DE10026616A1

DE10026616A1 - Hydropneumatic pressure intensifier has high pressure piston with rod passing through bore in actuator piston and rod, with pistons moving in opposite directions for pressure generation

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Publication number: DE10026616A1
Application number: DE2000126616
Authority: DE
Original assignee: Schunk GmbH and Co KG
Current assignee: Schunk GmbH and Co KG
Priority date: 2000-05-29
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2001-12-13
Anticipated expiration: 2020-05-30
Also published as: DE10026616B4

Abstract

The device has a pref. pneumatic actuator piston (18) with piston rod (23) and an axial bore through both. The high pressure piston rod (25) moves axially through the bore. After the high pressure piston (24) has moved into working position, the actuator piston is moved in opposite direction of the high pressure piston, for pressure generation. The hydraulic working chamber (H) is connected via a pipe (28,29) to a reservoir (V). This is at slight excess pressure generated by a reservoir piston (34) loaded by a pressure spring (33).

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckübersetzer, insbesondere einem hydropneumatischen Druckübersetzer, mit einem Gehäuse, mit einem mit Hydraulik befüllbaren Hydraulikarbeitsraum, mit einem den Hydraulikarbeitsraum begrenzenden Hochdruckkolben, der eine Hochdruckkolbenstange aufweist, deren freies Ende in Arbetsstellung zur Kraftübertragung vorgesehen ist und vorzugsweise aus dem Gehäuse herausragt und mit einem vorzugsweise pneumatisch beaufschlagbaren Betätigungskolben, der eine Betätigungskolbenstange aufweist, wobei eine an dem Betätigungskolben oder der Betätigungskolbenstange angeordnete Übersetzungsstufe vorhanden ist, die zur Druckerzeugung mit dem Hydraulikarbeitsraum in Wirkverbindung steht. Anstelle eines pneumatischen Beaufschlagens des Betätigungskolbens ist es auch möglich, den Betätigungskolben mit einem Fluid zu beaufschlagen.The invention relates to a pressure intensifier, in particular a hydropneumatic pressure intensifier, with a housing, with a hydraulic work space that can be filled with hydraulics, with a high-pressure piston delimiting the hydraulic work space, which has a high pressure piston rod, the free end in Working position is provided for power transmission and preferably protrudes from the housing and with a preferably pneumatically actuated actuating pistons, which has an actuating piston rod, one on the Actuating piston or the actuating piston rod arranged There is a translation level for printing with the hydraulic workspace is in operative connection. Instead of pneumatic actuation of the actuating piston it is also possible to supply the actuating piston with a fluid act upon.

Derartige Druckübersetzer sind in der Regel pneumatische Arbeitssysteme, in denen ein Hydrauliksystem integriert ist, welches ab einem gewünschten Vorschub in Arbeitsrichtung einen Krafthub mit sehr hoher Stellkraft erzeugt. Solche Druckübersetzer weisen lediglich nach außen pneumatische Anschlüsse auf; allerdings werden Kräfte wie bei Hydraulikzylindern erzeugt.Such pressure intensifiers are usually pneumatic Work systems in which a hydraulic system is integrated, which starts at a desired feed in the working direction Power stroke generated with very high actuating force. Such Pressure intensifiers only have pneumatic outwards Connections on; however, forces become like Hydraulic cylinders generated.

Bei bekannten hydropneumatischen Druckübersetzern, wie sie beispielsweise aus der EP 0 577 955 B1 bekannt geworden sind, sind die einzelnen in dem Druckübersetzer vorhandenen Kolben, insbesondere der Hochdruckkolben, in dem genannten Dokument als Arbeitskolben bezeichnet, und der Betätigungskolben, in dem genannten Dokument als Antriebskolben bezeichnet, hintereinander geschaltet. Zwischen den beiden Kolben ist dabei der Hydraulikarbeitsraum angeordnet, in welchen das freie Ende der Betätigungskolbenstange zur Druckerzeugung eintaucht. Ein derartiger Druckübersetzer hat insbesondere den Nachteil, dass er aufgrund der Hintereinanderanordnung der einzelnen Kolben bzw. Niederdruck- und Hochdruckkammern relativ große Außenabmessungen aufweist und insbesondere sehr lang baut. Weiterhin ist eine komplizierte Schaltlogik mit verschiedenen Sperr- und Wegeventilen erforderlich.In known hydropneumatic pressure intensifiers, such as the one they have have become known, for example, from EP 0 577 955 B1, are the individual pistons in the pressure intensifier, especially the high-pressure piston, in the document mentioned referred to as the working piston, and the actuating piston, in referred to in this document as the drive piston, connected in series. Is between the two pistons arranged the hydraulic work space in which the free end of the actuating piston rod for generating pressure immersed. Such a pressure intensifier has in particular Disadvantage that due to the sequential arrangement of the individual pistons or low pressure and high pressure chambers has relatively large external dimensions and in particular very builds long. There is also a complicated switching logic various blocking and directional valves required.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Druckübersetzer bereitzustellen, der kompakt und klein baut, wobei hohe Stellkräfte funktionssicher übertragen werden sollen.The present invention is therefore based on the object to provide a pressure translator that is compact and small builds, with high actuating forces being transferred reliably should.

