Druckmittelmotor, insbesondere für Scheibenwischer. Die Erfindung betrifft einen Druckmittel motor, insbesondere für Scheibenwischer, der mit hin- und hergehenden Arbeitskolben und durch eine Schnappeinrichtung geschalteten Steuerventilen für die Zu- und Ableitung des Druckmittels zu bzw. von den Motorzylindern versehen ist. Bei bekannten Druckluft motoren dieser Art werden die Ventile durch eine Schnappfeder so geschaltet, däss der von ihr auf die Ventile ausgeübte Schliessdruck schon vor dem Umschalten stetig abnimmt, um im Augenblick des Umschaltens den Wert Ö zu erreichen.
Dies bringt entweder die Ge fahr mit sich, dass ein. Ventil unter dem Druck der Luft vorzeitig öffnet, oder man muss, um dies zu verhindern, besondere bauliche Mass nahmen treffen, die den Druckmittelmotor verteuern und unhandlich werden lassen. Ausserdem kann eine derartige Schnappein richtung beim Abschalten des Motors unter Umständen in der unmittelbaren Nähe des Schnappunktes stehen bleiben, was zur Folge hat, dass der Motor später nicht mehr von selbst anlaufen kann.
Diese Nachteile sollen gemäss der Erfin dung dadurch vermieden sein, dass die Schnappeinrichtung an einem die Ventile schaltenden Waagebalken an Stellen angreift, die sich während der Schnappbewegung ver lagern, um den Schliessdruck auf das Ventil, bis zum Augenblick des Umschaltens möglichst konstant zu halten. Dies ermöglicht billige und einfache Ventile, die leicht ein- und ausgebaut werden können und ohne Druckmittelverlust arbeiten, das heisst genau zu dem eingestell ten Zeitpunkt umschalten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigen: Fig. 1 eine Ansicht des Motors bei abge nommenem Deckel und teilweise einen Längs schnitt, Fig. 2 eine Ansicht des Deckels mit den Steuerventilen und der Schnappeinrichtung von der Kolbenseite her gesehen,, Fig. 3 einen Längsschnitt durch- ein Steuer ventil in grösserem Massstab und Fig. 4 ein Diagramm des Ventil-Schliess- druckes in Abhängigkeit vom Kolbenweg.
Das Gehäuse 1 des Druckmittelmotors be steht im wesentlichen aus zwei gleichachsigen und gleich grossen Zylindern 2 und 3, die an ihren Stirnseiten durch. Dichtungen. 4 und Scheiben 5 abgeschlossen sind. Letztere wer den von Schrauben 6 an das Gehäuse 1 ge presst. Im Innern des Gehäuses befindet sich eine Kolbenstange 7 mit rechteckigem Querschnitt, -auf deren beiden Enden Kolben scheiben 8 und Dichtungen 9 aufgesetzt sind. Die Dichtungen 9 besitzen in ihrer Mitte eine Ausstülpung 10, mit welcher sie sich selbst und die Kolbenscheibe 8 an einer Einschnü- rung 11 am Ende der Kolbenstange 7 fest halten.
Diese Ausstülpung dient zugleich als Anschlag zur Begrenzung der Kolbenbewe gung an der Scheibe 5. Eine Ringfeder 12 drückt die Dichtung 9 gegen die Zylinder wand.
Quer zu seiner Längsachse ist in dem Ge häuse 1 eine Welle 13 gelagert. Sie ragt auf der in Fig. 1 nicht sichtbaren Seite aus dem Gehäuse 1 heraus und ist an dem dort vor stehenden Ende mit einem Wischarm 14 ver sehen. Eine Bohrung 15 führt von aussen durch die Welle 13'nnd über eine Querboh rung ins Innere des Gehäuses 1. Ein Zahn segment 16 ist auf der Welle 13 so befestigt, dass es mit einer auf der Kolbenstange 7 an gebrachten Verzahnung 17 zusammenarbeitet. Zur Aufnahme des Zahndruckes dient dabei eine Gleitfläche 18 am Boden des Gehäuses 1, auf welcher die Kolbenstange 7 aufliegt.
