DE2437753B2 - Hubverstellbarer, doppeltwirkender Kolbenmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hubverstellbaren doppeltwirkenden Kolbenmotor gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Kolbenmotor dieser Art ist aus der FR-PS 2129 845 bekanntgeworden. Bei diesem bekannten Kolbenmotor ist der axial verschiebbare Zylinderkopf mit einer sich in Axialrichtung aufwärts erstreckenden Spindel mit Außengewinde versehen, durch die sich die Kolbenstange erstreckt Die Spindel bildet ein erstes Verstellelement und wirkt mit einem zweiten Verstellelement in Form einer mit Innengewinde versehenen, am festen Zylinderkopf gelagerten Buchse zusammen.

ίο Durch Verdrehung der Buchse gegenüber dtr Spindel wird somit eine axiale Verschiebung des beweglichen Zylinderkopfes bewirkt

Nachteilig bei diesem bekannten Hubmotor ist daß er infolge der Anordnung der Spindel und der Buchse eine relativ große Baulänge besitzt Diese Baulänge ergibt sich insbesondere dadurch, daß die gesamte vom Kolben auf den verschiebbaren Zylinderkopf ausgeübte Kraft von der Gewindeverbindung zwischen der Spindel und der Buchse aufgenommen werden muß.

Trotz der großen Baulänge ist die Belastbarkeit jedoch immer noch gering, da die Gefahr eines Abscherens der Gewinde besteht. Des weiteren besitzt die bekannte Verstelleinrichtung immer ein gewisses Spiel, so daß eine ganz exakte Verstellung des Zylinderkopfes nicht möglich ist Auch die Gefahr eines Verklemmens der Gewinde ist relativ groß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hubverstellbaren doppeltwirkenden Kolbenmotor kompakter Bauart zu schaffen, bei dem der verschiebbare Zylinderkopf über eine robuste Verstelleinrichtung genau verstellbar ist

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst
Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Kolbenmo-

^r> tor findet ansteile der auf einem Schraubvorgang basierenden Verstelleinrichtung des bekannten Kolbenmotors eine Verstelleinrichtung Verwendung, bei der beide Verstellelemente als zusammenwirkende Nockenscheiben ausgebildet sind. Zweifelsohne lassen sich mit dieser Ausführungsform die vorstehend aufgezeigten Nachteile des Standes der Technik vermeiden. Die erfindungsgemäße Verstelleinrichtung ist wegen ihrer Robustheit vor allem für den Einsatz auf der Kolbenstangenseite geeignet

Ein Anwendungsgebiet für derartige Kolbenmotoren ist beispielsweise der Einsatz als Antriebsmotor in IS-Glasformmaschinen, und zwar insbesondere als Antrieb für die Halsringe der Blasformen. Da es hierbei wesentlich auf eine genau eingestellte Endstellung der

■•η Halsringe über den Blasformen ankommt und somit eine genaue Ein- bzw. Nachstellung des Kolbenhubes erforderlich ist macht sich der Einsatz der erfindungsgemäßen Kolbenmotoren besonders vorteilhaft bemerkbar.

Ergänzend zum Stand der Technik sei noch auf die US-PS 26 93 768 verwiesen, aus der die Umwandlung einer Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung mittels zweier zusammenwirkender Nockenscheiben bekannt ist Hierbei werden die Nockenscheiben jedoch nicht als Verstellelement eingesetzt sondern sie dienen unmittelbar zur Umwandlung einer ersten Bewegung in eine zweite Bewegung. Es handelt sich daher hierbei um ein völlig anderes Anwendungsgebiet der Nockenscheiben als beim Gegenstand der ErTmdung.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines

Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines hubverstellbaren doppeltwirkenden Kolbenmotors, dessen hin- und herbewegliche Kolbenstange am oberen Ende als Zahnstange ausgebildet ist;

F i g. 2 eine Draufsicht auf den in F i g. 1 gezeigten Motor;

F i g. 3 einen Schnitt entlang Linie 3-3 in F i g. 2; F i g. 4 einer» Schnitt entlang Linie 4-4 in F i g. 2; und

Fig.5 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht der beiden in den Fig.3 und 4 gezeigten komplementären Nockenscheiben.