Diese Aufgabe wird bei einem Druckübersetzer der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Betätigungskolben mit Betätigungskolbenstange ein axial verlaufendes Durchgangsloch aufweist, durch welches die Hochdruckkolbenstange axial verschiebbar hindurchgreift, wobei nach dem Verfahren des Hochdruckkolbens in die Arbeitsstellung der Betätigungskolben zur Druckerzeugung in die der Verfahrrichtung des Hochdruckkolbens entgegengesetzten Richtung verfahren wird. Dadurch wird eine sehr kompakte und kleine Bauweise des Druckübersetzers ohne Einbußen in der Höhe der zu übertragenden Stellkraft ermöglicht.This task is the beginning of a pressure translator described type according to the invention solved in that the Actuating piston with actuating piston rod on axially has through hole through which the High-pressure piston rod engages axially, whereby after moving the high-pressure piston into the working position the actuating piston for generating pressure in the Direction of travel of the high pressure piston opposite Direction is moved. This makes it a very compact and small design of the pressure intensifier without sacrificing height the actuating force to be transmitted.

Vorteilhafterweise ist die Hochdruckkolbenstange in dem Durchgangsloch axial verschiebbar gelagert und geführt, was zu der Funktionssicherheit der in entgegengesetzter Richtung zueinander verfahrbaren Kolben beiträgt. The high-pressure piston rod is advantageously in the Through hole axially slidably supported and guided, which too the functional reliability of the opposite direction movable piston contributes to each other.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die Übersetzungsstufe eine an der Betätigungskolbenstange angeordnete, in einem Zylinderraum geführte Ringfläche. Eine derart angeordnete Ringfläche weist insbesondere den Vorteil auf, dass sie auf einfache Art und Weise, beispielsweise durch Abdrehen bzw. Schleifen der Betätigungskolbenstange, auf das gewünschte Maß herstellbar ist.In a development of the invention Gear ratio one on the actuating piston rod arranged annular surface guided in a cylinder space. A the ring surface arranged in this way has the particular advantage on them in a simple way, for example by Turning or grinding the actuating piston rod onto the desired dimension can be produced.

Bei einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ist der Hydraulikarbeitsraum über eine Hydraulikleitung mit einem Hydraulikvorratsraum verbunden, in welchem die Hydraulik unter geringem Überdruck steht. Dadurch wird gewährleistet, dass sich bei veränderndem Volumen des Hydraulikarbeitsraums ein Nachströmen der Hydraulik in den Hydraulikarbeitsraum gewährleistet wird. Aufgrund des geringen Überdrucks der Hydraulik wird außerdem ein Druck auf den Hochdruckkolben bewirkt, wodurch dieser im Eilhub von der Ausgangsstellung in die Arbeitsstellung verfahren werden kann.In a further, particularly preferred embodiment the invention is the hydraulic workspace over a Hydraulic line connected to a hydraulic reservoir, in which the hydraulic system is under slight overpressure. Thereby it is ensured that when the volume of the Hydraulic workspace an afterflow of the hydraulics in the Hydraulic work space is guaranteed. Because of the low Overpressure of the hydraulic system also creates pressure on the High-pressure piston causes this in a rapid stroke from the Starting position can be moved into the working position.

Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass ein mit einer Druckfeder beaufschlagter Vorratskolben zur Erzeugung des geringen Überdrucks auf die in dem Hydraulikvorratsraum vorhandene Hydraulik wirkt. Ein derartiger Vorratskolben mit entsprechender Druckfeder ist auf einfache und kostengünstige Art und Weise realisierbar. It can in particular be provided that one with a Compression spring acted upon supply piston to generate the low overpressure on those in the hydraulic reservoir existing hydraulic system works. Such a stock piston with Appropriate compression spring is simple and inexpensive Way feasible.

Vorteilhafterweise kann dabei vorgesehen sein, dass der Vorratskolben eine Vorratskolbenstange aufweist, die als Füllstandsanzeige des Füllstands der Hydraulik dient und insbesondere zur Füllstandsanzeige aus dem Gehäuse herausragt. Durch beispielsweise Vergleichen von reproduzierbaren Stellungen der Vorratskolbenstange ist eine Überwachung des Füllstandes möglich. Ein Austreten von Hydraulik aufgrund einer undichten Stelle bzw. eines Leckes in dem mit Hydraulik gefüllten Raum kann dabei erkannt werden.It can advantageously be provided that the Storage piston has a storage piston rod, which as Level indicator of the level of the hydraulics serves and protrudes from the housing, in particular for the level indicator. For example, by comparing reproducible Positions of the supply piston rod is a monitoring of the Level possible. Leakage of hydraulics due to a leak or a leak in the hydraulic filled space can be recognized.

