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Die Erfindung betrifft eine Druckerhöhungsanlage
mit einer Niederdruckquelle und einem von dieser zu versorgenden
Hochdruckverbraucher, wobei zwischen der Niederdruckquelle und dem
Hochdruckverbraucher wenigstens ein Druckübersetzer vorgesehen ist, welcher
einen mit dem Hochdruckverbraucher verbundenen Hochdruckzylinder
mit Hochdruckkolben und einen mit der Niederdruckquelle verbundenen
Niederdruckzylinder mit Niederdruckkolben aufweist, wobei der Hochdruck-
und der Niederdruckkolben miteinander verbunden sind und wobei die
Niederdruckquelle über
ein in den Endstellungen des Niederdruckkolbens schaltendes Stellventil
mit dem Niederdruckzylinder verbunden ist.
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Unter Druckübersetzern versteht man in
erster Linie Kolbenpumpen, die hydraulisch oder pneumatisch angetrieben
werden. Im wesentlichen handelt es sich dabei um Druckerhöhungsanlagen,
bei denen Betriebsdrücke
aus einem Druckluft- oder einem hydraulischen Ölsystem vom Antriebsniederdruckkolben
auf den Pumpenhochdruckkolben erhöht werden. Man erreicht diese
Druckerhöhung über das
Flächenverhältnis des
Niederdruckkolbens zum Hochdruckkolben. Es lassen sich mit solchen Druckübersetzern
mit sehr niedrigen Antriebsdrücken
sehr hohe Pumpendrücke
erzielen. Mit pneumatisch angetriebenen Druckübersetzern kann man zum Beispiel
bei einem Kolben flächenverhältnis bzw. Übersetzungsverhältnis von
1 : 200 mit einem Antriebsdruck von 1 Mpa Druckluft theoretisch
einen Pumpendruck von 200 Mpa erzeugen. In der Ölhydraulik wird mit Drücken bis
zu 35 Mpa gearbeitet. Druckübersetzer,
die hydraulisch angetrieben werden, können bei entsprechenden Übersetzungsverhältnissen
mit Pumpendrücken
bis zu 1000 Mpa betrieben werden.
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Eine gattungsgemäße Druckerhöhungsanlage weist einen einfachen
Druckübersetzer
auf. Dieser Druckübersetzer
ist mit einem Hochdruckzylinder mit einem Hochdruckkolben mit kleinem
Durchmesser ausgestattet sowie mit einem Niederdruckzylinder, welcher
einen Niederdruckkolben mit einem wesentlich größeren Durchmesser aufweist.
Die Hochdruck- und Niederdruckkolben sind über einen Zwischenzylinder
miteinander verbunden und bilden somit eine Einheit. Hydrauliköl wird von
einem Hydraulikaggregat (Niederdruckquelle) mit konstantem Druck
zum Niederdruckzylinder gepumpt. Über ein Stellventil (Servoventil)
wird das Öl
abwechselnd zur Kolbenseite und zur Stangenseite des Niederdruckzylinders
geleitet. Die Verstellung des Servoventils erfolgt vorzugsweise
mit Hilfe von zwei Elektromagneten, deren Schaltsignale von zwei
Näherungsschaltern
gegeben werden, die am Zwischenzylinder jeweils am Anfangs- und
Endpunkt des Kolbenhubes angebracht sind. In einer Schaltanlage
werden die Signale verarbeitet und die Elektromagnete werden entsprechend
der Kolbenstel lung mit Strom versorgt oder stromlos geschaltet.
Beim Rückwärtshub wird die
zu befördernde
Flüssigkeit über ein
Eintrittsrückschlagventil
in den Hochdruckzylinder geleitet und beim Vorwärtshub wird sie über ein
Austrittsrückschlagventil
in das Hockdrucksystem gedrückt.
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Abhängig von den Widerständen im
System baut sich ein Gegendruck auf, der durch Kräfte auf der
Niederdruckseite überwunden
werden muss. Wenn pi der Druck im System ist und A1 die
Fläche des
Hochdruckkolbens darstellt; und wenn p2 der Druck
des Hydraukliköls
und A2 die Fläche des Niederdruckkolbens
ist, dann muss für
den Pumpenbetrieb folgender Gleichgewichtszustand geschaffen werden:P1 · A1 =
P2 · A2.
