strömungsmittel ist im mittleren Teil des Ventilblocks 69 vorgesehen. In diesem Ventilblock 69 ist ein Steuerventilkolben 61 axial beweglich in den Steuerkolbenbuchsen 51 geführt und mechanisch mit dem Schieber 67 gekoppelt. Der Steuerkolben 61 und der Schieber 67 bilden zusammen das Haupisteuerventil.These lines are connected to a valve block 69 and can be connected alternately to an outlet LA or to an inlet LE with the aid of a control slide 67. The inlet LE for the pressurized fluid is provided in the central part of the valve block 69. In this valve block 69, a control valve piston 61 is guided in an axially movable manner in the control piston bushing 51 and is mechanically coupled to the slide 67. The control piston 61 and the slide 67 together form the main control valve.

Der Steuerkolben 61 ist an seinen beiden Enden mit Dichtringen 62 versehen, so daß er bei seiner Bewegung zwischen seinen Enden und den benachbarten Enden der Steuerkolbenbuchsen 51 Steuerdruckkammern 110 von veränderlichem Volumen bildet. Jede dieser Steuerdruckkammern 110 ist über eine Leitung 130 mit dem Inneren eines SteuerventilsThe control piston 61 is provided at both ends with sealing rings 62, so that it is at his Movement between its ends and the adjacent ends of the control piston bushings 51 control pressure chambers 110 of variable volume forms. Each of these control pressure chambers 110 is over a conduit 130 having the interior of a control valve

180 verbunden, dessen Gehäuse 181 in eine Stirnfläche des Motorgehäuses 11 dicht eingeschraubt ist.180 connected, the housing 181 of which is screwed tightly into an end face of the motor housing 11.

Zwischen dem Innenraum des SteuerveniiigehäusesBetween the interior of the control valve housing

181 und dem bei der zugehörigen Totlage des Motorkolbens 17 verbleibenden kleineren Arbeitsraum des Motorzyiinders erstreckt sich ein im Steuerventilgehäuse vorgesehener Verbindungskanal 105. An seinem im Inneren des Steuervenüigehäuses 181 gelegenen Ende ist dieser Verbindungskanal mit Hilfe eines haubenförmigen Dichtungskörpers 106 entlang einer Dichtlinie 107 gegen das Innere des Steuer-181 and the smaller working space of the remaining with the associated dead position of the motor piston 17 A connecting duct 105 provided in the control valve housing extends at its motor cylinder in the interior of the control unit housing 181, this connecting channel is with the help a hood-shaped sealing body 106 along a sealing line 107 against the interior of the control

ventilgehäuses 181 abgedichtet. Im Verbindungskanal 105 ist ein Betätigungsstift 182 von kleinerem Querschnitt als der Verbindungskanal verschiebbar gelagert und ragt so in den Motorzylinder hinein, daß er vom Motorkolben 17 bei der Annäherung an seine Totlage in das Steuerventilgeh äuse 181 vorgeschoben werden kann. An seinem anderen Ende ist der Stift 182 über eine Druckfeder 183 gegen die Innenseite des haubenförmigen Dichtungskörpers 106 abgestützt. Der Dichtungskörper kann auf (nicht dargestellte) bekannte Weise geführt sein, beispielsweise unter Verwendung einer schwachen Feder 119, die gleichzeitig die Schließbewegung des Ventilkörpers einleitet.valve housing 181 sealed. In the connecting channel 105 , an actuating pin 182 of a smaller cross-section than the connecting channel is slidably mounted and protrudes into the engine cylinder so that it can be advanced into the control valve housing 181 by the engine piston 17 as it approaches its dead center. At its other end, the pin 182 is supported against the inside of the hood-shaped sealing body 106 via a compression spring 183. The sealing body can be guided in a known manner (not shown), for example using a weak spring 119 which simultaneously initiates the closing movement of the valve body.

