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Die
Erfindung betrifft einen hydraulischen Kraftübersetzer
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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In
der Druckschrift
DE
101 57 373 A1 ist eine Antriebseinheit mit einem hydraulischer
Kraftübersetzer für eine Kunststoffspritzgießmaschine
offenbart, der aus einer Drehbewegung eines Elektromotors über
einen Spindeltrieb und über drei verschiedene Zylinder-Kolben-Kombinationen
eine lineare Abtriebsbewegung mit verschiedenen Teilhüben
erzeugt. Damit kann die Antriebseinheit zwei wichtige unterschiedliche
Forderungen erfüllen, die bei Kunststoffspritzgießmaschinen
an verschieden Stellen auftreten. In einem Anwendungsfall soll z.
B. einerseits die Formaufspannplatte zum Schließen und
zum Öffnen der Form möglichst schnell verfahren
werden, damit die Zykluszeit für die Herstellung eines
Formstücks klein gehalten werden kann. Andererseits soll die
Formaufspannplatte und damit die ganze Form gegen den hohen Spritzdruck
mit großer Kraft zugehalten werden können.
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Dazu
hat der Kraftübersetzer drei relativ zueinander bewegliche
und sich in der Größe ihrer Wirkflächen
unterscheidende Kolben und ein Zwischenteil. Die Abtriebsbewegung
teilt sich durch Aktivierung und Deaktivierung einzelner Zylinder-Kolben-Kombinationen über
eine Kupplung, eine Blockiereinrichtung und ein 2/2-Wegeventil in
einen ersten Abschnitt mit hoher Geschwindigkeit, einen darauffolgenden
mittleren Abschnitt mit mittlerer Geschwindigkeit und in einem letzten
Abschnitt mit geringer Geschwindigkeit. Dabei verhalten sich die
aufbringbaren Abtriebskräfte umgekehrt zu den Geschwindigkeiten,
die maximal aufbringbare Abtriebskraft ist also beim letzten Teilhub
am größten.
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Nachteilig
an derartigen hydraulischen Kraftübersetzern sind die Vielzahl
an Zylinder-Kolben-Kombinationen und der vorrichtungstechnische Aufwand
(Zwischenteil, Ventil, Kupplung und Blockiereinrichtung).
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Dem
gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen
hydraulischen Kraftübersetzer z. B. für die Einspannvorrichtung
von Werkzeugmaschinen zu schaffen, der mit minimalem vorrichtungstechnischem
Aufwand einen lineare Bewegung erzeugt, die verschiedene Abschnitte
mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aufweist.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch einen hydraulischen Kraftübersetzer
nach Patentanspruch 1.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen beschrieben.
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Der
erfindungsgemäße hydraulische Kraftübersetzer
hat eine Primäreinheit, die einen von einer Antriebseinheit
in einem ortsfesten Primärzylinder bewegbaren Primärkolben
hat, und eine Sekundäreinheit, die zumindest einen Sekundärzylinder
und zumindest einen Sekundärkolben hat, wobei die Primäreinheit
und die Sekundäreinheit gemeinsam einen Druckmittelraum
begrenzen. Dabei sind der Primärzylinder und der Primärkolben
gestuft, so dass während eines ersten Teilhubs des Primärkolbens eine
vergleichsweise große Stirnfläche des Primärkolbens
einen Hauptdruckraum des Primärzylinders begrenzt, und
während eines zweiten Teilhubs des Primärkolbens
eine vergleichsweise kleine Stirnfläche des Primärkolbens
einen Feinsteuerdruckraum des Primärzylinders begrenzt.
Dadurch ist ein hydraulischer Kraftübersetzer mit einer
Primäreinheit geschaffen, die nur eine Zylinder-Kolben-Kombination
aufweist, und bei dem mit minimalem vorrichtungstechnischem Aufwand
eine Kombination aus einem Eilgang und einem Arbeitsgang bzw. Schleichgang
(mit vergleichsweise hoher maximaler Kraft) erzeugbar ist, die sich
z. B. für Einspannvorrichtungen eignet.
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Aus
Gründen einer einfachen Fertigung des Primärkolbens
ist seine vergleichsweise große Stirnfläche von
der vergleichsweise kleinen Stirnfläche und einer Ringstirnfläche
gebildet, wobei die Ringstirnfläche zurückgestuft
und konzentrisch zur vergleichsweise kleinen Stirnfläche
ausgebildet ist.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Kraftübersetzers sind zwischen der vergleichsweise kleinen
Stirnfläche und der Ringstirnfläche des Primärkolbens
ein kreiszylinderförmiger Feinsteuerabschnitt und ein kegelstumpfförmiger Übergangsabschnitt
angeordnet. Dabei wird es bevorzugt, wenn auch zwischen dem Hauptdruckraum
und der Feinsteuerdruckraum des Primärzylinders ein kegelstumpfförmiger Übergangsdruckraum
angeordnet ist, der eine ähnlicher Form wie der kegelstumpfförmiger Übergangsabschnitt des
Primärkolbens hat.
