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Druckflüssigkeitsantrieb, ihsbesondere für Ventile an Brennkraftmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf einen aus einer Druckflüssigkeitsförderpumpe und
einem Druckflüssigkeitsmotor bestehenden Druckflüssigkeitsantrieb, insbesondere
für Ventile an Brennkraftmaschinen, und betrifft eine Vorrichtung zum Abbremsen
des unter dem Druck einer Feder in seine Ausgangsstellung zurückkehrenden Arbeitskolbens
des Druckflüssigkeitsmotors.
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Insbesondere bei solchen Druckflüssigkeitsantrieben, bei denen zwecks
Einleitung der Rückwärtsbewegung des gesteuerten Organs, beispielsweise eines Ventils,
der Arbeitsraum der Förderpumpe mit einem Raum niedrigeren Druckes verbunden wird,
kehrt der Arbeitskolben des Druckflüssigkeitsmotors, sofern er nicht gebremst wird;
unter derEinwirkung der Ventilfeder so schnell in seine Ausgangsstellung zurück,
d-aß das Ventil unzulässig hart aufsetzt. Zwecks Beseitigung dieses Mangels isst
bereits, vorgeschlagen worden, am Arbeitskolben des Druckflüssigkeitsmotors einen
Zapfen
vorzusehen., der gegen Ende der Rückwärtsbewegung des Arbeitskolbens einen mit Druckflüssigkeit
gefüllten Raum bis auf eine enge Abflußöffnung versperrt, so daß die. Druckflüssigkeit
stark gedrosselt abfließen muß. Hierdurch wird der Arbeitskolben stark gebremst,
so daß sich das von ihm gesteuerte Ventil sanft auf seinen Sitz aufsetzt. Diese
Bremsung ist jedoch in gleichem Maß auch beim Öffnen des Ventils wirksam und verhindert
ein schnelles Öffnen desselben. Außerdem verursacht sie, insbesondere bei schnelllaufenden
Maschinen, einen erheblichen Verschleiß des die Förderpumpe antreibenden Nockens,
da der Flüssigkeitsdruck während der Förderung ungedrosselt nur an :einem Teil des
Arbeitskolbens des Druckflüssigkeitsmotors angreift und daher sehr groß wird.
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Erfindungsgemäß wird die !#bbrernsung des gesteuerten Organs dadurch
erreicht, daß der Arbeitsraum des Druckflüssigkeitsmotors eine durch ein Rückschlagventil
beherrschte Zuflußleitung und eine vom Arbeitskolben des Motors gegen Ende seiner
Rückwärtsbewegung bis auf eine enge Drosselöffnung versperrte Abflußleitung aufweist.
Diese Art der Ahbremsung hat den Vorteil, daß während des ganzen Verlaufs der Förderung
die gesamte Stirnfläche des Arbeitskolbens des Druckflüssigkeitsinotors ungedrosselt
beaufschlagt wird.
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In. weiterer Ausgestaltung der Erfindung mündet die Abflußleitung
seitlich in den Zylinder des Arbeitskolbens und wird von diesem gegen Ende seiner
Rückwärtsbewegung mit einem, ein geringes Spiel aufweisenden. Teil seines Umfanges
übersteuert. Eine weitere Möglichkeit, die Erfindung weiter auszubauen., besteht
darin, daß die Abflußleitung über eine vom Arbeitskolben gegen Ende seines. Rückhubes
zugesteuerte Hauptleitung und eine im i\Tebenschluß zu dieser liegende ungesteuerte
Drosselleitung an den Arbeitsraum des Druckflüssigkeitsmotors angeschlossen ist.
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Bei solchen Antrieben, bei denen an der Stirnseite des Arbeitsraumes
eine einzige so,-wohl dem Zu- als auch dem Ab,fluß dienende Bohrung vorgesehen ist,
empfiehlt sich eine Anwendungsform der Erfindung, bei der der Arbeitskolben ein
an ihm entgegen einer Feder axial verschiebbares Ventil trägt, wobei die Feder und
die Verschiebbarkeit so bemessen sind, daß das Ventil kurz vor Eintreffen des Arbeitskolbens
in seiner inneren Totlage die Zu- und Abflußbohrung bis auf eine vorzugsweise im
Ventil selbst angebrachte Drosselbohrung versperrt und in dieser Totlage zu öffnen.
vermag.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Abb. i zeigt einen Druckflüssigkeitsantrieb, bei dem der Arbeitskolben
i des Druckfliissigkeitsmotors ein durch die Feder 3 belastetes Ventil d. antreibt.