In seiner Mitte weist das Gehäuse 1 einen Flansch 19 auf. In diesem sind vier Gewinde löcher 20 zur Befestigung eines Deckels 21 (Fig. 2) angebracht und zwei Bohrungen 22 und 23, die sich in Bohrungen 24 und 25 fort setzen, welche in der Nähe der Stirnseiten in die Hohlräume der Zylinder 2 und 3 mün den.
Die Kolbenstange 7 hat zwei Schlitze 26 und 27, welche auf einer Seite erweitert sind. In jeder dieser Erweiterungen 28 ruht ein Sechskantkopf 29 eines Bolzens 30, so dass die ser sich nicht verdrehen, aber längs des Schlit zes 26 bzw. 27 verschieben kann. Der Bolzen 30 ragt auf der zum Deckel 22 gerichteten Seite aus der Kolbenstange 7 heraus und ist mit einer Mutter 31 in der gewünschten Lage an der Kolbenstange festgehalten.
Der Deckel 21 passt auf den Flansch 19 des Gehäuses 1: Er trägt auf seiner Innen seite zwei gleiche Fortsätze 32. In diese Fort sätze 32 sind zwei gleiche Ventile 33 und 34 eingesetzt. Der Schliesskörper des Ventils 34 besteht aus einer Hülse 35, deren Enden 36 und 37 Ventilsitze bilden. Die Ventilhülse 35 besitzt in ihrer Mitte eine Querbohrung 38, an ihrem einen Ende einen zylindrischen Teil 39 und einen Bund 40 und an ihrem andern Ende einen kegeligen Teil 41, der von zwei kleinen Bunden begrenzt wird.
Auf den kege- ligen Teil 41 ist eine Dichtungshülse zum Beispiel aus Gummi und auf den zylindri- sehen Teil 39 eine Dichtungsscheibe 42 aus demselben Werkstoff aufgeschoben. Die Ven tilhülse ist in eine Sackbohrung 43 des Fort satzes 32 eingesteckt; ihre Dichtungskörper liegen dabei auf einer kegeligen Erweiterung 44 und einer Ausdrehung dieser Bohrung auf. Sie ist beispielsweise mittels einer haarnadel- förmigen Feder 45 befestigt, welche die Ven tilhülse 35 gegen ihre Dichtflächen drückt und sich dabei auch selbst in zwei Bohrungen im Deckel 21 verspannt.
In die Längsbohrung der Ventilhülse 35 ist ein Stift 46 eingesetzt, dessen Durchmesser kleiner als der Bohrungs durchmesser ist. Auf die Enden dieses Stiftes sind Kappen 47 und 48 aufgeklemmt, die auf ihrer zur Ventilhülse 35 gerichteten Seite eine Dichtungsscheibe enthalten. Diese Kappen mit ihren Scheiben dichten je nach der Lage des Stiftes 46 das Ende 36 oder das Ende 37 der Hülse ab. Zwischen die Kappe 48 und den Boden des Sackloches 43 ist eine Druckfeder 49 eingespannt, welche den Stift 46 anzuheben sucht. Der untere Teil des Sekloches 43 ist durch eine Bohrung 50 mit einem Kanal 51 an der Aussenseite des Deckels verbunden. Vom mittleren Teil des Sackloches 43 führt eine Bohrung 52 zu einer Öffnung 53, die bei aufgesetztem Deckel auf die Bohrung 22 bzw. 23 des Gehäuses 1 passt.
Der Kanal 51 durchzieht den Deckel 21 und ist auf die für das Ventil 34 geschilderte Weise auch mit dem Ventil 33 auf der andern Deckelseite verbunden. Der Deckel 21 ent hält etwa in seiner Mitte ein Auge 54 mit einem Lager 55 für die Welle 13 und einem unterhalb der Lagerbohrung befestigten Bol zen 56. Auf diesem sitzen drehbar ein Waage balken 57, eine Buchse 58 und ein Anschlag hebel 59, seitlich festgehalten durch eine Klemmfeder 60, die in eine Eindrehung des Bolzens 56 eingreift. Der Waagebalken 57 enthält auf seiner Unterseite eine V-förmige Einfräsung 61, die seitlich von auf den Waage balken 57 aufgenieteten Blechen 62 und 63 verdeckt wird.