Der in den Steuerkolbenbuchsen 51 axial verschiebbar gelagerte Steuerkolben 61 ist mit einer durchgehenden Bohrung 63 versehen, in welcher in der Mitte zwei Ventilsitze für einen Ventilkörper 66 sowie eine Steuerbohrung 120 vorgesehen sind. Je nach der Lage des Ventilkörpers 66 kann eine der beiden Hälften der Durchgangsbohrung 63 abgesperrt und die andere Hälfte mit dem unter Druck stehenden Strömungsmitteleingang LE verbunden sein. Die Bewegung des Ventilkörpers 66 erfolgt unter dem Einfluß der an ihm angreifenden Drücke. Der Steuerkolben 61 kann unter dem Einfluß der in den Steuerdruckkammern 110 herrschenden Drücke verschoben werden. In Fig. 1 ist eine Endstellung des Steuerkolbens 61 gezeigt, in welcher die obere Steuerdruckkammer ganz vom Steuerkolben 61 ausgefüllt wird, während am unteren Ende des Steuerkolbens 61 die Steuerdruckkammer 110 ihr maximales Volumen hat. In der dargestellten Stellung des Steuerschiebers 67 ist die obere Leitung HO mit dem Strömungsmitteleinlaß LE und die untere Leitung HU mit dem Auslaß LA verbunden. Demzufolge herrscht im Arbeitsraum 117 des Motorgehäuses 11 der hohe Druck des Strömungsmittel-Einganges LE, und im unteren Arbeitsraum 118 des Motorgehäuses 11 herrscht der niedrigere Druck des Auslasses LA Der Kolben 17 kann sich demzufolge nach unten bewegen. The control piston 61, which is mounted axially displaceably in the control piston bushings 51, is provided with a through bore 63 in which two valve seats for a valve body 66 and a control bore 120 are provided in the middle. Depending on the position of the valve body 66 , one of the two halves of the through hole 63 can be shut off and the other half can be connected to the pressurized fluid inlet LE . The movement of the valve body 66 takes place under the influence of the pressures acting on it. The control piston 61 can be displaced under the influence of the pressures prevailing in the control pressure chambers 110. 1 shows an end position of the control piston 61 in which the upper control pressure chamber is completely filled by the control piston 61 , while the control pressure chamber 110 has its maximum volume at the lower end of the control piston 61. In the illustrated position of the control slide 67 , the upper line HO is connected to the fluid inlet LE and the lower line HU is connected to the outlet LA . Accordingly, the high pressure of the fluid inlet LE prevails in the working space 117 of the motor housing 11 , and the lower pressure of the outlet LA prevails in the lower working space 118 of the motor housing 11. The piston 17 can accordingly move downwards.

Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Schubkolbenmotors soll nun beschrieben werden. Wenn der Kolben 17 auf seinem gemäß F i g. 1 nach unten verlaufenden Weg sich dem unteren Totpunkt nähert, drückt er den Betätigungsstift 182 des unteren Steuerventils 180 nach innen. Im unteren Arbeitsraum 118, im Verbindungskanal 105 und im Inneren der Dichtungshaube 106 herrscht der niedrigere Druck des Auslasses LA. Im Steuerventilgehäuse 181, in der Leitung 130 und in der zugehörigen Steuerdruckkammer 110 herrscht dagegen der hohe Druck des Strömungsroitteleingangs LE, weil ja der Steuerkolben 61 durch diesen Druck in die dargestellte Endlage geschoben worden ist. Somit liegt an der Dichtungshaube 106 eine erhebliche Druckdifferenz, die die Dichtungshaube 106 fest auf ihren Dichtsitz 107 preßt. Das Vorschieben des Betätigungsstiftes 182 durch den sich seiner Totlage nähernden Kolben 17 bewirkt also zunächst nur ein Zusammendrücken der Druckfeder 183. An einer bestimmten Stelle dieses Vorganges, spätestens jedoch beim Anstoß des inneren Endes des Betätigungssiiftes 182 an der Innenseite der Dichtungshaube 105 wird die Dichtungshaube je nach der Geschwindigkeit des Kolbens 17 mehr oder weniger langsam angehoben. Sobald dabei auch nur die geringste Undichtigkeit in der Dichtfläche 107 auftritt, strömt das unter hohem Druck stehende Strömungsmittel durch diese Undichtigkeit und verringert dadurch die an der Dichthaube 106 stehende Druckdifferenz, so daß die Dichthaube unter dem Einfluß der Druckfeder 183 sich öffnet und unter dem Einfluß der damit fortschreitenden Verminderung der in Schließrichtung wirkenden Druckdifferenz mit großer Geschwindigkeit voll geöffnet wird. Dieser Vorgang ist, nachdem er einmal durch eine anfängliche geringe Undichtigkeit an derThe operation of the reciprocating piston engine according to the invention will now be described. When the piston 17 is on its according to FIG. 1 downwardly approaching the bottom dead center, he