DE1072101B

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Publication number: DE1072101B
Application number: DENDAT1072101D
Authority: DE
Priority date: 1958-09-09
Publication date: 1959-12-24

Description

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DES DEUTSCHENOF THE GERMAN

PATEHTAMTESPATENT OFFICE

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit Druckluft gesteuerten Stellmotor. Der Stellmotor kann für die Regelung verschiedener Arbeitsvorgänge verwendet werden. Insbesondere dient er zum Betätigen des Verstellhebels der Einspritzpumpe von Dieselmotoren.The invention relates to a servomotor controlled by compressed air. The servomotor can be used for Regulation of various work processes can be used. In particular, it is used to operate the Adjustment lever of the injection pump of diesel engines.

Bei bekannten Stellmotoren dieser Art ist es nachteilig, daß ihre Stellung von den auf den Stellmotor einwirkenden äußeren Kräften abhängig ist. Ändert sich die Größe oder die Richtung dieser Kraft, dann nimmt der Regler eine andere als die gewollte Stellung ein.In known servomotors of this type, it is disadvantageous that their position depends on the servomotor acting external forces is dependent. If the magnitude or direction of this force changes, then the controller assumes a position other than the intended one.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit Druckluft gesteuerte Stellmotoren so auszubilden, daß die beschriebenen Nachteile vermieden werden. Dies wird nach der Erfindung bei Stellmotoren dieser Gattung mit einem federbelasteten Vorsteuerkolben und einem Abstufungskolben durch ein im Abstufungskolben angeordnetes federbelastetes Doppelsitzventil erreicht, das mit der Kolbenstange des Vorsteuerkolbens derart zusammenwirkt, daß eine Kammer des Abstufungskolbens nach Maßgabe der Lage des Abstufungskolbens relativ zum Vorsteuerkolben be- bzw. entlüftbar ist.The object of the invention is controlled with compressed air Train servomotors so that the disadvantages described are avoided. This will be after of the invention in servomotors of this type with a spring-loaded pilot piston and a Graduating piston achieved by a spring-loaded double-seat valve arranged in the graduating piston, which cooperates with the piston rod of the pilot piston in such a way that a chamber of the graduated piston Can be pressurized or vented according to the position of the graduated piston relative to the pilot piston is.

Das Be- bzw. Entlüften der Kammer des Abstufungskolbens bewirkt im Zusammenwirken mit der Spannung der Abstufungsfeder, daß der Abstufungskolben relativ zum Vorsteuerkolben stets die gleiche Lage einnimmt. Entstehen durch äußere Kräfte, die auf den Abstufungskolben einwirken, Abweichungen von dieser Lage, so öffnet das Doppelsitzventil, so daß die Kolbenkammer be- bzw. entlüftet und somit die Abweichung ausgeregelt wird. Auf diese Weise ist die Stellung des Stellmotors unabhängig von äußeren Kräften.The pressurizing and venting of the chamber of the graduated piston is effected in cooperation with the Tension of the graduation spring so that the graduation piston is always the same relative to the pilot piston Position. Deviations occur due to external forces acting on the graduated piston from this position, the double seat valve opens, so that the piston chamber is pressurized or vented and thus the Deviation is corrected. In this way, the position of the servomotor is independent of external factors Forces.

Zweckmäßig wird der Vorsteuerkolben über ein Feinregelventil betätigt. Dies bringt den zusätzlichen Vorteil, daß die Verbindungsleitungen zu dem Feinregelventil mit kleinem Querschnitt ausgeführt werden können, weil der Vorsteuerkolben ähnlich wie ein Servoantrieb wirkt.The pilot piston is expediently actuated via a precision control valve. This brings the added bonus Advantage that the connecting lines to the precision control valve are designed with a small cross-section because the pilot piston acts like a servo drive.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind Vorsteuerkolben und Abstufungskolben in der Art von Schleppkolben miteinander verbunden. Dadurch wird erreicht, daß bei Ausfall des Druckmittels der Abstufungskolben vom Vorsteuerkolben mit in die Ruhelage des Stellmotors gebracht wird.According to one embodiment of the invention, pilot pistons and graduated pistons are of the type connected by drag pistons. This ensures that if the pressure medium fails Graduating piston is brought into the rest position of the servomotor by the pilot piston.