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Bei
einer besonders bevorzugten Weiterbildung hat der Kraftübersetzer
eine Hauptleitung, die den Feinsteuerdruckraum des Primärzylinders
mit dem zumindest einen Sekundärzylinder verbindet. Dadurch
können Primäreinheit und Sekundäreinheit zueinander
beabstandet angeordnet sein.
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Aus
Gründen der Flexibilität wird es bevorzugt, wenn
die Antriebseinheit im Wesentlichen von einem Spindeltrieb und von
einem Elektromotor mit einer Feststellbremse gebildet ist.
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Bei
einer besonders bevorzugten Weiterbildung hat der Kraftübersetzer
einen Drucksensor, der ein Steuersignal in Abhängigkeit
des Druckes in der Hauptleitung erzeugt, wobei mit dem Steuersignal ein
Drehmoment des Elektromotors regelbar ist. Dadurch ist eine stetige
Anpassung an den jeweiligen Betriebszustand des Kraftübersetzers
und insbesondere ein Abschalten des Antriebs (z. B. bei Erreichen einer
vorbestimmten Einspannkraft) möglich.
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Bei
einer besonders bevorzugten Weiterbildung hat die Sekundäreinheit
zwei Plungerzylinder mit integrierten Rückstellfedern,
die gegeneinander gerichtet sind, so dass der Kraftübersetzer
in einer Werkzeugmaschine einsetzbar ist und zwischen den beiden
Sekundärkolben ein Gegenstand eingespannt werden kann.
Dabei bewegen sich die Sekundärkolben bei einer Entlastung
der Sekundäreinheit selbständig zurück
und verdrängt dabei das Druckmittel aus der Sekundäreinheit.
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Aus
Gründen einer Reduzierung des Strömungswiderstandes
im Eilgang des erfindungsgemäßen Kraftübersetzers
hat dieser vorteilhafter Weise eine Bypassleitung, die den Hauptdruckraum
des Primärzylinders mit der Hauptleitung verbindet.
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Bei
einer bevorzugten Variante hat der erfindungsgemäße
Kraftübersetzer ein Überströmventil, das
in einer Leitung angeordnet ist, die den Hauptdruckraum des Primärzylinders
mit einem Ausgleichsbehälter verbindet, wobei das Überströmventil in
einer federvorgespannten Grundstellung einen Durchlass vom Hauptdruckraum
zum Ausgleichsbehälter freigibt und in einer Schaltstellung
diesen Durchlass verschließt. Dieses Überströmventil
ist in einer Übergangsstellung des Primärkolbens
mit Bezug zum Primärzylinder von einer Mutter des Spindeltriebs
schaltbar. Dadurch kann im Arbeits- bzw. Schleichgang des Kraftübersetzers überschüssiges Druckmittel
aus dem Hauptdruckraum des Primärzylinders verdrängt
werden.
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Aus
Gründen der einfachen Ausführung und gleichzeitig
sicherer Schaltung ist die Mündung der Bypassleitung in
den Hauptdruckraum des Primärzylinders vom Primärkolben
durch überfahren verschließbar.
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Bei
einer anderen bevorzugten Variante hat der erfindungsgemäße
Kraftübersetzer in der Bypassleitung ein 3/2-Wegeventil,
das in einer federvorgespannten Grundstellung einen Durchlass vom Hauptdruckraum
zur Hauptleitung freigibt und in einer Schaltstellung den Durchlass
vom Hauptdruckraum des Primärzylinders zur Hauptleitung
unterbricht und statt dessen den Hauptdruckraum mit einem Ausgleichsbehälter
verbindet. Dabei ist das 3/2-Wegeventil in einer Übergangsstellung
des Primärkolbens mit Bezug zum Primärzylinder
von einer Mutter des Spindeltriebs schaltbar. Dadurch kann im Arbeits-
bzw. Schleichgang des Kraftübersetzers überschüssiges
Druckmittel aus dem Hauptdruckraum des Primärzylinders
verdrängt werden.
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Zur
Anpassung an große eingespannte Werkstücke hat
der Kraftübersetzer vorteilhafter Weise ein Druckbegrenzungsventil,
das in einer Leitung angeordnet ist, die den Hauptdruckraum mit
dem Ausgleichsbehälter verbindet. Dabei ist das Druckbegrenzungsventil
in Öffnungsrichtung vom Druck im Hauptdruckraum beaufschlagt
und entlastet diesen zum Ausgleichsbehälter. So kann der
Feinsteuerabschnitt in den Feinsteuerdruckraum einfahren, auch wenn
vorher die Sekundäreinheit auf großen Widerstand
gestoßen ist.