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Mit einem einfach wirkenden Druckübersetzer
kann kein kontinuierlicher, gleichmäßiger Förderstrom aufgebaut werden.
Während
des Rückwärtshubes
findet keine Förderung
statt. Die Förderung
ist somit intermittierend. Intermittierende Förderungen sind jedoch nicht
für alle
Anwendungen einsetzbar und haben zudem keinen hohen Wirkungsgrad,
da ein Teil der Leistung für
den Rückwärtshub eingesetzt werden
muss.
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Diese Nachteile einer gattungsgemäßen Druckerhöhungsanlage
mit einem einfachen Druckübersetzer
werden bei Drucker höhungsanlagen
mit einem doppelt wirkenden Druckübersetzer teilweise aufgehoben.
Ein solcher doppelt wirkender Druckübersetzer verfügt über einen
doppelt wirkenden Niederdruckzylinder mit zwei Kolbenstangen sowie über zwei
Hochdruckzylinder, die jeweils mit einer der beidseitigen Stangen
des Niederdruckzylinders verbunden sind. Näherungsschalter signalisieren
wie beim einfach wirkenden Druckübersetzer
das Umschalten des Servoventils, so dass das Hydrauliköl den Kolben
des Niederdruckzylinders vorwärts-
und zurückschieben
kann und somit abwechselnd den Saug- und Förderhub der beiden Hochdruckzylinder bewirkt.
Mit diesem Druckübersetzer
erzielt man zwar noch immer eine intermittierende Förderung, doch
sind die Stillstandsintervalle zwischen den Förderhüben sehr kurz und auf die Umschaltdauer
des Servoventils beschränkt,
so dass es fast zu einer gleichmäßigen Förderung
kommt.
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Wie schon erwähnt, sind die Stillstandsintervalle
zwischen den Hüben
von der Umschaltdauer des Servoventils abhängig. Sehr kurze Umschaltzeiten
gestatten eine fast gleichmäßige Förderung, doch
verursachen sie einschneidende hydraulische Probleme: Beim Umschalten
des Servoventils von einer zur anderen Seite werden bei der Passage
durch die Mittelstellung des Ventils die Eintritts- und Austrittsöffnungen
plötzlich
und für
den Bruchteil einer Sekunde geschlossen. Der von der Niederdruckquelle
geförderte Ölstrom wird
schlagartig ge stoppt. Sämtliche
Energie, zunächst
in Form von Druck, Masse und Geschwindigkeit, wird sofort in Druckenergie
umgewandelt. Es entstehen Druckstöße innerhalb des Niederdrucksystems,
die den Förderdruck um
ein Mehrfaches überschreiten
und verheerende zerstörerische
Wirkung auf die Anlage haben können.
Da zugleich kein Hydrauliköl
zum Niederdruckzylinder fließt,
wird auch die Bewegung des Kolbens in der Endstellung gestoppt und
die im Hochdrucksystem befindliche Flüssigkeitssäule fällt schlagartig auf das Austrittsrückschlagventil
zurück,
wobei ebenfalls hohe Druckstöße entstehen.
Hat das Servoventil vollkommen umgeschaltet, fließt das Hydrauliköl zum Niederdruckzylinder
und der gegenüberliegende
Hydraulikzylinder gelangt schlagartig in den Vorwärtshub,
wobei das Eintrittsrückschlagventil
plötzlich
geschlossen wird, was ebenfalls von Druckstößen begleitet wird.
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Bei Druckerhöhungsanlagen mit geringen Leistungen
können
die mechanischen und akustischen Belastungen noch in einem zulässigen Bereich
liegen. Bei Anlagen mit großen
Leistungen müssen
jedoch Zusatzeinrichtungen eingebaut werden, um diese Druckstöße zu verhindern.