Der in F i g. 1 dargestellte Kolbenmotor besteht aus einem Zylinder 10, dessen Längsachse sich in Vertikal- < richtung erstreckt Im Zylinder 10 ist ein Kolben 11 angeordnet, der eine an der oberen Stirnfläche befestigte Kolbenstange 12 aufweist die sich vertikal durch eine öffnung in einem oberen, fest angeordneten Zylinderkopf 13 erstreckt Der obere Teil der Kolbenstange 12 ist als Zahnstange 14 ausgebildet, die normalerweise mit einem Ritzel (nicht dargestellt) im Eingriff steht, das beispielsweise die Belegung der Halsringe von der Külbelformstation zur Blasformstation einer IS-Glasformmaschine steuert Zur weiteren Erläuterung der Wirkungsweise des Ritzels und der Halsringeinfflhrvorrichtung wird auf die US-PS 19 11 119 verwiesen. Der Zahnstangenabschnitt 14 ist im wesentlichen in einer Stütze 15 aufgenommen und geführt die einteilig mit dem stationären Zylinderkopf J0 13 ausgebildet sein kann. Unter dem Zylinderkopf 13 ist innerhalb des Zylinders 10 eine Hubverstelleinrichtung 16 angeordnet, deren Einzelheiten anhand der F i g. 2—5 erläutert werden.

Wie aus F i g. 3 und 4 ersichtlich, ist die Kolbenstange « 12 mittels einer Lagerbuchse 17 in der Stütze 15 geführt. Die Hubverstelleinrichtung 16 weist einen ringförmigen, axial verschiebbaren Zylinderkopf 18 auf, der gleitend im Zylinder 10 angeordnet ist und einen O-Dichtungsring 19 trägt, um ein Durchlecken von Luft um die -to Außenseite des Teiles 18 zu verhindern. Koaxial im ringförmigen Teil 18 ist eine Buchse 20 angeordnet, die gegenüber dem ringförmigen Teil 18 mit radialem Spiel gehalten ist Die Buchse 20 weist eine Schulter 21 auf, die an einer in der Ausnehmung des ringförmigen Teiles 18 vorgesehenen Schulter angreift Auch hier ist am oberen, ringförmigen Ende de; Buchse 20 eine O-Ringdichtung vorgesehen, die in Dichtungseingriff mit einer ersten, kreisförmigen Nockenscheibe 22 steht Die kreisförmige Nockenscheibe 22 hat wie am besten so aus F i g. 5 ersichtlich k% eine plane, untere Stirnfläche und eine in Umfangsrichtung schräg verlaufende obere Nockensurnfläche 23. Die Nockenscheibe 22 ist auf der oberen Stirnfläche des ringförmigen Teiles 18 mittels zweier Schrauben (nicht dargestellt) befestigt die sich durch Bohrungen 24 der Nockenscheibe 22 erstrecken.

Eine zweite, komplementäre Nockenscheibe 25 mit der in Fig.5 gezeigten Form liegt mit ihrer Nockenfläche 26 an der Nockeniläche 23 der Nockenscheibe 22 an. Die obere Stirnfläche der Nockenscheibe so 25 ist plan und liegt an der unteren Stirnfläche des fest angeordneten Zylinderkopfes 13 an. Die beiden Nockenscheiben 22 und 25 werden durch zwei Stifte 27, von denen einer im einzelnen in F i g. 3 gezeigt ist, in gegenseitiger Anlage gehalten. Das untere Ende des Stiftes 27 weist einen im Durchmesser vergrößerten, flachen Kopf 28 auf, der als unteres Widerlager für eine Druckfeder 29 dient Der Kopf 28 ist in einer Ausnehmung oder Sackbohrung 30 des ringförmigen Teiles 18 aufgenommen. Wie ersichtlich, erstrecken sich die Stifte 27 durch zwei Bohrungen 31 der Nockenscheibe 22 und durch zwei Umfangsschlitze 32 der Nockenscheibe 25. In der Nockenscheibe 25 müssen Schlitze vorgesehen sein, da die Nockenscheibe 25 durch Drehung relativ zur Nockenscheibe 22 verstellt wird, um eine Verschiebung des Zylinderkopfes 18 relativ zum Zylinderkopf 13 zu bewirken. Das obere Ende der Stifte 27 ist mit einem Gewinde versehen, auf das Kontermuttern 33 geschraubt sind, um die Stifte in dem feststehenden Zylinderkopf 13 zu halten. Bei der soeben beschriebenen Anordnung werden somit das ringförmige Teil 18 und die Nockenscheibe 22, die miteinander verbunden sind, nach oben gegen die Nockenscheibe 25 gedrückt die ihrerseits an dem festen Zylinderkopf 13 anliegt Das ringförmige Teil 18 weist ferner ein Rückschlagventil 34 auf, das beim Aufwärtshub des Kolbens 11 einen Strömungsmitteldurchgang blockiert Wie ersichtlich wird bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 11 ein im Durchmesser vergrößerter, konischer Abschnitt 35 mitgenommen, der in Zusammenwirkung mit der Buchse 20 dazu dient, die Aufwärtsbewegung des Kolbens während des Endes der Bewegung gegenüber dem verschiebbaren Zylinderkopf 18 zu dämpfen. Wie zuvor beschrieben, hat die Buchse 20 ein begrenztes, radiales Spiel, so daß sie sich immer bei der Bewegung des im Durchmesser größeren, konischen Abschnitts 35 der Kolbenstange 12 ausrichten kann. Während der Kolben 11 sich im Zylinder 10 zu der in F i g. 4 gezeigten Stellung aufwärts bewegt, wird die Luft die normalerweise um die Kolbenstange 12 herum ausströmt durch den konischen Abschnitt 35 blockiert wobei die Luft dann nur durch eine Seitenöffnung 36 im Zylinder 10 zu einer Dämpfungsoder Drosselanordnung (nicht dargestellt) austreten kann. Die Öffnung 36 steht immer mit dem Kanal 37 im Teil 18 in Verbindung. Das Teil 18 wird an einer Relativdrehung gegenüber dem Zylinder 10 durch die Stifte 27 und ferner durch einen Stift 38 gehindert, der sich durch die Zylinderwand 10 in eine vertikale Nut 39 des Teiles 18 erstreckt Die Verstellung des Teiles 18 gegenüber dem Zylinder ist durch das Spiel zwischen dem Stift und der vertikalen Nut 39 begrenzt, wobei jedoch diese klein erscheinende Verstellung im Hinblick auf die ordnungsgemäße Instellungbringung der Halsringe von großer Bedeutung ist