pushes the actuating pin 182 of the lower control valve 180 inward. The lower pressure of the outlet LA prevails in the lower working space 118, in the connecting channel 105 and in the interior of the sealing hood 106. In the control valve housing 181, in the line 130 and in the associated control pressure chamber 110 , however, the high pressure of the flow channel inlet LE prevails because the control piston 61 has been pushed into the illustrated end position by this pressure. Thus, there is on the seal cap 106 is a considerable pressure differential which presses the seal cap 106 firmly on its sealing seat 107th The advancement of the actuation pin 182 caused by the approaching its dead center piston 17 thus initially only a compression of the compression spring 183. At a certain point of this process, but no later than when abutting the inner end of Betätigungssiiftes 182 on the inside of the sealing cap 105 is the sealing hood per raised more or less slowly according to the speed of the piston 17. As soon as even the slightest leak occurs in the sealing surface 107 , the fluid under high pressure flows through this leak and thereby reduces the pressure difference on the sealing hood 106 , so that the sealing hood opens under the influence of the compression spring 183 and under the influence the progressive reduction in the pressure difference acting in the closing direction is fully opened at high speed. This process is after going through an initial minor leak at the

ίο Dichtstelle 107 eingeleitet worden ist, von der Geschwindigkeit des Motorkolbens 17 vollständig unabhängig. Durch die plötzliche Öffnung des Verbindungskanals 105 wird die zugehörige Steuerdruckkammer 110 sehr rasch entlastet. Durch den in der unteren Hälfte der Durchgangsbohrung 63 des Steuerkolbens 61 dadurch erzeugten plötzlichen Druckabfall wird der Ventilkörper 66 mit großer Kraft auf den unteren Ventilsitz gedrückt und verschließt die untere Hälfte der Durchgangsbohrung 63. Der Steuerkolben 61 wird durch den in der Ausnehmung am oberen Ende der Durchgangsbohrung 63 herrschenden hohen Druck des Strömungsmitteleingangs LE mit großer Kraft nach unten verschoben. Dadurch wird der Schieber 67 in die andere Endstellung gefahren, so daß nunmehr die obere Leitung HO mit dem Auslaß LA und die untere Leitung mit dem Strömungsmitteleinlaß LL⁷ verbunden wird. Dadurch wird nunmehr der untere Arbeitsraum 118 unter Druck gesetzt, während der obere Arbeitsraum 117 über die Leitung HO entlastet wird. Wie ohne weiteres ersichtlich ist, wird dadurch die Dichthaube des oberen Steuerventils infolge des am oberen Ende des Steuerkolbens 61 herrschenden hohen Druckes fest in einem Dichteingriff auf ihren Dichtsitz gepreßt, so daß nunmehr das obere Steuerventil in der gleichen Weise betätigt werden kann, wie es hier beschrieben worden ist. Die auf ihr Minimalvolumen verkleinerte untere Steuerdruckkammer 110 wird über den Verbindungskanal 105, das infolge der Wirkung der Druckfeder 183 geöffnete Steuerventil 180 und die Leitung 130 gleichfalls unter Druck gesetzt. ίο sealing point 107 has been initiated, completely independent of the speed of the motor piston 17. Due to the sudden opening of the connecting channel 105 , the associated control pressure chamber 110 is very quickly relieved. Through the bottom in the half of the through hole 63 of the control piston 61 by sudden pressure drop generated, the valve body 66 is pressed with great force on the lower valve seat and closes the lower half of the through hole 63. The control piston 61 is formed by the in the recess at the upper end Through bore 63 , the high pressure prevailing at the fluid inlet LE is shifted downward with great force. As a result, the slide 67 is moved into the other end position, so that the upper line HO is now connected to the outlet LA and the lower line to the fluid ^{inlet LL 7} . As a result, the lower working chamber 118 is now pressurized, while the upper working chamber 117 is relieved via the line HO. As is readily apparent, therefore the sealing cap of the upper control valve is pressed as a result of the pressure prevailing at the upper end of the control piston 61 of high pressure fixed in a sealing engagement at its sealing seat, so that now the upper control valve in the same way may be actuated, as here has been described. The lower control pressure chamber 110 , reduced to its minimum volume, is also put under pressure via the connecting channel 105, the control valve 180 , which is opened as a result of the action of the compression spring 183 , and the line 130.