Bislang hat man verzögert-
und weichschließende/weichöffnende
Servoventile und gleichzeitig dazu Pulsationsdämpfer eingesetzt. Dabei werden
die Umschaltintervalle verlängert,
indem beim Erreichen des Kolbenendpunktes die betreffende Seite
des Servoventils langsam geschlossen und beim Übergang zur anderen Seite das
Servo ventil langsam geöffnet
wird. Mit dem verlangsamten Strom des Hydrauliköls zum Niederdruckzylinder
erfolgt eine Verlangsamung des Kolbenhubes und ein daraus resultierender
Druckabfall im Hochdrucksystem.
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Ist allerdings ein gleichbleibender
Förderdruck
erwünscht,
dann muss der Druckabfall kompensiert werden. Man setzt dafür Pulsationsdämpfer im
Hochdrucksystem ein. Bei hohen Drücken bestehen diese aus einem
Hochdruckzylinder, in dem während
der Hochdruckphase mittels eines Kolbens Federn gespannt oder Gase
verdichtet werden. Während
der Kolben die Feder spannt oder das Gas verdichtet, fließt Flüssigkeit
in den vom Kolben freigegebenen Raum des Zylinders. Beim Umschalten
des Servoventils, wenn der Druck im Hochdrucksystem fällt, schiebt
die Feder den Kolben nach vorn und zusätzliche Flüssigkeit fließt mit hohem
Druck ins System und kompensiert somit die Druckverluste, die durch
das verzögerte
Umschalten des Servoventils verursacht werden. Es ist einleuchtend,
dass der höchste
Vorspannungsdruck niemals den höchsten Betriebsdruck überschreiten
kann.
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Wenn pbetr den
Betriebsdruck darstellt und Vverd das Volumen
des Gases am Ende der Verdichtung und Vent das
Volumen des Gases nach der Kompensation ist, dann ist
δV = Vent – Verd oder Vent – Verd + δV δp
= pbetr – pent pbetr · Verd = pent · Verd + δV).
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Wenn δp = Druckschwankung gering
gehalten werden muss, dann muss δV
ebenso gering sein, beziehungsweise das Verhältnis Vverd/δV muss groß sein.
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Bei großen Anlagen, bei denen nur
geringe Druckschwankungen zulässig
sind und ein absolut stoßfreier
Betrieb gefordert wird, müsste
der Pulsationsdämpfer
entsprechend groß bemessen
sein. Bei Anlagen mit Betriebsdrücken über 200
Mpa und Durchsatzleistungen von über
1000 l/h würde
der Pulsationsdämpfer
enorme Ausmaße
annehmen müssen.
Druckerhöhungsanlagen
mit derartigen Pulsationsdämpfern
sind jedoch ausgesprochen aufwendig und kostenintensiv.
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Aufgabe der Erfindung is es deshalb,
eine Druckerhöhungsanlage
zu schaffen, welche einen möglichst
kontinuierlichen weitgehend schwankungslosen und pulsationsfreien
Betrieb gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird bei einer Druckerhöhungsanlage
der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
wenigstens ein Paar von Druckübersetzern
vorgesehen ist, das derart mit dem Stellventil verbunden ist, dass
entweder die Kolbenseite des einen Druckübersetzers oder die Kolbenseite
des anderen Druckübersetzers
von der Niederdruckquelle mit Druck beaufschlagt wird, wobei zwischen
dem Stellventil und der Niederdruckquelle ein Steuerventil angeordnet
ist, welches in den Endstellungen der Niederdruckkolben die Verbindung
zwischen der Niederdruckquelle und dem Stellventil unterbricht.