Bei einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hydraulikleitung durch axiales Verfahren des Betätigungskolbens mittels eines Schaltelements geschlossen werden kann, wodurch eine den Hydraulikvorratsraum beinhaltende Niederdruckkammer von einer den Hydraulikarbeitsraum beinhaltenden Hochdruckkammer getrennt wird. Durch die Trennung des mit Hydraulik gefüllten Raumes in eine Niederdruck- und Hochdruckkammer wird vorteilhafterweise erreicht, dass lediglich die Hochdruckkammer gegen den mittels der Übersetzungsstufe erzeugten Hochdruck entsprechend ausgelegt und abgedichtet werden muss. Die Niederdruckkammer hingegen ist lediglich auf den in ihr herrschenden geringen Überdruck, der insbesondere mittels des Vorratskolbens und der zugehörigen Druckfeder erzeugt wird, auslegbar.In a further embodiment of the invention, that the hydraulic line by axial movement of the Actuating piston closed by means of a switching element can be, creating a hydraulic reservoir containing low pressure chamber from one Hydraulic work space containing high pressure chamber separately becomes. By separating the space filled with hydraulics in a low pressure and high pressure chamber is advantageous achieved that only the high pressure chamber against the medium generated high pressure according to the gear ratio must be designed and sealed. The low pressure chamber on the other hand, it is only due to the low prevailing in it Overpressure, in particular by means of the supply piston and the associated compression spring is generated, interpretable.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Schaltelement eine an der hydraulischen Ringfläche angeordnete Steuerkante. Dadurch bedarf es keines separaten Schaltelements zur Trennung der Niederdruckkammer von der Hochdruckkammer.In a particularly preferred embodiment of the invention the switching element comprises one on the hydraulic ring surface arranged control edge. This means there is no need for a separate one Switching element for separating the low pressure chamber from the High pressure chamber.

Dabei verschließt vorteilhafterweise die Steuerkante einen an dem Zylinderraum vorhandenen Hydraulikanschluss bzw. wirkt mit einer an dem Zylinderraum angeordneten Dichtung zusammen, wodurch eine komplizierte Schaltlogik nicht benötigt wird und für eine derartige Schaltlogik benötigte Ventile und Bauteile entfallen.The control edge advantageously closes one existing hydraulic connection in the cylinder chamber or cooperates a seal arranged on the cylinder space together, whereby a complicated switching logic is not required and valves and components required for such switching logic omitted.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die dem Hydraulikarbeitsraum abgewandte Seite des Hochdruckkolbens zur Verschiebung des Hochdruckkolbens mit vorzugsweise Druckluft beaufschlagbar ist. Dadurch wird eine Verschiebung des Hochdruckkolbens von der Arbeitsstellung in eine Ausgangsstellung ermöglicht. Anstelle von Druckluft ist auch ein Beaufschlagen mit einem Fluid denkbar.Another embodiment of the invention is characterized by this that the side of the High pressure piston to move the high pressure piston with preferably compressed air can be applied. This will make one Displacement of the high pressure piston from the working position in enables a starting position. Instead of compressed air it is also conceivable to apply a fluid.

Außerdem ist denkbar, dass die dem Hochdruckkolben zugewandte Fläche des freien Endes der Betätigungskolbenstange zur Verschiebung des Betätigungskolbens vorzugsweise mit Druckluft beaufschlagbar ist. Hierdurch wird der Betätigungskolben mit einer Kraft beaufschlagt, die zu einem Verfahren des Betätigungskolbens von der Arbeitsstellung in insbesondere die Ausgangsstellung beiträgt. Anstelle von Druckluft ist auch hier denkbar, den Kolben mit einem Fluid zu beaufschlagen. It is also conceivable that the one facing the high-pressure piston Surface of the free end of the actuating piston rod Displacement of the actuating piston preferably with compressed air is acted upon. As a result, the actuating piston with applied to a force that leads to a process of Actuating piston from the working position in particular the Starting position contributes. Instead of compressed air, too conceivable here to apply a fluid to the piston.

Bei einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass auf der in Arbeitsstellung mit vorzugsweise Luftdruck beaufschlagbaren Seite des Betätigungskolbens ein axial angeordneter Arbeitskolben vorhanden ist, der sich bei Beaufschlagung des Betätigungskolbens in der dem Betätigungskolben entgegengesetzten Richtung bewegt, wobei das freie Ende der Hochdruckkolbenstange auf den Arbeitskolben stößt und wobei die Arbeitskolbenstange zur Kraftübertragung vorgesehen ist. Die zu übertragende Stellkraft setzt sich dabei aus einem größeren Anteil, der über das Hydrauliksystem und die Hochdruckkolbenstange auf die Arbeitskolbenstange übertragen wird, sowie aus einem kleineren Anteil, der aufgrund der vorzugsweise pneumatischen Beaufschlagung des Arbeitskolbens in die Arbeitskolbenstange eingeleitet wird, zusammen. Vorteilhafterweise wird hierdurch gewährleistet, dass bei Druckverlust in dem Hydrauliksystem bzw. in der Hochdruckkammer der vorzugsweise pneumatisch beaufschlagte Arbeitskolben eine Reservestellkraft liefert.In a further, particularly preferred embodiment of the Invention is provided that with in the working position preferably pressurized side of the air pressure Actuating piston an axially arranged working piston is present, which is when the Actuating piston in the the actuating piston moves in the opposite direction, with the free end of the High-pressure piston rod hits the working piston and where the working piston rod is provided for power transmission. The positioning force to be transmitted is made up of a greater share that about the hydraulic system and the Transfer the high pressure piston rod to the working piston rod will, as well as from a smaller portion, which due to the preferably pneumatic loading of the working piston is introduced into the working piston rod. This advantageously ensures that at Pressure loss in the hydraulic system or in the High pressure chamber which is preferably pneumatically operated Working piston delivers a reserve actuator.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Arbeitskolben beidseitig vorzugsweise pneumatisch druckbeaufschlagbar. Dadurch ist es insbesondere möglich, den Arbeitskolben in die Ausgangsstellung zurückzufahren. Anstelle von Druckluft ist auch ein Beaufschlagen mit einem Fluid denkbar. In a further development of the invention, the working piston Can preferably be pressurized pneumatically on both sides. This makes it possible, in particular, to place the working piston in the To retract the starting position. Instead of compressed air it is also conceivable to apply a fluid.