Iu Weiterentwicklung der Erfindung sind Mittel zur Handbetätigung des Stellmotors gleichachsig mit dem Vorsteuerkolben und dem Abstufungskolben angeordnet. Diese Mittel erlauben eine Bedienung des Stellmotors auch bei Ausfall des Druckmittels, wobei deren Anordnung in einer Linie mit den Kolben eine einfache und betriebssichere Bauart ergibt.Iu further development of the invention are means for manual actuation of the servomotor coaxially with the pilot piston and the graduated piston. These means allow the Servomotor even if the pressure medium fails, their arrangement in a line with the piston simple and reliable design results.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Mit Druckluft gesteuerter StellmotorThe drawing shows an exemplary embodiment of the servomotor controlled by compressed air

Anmelder: Westinghouse Bremsen-GesellschaftApplicant: Westinghouse Brake Company

m.b.H.,
Hannover, Am Lindener Hafen 21mbH,
Hanover, Am Lindener Hafen 21

Rudi Nowack, Hannover, ist als Erfinder genannt wordenRudi Nowack, Hanover, has been named as the inventor

Erfindung dargestellt, das einen Stellmotor für die Betätigung des Verstellhebels an einem Einspritzpumpenregler eines Dieselmotors zeigt. ^! Von einer nicht dargestellten Lufterzeugungs» anlage strömt Druckluft in den Behälter 1. Von diesem führt eine Leitung 2 zu einem an sich bekannten Feinregelventil 3 und von dort über eine Leitung 4 und einen Anschluß 5 iii eine Kammer 6 des Stellmotors. Diese Kammer 6 enthält einen Vorsteuerkolben 7, dessen Kolbenstange 8 hohl ausgebildet ist. Eine Abzweigung 9 von der Leitung 2 hat Verbindung mit einer Kammer 10 im Stellmotor, so daß in dieser Behälterdruck herrscht. In der Zylinderkammer 10 wird ein Abstufungskolben 11 geführt. Ein federbelastetes Doppelsitzventil 12 ist im Abstufungskolben gebildet; den anderen Ventilsitz bildet die hohle Kolbenstange 8 des Vorsteuerkolbens, der den Ventilteller betätigt. Die Kolben 7 und 11 sind nach Art von Schleppkolben beweglich, zwangläufig gekuppelt durch den Ansatz 7 a am Kolben 7 und den Flansch 11 α an der Stange des Kolbens 11. Am Gehäuse des Stellmotors ist ein gabelförmiger Ansatz 13 angebracht, an dessen äußerem Ende ein um einen Bolzen 15 schwenkbarer Hebel 14 gelagert ist. Der Hebel 14 wird mittels eines Hebels 16, der zwischen dem Hebel 14 und der Kolbenstange des Abstufungskolbens 11 liegt, geschwenkt. Das dem Abstufungskolben 11 benachbarte Ende dieses Hebels 16 ist zweckmäßig als Kugelgelenk 17 ausgebildet. Der Hebel 14 wirkt über die Glieder 27, 28, 29 auf die Einspritzpumpe eines Dieselmotors.Invention shown, which shows a servomotor for actuating the adjusting lever on an injection pump controller of a diesel engine. ^! Compressed air flows from an air generation system (not shown) into the container 1. From there a line 2 leads to a fine control valve 3 known per se and from there via a line 4 and a connection 5 to a chamber 6 of the servomotor. This chamber 6 contains a pilot piston 7, the piston rod 8 of which is hollow. A branch 9 from the line 2 is connected to a chamber 10 in the servomotor, so that there is container pressure in this. A graduated piston 11 is guided in the cylinder chamber 10. A spring loaded double seat valve 12 is formed in the graduated piston; the other valve seat is formed by the hollow piston rod 8 of the pilot piston, which actuates the valve disk. The pistons 7 and 11 are movable in the manner of drag pistons, inevitably coupled by the projection 7 a on the piston 7 and the flange 11 α on the rod of the piston 11. A fork-shaped projection 13 is attached to the housing of the servomotor and a about a pin 15 pivotable lever 14 is mounted. The lever 14 is pivoted by means of a lever 16 which is located between the lever 14 and the piston rod of the graduating piston 11. The end of this lever 16 adjacent to the graduation piston 11 is expediently designed as a ball joint 17. The lever 14 acts via the members 27, 28, 29 on the injection pump of a diesel engine.