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Eine erfindungsgemäße Druckerhöhungsanlage
weist somit wenigstens ein Paar von einfach wirkenden Druckübersetzern,
d.h. wenigstens insgesamt zwei einfach wirkende Druckübersetzer
auf. Dabei arbeiten die beiden Druckübersetzer alternierend. Wenn
der Kolben in einem Druckübersetzer nach
vorn fährt
und den Druckhub ausübt,
fährt der Kolben
im zweiten Druckübersetzer
rückwärts und saugt
das zu pumpende Medium an. Auf diese Weise läßt sich ein weitgehend kontinuierlicher
schwankungsloser Betrieb der Druckerhöhungsanlage gewährleisten,
wobei Druckstöße durch
das zusätzliche Steuerventil
zwischen der Niederdruckquelle und dem Stellventil, das vorzugsweise
als Servoventil ausgebildet ist, vermieden werden. Das Steuerventil sorgt
nämlich
dafür,
dass in den Endstellungen des Niederdruckkolbens, in denen das Stellventil
umschaltet, die Verbindung zwischen der Niederdruckquelle und dem
Stellventil unterbrochen ist. Vorzugsweise arbeitet das Steuerventil
dabei von seiner Öffnungs-
zur Schließposition
kontinuierlich, d.h. am Anfang des Vorwärts hubes eines Druckübersetzers
ist das Ventil zunächst
geschlossen und öffnet
langsam, bis es zur Mitte des Hubes vollkommen geöffnet ist. Von
dort schließt
es wieder langsam, bis es am Ende des Hubes vollkommen geschlossen
ist. Dieser Vorgang wiederholt sich beim zweiten Zylinder des Druckübersetzerpaares
in gleicher Weise. Das Stellventil schaltet in den Endstellungen
des Kolbens immer dann um, wenn das Steuerventil vollkommen geschlossen
ist, so dass keine Druckstöße entstehen können.
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In ganz besonders vorteilhafter Ausgestaltung
ist vorgesehen, dass die Niederdruckkolben beider Druckübersetzer
kolbenseitig mit einer zusätzlichen
Kolbenstange ausgerüstet
sind, welche jeweils über
eine Pleuelstange mit einer gemeinsamen Kurbelwelle verbunden sind,
auf der ein Nocken zur Steuerung des Steuerventils angeordnet ist.
Auf diese Weise läßt sich
besonders einfach die Steuerung des Steuerventils in Abhängigkeit
von den Kolbenstellungen an den Druckübersetzern erreichen, selbstverständlich kann
das Steuerventil aber auch auf andere Weise gesteuert werden.
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Um einen nahezu kontinuierlichen,
schwankungslosen und pulsationsfreien Betrieb der Druckerhöhungsanlage
zu erreichen, sind in ganz besonders bevorzugter Ausgestaltung zwei
Paare von Druckübersetzern
vorgesehen, wobei jedes Paar mit einem eigenen Stellventil mit vorgeschaltetem
Steuerventil ausge rüstet
ist, wobei die Stellventile und Steuerventile der beiden Paare von
Druckübersetzern
so aufeinander abgestimmt sind, dass sich bei Verschlussposition
eines Steuerventils das jeweils andere Steuerventil in Öffnungsposition
befindet. Die Steuerventile der beiden Paare sind somit um 90° versetzt
zueinander angeordnet, die einzelnen Druckübersetzer arbeiten dann sozusagen
in einer Art Viertaktprinzip. Wenn das Steuerventil des einen Paares
vollkommen geöffnet
ist, ist das Steuerventil des anderen Paares vollkommen geschlossen
und umgekehrt. Haben die Kolben beider Paare jeweils die Viertelstellung
des Hubes erreicht, sind beide Ventile halb geöffnet. In jedem Fall und zu
jeder Zeit fließt
der gesamte Strom des Hydrauliköls
ohne Unterbrechung zu den Niederdruckzylindern und es ist somit
ein konstanter Druck und eine pulsationsfreie Förderung gewährleistet. Da nach wie vor
die Stell- bzw. Servoventile nur bei geschlossenen Steuerventilen
geschaltet werden, können
keine Druckstöße entstehen.