In den F i g. 2 und 3 ist eine etwas andere Ausführungsform eines Steuerkolbens 61 für einen erfindungsgemäßen Schubkolbenmotor dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind statt der Durchgangsbohrung 63 zwei Bohrungen 101 und 102 vorgesehen, die in der dargestellten Weise zu Mündungen in zwei stumpfwinklig aneinanderstoßenden, im wesentlichen ebenen Ventilsitzflächen 103 und 104 führen. Diese Ventilsitzflächen sind in einem mittleren Kolbenabschnitt mit vermindertem Durchmesser auf der Kolbenaußenfläche vorgesehen, so daß sie dem Druck des Strömungsmittels im Strömungsmitteleingang LE ausgesetzt sind. An der Stoßstelle der beiden Ventilsitzfiächen 103 und 104 ist mit Hilfe eines Haltestiftes 108 ein Ventilkörper in Form einer leichten Ventilklappe 166 schwenkbar gelagert, so daß er beim Auftreten eines Unterdruckes in einer der Bohrungen 101 oder 102 von der dabei entstehenden Strömung dichtend auf die zugehörige Mündung gedrückt wird. Gegenüber einer Ventilkugel kann die Trägheit der Ventilklappe 166 durch Aufhängung im Schwerpunkt erheblich kleiner gehalten werden, so daß sich Verzögerungen des Umschaltvorganges durch die Trägheit oder das Gewicht des Ventilkörpers nicht mehr ergeben können.In the F i g. 2 and 3 , a somewhat different embodiment of a control piston 61 for a reciprocating piston engine according to the invention is shown. In this embodiment, instead of the through- bore 63, two bores 101 and 102 are provided which, in the manner shown, lead to openings in two essentially flat valve seat surfaces 103 and 104 abutting one another at an obtuse angle. These valve seat surfaces are provided in a central piston section with a reduced diameter on the piston outer surface, so that they are exposed to the pressure of the fluid in the fluid inlet LE. At the joint of the two valve seat surfaces 103 and 104 , a valve body in the form of a light valve flap 166 is pivotably mounted with the aid of a retaining pin 108 , so that when a negative pressure occurs in one of the bores 101 or 102 , the resulting flow seals the associated mouth is pressed. Compared to a valve ball, the inertia of the valve flap 166 can be kept considerably smaller by being suspended in the center of gravity, so that delays in the switching process can no longer occur due to the inertia or the weight of the valve body.