Der Abstufungskolben 11 enthält eine Bohrung 18, über die, wenn das Ventil 12 von seinem Sitz im Kolben 11 durch die hohle Kolbenstange 8 abgehoben ist, Druckluft in eine Kammer 19 einströmen kann. Dabei liegt der Ventilteller auf seinem Sitz an der hohlen Kolbenstange 8 und dichtet deren Bohrung ab. BeimThe graduating piston 11 includes a bore 18 through which, when the valve 12 is from its seat in the piston 11 is lifted through the hollow piston rod 8, compressed air can flow into a chamber 19. Included the valve disk is seated on the hollow piston rod 8 and seals its bore. At the

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Rückgang des Abstufüngskolbens öffnet der Ventilsitz an der Kolbenstange 8 — der Sitz im Abstufungskolben 11 wird dabei geschlossen —, und die Kammer As the graduation piston decreases, the valve seat on the piston rod 8 opens - the seat in the graduation piston 11 is closed - and the chamber

19 des Abstufungskolbens 11 wird über die hohle Kolbenstange 8 des Vorsteuerkolbens 7, eine Bohrung19 of the graduation piston 11 becomes a bore via the hollow piston rod 8 of the pilot piston 7

20 in der Stange des Abstufungskolbens, den Raum 21 ,,und ...die Gehäusebohrung 22 entlüftet. Eine Abstufungsfeder 23 ist zwischen die Gehäusewand des ^Stellmotors und den Vorsteuerkolben 7 geschaltet.20 in the rod of the graduated piston, space 21 ,, and ... the housing bore 22 is vented. A gradation spring 23 is connected between the housing wall of the servomotor and the pilot piston 7.

In einer Gehäusebohrung 24 ist eine mit Gewinde versehene Handbetätigungsvorrichtung 25 angebracht, die eine mechanische Verstellung des X^orsteuerikolbens.7 und damit auch des Abstufungskolbens 11 und des Stellhebels 14 ermöglicht. Gegen eine ungewollte Verstellung ist die Vorrichtung 25 durch eine Gegenmutter 26 gesichert.A threaded manual operating device 25 is mounted in a housing bore 24, the mechanical adjustment of the X ^ or control piston. 7 and thus also of the graduating piston 11 and the adjusting lever 14. Against an unwanted one Adjustment, the device 25 is secured by a lock nut 26.

Der Stellmotor wirkt wie folgt: Im Ruhezustand herrscht in der Leitung 2 vor dem Feinregelventil 3 und in der Kammer 10 des Stellmotors Behälterdruck. Das Ventil 12 schließt die Verbindung zwischen den Räumen 10 und 19, und der Raum 19 ist über die Bohrung 18, die hohle Kolbenstange Ic und die Bohrungen 20 und 22 entlüftet. Der Abstufungskolben 11 befindet sich in seiner linken Endlage. Beim Betätigen des Feinregelventils 3 strömt, der Einstellung am Feinregelventil entsprechend, Druckluft über die Leitung 4 und den Anschluß 5 in die Kammer 6 des Stellmotors und bewegt den Vorsteuerkolben 7 nach rechts, so daß die hohle Kolbenstange 8 des Vorsteuerkolbens 7 das Ventil 12 gegen die Spannung der Feder 28 und gegen den auf dem Ventil 12 ruhenden Behälterdruck öffnet, während die Bohrung der Kolbenstange Ic durch das Ventil 12 verschlossen wird.The servomotor works as follows: In the idle state, there is container pressure in line 2 upstream of fine control valve 3 and in chamber 10 of the servomotor. The valve 12 closes the connection between the spaces 10 and 19, and the space 19 is vented via the bore 18, the hollow piston rod Ic and the bores 20 and 22. The graduating piston 11 is in its left end position. When the precision control valve 3 is operated, according to the setting on the precision control valve, compressed air flows through the line 4 and the connection 5 into the chamber 6 of the servomotor and moves the pilot piston 7 to the right, so that the hollow piston rod 8 of the pilot piston 7 pushes the valve 12 against the The tension of the spring 28 and opens against the container pressure resting on the valve 12, while the bore of the piston rod Ic is closed by the valve 12.