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Zur Steuerung der Steuerventile ist
vorzugsweise vorgesehen, dass die Niederdruckkolben beider Druckübersetzer
des zweiten Paares ebenfalls jeweils mit einer zusätzlichen
Kolbenstange mit Pleuelstange versehen sind, die mit einer zweiten
Kurbelwelle verbunden sind, auf der ein zweiter Nocken zur Steuerung
des zweiten Steuerventils angeordnet ist, wobei die beiden Kurbelwellen
so zueinander angeordnet sind, dass die beiden Nocken um 90° zueinander
versetzt sind.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung
ist vorgesehen, dass die beiden Kurbelwellen über eine Rutschkupplung miteinander
verbunden sind, wobei besonders bevorzugt parallel zu den beiden
Steuerventilen jeweils ein Ausgleichsventil mit geringerem Durchfluss
vorgesehen ist, welches jeweils mittels jeweils eines Nockens auf
der Rutschkupplung steuerbar ist. Die beiden Nocken auf der Rutschkupplung bilden
mit den beiden Ausgleichsventilen einen Regler, der immer die genaue
90°-Stellung
der beiden Kurbelwellen zueinander regelt. Die beiden Ausgleichsventile
werden im Normalbetrieb synchron mit den Steuerventilen geöffnet und
geschlossen und tragen eine geringe Menge des Hauptstromes, beispielsweise
10 %, bei. Verschiebt sich aus irgendeinem Grund die Stellung der
beiden Kurbelwellen zueinander, werden mittels der Nocken auf der
Rutschkupplung die beiden Ausgleichsventile weiter geöffnet oder
geschlossen, um somit die Stellung der Kurbelwellen zueinander zu
korrigieren.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand
der Zeichnung beispielhaft näher
erläutert.
Diese zeigt in:
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1 eine
erfindungsgemäße Druckerhöhungsanlage
und
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2 ein
vergrößertes Detail
der 1.
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Eine erfindungsgemäße Druckerhöhungsanlage
weist zunächst
eine Niederdruckquelle 1 in Form eines geeigneten Hydraulikaggregates
auf. Das Druckniveau dieser Niederdruckquelle 1 soll mit
Hilfe der Druckerhöhungsanlage
auf ein höheres
Druckniveau für
einen Hochdruckverbraucher gebracht werden, welcher mit einem Pfeil
2 angedeutet ist.
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Zwischen der Niederdruckquelle 1 und
dem Hochdruckverbraucher (Pfeil 2) ist wenigstens ein Paar von Druckübersetzern
vorgesehen, beim bevorzugten, in 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel sind
zwei Paare von Druckübersetzern
vorgesehen. Dabei sind die Druckübersetzer
des ersten Paares allgemein mit den Bezugszeichen 3 und 4 und
die des zweiten Paares mit den Bezugszeichen 5 und 6 versehen.
Jeder dieser Druckübersetzer 3, 4, 5, 6 weist
einen Hochdruckzylinder HZ mit Hochdruckkolben HK mit einem kleinen
Kolbendurchmesser und einen Niederdruckzylinder NZ mit Niederdruckkolben NK
auf, dessen Kolbenfläche
wesentlich größer als diejenige
des Hochdruckkolbens HK ist. Sämtliche Druckübersetzer 3, 4, 5, 6 sind
dabei baugleich. Die Hochdruckkolben HK und Niederdruckkolben NK
jedes Druckübersetzers 3, 4, 5, 6 sind
jeweils über
einen Zwischenzylinder 7 mit einer gemeinsamen Kolbenstange 8 miteinander
verbunden.
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Jedem Druckübersetzerpaar 3, 4 bzw. 5, 6 ist jeweils
ein Stellventil 9, 10, vorzugsweise in Form eines
Servoventils, zugeordnet, das mit Hilfe von Elektromagneten M verstellbar
ist. Dazu werden Schaltsignale von zwei Näherungsschaltern NS gegeben,
die jeweils am Zwischenzylinder 7 jeweils am Anfangs- und
Endpunkt des Kolbenhubes angebracht sind. In einer Schaltanlage
S werden die Signale verarbeitet und die Elektromagnete M werden
entsprechend der Kolbenstellung mit Strom versorgt oder stromlos
geschaltet, wodurch die Schaltung der Stellventile 9 bzw. 10 erfolgt.
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Das Stellventil 9 ist mit
der Kolbenseite der Niederdruckzylinder NZ der Druckübersetzer 3 und 4 verbunden,
während
das Stellventil 10 mit der Kolbenseite der Niederdruckzylinder
NZ der Druckübersetzer 5, 6 verbunden
ist. Die Stellventile 9 bzw. 10 dienen dabei dazu,
die Verbindung der Niederdruckzylinder NZ mit der Niederdruckquelle 1 in
der nachfolgend beschriebenen Weise herzustellen.