Die Drehung diir Nockenscheibe 25 wird durch ein Ritzel 40 bewirkt, das mit einer Umfangsverzahnung 41 der Nockenplatte 25 in Eingriff steht Das Ritzel 40 ist am unteren Ende einer Welle 42 angebracht, die sich durch den feststehenden Zylinderkopf 13 erstreckt und am oberen Ende einen Vierkantkopf aufweist an dem ein Verstellwerkzeug angreifen kann. Eine auf einem Gewindeabschnitt der Welle 42 geschraubte Kontermutter 43 stellt die Welle in jeder gewünschten eingestellten Stellung fest Ein Lösen der Kontermutter 43 gestattet dann eine Drehung der Welle 42, wobei das Ritzel 40 die Bewegung der Nockenscheibe 23 gegenüber der Nockenscheibe 22 bewirkt

Hienu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche: ,

1. Hubverstellbarer doppeltwirkender Kolbeinmotor mit einem geraden Zylinder, bei dem mindestens ein Arbeitsraum durch einen vor einem testen Zylinderkopf angeordneten, axial verschiebbaren weiteren Zylinderkopf veränderbar ist, wob eh an dem verschiebbaren Zylinderkopf ein erstes Verstellelement angreift, das mit einem zweiten, am festen Zylinderkopf angreifenden Stellelement zusammenwirkt und sich die Verstellbewegung durch relative Verdrehung eines Verstellelementes gegenüber dem anderen um die Zylinderlängsachse ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß beide Verstellelemente als komplementäre Nockenscheuben (22,2S) ausgebildet sind, die aufeinanderzu gerichtete, in Umfangsrichtung schräg verlaufende und aneinander anliegende Nockenflächen (23, 26) aufweisen.

2. Kolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem axial verschiebbaren Zylinderkopf (18) und dem Zylinder (10) eine Vorrichtung (38, 39) vorgesehen ist, die eine Relativdrehung des verschiebbaren Zylinderkopfes (18) gegenüber dem Zylinder (10) verhindert

3. Kolbenmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadkirch gekennzeichnet, daß die das erste Verstelleleenent bildende Nockenscheibe (22} eine am verschiebbaren Zylinderkopf (18) anliegende plane Stirnfläche aufweist und fest mit dem verschiebbaren Zylinderkopf (18) verbunden ist

4. Kolbenmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das zweite Verstellelemevit bildende Nockenscheibe (25) gegenüber der ersten Nockenscheibe (22) verclrehbar ist

5. Kolbenmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Zylinderkopf (18), die beiden Nockenscheiben (22, 25) und der feste Zylinderkopf (13) mittels einer sie durchsetzenden Einrichtung (27', 28, 29,33) federnd in gegenseitige Anlage gedrückt sind.

6. Kolbenmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Zylinderkopf (18) mindestens zwei diametral angeordnete, sich parallel und in gleichen radialen Abständen zu dessen Achse erstreckende Sackbohrungen (30) aufweist, in die am festen Zylinderkopf i[13) befestigte, Umfangsschlitze (32) der zweiten Nokkenscheibe (25) durchgreifende Stifte (27) mit radial vorstehenden Köpfen (28) eingreifen, die als Widerlager für das eine Ende von Druckfedern (29) dienen, deren andere Enden an der ersten Nockenscheibe (22) angreifen.

7. Kolbenmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verdrehung der zweiten Nockenscheibe (25) eine den festen Zylinderkopf (13) durchgreifende Welle (42) vorgesehen ist deren Ende ein Ritzel (40) aufweist, das mit einer Umfangsverzahnung (41) der zweiten Nockenscheibe (25) im Eingriff steht