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Die
Erfindung betrifft einen hydraulischen Druckverstärker mit
einem Gehäuse,
das eine niederdruckseitige Stirnseite und eine hochdruckseitige Stirnseite
und zwischen den beiden Stirnseiten eine Umfangswand aufweist, wobei
der hochdruckseitigen Stirnseite benachbart ein Ausgangsventil angeordnet
ist, und einem Ausgangskanal für
unter hohem Druck stehende Hydraulikflüssigkeit.
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Ein
derartiger Druckverstärker
ist beispielsweise durch einen Druckverstärker HC8 der miniBOOSTER HYDRAULICS
A/S, Soenderborg, Dänemark,
bekannt.
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Ein
derartiger Druckverstärker
besteht vielfach aus einem Unterteil mit hydraulischen Anschlüssen, über die
Hydraulikflüssigkeit
zugeführt
wird, einem Zwischenteil und einem Oberteil, wobei das Oberteil
einen stirnsei tigen Auslaß für die hydraulische
Flüssigkeit
aufweist, die dann auf einen hohen Druck gebracht worden ist. Am
Oberteil ist zusätzlich eine
Kapsel montiert, die das Oberteil zumindest teilweise umgibt. In
der Kapsel ist der Ausgangskanal angeordnet. Die Kapsel ist gegenüber dem
Oberteil abgedichtet, beispielsweise mit einer Silberdichtung, so
daß die
unter hohem Druck stehende Hydraulikflüssigkeit ohne Verluste aus
dem Oberteil in die Kapsel übertreten
kann.
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Im
Oberteil ist ein Ausgangsventil angeordnet, dessen Durchmesser wesentlich
größer ist
als der Durchmesser des Ausgangskanals. Beispielsweise kann der
Ausgangskanal einen Durchmesser von etwa 2 bis 3 mm haben, während das
Ausgangsventil einen Durchmesser von 10 mm hat. Die Kapsel dient
dann dazu, diese für
die Montage des Ausgangsventils notwendige Durchmessererweiterung wieder
rückgängig zu
machen, so daß ein
gewöhnliches
Hochdruckfitting montiert werden kann, das mit dem kleinen Durchmesser
des Ausgangskanals zusammenwirken kann.
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Ein
derartiger Druckverstärker
arbeitet im Betrieb sehr zuverlässig.
Er hat sich bewährt.
Allerdings ist er relativ schwer und erfordert einen gewissen Bauraum.
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Alternativ
dazu ist eine Lösung
bekannt, bei der anstelle einer Kapsel eine Deckplatte verwendet wird,
die die Stirnseite des Oberteils abdichtet. In dieser Deckplatte
befindet sich dann die Anschlußgeometrie
für das
Hochdruckfitting und der entsprechende Ausgangskanal. Auch ein derartiger
Druckverstärker
ist groß und
schwer.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckverstärker leicht
und kompakt zu gestalten.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Druckverstärker der eingangs genannten
Art dadurch gelöst,
daß der
Ausgangskanal in die Umfangswand mündet oder einen Anschlußstopfen
durchsetzt, der in die hochdruckseitige Stirnseite eingeschraubt
ist und einen das Ausgangsventil aufnehmenden Montagekanal verschließt.
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Mit
dieser Ausgestaltung ist es nicht länger notwendig, eine Kapsel
oder ein anderes Zwischenstück
zu verwenden, um die zur Montage des Ausgangsventils notwendige
Durchmessererweiterung wieder zu verkleinern, so daß ein Hochdruckfitting montiert
werden kann. Es ist auch nicht notwendig, das Oberteil in entsprechender
Weise zu verlängern. Man
führt vielmehr
den Ausgangskanal seitlich zur Montagerichtung des Ausgangsventils
nach außen, so
daß man
die Montageöffnung
für das
Ausgangsventil und den Ausgangskanal quasi unabhängig voneinander gestalten
kann. Darüber
hinaus steht in der Umfangswand und dem der Umfangswand benachbarten
Bereich des Oberteils ein ausreichender Bauraum zur Verfügung, so
daß man
auch eine Befestigungsgeometrie für ein Hochdruckfitting hier
vorsehen kann, ohne den Druckverstärker über die Baugröße von Unterteil,
Mittelteil und Oberteil hinaus vergrößern zu müssen.