Durch diese wird ein Gabel hebel 64 mit seinen Gabelenden in der Ein- fräsung 61 mit Spiel festgehalten, so dass er nur eine beschränkte Kippbewegung gegenüber dem Waagebalken ausführen, aber nicht. aus der Einfräsung heraustreten kann.
Der Gabelhebel 64 trägt an seinem ein fachen Ende einen Querstift 65; auf diesem sind zwei Hebel 66 mit Schlitzen drehbar: Diese Hebel sind mit ihrem freien Ende dreh bar auf. einem Bolzen 67 gelagert, der an dem Anschlaghebel 59 sitzt. Sie sind ausserdem von einer schraubenförmigen Schnappfeder 68 umgeben, die sich auf dem Bolzen 67 und dem Querstift 65 abstützt. Der Anschlaghebel 59 besitzt aufgebogene Seitenflanschen. Seine Schwenkbewegung wird dadurch begrenzt, dass diese Flanschen an Gummistücken 69 anschla gen, die an den Fortsätzen des Deckels 21 be festigt sind. Ein weiteres Auge 70 des Dek- kels 22 trägt einen Bolzen 71, auf dem ein Treibhebel 72 drehbar befestigt ist.
Dieser trägt einen Bolzen 73, welcher an die Seiten flanschen des Anschlaghebels 59 schlagen und diesen dadurch mitnehmen kann. Der Treib liebel 72 seinerseits wird von den Bolzen 30 der Zahnstange 7 hin- und herbewegt. Er ist an seinem. freien Ende zugespitzt, um das Eingreifen dieser Bolzen auch bei grossen Ausschlägen zu ermöglichen.
Der Deckel 21 ist auf dem Gehäuse 1 be festigt mit Hilfe von nicht dargestellten Schrauben, die durch Löcher 74 des Deckels hindurchgesteckt und in die Gewindelöcher 20 eingedreht sind. .An den Kanal 51 wird eine Druckluftleitung angeschlossen.
In Fig. 4 bedeutet s den Weg der Kolben und P den auf die Schliesskörper der Ventile über die Stifte 46 ausgeübten Schliessdruck, wobei über der s-Achse der Druck auf das eine und unter der s-Achse der Druck auf das andere Ventil dargestellt ist.
In der Lage nach Fig. 2 hat der Waage balken 57 den Schliesskörper des Ventils 34 freigegeben. Unter dem Druck der Feder 49 ist der Stift 46 angehoben; das Hülsenende 37 ist geschlossen. Damit ist die Druckluftzufuhr zum Zylinder 2 des Motors abgesperrt. Dieser Zylinder ist dabei durch die Bohrungen 24 und 22 im Gehäuse 1, die Bohrung 52 im Dek- kel 21, einen Teil der Sackbohrung 43; die ()uerbohrung 38, die Mittelbohrung der Ven- tilhülse 35 und über deren offenes Ende 36 an das Gehäuseinnere angeschlossen.
Die Druck luft des Zylinders 2 ist somit in das Ge häuseinnere entwichen und von dort durch die Bohrung 15 ins Freie. Wird nun die Druck luftzufuhr zum Motor über einen nicht dar gestellten Hahn oder dergleichen geöffnet, so strömt sie in den andern Motorzylinder 3 ein; denn der Auslass des Ventils 33 ist unter der Wirkung der Schnappfeder 68 vom Waage balken 57 mit einer bestimmten Kraft K ge schlossen gehalten (Punkt El in Fig.4). Der Gabelhebel 64 drückt nämlich in der gezeich neten Stellung auf den Waagebalken 57 an einer Stelle auf der dem Ventil 33 abgewand ten Seite und zieht an dem Waagebalken an einer Stelle auf der zum Ventil 33 hin liegen den Seite.
Infolge des Druckanstieges im Zy linder 3 bewegt sich der Kolben dieses Zylin ders samt der Zahnstange 7 gegen das andere Zylinderende. Der Kolben durchläuft den Hub a. Gegen Ende desselben nimmt der an der Zahnstange 7 festgeklemmte Bolzen 30 den Treibhebel 72 und dieser den Anschlaghebel 59 mit. Die Schnappfeder 68 wird dabei immer mehr gespannt, bis der Bolzen 67, der Querstift 65 und der Bolzen 56 in einer Linie liegen. Damit ist der Punkt B in Fig. 4 er-, reicht.