Bei der Belüftung über die Leitung 4 nimmt im Endzustand der Vorsteuerkolben 7 eine Stellung ein, bei der die Spannung der Abstufungsfeder 23 mit der Kolbenkraft im Gleichgewicht ist. Durch das von seinem Sitz im Kolben 11 abgehobene Ventil 12 wird über die Bohrung 18 der Raum 19 belüftet, so daß der Abstufungskolben 11 nach rechts geht, bis die Verbindung der Räume 10 und 19 durch das Ventil 12 wieder geschlossen ist. Der in den Raum 19 eingesteuerte Druck hält der von außen über die Kolbenstange des Kolbens 11 wirkenden Kraft das Gleichgewicht. Ändert sich die äußere Kraft, so wird die Verbindung zwischen den Räumen 10 und 19 durch das Ventil 12 wiederhergestellt bzw. die Bohrung der Kolbenstange 8 geöffnet, so daß der äußeren Kraft entsprechend mehr Druck in den Raum 19 eingesteuert bzw. dieser Raum teilentlüftet wird. Der Verstellhebel 14 hält seine Stellung mit hoher Genauigkeit, da zumWhen venting via the line 4, the pilot piston 7 assumes a position in the final state, in which the tension of the graduated spring 23 is in equilibrium with the piston force. Through the from its seat in the piston 11 lifted valve 12 is ventilated through the bore 18 of the space 19 so that the Graduating piston 11 goes to the right until the connection of spaces 10 and 19 through valve 12 is closed again. The pressure introduced into space 19 is held by the pressure from the outside via the piston rod of the piston 11 acting force the equilibrium. If the external force changes, it becomes Connection between the spaces 10 and 19 restored through the valve 12 or the bore of the Piston rod 8 is open so that more pressure is introduced into space 19 in accordance with the external force or this room is partially ventilated. The adjusting lever 14 holds its position with high accuracy, as to

ίο Be- bzw. Entlüften des Raumes 19 durch das Ventil 12 nur sehr kleine Wege des Abstufungskolbens 11 notwendig sind.ίο Pressurizing or venting space 19 through the valve 12 only very small paths of the graduation piston 11 are necessary.

Bei Luftausfall drückt die Abstufungsfeder 23 den Vorsteuerkolben 7 in die Ausgangsstellung zurück und nimmt dabei über den Ansatz la den Abstufungskolben 11 in die Ausgangsstellung mit zurück. In the event of an air failure, the graduated spring 23 pushes the pilot piston 7 back into the starting position and takes the graduated piston 11 back into the starting position via the shoulder la.

Der maximale Öffnungsweg des Ventils 12 ist durch den durch die Anschläge la, lh, 11a begrenzten Weg zwischen Vorsteuer- und Abstufungskolben festgelegt.The maximum opening travel of the valve 12 is determined by the travel between the pilot control piston and the graduation piston, which is limited by the stops la, lh, 11a.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Servomotor controlled by compressed air, especially for the injection pump of diesel engines, with a spring-loaded pilot piston and a graduated piston, characterized by a spring-loaded double-seat valve (12) arranged in the graduated piston (11), which with the piston rod (8) of the pilot piston (7) cooperates in such a way that a chamber (19) of the graduated piston depending on the position of the graduated piston relative to the pilot piston is pressurized or vented.

2. Servomotor according to claim 1, characterized in that the pilot piston (7) and the Graduating piston (11) in the manner of. Drag pistons are connected to each other.

3. Servomotor according to claim 1 or 2, characterized in that a device (25, 26) for Manual override arranged coaxially with the pilot piston (7) and the graduated piston (11) is.

1 sheet of drawings