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Auch
in der alternativen Ausgestaltung ist es nicht notwendig, eine Kapsel
oder ein anderes Zwischenstück
zu verwenden, um einen Übergang
zwischen der Bohrung, in der das Ausgangsventil montiert ist, und
dem Aus gangskanal zu schaffen. Man schraubt einfach einen Anschlußstopfen
in die hochdruckseitige Stirnseite ein, die die das Ausgangsventil
aufnehmende Bohrung verschließt.
In diesem Anschlußstopfen
läßt sich
dann zum einen der Ausgangskanal unterbringen, zum anderen aber
auch eine Anschlußgeometrie
für ein
herkömmliches Hochdruckfitting.
Der Anschlußstopfen
ragt nur über eine
kleine Strecke aus der hochdruckseitigen Stirnseite heraus, verlängert also
das Gehäuse
nicht in nennenswertem Maße.
Er ist wesentlich kleiner als die bislang verwendete Kapsel oder
die bislang verwendete Deckplatte, spart also in erheblichem Maße Gewicht
ein.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Ausgangskanal
aus einem von der hochdruckseitigen Stirnseite ausgehenden Montagekanal
abzweigt, in dem das Ausgangsventil angeordnet ist und der durch
einen Verschlußstopfen
verschlossen ist. Dadurch wird der Aufbau des Druckverstärkers sehr
einfach. Man kann den Montagekanal für das Ausgangsventil ohne größere zusätzlich Maßnahmen
von der Stirnseite des Gehäuses
ausgehen lassen. Es ist dann lediglich eine seitliche Bohrung notwendig,
um den Ausgangskanal zu fertigen. Der Montagekanal für das Ausgangsventil
kann durch den Verschlußstopfen
verschlossen werden, so daß beim
Anschluß eines
Hochdruckfittings nicht die Notwendigkeit besteht, den Druckverstärker teilweise
zu demontieren. Das Ausgangsventil bleibt also zuverlässig im
Gehäuse
montiert.
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Vorzugsweise
weist der Verschlußstopfen
einen Adapter für
einen Drucksensor auf. Der Drucksensor kann gegebenenfalls auch
unmittelbar im Verschlußstopfen
angeord net sein. Damit erhält
man auf einfache Weise eine Möglichkeit,
den Betrieb des Druckverstärkers
zu überwachen.
Gegebenenfalls kann man den Drucksensor auch für eine Regelung des Druckverstärkers verwenden.
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Bevorzugterweise
weist der Ausgangskanal im Bereich seines äußeren Endes eine Durchmessererweiterung
auf. Die Durchmessererweiterung kann verwendet werden, um ein Hochdruckfitting
einzuschrauben. Das äußere Ende
befindet sich in der Umfangswand oder in der Stirnseite des Anschlußstopfens.
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Vorzugsweise
zweigt im Bereich des inneren Endes der Durchmessererweiterung ein
Entlastungskanal ab. Die Durchmessererweiterung weist in der Regel
eine Anschlußgeometrie
auf, die zur Befestigung des Hochdruckfittings dient. Diese Anschlußgeometrie
ist in der Regel als Innengewinde ausgebildet, in das ein Außengewinde
des Hochdruckfittings eingeschraubt wird. Dabei legt sich eine Anschlußfläche des
Hochdruckfittings an den Boden der Durchmessererweiterung und sichert
damit einen Übergang
zum Ausgangskanal in das Hochdruckfitting. In manchen Fällen erreicht
man damit aber keine völlig dichte
Abdichtung, so daß etwas
Flüssigkeit
hier austreten kann. Über
den Entlastungskanal kann die Flüssigkeit
nach außen
abfließen,
so daß das
Gewinde, das zur Befestigung des Hochdruckfittings dient, nicht
durch einen zu hohen hydraulischen Druck belastet wird.