F i g. 4 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schubkolbenmotors, F i g. 4 shows another possible embodiment of a reciprocating piston engine according to the invention,

Claims (7)

bei dem außer einer etwas anderen Zufuhr des Strömungsmittels zu den Arbeitsräumen zusätzlich Abblaseventile 111 vorgesehen sind. In jeden der Zylinderdeckel des Motorgehäuses 11 ist ein Abblaseventil 111 dicht eingeschraubt. Das Abblaseventil besteht im wesentlichen aus einem als Gehäuse dienenden Abblaseventilzylinder 112 und einem darin abgedichtet geführten Schließkolben 113. Der Schließkolben 113 kann in seiner einen Endstellung an einem ringförmigen Ventilsitz 121 einen zum benachbarten Arbeitsraum führenden Durchgang 115 dicht verschließen. Auf der Gegenseite wird der Ventilkolben 113 durch eine Feder 116 und über eine Verbindung 114 von dem Druck derjenigen Steuerdruckkammer belastet, die an das Steuerventil 180 des anderen Zylinderdeckels angeschlossen ist. Ohne auf die bei dieser Ausführungsform etwas andere Gestaltung des Hauptsteuerventils und der Steuerschieber einzugehen, kann erkannt werden, daß sich bei der in F i g. 4 gezeigten Betriebsstellung der Kolben 17 nach oben bewegt. Die rechte Steuerdruckkammer 110 steht unter Druck, und der obere Arbeitsraum des Zylinders 11 ist mit dem Auslaß LA verbunden, so daß der Ventilkolben 113 des Abblaseventils 111 fest auf seinen Ventilsitz 121 gedrückt wird. Die zwischen dem Ventilsitz und der Dichtung des Ventilkolbens angeordneten Abblasebohrungen 122 sind demgemäß weder mit der Verbindung 114 noch mit dem zum Zylinder führenden Durchgang 115 verbunden. Wenn der Kolben 17 sich seiner oberen Totlage nähert und in der weiter oben beschriebenen Weise mit großer Plötzlichkeit umgesteuert wird, vermindert sich schlagartig der Druck in der rechten Steuerdruckkammer 110 und damit über die Leitung 114 auch oberhalb des Ventilkolbens 113. Der Ventilkolben 113 wird deshalb von dem in dem unteren Arbeitsraum herrschenden hohen Druck mit großer Kraft nach unten geschleudert, und der untere Arbeitsraum des Zylinders 11 wird über die mit großem Querschnitt ausgeführten Abblasebohrungen 122 in sehr kurzer Zeit weitgehend druckentlastet. Der Kolben 17 findet somit sofort nach seiner Umsteuerung keinen Gegendruck mehr auf seiner Unterseite vor und kann seinen Rückweg nach unten sofort mit voller Kraft beginnen. Um ein sicheres Schließen des Abblaseventils zu erzielen, kann entweder die am Durchgang 115 wirksame Querschnittsfläche des Ventilkolbens 113 kleiner sein als die im Inneren des Abblaseventilgehäuses 112 liegende wirksame Querschnittsfläche der Gegenseite, oder es kann, wie in F i g. 4 dargestellt, der Ventilkolben 113 durch eine Feder 116 in Schließrichtung vorgespannt sein. Patentansprüche:in which, apart from a slightly different supply of the fluid to the working spaces, blow-off valves 111 are also provided. A relief valve 111 is screwed tightly into each of the cylinder covers of the motor housing 11. The blow-off valve consists essentially of a blow-off valve cylinder 112 serving as a housing and a closing piston 113 guided in a sealed manner. On the opposite side, the valve piston 113 is loaded by a spring 116 and via a connection 114 by the pressure of that control pressure chamber which is connected to the control valve 180 of the other cylinder cover. Without going into the somewhat different design of the main control valve and the control slide in this embodiment, it can be seen that the configuration shown in FIG. 4 the operating position shown, the piston 17 is moved upwards. The right control pressure chamber 110 is under pressure, and the upper working space of the cylinder 11 is connected to the outlet LA, so that the valve piston 113 of the relief valve 111 is pressed firmly onto its valve seat 121. The blow-off bores 122 arranged between the valve seat and the seal of the valve piston are accordingly neither connected to the connection 114 nor to the passage 115 leading to the cylinder. When the piston 17 approaches its top dead center and is reversed in the manner described above with great suddenness, the pressure in the right control pressure chamber 110 and thus above the valve piston 113 via the line 114 suddenly decreases. The valve piston 113 is therefore