In dieser Stellung ist der auf den Schliesskörper des Ventils 33 ausgeübte Schliessdruck zwar etwas geringer als bei Hub beginn, er ist aber immer noch beträchtlich und für einen sicheren Abschluss ausreichend, da die gesamte Druckkraft der gespannten Schnappfeder 68 noch über das in Fig. 2 rechte Gabelende des Hebels 64 fast. senkrecht auf den Waagebalken 57 einwirkt.
Bewegen sich nun die Kolbenstange 7, der Treibhebel 72 und der Anschlaghebel 59 wei ter, so springt der Gabelhebel 64 um: Dabei verlagern sich die Auflagestellen dieses Hebels wechselseitig mit der Wirkung, dass dann der Hebel mit seinem linken Gabelende auf der Seite des Ventils 33 auf den Waagebalken' 57- drückt. Gleichzeitig schnappt der Anschlag hebel 59 gegen das andere Gummistück, und die Schnappfeder 68 entspannt sich etwas und drückt niuz mit der Kraft K auf das Ventil 34 (Punkt C). Dadurch wird das Hülsenende 36 geschlossen und das Hülsenende 37 geöffnet, und zwar entgegen dem Druck der Feder 49.
Die Druckluft strömt nun durch den Kanal 51 und die Bohrung 50 in den untern Teil der Sackbohrung 43, von dort durch das Innere der Ventilhülse 35 zur Querbohrung 38 und zu den Bohrungen 52, 53, 22 und 24, die im Zylinder 2 münden. Die Bewegung der Kol ben kehrt sich deshalb um, und sie legen den Hub b zurück. Dabei vollziehen sich die glei chen Vorgänge wie beim Hub a in umgekehr ter Richtung; über das Ventil 33 strömt Luft aus, bei dem Punkt D schnappt der Gabelhebel wieder zurück in die Anfangslage, und die Bewegungsrichtung der Kolben kehrt sich erneut um.
Während des ganzen Vor- und Rückhubes bleibt der SchliessdrLick der Ventile somit an nähernd konstant. Zum Vergleich ist der Ver lauf des Schliessdruckes der bekannten Schnapp- einriehtungen gestrichelt in. Fig. 4 eirege- zeichnet.
Die Grösse des Hubes und damit der Wisch winkel werden eingestellt durch Verschieben der Bolzen 30. Bewegt sich die Kolbenstange nach dem Umschalten der Schnappeinrichtung aus irgendeinem Grund noch in der einge schlagenen Richtung weiter, insbesondere durch eine von aussen einwirkende Kraft, so schwingt der Treibhebel 72 aus dem Bereich des Anschlaghebels heraus. Diese Weiterbewe gung der Kolbenstange wird dann spätestens begrenzt durch das Anschlagen der Kolben dichtung am Zylinderende. Die von aussen oder von der Druckluft herrührende Kraft kann auf diese Weise nie auf die Gummi stücke 69 wirken und diese verformen oder be schädigen, was das Arbeiten der Schnappein richtung beeinträchtigen würde.
Die gesamte Schnappeinrichtung und die Steuerventile können bei abgenommenem Deckel auf rich tiges Arbeiten und Dichtheit geprüft werden,. indem man am Kanal 51 Druckluft zuführt und die Schaltbewegung von Hand auslöst.
In den Kanal 51 kann eine von Hand ver stellbare Drosselschraube eingesetzt sein, die die Druckluftzufuhr und damit die Arbeits- geschwindigkeit des Druckluftmotors regelt. Auf das ins Führerhaus ragende Ende der Welle 13 kann ein Handhebel aufgesetzt sein, der es ermöglicht, den Wischhebel von Hand zu bewegen.
Zwecknässigerweise ist der Durchlassquer- schnitt der Ventile auf der Auslassseite kleiner als auf der Einlassseite. Dadurch wird das Ausströmen der Luft verlangsamt und durch Bildung eines Luftpolsters auf der Auslass- seite ein zu hartes Arbeiten des Motors ver hindert.