Vorteilhafterweise kann auf der dem Arbeitszylinder zugewandten Seite des den Arbeitszylinder umgebenden Zylinders ein Anschlag für den Betätigungskolben vorgesehen sein. Damit wird beim Zurückfahren des Betätigungskolbens in die Ausgangsstellung eine vorgesehene Position erreicht.Can advantageously on the working cylinder facing side of the cylinder surrounding the working cylinder a stop for the actuating piston may be provided. In order to is when the actuating piston moves back into the Starting position reached an intended position.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert ist.Further advantageous refinements and details of Invention can be found in the following description in which the invention with reference to that shown in the drawing Embodiment is described and explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen hydropneumatischen Druckübersetzer im Längsschnitt in Ausgangsstellung; FIG. 1 is a hydropneumatic pressure intensifier according to the invention in longitudinal section in the initial position;

Fig. 2 den Druckübersetzer gemäß Fig. 1 nach dem Anfahren an ein Werkstück; und FIG. 2 shows the pressure intensifier according to FIG. 1 after starting on a workpiece; and

Fig. 3 den Druckübersetzer gemäß Fig. 1 und 2 in Arbeitsstellung unter maximaler Stellkraft. Fig. 3 shows the pressure booster according to FIG. 1 and 2 in the working position under maximum force.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen einen hydropneumatischen Druckübersetzer 1, der ein Grundgehäuse 2 sowie einen vorderen Gehäusedeckel 3 und einen hinteren Gehäusedeckel 4 aufweist. Der vordere Gehäusedeckel 3 weist dabei entlang der Längsachse 7 des Druckübersetzers 1 eine kreiszylindrische Bohrung 8 auf, durch welche das freie Ende einer Arbeitskolbenstange 9 eines Arbeitskolbens 12 ragt. Zwischen der Bohrung 8 und der Arbeitskolbenstange 9 sind zwei Dichtungselemente 13 angeordnet, die den zwischen dem Arbeitskolben 12 und dem Gehäusedeckel 3 vorhandenen Raum A luftdicht abdichten. Der Arbeitskolben 12 weist entlang seinem Umfang eine entsprechende Dichtung 13 auf. Das freie Ende der Arbeitskolbenstange 9 ist dabei zur Kraftübertragung der Stellkraft auf ein Werkstück 17 vorgesehen. Da in der Fig. 1 die Ausgangsstellung des Druckübersetzers 1 dargestellt ist, liegt die Arbeitskolbenstange 9 nicht an dem Werkstück 17 an. Figs. 1 to 3 show a hydropneumatic pressure intensifier 1 which has a base housing 2 and a front housing cover 3 and a rear housing cover 4. The front housing cover 3 has a circular cylindrical bore 8 along the longitudinal axis 7 of the pressure intensifier 1 , through which the free end of a working piston rod 9 of a working piston 12 projects. Between the bore 8 and the working piston rod 9 , two sealing elements 13 are arranged, which seal the space A between the working piston 12 and the housing cover 3 in an airtight manner. The working piston 12 has a corresponding seal 13 along its circumference. The free end of the working piston rod 9 is provided for power transmission of the actuating force to a workpiece 17 . Since the starting position of the pressure intensifier 1 is shown in FIG. 1, the working piston rod 9 does not rest on the workpiece 17 .

Das Grundgehäuse 2 nimmt einen Betätigungskolben 18 auf, der in einem Zylinderraum B axial verfahrbar ist. Die Verfahrbarkeit des Betätigungskolbens 18 wird in Richtung Arbeitskolben 12 durch einen an dem Gehäusedeckel 3 angeordneten Anschlag 19, der in den Zylinderraum B eingreift, begrenzt. Sowohl der Arbeitskolben 12 als auch der Betätigungskolben 18 sind beidseitig mit Druckluft beaufschlagbar. Der an seinem Umfang mit einer Dichtung 13 versehene Betätigungskolben 18 weist außerdem eine in der dem Arbeitskolben 12 abgewandten Richtung weisende Kolbenstange 23 auf.The base housing 2 receives an actuating piston 18 which can be moved axially in a cylinder space B. The displaceability of the actuating piston 18 is limited in the direction of the working piston 12 by a stop 19 arranged on the housing cover 3 , which engages in the cylinder space B. Both the working piston 12 and the actuating piston 18 can be acted upon with compressed air on both sides. The actuating piston 18 provided on its periphery with a seal 13 also has a piston rod 23 pointing in the direction facing away from the working piston 12 .

Der pneumatische Druckübersetzer 1 umfasst außerdem einen Hochdruckkolben 24 mit einer in Richtung Arbeitskolben 12 weisenden Kolbenstange 25. Wie aus Fig. 1 deutlich hervorgeht, weist der Betätigungskolben 18 mit Betätigungskolbenstange 23 ein axial verlaufendes Durchgangsloch 27 in Form von einer zylindrischen Bohrung auf, durch welches die Hochdruckkolbenstange 25 axial verschiebbar hindurchragt. Der Durchmesser der Kolbenstange 25 des Hochdruckkolbens 24 sowie der Durchmesser des Durchgangslochs 27 sind dabei so gewählt, dass die Hochdruckkolbenstange 25 in dem Durchgangsloch 27 axial verschiebbar gelagert und geführt ist.The pneumatic pressure intensifier 1 also comprises a high-pressure piston 24 with a piston rod 25 pointing in the direction of the working piston 12 . As is clear from FIG. 1, the actuating piston 18 with piston rod 23 actuating an axially extending through hole 27 in the form of a cylindrical bore through which protrudes the high pressure piston rod 25 is axially displaceable. The diameter of the piston rod 25 of the high pressure piston 24 and the diameter of the through hole 27 are selected so that the high pressure piston rod is axially displaceably mounted 25 in the through hole 27 and guided.