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Das jeweilige Stellventil 9 bzw. 10 ist
derart mit den Druckübersetzern 3, 4 bzw. 5, 6 verbunden, dass
entweder die Kolbenseite des Druckübersetzers 3 bzw. 5 oder
die Kolbenseite des anderen Druckübersetzers 4 bzw. 6 des
jeweiligen Paares von der Niederdruckquelle 1 mit Druckmittel
beaufschlagt wird. Dabei ist zwischen dem Stellventil 9 bzw. 10 und
der Niederdruckquelle 1 jeweils ein Steuerventil 11, 12 angeordnet.
Dieses Steuerventil 11 bzw. 12 ist so ausgebildet,
dass es in den Endstellungen der Niederdruckkolben NK die Verbindung
zwischen der Niederdruckquelle 1 und dem betreffenden Stellventil 9 bzw. 10 unterbricht.
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Um die Steuerventile 11, 12 entsprechend
zu steuern, sind die Niederdruckkolben NK der beiden Druckübersetzer 3, 4 des
ersten Paares kolbenseitig mit einer zusätzlichen Kolbenstange KS verbunden, gleiches
gilt auch für
die beiden Druckübersetzer 5, 6 des
anderen Paares. Diese zusätzlichen
Kolbenstangen KS sind jeweils über
eine Pleuelstange PS mit einer ersten gemeinsamen Kurbelwelle 13 (Paar
der Druckübersetzer 3, 4)
bzw. einer zweiten Kurbelwelle 14 (Paar der Druckübersetzer 5, 6)
verbunden. Dabei ist auf der Kurbelwelle 13 ein Nocken 15 zur
Steuerung des Steuerventils 11 und auf der Kurbelwelle 14 ein
Nocken 16 zur Steuerung des Steuerventils 12 angeordnet.
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Die beiden Kurbelwellen 13, 14 sind
dabei so zueinander angeordnet, dass die beiden Nocken 15, 16 um
90° zueinander
versetzt sind.
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Bevorzugt sind die beiden Kurbelwellen 13, 14 über eine
Rutschkupplung 17 miteinander verbunden, wobei auf der
Rutschkupplung 17 nebeneinander zwei weitere Nocken 18, 19 angeordnet
sind, die zur Steuerung von Ausgleichsventilen 20, 21 dienen (2). Diese Ausgleichsventile 20, 21 sind
parallel zu den beiden Steuerventilen 11 bzw. 12 angeordnet, ihre
Funktion wird nachfolgend noch näher
im Einzelnen erläutert.
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Die Austritte der Hochdruckzylinder
HZ der Druckübersetzer 3, 4, 5, 6 sind
jeweils über
Rückschlagventile 22 zusammengeführt und über eine
gemeinsame Leitung zum Hochdruckverbraucher (Pfeil 2) geführt. Ferner
sind zur Ermöglichung
des Rückhubes
in den Hochdruckzylindern HZ der Druckübersetzer 3, 4, 5, 6 ebenfalls über Rückschlagventile 23 Einlässe vorgesehen,
die zu einer Vordruckpumpe 24 führen.
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Die Funktionsweise der vorbeschriebenen Druckerhöhungsanlage
ist wie folgt:
Die Druckerhöhungsanlage
weist, wie vorbeschrieben, zwei Paare von Druckübersetzern 3, 4 bzw. 5, 6 auf.
Bei jedem Paar arbeiten die Druckübersetzer 3, 4 bzw. 5, 6 alternierend.
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Bei den in den Figuren dargestellten
Arbeitspositionen der einzelnen Druckübersetzer befinden sich die
Niederdruckkolben NK der Druckübersetzer 3, 4 des
ersten Paares in mittlerer Hubposition, während sich die Niederdruckkolben
NK der Druckübersetzer 5, 6 des
zweiten Paares jeweils in einer unterschiedlichen Hubendlage befinden.
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Dies hat aufgrund der Steuerung der
Steuerventile 11, 12 über die Nocken 15, 16 zur
Folge, dass das Steuerventil 11 vollständig geöffnet und das Steuerventil 12 vollständig geschlossen
ist. In dieser Position kann somit Druckmittel von der Niederdruckquelle 1 nur
zum Steuerventil 9, nicht jedoch zum Stellventil 10 gelangen.