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Vorzugsweise
ist das Ausgangsventil als Rückschlagventil
ausgebildet, das ein in Richtung senkrecht zur Stirnseite bewegbares
Ventilelement aufweist. In die gleiche Richtung bewegt sich auch ein
Verstärkungskol ben
des Druckverstärkers.
Damit bewegen sich die wesentlichen Elemente des Druckverstärkers in
die gleiche Richtung. Eine Vibrationsanregung wird daher im wesentlichen
auf eine Richtung beschränkt.
Der innere Aufbau des Druckverstärkers
kann dann im wesentlichen unverändert bleiben.
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Vorzugsweise
weist das Gehäuse
ein niederdruckseitiges Unterteil, ein hochdruckseitiges Oberteil
und dazwischen ein Mittelteil auf. Eine derartige Ausgestaltung
hat sich bewährt.
Das Gehäuse kommt
mit nur drei Hauptkomponenten aus.
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Vorzugsweise
ist mindestens eines der Teile Unterteil, Mittelteil und Oberteil
zylinderförmig
ausgebildet. Dies erleichtert die Handhabung.
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Vorzugsweise
mündet
der Ausgangskanal in einer Entfernung von der hochdruckseitigen
Stirnseite in die Umfangswand, die größer ist als die Entfernung
des Ausgangsventils von dieser Stirnseite. Damit nutzt man den zur
Verfügung
stehenden Bauraum gut aus. Man kann dann beispielsweise genügend Material
in der Umfangswand bereithalten, um das Hochdruckfitting zu befestigen.
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Vorzugsweise
münden
in Umfangsrichtung verteilt mehrere Ausgangskanäle in die Umfangswand. Man
kann dann die nicht benötigten
Ausgangskanäle
durch geeignete Verschlußstopfen
verschließen,
was die Flexibilität
bei der Verwendung des Druckverstärkers erhöht.
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Auch
ist von Vorteil, wenn das Gehäuse
im Bereich der Mündung
des Ausgangskanals abgeflacht ist. Dies er leichtert die Montage.
Ein Fitting läßt sich
dann leicht ansetzen und einschrauben. Auch die Herstellung einer
Bohrung, die später
den Ausgangskanal bildet, ist auf diese Weise einfacher.
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Vorzugsweise
weist der Anschlußstopfen
einen größeren Durchmesser
als das Ausgangsventil auf und liegt mit seiner inneren Stirnseite
an einer Dichtfläche
im Gehäuse
an. Damit wird die Abdichtung zwischen dem Anschlußstopfen
und dem Gehäuse
in einen Bereich gelegt, der außerhalb
der Gewindepaarung zwischen dem Anschlußstopfen und dem Gehäuse liegt.
Da man die Stirnseite, gegebenenfalls unter Zwischenlage eines Dichtringes,
mit einer ausreichend großen
Kraft gegen die Dichtfläche pressen
kann, kann man hier mit ausreichender Sicherheit für eine dichte
Verbindung zwischen dem Anschlußstopfen
und dem Gehäuse
sorgen.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines hydraulischen Druckverstärkers,
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2 eine
Seitenansicht des hydraulischen Druckverstärkers,
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3 eine
Stirnseitenansicht der Niederdruckseite,
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4 eine
Stirnseitenansicht der Hochdruckseite und
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5 eine
gegenüber 2 abgewandelte Ausführungsform.
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Ein
in 1 schematisch dargestellter Druckverstärker 1 für Hydraulikflüssigkeit
ist über
ein Umschaltventil 2 mit einer Druckquelle 3,
beispielsweise einer Pumpe, und einem Tank 4 verbunden. Das
Umschaltventil ist mit einer Niederdruckseite 5 verbunden,
die einen Niederdruckeingang 6 und einen Niederdruckausgang 7 aufweist.