Die der Kolbenstange 25 zugewandte Seite des Hochdruckkolbens 24 sowie die freie Stirnseite der Betätigungskolbenstange 23 schließen einen mit Druckluft befüllbaren Raum C ein.The side of the high-pressure piston 24 facing the piston rod 25 and the free end face of the actuating piston rod 23 enclose a space C which can be filled with compressed air.

Auf der der Kolbenstange 25 abgewandten Seite des Hochdruckkolbens 24 weist der Druckübersetzer 1 einen mit Hydraulik befüllbaren Hydraulikarbeitsraum H auf. Da in Fig. 1 der Druckübersetzer 1 in der Ausgangsstellung gezeigt ist, ist in dem Hydraulikarbeitsraum H nahezu keine Hydraulik vorhanden. Der Hydraulikarbeitsraum H ist über eine Hydraulikleitung 28, einen Zylinderraum S und eine weitere Hydraulikleitung 29 mit einem Hydraulikvorratsraum V verbunden. Die Leitungen 28 und 29 weisen verschiedene, fertigungstechnisch bedingte Blindabschnitte mit Verschlusspfropfen 32 auf. On the side of the high-pressure piston 24 facing away from the piston rod 25 , the pressure booster 1 has a hydraulic working space H which can be filled with hydraulics. Since the pressure intensifier 1 is shown in the starting position in FIG. 1, there is almost no hydraulic system in the hydraulic working space H. The hydraulic working space H is connected to a hydraulic storage space V via a hydraulic line 28 , a cylinder space S and a further hydraulic line 29 . The lines 28 and 29 have different blind sections with sealing plugs 32 , which are caused by production technology.

Auf den mit Hydraulik gefüllten Hydraulikvorratsraum V wirkt ein mit einer Druckfeder 33 beaufschlagter Vorratskolben 34, um einen geringen Überdruck in dem Hydraulikvorratsraum V sowie den Leitungen 28, 29, dem Zylinderraum S sowie dem Hydraulikarbeitsraum H zu erzeugen.A supply piston 34 , which is acted upon by a compression spring 33, acts on the hydraulic supply chamber V filled with hydraulics in order to generate a slight overpressure in the hydraulic supply chamber V and the lines 28 , 29 , the cylinder chamber S and the hydraulic work space H.

Der Betätigungskolben 18 weist an seiner Kolbenstange 23 eine in dem Zylinderraum S verfahrbare Übersetzungsstufe 37 in Form einer Ringfläche auf.The actuating piston 18 has on its piston rod 23 a translation stage 37 which can be moved in the cylinder space S in the form of an annular surface.

Durch axiales Verschieben der Betätigungskolbenstange 23 in Richtung des Hochdruckkolbens 24 wird ein die Leitung 29 mit dem Zylinderraum S verbindender Anschluss 38 durch die als Steuerkante wirkende Übersetzungsstute 37 in Verbindung mit einer Dichtung 39 verschlossen, wodurch eine den Hydraulikvorratsraum V und die Leitung 29 beinhaltende Niederdruckkammer von einer den Zylinderraum S. die Leitung 28 und den Hydraulikarbeitsraum H beinhaltende Hochdruckkammer getrennt wird.By axially displacing the actuating piston rod 23 in the direction of the high-pressure piston 24 , a connection 38 connecting the line 29 to the cylinder space S is closed by the transmission mare 37 acting as a control edge in connection with a seal 39 , as a result of which a low-pressure chamber comprising the hydraulic reservoir V and the line 29 is closed a high-pressure chamber containing the cylinder space S, the line 28 and the hydraulic work space H is separated.

Der Dichtring 37 ist dabei so ausgelegt, dass er in der Fig. 1 und 2 dargestellten Stellung des Betätigungskolbens 23 Hydraulik über den Anschluss 38 in den Zylinderraum S hindurchlässt. Wird, wie in Fig. 3 dargestellt, der Betätigungskolben 18 mit der Kolbenstange 23 derart in Richtung Hochdruckkolben 24 verschoben, dass die Übersetzungsstufe 37 den Dichtungsring 39 überfährt, so kann keine Hydraulik von der Niederdruckkammer zu der Hochdruckkammer mehr gelangen.The sealing ring 37 is designed in such a way that, in the position of the actuating piston 23 shown in FIGS. 1 and 2, it allows hydraulics to pass through the connection 38 into the cylinder space S. If, as shown in FIG. 3, the actuating piston 18 with the piston rod 23 is displaced in the direction of the high-pressure piston 24 in such a way that the transmission stage 37 passes over the sealing ring 39 , then no more hydraulics can get from the low-pressure chamber to the high-pressure chamber.