from The high pressure prevailing in the lower working chamber is thrown downwards with great force, and the lower working chamber of the cylinder 11 is largely relieved of pressure in a very short time via the blow-off bores 122, which are designed with a large cross-section. The piston 17 thus finds no counterpressure on its underside immediately after it has been reversed and can immediately begin its way back down with full force. In order to achieve a reliable closing of the relief valve, either the cross-sectional area of the valve piston 113 effective at the passage 115 can be smaller than the effective cross-sectional area of the opposite side lying inside the relief valve housing 112, or, as in FIG. 4, the valve piston 113 can be biased by a spring 116 in the closing direction. Patent claims: 1. Umsteuereinrichtung für einen mit gasförmigem Druckmittel betriebenen Schubkolbenmotor, mit zwei vom Motorkolben beim Durchgang durch die Totlagen betätigten Steuerventilen und einem von den Steuerventilen gesteuerten Hauptsteuerorgan, das ein Steuergehäuse, einen unter dem Einfluß des Druckmittels in einem Steuergehäuse zwischen zwei Steuerdruckkammern verschiebbaren Steuerkolben und einen mit dem Steuerkolben gekoppelten Steuerschieber für die Umsteuerung der Bewegungsrichtung des 1. Reversing device for a thrust piston engine operated with gaseous pressure medium, with two control valves actuated by the motor piston when passing through the dead spots and a main control element controlled by the control valves, which has a control housing, a control piston which can be displaced under the influence of the pressure medium in a control housing between two control pressure chambers and a control valve control slide coupled to the control piston for reversing the direction of movement of the Motorkolbens enthält und bei dem die Steuerdruckkammern über je eine im Steuerkolben vorgesehene Bohrung und ein im Steuerkolben vorgesehenes, vom Druckmittel gesteuertes Hilfssteuerventil mit der Druckmittelquelle und über je eines der Steuerventile mit einem Bereich niedrigeren Druckes verbunden sind, wobei jedes Steuerventil so ausgebildet ist, daß es normalerweise durch Federkraft geschlossen ist, bei Betätigung durch den Motorkolben jedoch geöffnet wird und die zugehörige Steuerdruckkammer entlastet, und wobei das Hilfssteuerventil so ausgebildet ist, daß es durch den beim Entlasten einer Steuerdruckkammer an ihm auftretenden Druckabfall die zu dieser Steuerdruckkammer führende Bohrung absperrt, nach Patent 1 230 263, gekennzeichnet durch ein an die zugehörige Steuerdruckkammer (110) angeschlossenes Steuerventilgehäuse (181), einen Verbindungskanal (105), der zwischen dem Steuerventilgehäuse (181) und dem bei der zugehörigen Totlage des Motorkolbens (17) verbleibenden kleineren Arbeitsraum des Motorzylinders verläuft, einen im Steuerventilgehäuse beweglich gelagerten Dichtungskörper (106), der in seiner einen Endlage das im Steuerventilgehäuse liegende Ende des VerbindungskanalsContains engine pistons and in which the control pressure chambers are connected to the pressure medium source via a respective bore provided in the control piston and an auxiliary control valve controlled by the pressure medium and via one of the control valves to a region of lower pressure, each control valve being designed so that it is normally closed by spring force, but is opened when actuated by the motor piston and the associated control pressure chamber is relieved, and the auxiliary control valve is designed so that it closes the bore leading to this control pressure chamber due to the pressure drop occurring on it when relieving a control pressure chamber, according to patent 1230263, characterized by a corresponding to the control pressure chamber (110) connected control valve housing (181), a connecting channel (105) remaining between the control valve housing (181) and the associated at the dead center of the engine piston (17) of smaller Ar the engine cylinder, a sealing body (106) which is movably mounted in the control valve housing and which, in its one end position, the end of the connecting duct located in the control valve housing (105) in einem Dichtungssitz (107) abdichtend umgibt, und einen in den Arbeitsraum vorstehenden und vom Motorkolben (17) beim Durchgang durch die zugehörige Totlage verschiebbaren Betätigungsstift (182), der über eine Druckfeder (183) am Dichtungskörper (106) so abgestützt ist, daß er beim Verschieben zuerst die Druckfeder spannen und dann den Dichtungskörper vom Dichtungsitz abheben kann. (105) sealingly surrounds in a sealing seat (107) , and an actuating pin (182) protruding into the working space and displaceable from the motor piston (17) when passing through the associated dead position, which is supported on the sealing body (106) via a compression spring (183) is that when moving it can first tension the compression spring and then lift the seal body from the seal seat. 2. Umsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsstift (182) im Verbindungskanal (105) verschiebbar gelagert ist und so ausgebildet ist, daß er nur einen Teil des freien Querschnittes des Verbindungskanals ausfüllt.2. Reversing device according to claim 1, characterized in that the actuating pin (182) is slidably mounted in the connecting channel (105) and is designed so that it fills only part of the free cross section of the connecting channel. 3. Umsteuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungskörper3. Reversing device according to claim 2, characterized in that the sealing body (106) eine das innere Ende des Verbindungskanals (105) umschließende Haube ist. (106) is a hood surrounding the inner end of the connecting channel (105). 4. Umsteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfssteuerventil zwei dem Druck der Strömungsmittelquelle ausgesetzte, stumpfwinklig aneinanderstoßende, im wesentlichen ebene Ventilsitzfläche (103, 104), in die je eine der zu den Steuerdruckkammern (110) führenden Bohrungen (101,102) mündet, und eine an der Stoßstelle der Ventilsitzflächen schwenkbar gelagerte leichte Ventilklappe (166) aufweist.4. Reversing device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the auxiliary control valve has two substantially flat valve seat surfaces (103, 104) which are exposed to the pressure of the fluid source and abut at an obtuse angle, in each of which one of the bores leading to the control pressure chambers (110) (101,102) opens, and has a light valve flap (166) pivotably mounted at the joint of the valve seat surfaces. 5. Umsteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem der in den Totpunkten des Motorkolbens (17) verbleibenden kleineren Arbeitsräumen (117 bzw. 118) des Motorzylinders je ein Abblaseventils (111) mit einem Durchgang (115) und einem in einem Abblaseventilzylinder (112) geführten Schließkolben (113) für die Sperrung des Durchganges angeschlossen ist, wobei der Schließkolben auf seinem gehäuseseitigen Ende über eine Verbindung (114) zwischen dem Abblaseventilzylinder und derjenigen Steuerdruckkammer5. Reversing device according to one of claims 1 to 4, characterized in that at each of the smaller working spaces (117 or 118) of the motor cylinder remaining in the dead centers of the motor piston (17) a blow-off valve (111) with a passage (115) and a closing piston (113 ) guided in a relief valve cylinder (112) for blocking the passage is connected, the closing piston on its housing-side end via a connection (114) between the relief valve cylinder and that control pressure chamber (110), die an das Steuerventil (180) des anderen kleineren Arbeitsraumes angeschlossen ist, druckbelastet ist.(110), which is connected to the control valve (180) of the other smaller working space, is pressurized is. 6. Umsteuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Querschnitt des Ventilkolbens (113) an seinem ge-6. reversing device according to claim 5, characterized in that the effective cross section of the valve piston (113) at its häuseseitigen Ende größer ist als an dem von ihm verschlossenen Durchgang (115).the housing-side end is larger than at the passage (115) closed by it. 7. Umsteuereinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (113) durch eine Feder (116) in Schließrichtung vorgespannt ist.7. Reversing device according to claim 5 or 6, characterized in that the valve piston (113) is biased in the closing direction by a spring (116). Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings 709 640/36 8.67 O Bundcsdnickerei Berlin709 640/36 8.67 O Bundcsdnickerei Berlin