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Der
Niederdruckeingang 6 ist mit einem Verstärker 8 verbunden,
der üblicherweise
als gestufter Kolben ausgebildet ist. Der Verstärker 8 ist über ein Ausgangsventil 9 mit
einem Hochdruckausgang 10 verbunden, der wiederum mit einem
schematisch dargestellten Verbraucher 11 verbunden ist.
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Ferner
weist der Druckverstärker 1 im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
noch ein Ablaßventil 12 auf,
das über
den Niederdruckausgang 7 auf gesteuert werden kann, und
ein als Rückschlagventil
ausgebildetes Steuerventil 13, wie dies an sich bekannt
ist.
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Die
Funktionselemente des Druckverstärkers 1,
also der Verstärker 8,
das Ausgangsventil 9, das Ablaßventil 12 und das
Steuerventil 13, sind in einem Gehäuse 14 untergebracht,
das ein Unterteil 15, ein Mittelteil 16 und ein
Oberteil 17 aufweist, wie dies aus 2 ersichtlich
ist. 2 ist eine lediglich schematische Darstellung
und als solche nicht maßstäblich zu
verstehen. Das Unterteil 15 weist eine niederdruckseitige
Stirnseite 18 und das Oberteil 17 eine hochdruckseitige Stirnseite 19 auf.
Im übrigen
ist das Gehäuse 14 im
wesentlichen zylinderförmig
ausgebildet.
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In
der niederdruckseitigen Stirnseite 18 sind der Niederdruckeingang 6 und
der Niederdruckausgang 7 angeordnet. Durch das Unterteil 15 sind
des weiteren Schraubbolzen 20, 21 geführt, mit
denen Unterteil 15, Mittelteil 16 und Oberteil 17 in
axialer Richtung zusammengehalten sind.
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Im
Oberteil 17 ist das Ausgangsventil 9 angeordnet,
das in einen Montagekanal 22 eingesetzt ist, der durch
einen Verschlußstopfen 23 verschlossen
ist. Das Ausgangsventil 9 ist, wie dies in 1 dargestellt
ist, als Rückschlagventil
ausgebildet. Es weist einen relativ großen Durchmesser von beispielsweise
10 mm auf. Dementsprechend benötigt auch
der Montagekanal 22 einen entsprechend großen Durchmesser.
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Der
Hochdruckausgang 10 hingegen soll einen wesentlich geringeren
Durchmesser von beispielsweise 2 oder 3 mm aufweisen. Er ist daher
bei der in 2 dargestellten Ausgestaltung
des Gehäuses 14 über einen
Hochdruckkanal 26, der aus dem Montagekanal 22 abzweigt,
zur Umfangswand herausgeführt.
Im Bereich des Hochdruckausgangs 10 weist das Oberteil 17 eine
Abflachung 24 auf. Der Hochdruckausgang 10 weist
eine Durchmessererweiterung 25 auf, in die ein nicht näher dargestelltes Hochdruckfitting
eingesetzt werden kann.
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Man
kann erkennen, daß der
Hochdruckausgang 10 in einer Entfernung von der hochdruckseitigen
Stirnseite 19 in die Umfangswand des Oberteils 17 mündet, die
größer ist als
der Abstand des Endes des Ausgangsventils 9 von dieser
hochdruckseitigen Stirnseite 19. In diesem Fall könnte der
Hochdruckausgang 10 beispielsweise über eine Schrägbohrung mit
dem Montagekanal 22 verbunden sein. Man kann das Ausgangsventil 9 aber
auch in der gleichen Entfernung von der hochdruckseitigen Stirnseite 19 enden
lassen, an der auch der Hochdruckausgang 10 in die Umfangsfläche des
Gehäuses 14 mündet.
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Wie
mit gestrichelten Linien dargestellt ist, kann das Oberteil 17 auch
noch eine zweite Abflachung 24a aufweisen, in die ein zweiter
Hochdruckausgang 10a mündet,
der über
einen zweiten Hochdruckkanal 26a mit dem Montagekanal 22 verbunden ist.