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Druckübersetzer 1 weist außerdem eine Hydraulikfüllstandanzeige in Form des aus dem unteren Gehäusedeckel 4 herausragenden Endes der Kolbenstange 42 des Vorratskolbens 34 auf. Bei Verlust von Hydraulik in dem Hydrauliksystem verändert das freie Ende der Kolbenstange 42 bezüglich der Oberfläche des Gehäusedeckels 4 seine Position, wodurch aufgrund eines Soll-Ist-Vergleichs auf den jeweils aktuellen Füllstand rückgeschlossen werden kann. Dazu ist an der Oberfläche des Gehäusedeckels 4 eine Nut 35 vorhanden. Die Tiefe der Nut 35 ist dabei so gewählt, dass die Stirnseite der Kolbenstange 42 bei intaktem System bei maximal eingefahrenem Vorratskolben 34 oberhalb des Nutbodens ist. Bei einem Hydraulikverlust wird die Stirnseite der Kolbenstange 42 unterhalb die durch den Nutboden gebildete Referenzmarke gelangen, wodurch der Hydraulikverlust bemerkbar wird.The pressure intensifier 1 shown in FIGS . 1 to 3 also has a hydraulic level indicator in the form of the end of the piston rod 42 of the supply piston 34 protruding from the lower housing cover 4 . In the event of loss of hydraulics in the hydraulic system, the free end of the piston rod 42 changes its position with respect to the surface of the housing cover 4 , as a result of which a current / actual level can be inferred on the basis of a target / actual comparison. For this purpose, a groove 35 is provided on the surface of the housing cover 4 . The depth of the groove 35 is chosen such that the end face of the piston rod 42 is above the groove bottom with the system intact and the supply piston 34 retracted to the maximum. In the event of a hydraulic loss, the end face of the piston rod 42 will reach below the reference mark formed by the groove bottom, as a result of which the hydraulic loss becomes noticeable.

Zur Abdichtung der einzelnen Kolben und Kolbenstangenabschnitte sind verschiedene weitere Dichtungen 13 an den jeweiligen Kolbenabschnitten vorhanden.Various additional seals 13 are provided on the respective piston sections for sealing the individual pistons and piston rod sections.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausgangslage des Druckübersetzers 1 sind die Zylinderräume A, B und C mit Druckluft gefüllt, wobei in den Fig. 1 bis 3 die Pneumatikanschlüsse und Luftverbindungskanäle nicht dargestellt sind. Vorteilhafterweise können die einzelnen Räume A, B und C durch nicht gezeigte Pneumatikleitungen miteinander verbunden sein. Durch Einführen von Druckluft in den Kolbenraum A wird der Arbeitskolben zurückgefahren. Durch Einführen von Druckluft in den Kolbenraum B wird der Betätigungskolben 18 gegen den Anschlag 19 gedrückt. Dadurch ist die Verbindung zwischen der Leitung 29 und dem Zylinderraum S geöffnet; es kann folglich Hydraulik aus dem Vorratsraum V in die Leitung 28 und den Hydraulikarbeitsraum H strömen. Da allerdings ebenfalls der Kolbenraum C mit Druckluft gefüllt wird, wird der Hochdruckkolben 24 gegen einen dem Hochdruckkolben 24 zugewandten Hochdruckdeckel 43 gedrückt. Trotz des geringen Überdrucks der Hydraulik strömt keine Hydraulik in den Hydraulikarbeitsraum H. Die Druckluft in dem Kolbenraum C bewirkt zusätzlich, dass der Betätigungskolben 18 über die an der Stirnseite des freien Endes der Kolbenstange 23 angreifende Druckluft gegen die Anschläge 19 gedrückt wird.In the illustrated in Fig. 1 starting position of the pressure booster 1, the cylinder spaces A, B and C are filled with compressed air, being not shown in FIGS. 1 to 3, the pneumatic connections and air communication channels. The individual rooms A, B and C can advantageously be connected to one another by pneumatic lines, not shown. The working piston is retracted by introducing compressed air into piston chamber A. By introducing compressed air into the piston chamber B, the actuating piston 18 is pressed against the stop 19 . This opens the connection between the line 29 and the cylinder space S; consequently, hydraulics can flow from the storage space V into the line 28 and the hydraulic working space H. However, since also the piston chamber C is filled with compressed air, the high pressure piston 24 is pressed against a high-pressure piston 24 facing the high pressure lid 43rd Despite the low overpressure of the hydraulics, no hydraulics flow into the hydraulic work space H. The compressed air in the piston space C additionally causes the actuating piston 18 to be pressed against the stops 19 by the compressed air acting on the end face of the free end of the piston rod 23 .

Bei der in der Fig. 2 gezeigten Stellung des Druckübersetzers 1 sind die Kolbenräume A, B, C und auch D drucklos geschaltet. Aufgrund des geringen Überdrucks der Hydraulik wird nun in den Hydraulikarbeitsraum H Hydraulik eingepresst, wodurch sich der Hochdruckkolben 24 in Richtung Betätigungskolben 18 bewegt. Die den Betätigungskolben 18 durchgreifende Kolbenstange 25 des Hochdruckkolbens 24, die auf den Arbeitskolben 12 stößt, bewegt den Arbeitskolben in Richtung des Werkstücks 17, bis das freie Ende der Kolbenstange 9 des Arbeitskolbens 12 auf das Werkstück 17 auftrifft. Das Werkstück 17 wird demnach in der in Fig. 2 gezeigten Stellung mit einer geringen aus dem geringen Überdruck der Hydraulik resultierenden Stellkraft beaufschlagt.In the position of the pressure intensifier 1 shown in FIG. 2, the piston chambers A, B, C and D are depressurized. Due to the low overpressure of the hydraulics, hydraulic is now pressed into the hydraulic working space H, as a result of which the high-pressure piston 24 moves in the direction of the actuating piston 18 . The piston rod 25 of the high-pressure piston 24 which passes through the actuating piston 18 and hits the working piston 12 moves the working piston in the direction of the workpiece 17 until the free end of the piston rod 9 of the working piston 12 hits the workpiece 17 . The workpiece 17 is accordingly acted upon in the position shown in FIG. 2 with a small actuating force resulting from the low overpressure of the hydraulics.