Das Stellventil 9 ist dabei in der dargestellten Position
so geschaltet, dass das Druckmittel von der Niederdruckquelle 1 über das
geöffnete
Steuerventil 11 zum Niederdruckkolben NK des Druckübersetzers 3 gelangt,
nicht jedoch zum Niederdruckzylinder NZ des Druckübersetzers 4.
Von diesem wird, da sich dieser im Rückhub befindet, Druckmittel über das
Steuerventil 9 in die Niederdruckquelle 1 zurückgeführt. In
der anderen Stellung des Stellventils 9 ergibt sich entsprechend
der umgekehrte Ablauf.
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Das Stellventil 10 ist in
der gezeigten Darstellung so geschaltet, dass dann, wenn sich das Steuerventil 12 wieder öffnet, Druckmittel
von der Niederdruckquelle 1 über das Steuerventil 12 in
den Niederdruckzylinder NZ des Druckübersetzers 5 gelangt,
während
Druckmittel aus dein Niederdruckzylinder NZ des Druckübersetzers 6 zur
Niederdruckquelle 1 zurückgeführt wird.
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Der Öffnungs- und Schließvorgang
der Steuerventile 11 und 12 über die Steuerung mit Hilfe
der Nocken 15, 16 ist dabei derart, dass am Anfang
des Vorwärtshubes
des jeweiligen Niederdruckkolbens NK das Steuerventil 11 bzw. 12 geschlossen
ist und langsam öffnet
bis es zur Mitte des Hubes vollkommen geöffnet ist. Von dort schließt es wieder
langsam, bis es am Ende des Hubes vollkommen geschlossen ist. Daraufhin
wiederholt sich der gleiche Vorgang beim zweiten Zylinder des betreffenden Paares.
Das jeweilige Stellventil 9 bzw. 10 schaltet immer
dann um, wenn der jeweilige Niederdruckkolben NK in der Anfangs-
bzw. Endstellung steht und das Steuerventil 11 bzw. 12 vollkommen
geschlossen ist. Dadurch können
keine Druckstöße entstehen.
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Das zweite Paar der beiden anderen
Druckübersetzer 5, 6 ist
genauso aufgebaut, dieses Paar arbeitet jedoch in einem anderen
Rhythmus, der um 90° versetzt
ist, d.h. die Niederdruckkolben NK befinden sich aufgrund der um
90° versetzten
Nocken 15, 16 auf den Kurbelwellen 13, 14 in
verschiedenen Stellungen bezüglich
ihres Hubes. Wenn das Steuerventil 11 des ersten Paares
vollkommen geöffnet
ist, ist das Steuerventil 12 des zweiten Paares vollkommen
geschlossen und umgekehrt. Haben die Niederdruckkolben NK der beiden
Paare jeweils die Viertelstellung des Hubes erreicht, sind beide
Steuerventile 11, 12 halb geöffnet. In jedem Fall und zu
jeder Zeit fließt
der gesamte Strom des Druckmittels von der Niederdruckquelle 1 ohne
Unterbrechung zu den Niederdruckzylindern NZ, so dass ein konstanter Druck
und eine pulsa tionsfreie Förderung
gewährleistet
ist.
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Durch die Verbindung der beiden Kurbelwellen 13, 14 über die
Rutschkupplung 17 und die Nocken 18, 19 auf
der Rutschkupplung im Zusammenwirken mit den beiden Ausgleichsventilen 20, 21 wird ein
Regler gebildet, der immer die genaue 90°-Stellung der beiden Kurbelwellen 13, 14 zueinander
regelt. Die beiden Ausgleichsventile 20, 21 werden
im Normalbetrieb synchron mit den Steuerventilen 11, 12 geöffnet und
geschlossen und tragen in jedem Falle etwa ca. 10 % der Menge des
Hauptstromes bei. Verschiebt sich aus irgendeinem Grund die Stellung
der beiden Kurbelwellen 13, 14 zueinander, werden
mittels der Nocken 18, 19 auf der Rutschkupplung 17 die
beiden Ausgleichsventile 20 und 21 weiter geöffnet oder
geschlossen, um somit die Stellung der Kurbelwellen 13, 14 zu
korrigieren.