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Sämtliche
Teile, die sich innerhalb des Gehäuses bewegen, also die Ventilelemente
von Ausgangsventil 9, Ablaßventil 12 und Steuerventil 13 sowie
der gestufte Kolben des Verstärkers 8 bewegen sich
in die gleiche Richtung, nämlich
in die Längs- oder
Axialrichtung des Gehäuses 14.
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Nicht
benötigte
Hochdruckausgänge 10, 10a können in
einfacher Weise durch Verschlußstopfen (nicht
dargestellt) verschlossen werden.
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Der
Verschlußstopfen 23 kann
auch einen Adapter für
einen Drucksensor 17 oder den Drucksensor 27 selbst
aufweisen. Damit ist es möglich,
den Betrieb des Druckverstärkers 1 zu überwachen,
insbesondere im Hinblick auf den gewünschen oder geforderten Druckaufbau.
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5 zeigt
eine gegenüber 2 abgewandelte
Ausgestaltung, teilweise im Schnitt, bei der gleiche und einander
entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in den 1 bis 4 versehen
worden sind.
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In
die hochdruckseitige Stirnseite 19 ist nun ein Anschlußstopfen 27 eingeschraubt.
Der Anschlußstopfen
ragt mit einem Abschnitt 28 aus dem Oberteil 27 des
Gehäuses 14 heraus.
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Der
Anschlußstopfen 27 weist
einen Durchmesser auf, der größer ist
als der Durchmesser des Ausgangsventils 9 und damit auch
des Montagekanals 22, in dem das Ausgangsventil 9 angeordnet
ist.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
daß der
Anschlußstopfen 27 mit
seiner innenliegenden Stirnseite 29 an einer Dichtfläche 20 des
Gehäuses 14,
genauer gesagt, des Oberteils 17, anliegt, die den Montagekanal 22 umgibt.
Um die Abdichtung zu verbessern, ist in der inneren Stirnseite 29 des
Anschlußstopfens 27 ein
O-Ring 31 angeordnet, der für eine verbesserte Abdichtung
sorgt.
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Der
Anschlußstopfen 27 wird
vom Hochdruckkanal 26 durchsetzt, der den Ausgangskanal bildet.
Der Hochdruckkanal weist die Durchmessererweiterung 25 auf,
die mit einem Innengewinde 32 versehen ist, so daß ein Hochdruckfitting
hier eingeschraubt werden kann.
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Der
Hochdruckkanal 26 weist eine konische Anschlußgeometrie 33 auf,
in die das Hochdruckfitting mit einer entsprechenden konischen Gegenfläche eingesetzt
werden kann. Das Hochdruckfitting weist in nicht näher dargestellter,
aber an sich bekannter Weise einen Hochdruckkanal auf, dessen Durchmesser
etwa dem des Hochdruckkanals 26 entspricht.
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Am
inneren Ende der Durchmessererweiterung 25 ist ein Entlastungskanal 34 vorgesehen,
der zur Umfangsfläche
des Anschlußstopfens 27 hin mündet. Dort
ist im Gehäuse
ein Ringkanal 35 vorgesehen, der über eine Entlastungsöffnung 36 in
der Stirnseite 19 mit der Umgebung Verbindung hat. Durch
den Entlastungskanal 34, den Ringkanal 35 und
die Entlastungsöffnung 36 wird
vermieden, daß im
Fall einer kleinen Leckage ein unzulässig hoher Druck auf die Gewindepaarung
mit dem Innengewinde 32 und einem entsprechenden Außengewinde
am Hochdruckfitting ausgeübt
wird.
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Auch
die alternative Ausgestaltung nach 5 benötigt also
vergleichsweise wenig Bauraum. Sie kommt mit drei Hauptkomponenten
des Gehäuses
aus, wobei der Anschlußstopfen 27 zwei
Aufgaben hat. Zum einen verschließt er den Montagekanal 22 für das Ausgangsventil 9.
Zum anderen dient er als Mittel, um den Durchmesser des Hochdruckkanals 25 klein
zu halten und gleichzeitig eine Anschlußgeometrie für das Hochdruckfitting
bereitzuhalten.