Zur Erhöhung der Stellkraft bzw. zum Erreichen der maximalen Stellkraft wird, wie in Fig. 3 gezeigt, in den zwischen dem Betätigungskolben 18 und dem Arbeitskolben 12 vorhandenen Arbeitsraum D Druckluft eingeführt. Dadurch werden im Wesentlichen zwei Effekte erzielt.To increase the actuating force or to reach the maximum actuating force, compressed air is introduced into the working space D present between the actuating piston 18 and the working piston 12 , as shown in FIG. 3. Basically, two effects are achieved.

Zum einen bewegt sich der Betätigungskolben 18 samt Kolbenstange 23 in Richtung Hochdruckkolben 24. Dabei überfährt die als Steuerkante ausgebildete Übersetzungsstufe 37 die Dichtung 39, wodurch die Niederdruckkammer von der Hochdruckkammer getrennt wird. Aufgrund der weiteren Verschiebung der Betätigungskolbenstange 23 bzw. der Übersetzungsstufe 37 in Richtung Hochdruckkolben 24 wird ein Hochdruck in dem Hydraulikarbeitsraum H aufgebaut. Dadurch wird über den Hochdruckkolben 24 bzw. dessen Kolbenstange 25 die auf den Arbeitskolben 12 und damit auf das Werkstück 17 wirkende Stellkraft erhöht.On the one hand, the actuating piston 18 together with the piston rod 23 moves in the direction of the high-pressure piston 24 . The transmission stage 37 designed as a control edge passes over the seal 39 , as a result of which the low-pressure chamber is separated from the high-pressure chamber. Due to the further displacement of the actuating piston rod 23 or the transmission stage 37 in the direction of the high-pressure piston 24 , a high pressure is built up in the hydraulic working space H. As a result, the actuating force acting on the working piston 12 and thus on the workpiece 17 is increased via the high-pressure piston 24 or its piston rod 25 .

Zum anderen wirkt die in dem Arbeitsraum D auf den Arbeitskolben 12 wirkende Druckluft unmittelbar auf das Werkstück 17. Die maximale Stellkraft setzt sich folglich aus einem auf den Arbeitszylinder 12 wirkenden pneumatischen Anteil und einem aus der hydraulischen Druckverstärkung resultierenden, über den Hochdruckkolben 24 auf den Arbeitskolben 12 wirkenden hydraulischen Anteil zusammen. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass bei einer Undichtheit bzw. eines Leckes in der Hochdruckkammer der pneumatische Anteil der Stellkraft, der unmittelbar über den Arbeitskolben 12 eingeleitet wird, als Reservekraft verbleibt.On the other hand, the compressed air acting on the working piston 12 in the working space D acts directly on the workpiece 17 . The maximum actuating force is consequently composed of a pneumatic component acting on the working cylinder 12 and a hydraulic component resulting from the hydraulic pressure boosting and acting on the working piston 12 via the high-pressure piston 24 . This has the particular advantage that in the event of a leak or a leak in the high-pressure chamber, the pneumatic portion of the actuating force that is introduced directly via the working piston 12 remains as a reserve force.

Zum Zurückfahren des Druckübersetzers 1 in die in Fig. 1 gezeigte Ausgangsstellung wird der Arbeitsraum D drucklos geschaltet, und die Kolbenräume A, B und C werden mit Druckluft beaufschlagt.To return the pressure booster 1 to the starting position shown in FIG. 1, the working space D is depressurized and the piston spaces A, B and C are pressurized with compressed air.

Bei einer einfacheren als die in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen ist es denkbar, den Arbeitszylinder ersatzlos wegzulassen, wobei dann das freie Ende der Hochdruckkolbenstange die Stellkraft unmittelbar auf das Werkstück 17 überträgt.In a simpler embodiment than that shown in FIGS. 1 to 3, it is conceivable to omit the working cylinder without replacement, in which case the free end of the high-pressure piston rod transmits the actuating force directly to the workpiece 17 .

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Druckübersetzer ist vorteilhafterweise einfach montierbar. Nachdem das Grundgehäuse 2 mit den entsprechenden Kolbenräumen B und C und Leitungsbohrungen gefertigt ist, lassen sich der Betätigungskolben 18 sowie der Hochdruckkolben 24 in das Grundgehäuse einführen. Danach wird vorteilhafterweise der Hochdruckdeckel 43 montiert. In einem weiteren Schritt werden die bereits vormontierten, die entsprechenden Kolben 12 bzw. 34 aufweisenden Gehäusedeckel 3 und 4 an dem Grundgehäuse 2 montiert.The pressure intensifier shown in FIGS . 1 to 3 is advantageously easy to install. After the basic housing 2 has been manufactured with the corresponding piston chambers B and C and line bores, the actuating piston 18 and the high-pressure piston 24 can be inserted into the basic housing. The high-pressure cover 43 is then advantageously mounted. In a further step, the housing covers 3 and 4 , which have already been preassembled and have the corresponding pistons 12 and 34 , are mounted on the basic housing 2 .