Die Zuflußleitung 6 enthält ein Rückschlagventil 5 und mündet in der Stirnseite
des Arbeitsraumes 9, während die Ahflußleitung 7, die den Arbeitsraum für die Dauer
der Rückwärtsbewegung des Arbeitskolhens i mit einem Raum niedrigeren Druckes verbindet,
seitlich so in die Führungsbüchse 2 des Arbeitskolbens i mündet, daß sie von letzterem
schon zu Anfang seines Arbeitshubes ganz freigelegt wird. Der Arbeitskolben weist
an der Stelle seines Umfanges, mit dem er die Abflußbohrung übersteuert, eine parallel
zu seiner Bewegungsrichtung verlaufende Nut 8 auf. Während der Förderung beaufschlagt
die nach Öffnung des Rückschlagventils 5 in den Arbeitsraumg eintretende Druckflüssigkeit
die gesamte Stirnfläche des Arbeitskolbens i, der daraufhin ein- ,n Hub ausführt.
Bei Entlastung der Abflußleitung kehrt der Arbeitskolben unter derEinwirkung derVentilfeder3
in seine Ausgangsstellung zurück. Sobald nun der Kolben gegen Ende dieserRückwärtsbewegung
die Abflußbohrung übersteuert hat, muß die weiterhin von ihm verdrängt.,- Druckflüssigkeit
durch die Nut 8 gedrosselt abfließen. Der hierbei im Arbeitsraum 9 entstehende Staudruck
bremst den :'#rbeitskolben ab, so daß das Ventil 4 sanft aufsetzt. An Stelle der
Nut 8 kann der Arbeitskolben auch eine Abflachung aufweisen oder in Länge: der Nut
auf einen geringeren Durchmesser abgesetzt sein.
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Der in Abb.2 schematisch gezeichnete Druckflüssigkeitsinotor unterscheidet
sich von dem in Abb. i gezeigten dadurch, daß sein Arbeitskolben io am Umfang keinerlei
Ausnehmung aufweist und die Abflußleitung i i mit einem nicht drosselnden Zweig
12 seitlich in die Führungsbüchse des Arbeitskolbens einmündet und mit einer im
Nebenschlu13 hierzu liegenden Drosselleitung 13 an den Arbeitsraum 1.1 angeschlossen
ist. Gegen Ende seiner Rückwärtsbewegung versperrt der Arbeitskolben die Leitung
1a ganz, so daß die restlich verdrängte Flüssigkeit durch die Drosselhöhrung 13
abfließen muß.
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In Abb.3 ist ein Druckflüssigkeitsmotor schematisch dargestellt, bei
dem Zufluß- und Abflußleitung, die hier nicht eingezeichnet sind, mit einer an der
Stirnseite des Arbeitsraumes 16 des Motors angebrachten, sowohl dem Zu- als auch
dem Abfluß dienenden Bohrung 15 in Verbindung stehen. In der inneren Totlage, die
der Arbeitskolben in der Zeichnung .einnimmt, ist diese Bohrung 15 arbeitsraumseitig
durch ein federbelastetes X'entil 17 versperrt, welches zwei die Bohrung mit dem
Arbeitsraum verbindende Drosselbohrungen 2i aufweist und von einem Schaft 18 kreuzförmigen
Ouerschnittes getragen ist, der iin Arbeitskolben i9 axial entgegen der
Belastungsfeder
2o des Ventils 17 geführt ist. Die Verschiebbarkeit des Ventils ist so groß bemessen,
daß es in der inneren Totlage des Arbeitskolbens noch zu öffnen vermag. Die Wirkungsweise
ist folgende: Bei der .Förderung öffnet die ankommende Druckwelle das Ventil 17,
worauf die Druckflüssigkeit in den Arbeitsraum 16 eintritt und den Arbeitskolben
i9 beaufschlagt. Dieser führt unter Mitnahme des Ventils einen Hub aus, wobei sich
die Belastungsfeder 2o des inzwischen vom Förderdruck allseitig angegriffenen Ventils
entspannt. Bei der Rückwärtsbewegung des Arbeitskolbens ist das Ventil also dem
Kolben um ein größeres Stück vorgelagert als in der inneren Totlage. Es setzt deshalb
bereits vor Beendigung der Rückwärtsbewegung des Kolbens auf und versperrt der weiterhin
verdrängten Druckflüssigkeit bis auf die Drosselbohrung 2i den Weg. Die Drosselbohrung
2i im Ventil kann, wie in der Zeichnung angedeutet, auch durch eine enge, im Ventilsitz
vorgesehene Umgehungsleitung 22 ersetzt werden.