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Druckübersetzer 1 weist auch den Vorteil auf, dass die maximale Spannkraft nicht bzw. weitgehend von der Hydrauliktemperatur unabhängig ist. Erwärmt sich beispielsweise während des Betriebes des Druckübersetzers 1 die Hydrauliktemperatur, so kann eine Volumenzunahme der in der Hochdruckkammer vorhandenen Hydraulik über eine Kompression der in dem Arbeitsraum D vorhandenen Luft ausgeglichen werden. Damit wird einer Beschädigung des Druckübersetzers 1 sowie des Werkstücks 17 vorgebeugt.The pressure intensifier 1 shown in FIGS . 1 to 3 also has the advantage that the maximum clamping force is not or largely independent of the hydraulic temperature. If, for example, the hydraulic temperature warms up during operation of the pressure intensifier 1 , a volume increase in the hydraulic system present in the high-pressure chamber can be compensated for by compressing the air present in the working space D. Damage to the pressure intensifier 1 and the workpiece 17 is thus prevented.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All in the description, the following claims and the Features shown can be drawn individually as well also in any combination with each other be essential to the invention.

Claims

1. pressure intensifier ( 1 ), in particular hydropneumatic pressure intensifier,
with a housing ( 2 , 3 , 4 )
with a hydraulic work space that can be filled with hydraulics (H)
with a high-pressure piston ( 24 ) delimiting the hydraulic working space (H), which has a high-pressure piston rod ( 25 ), the free end of which is provided in the working position for power transmission and preferably protrudes from the housing, and
with an actuating piston ( 18 ) which can preferably be acted upon pneumatically and which has an actuating piston rod ( 23 ), one on the actuating piston ( 18 )
or the actuating piston rod ( 23 ) arranged translation stage ( 37 ) is present, which is operatively connected to the hydraulic working space (H) for generating pressure,
characterized by
that the actuating piston ( 18 ) with the actuating piston rod ( 23 ) has an axially extending through hole ( 27 ) through which the high-pressure piston rod ( 25 ) engages axially displaceably, whereby after the high-pressure piston ( 24 ) has been moved into the working position of the actuating piston ( 18 ) for generating pressure is moved in the direction opposite to the direction of travel of the high-pressure piston ( 24 ).

2. Pressure intensifier ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the high-pressure piston rod ( 23 ) in the through hole ( 27 ) is axially displaceably mounted and guided.

3. Pressure intensifier ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the transmission stage ( 37 ) is an on the actuating piston rod ( 23 ) arranged in a cylinder space (S) guided annular surface.

4. Pressure intensifier ( 1 ) according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the hydraulic working space (H) is connected via a hydraulic line ( 28 , 29 ) to a hydraulic storage space (V), in which the hydraulic system is under slight excess pressure.

5. Pressure intensifier ( 1 ) according to claim 4, characterized in that a supply piston ( 34 ) acted upon by a compression spring ( 33 ) acts to generate the low overpressure on the hydraulic system present in the hydraulic reservoir (V).

6. Pressure intensifier ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the supply piston ( 34 ) has a supply piston rod ( 42 ) which serves as a level indicator of the level of the hydraulic system and in particular for level indicator protrudes from the housing ( 4 ).

7. Pressure intensifier ( 1 ) according to one of claims 4 to 6, characterized in that the hydraulic line ( 28 , 29 ) can be closed by axially moving the actuating piston by means of a switching element ( 37 , 39 ), whereby one containing the hydraulic reservoir (V) Low-pressure chamber is separated from a high-pressure chamber containing the hydraulic work space (H).

8. Pressure intensifier ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the switching element comprises a control edge arranged on the hydraulic ring surface.

9. Pressure intensifier ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the control edge closes an existing on the cylinder chamber ( 5 ) hydraulic connection ( 38 ) or cooperates with a on the cylinder chamber (S) arranged seal ( 39 ).

10. Pressure intensifier ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic working space (H) facing away from the high-pressure piston ( 24 ) for displacing the high-pressure piston ( 24 ) is preferably pressurized with compressed air.

11. Pressure intensifier ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the surface of the free end of the actuating piston rod ( 25 ) facing the high-pressure piston ( 24 ) can be preferably pressurized with compressed air for displacing the actuating piston ( 18 ).

12. Pressure intensifier ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that an axially arranged working piston ( 12 ) is present on the side of the actuating piston ( 18 ) which can preferably be acted upon by air pressure and which is in contact with the actuating piston ( 18 ) which moves in the opposite direction to the actuating piston ( 18 ), the free end of the high-pressure piston rod ( 25 ) abutting the working piston ( 12 ) and the working piston rod ( 9 ) being provided in the working position for power transmission.

13. Pressure intensifier ( 1 ) according to claim 12, characterized in that the working piston ( 12 ) is preferably designed to be pressurized pneumatically on both sides.

14. Pressure intensifier ( 1 ) according to claim 12 or 13, characterized in that a stop ( 19 ) for the actuating piston ( 18 ) is provided on the side facing the working cylinder ( 12 ).