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Vorteilhafter
Weise haben beide Varianten des Kraftübersetzers ein Rückschlagventil,
das in einer Leitung angeordnet ist, die den Ausgleichsbehälter
mit der Hauptleitung verbindet. Dabei ist die Öffnungsrichtung
des Rückschlagventils vom Ausgleichsbehälter zur
Hauptleitung gerichtet. Dadurch kann ein eventuelles Druckmitteldefizit
im Kraftübersetzer ausgeglichen und Unterdruck vermieden
werden.
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Im
Folgenden werden anhand der Figuren zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung detailliert beschrieben. Es zeigen:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
hydraulischen Kraftübersetzers in einer schematischen Darstellung;
und
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2 ein
zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
hydraulischen Kraftübersetzers in einer schematischen Darstellung.
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1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
hydraulischen Kraftübersetzers in einer schematischen Darstellung.
Er besteht im Wesentlichen aus einer Primäreinheit 1 und einer
Sekundäreinheit 2.
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Die
Primäreinheit 1 weist einen ortsfesten Primärzylinder 4 und
einem darin geführten Primärkolben 6 auf,
der über z. B. vier Verbindungsabschnitte 8, von
denen in 1 zwei gezeigt sind, mit einer Mutter 10 eines
Spindeltriebes fest verbunden ist. Der Spindeltrieb hat weiterhin
eine Spindel 12, der von einem feststehenden Elektromotor 14 in
Drehbewegung versetzt wird.
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Durch
die Drehbewegung des Elektromotors 14 und der Spindel 12 bewegt
sich die Mutter 10 in bekannter Weise geradlinig auf den
Primärzylinder 4 zu bzw. von ihm weg (vgl. Pfeil),
wodurch der Hub des Primärkolbens 6 im Primärzylinder 4 erreicht wird.
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Der
Primärkolben 6 hat an seiner dem Primärzylinder 4 zugewandten
Stirnseite ein Ringstirnfläche 6d und einen im
Wesentlichen zylinderförmigen Feinsteuerabschnitt 6b,
der konzentrisch zur Ringstirnfläche 6d des Primärkolbens 6 angeordnet ist
und dem gegenüber einen deutlich verringerten Durchmesser
hat.
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Entsprechend
hat der Primärzylinder 4 einen Hauptdruckraum 4a und
einen dazu konzentrisch angeordneten Feinsteuerdruckraum 4b,
wobei der Durchmesser des Hauptdruckraums 4a dem der Ringstirnfläche 6d und
der Durchmesser des Feinsteuerdruckraums 4b dem des Feinsteuerabschnitts 6b des
Primärkolbens 6 entsprechen.
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Zwischen
dem Hauptdruckraum 4a und dem Feinsteuerdruckraum 4b des
Primärzylinders 4 ist ein Übergangsdruckraum 4e angeordnet,
während zwischen dem Feinsteuerabschnitt 6b und
der Ringstirnfläche 6d des Primärkolbens 6 ein
entsprechender Übergangsabschnitt 6e angeordnet
ist. Der Übergangsdruckraum 4e und der Übergangsabschnitt 6e sind
etwa kegelstumpfförmig ausgebildet.
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Weiterhin
hat der erfindungsgemäße Kraftübersetzer
eine Hauptleitung 16, die stirnseitig an den Feinsteuerdruckraum 4b des
Primärzylinders 4 angeschlossen ist, wobei die
Hauptleitung 16 über eine Verzweigung an zwei
Sekundärzylinder 18 angeschlossen ist. Die Sekundärzylinder 18 sind
als Spannzylinder bzw. Plungerzylinder ausgeführt und haben
jeweils einen Sekundärkolben 20, wobei beide Sekundärzylinder 18 und
beide Sekundärkolben 20 auf einer gemeinsamen
Spannachse liegen.
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Wenn
die beiden Sekundärzylinder 18 über die
Hauptleitung 16 mit Druckmittel aus der Primäreinheit 1 versorgt
werden, bewegen sich ihre Sekundärkolben 20 mit übersetzter
Kraft entlang der Spannachse aufeinander zu, so dass zwischen ihnen
bzw. zwischen den daran befestigten Kolbenabschnitten 21 z.
B. ein Werkstück eingespannt werden kann.
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Zwischen
den Sekundärkolben 20 und den dem Einspannbereich
zugewandten Stirnseiten der Zylinder 18 sind Druckfedern 22 angeordnet,
die bei einer Entlastung der Sekundärzylinder 18 die
Sekundärkolben 20 aus dem Einspannbereich nach
außen zurückdrücken.
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Zwischen
dem Hauptdruckraum 4a des Primärzylinders 4 und
der Hauptleitung 16 ist eine Verbindung- bzw. Bypassleitung 24 angeordnet.
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Weiterhin
ist am Hauptdruckraum 4a des Primärzylinders 4 eine Überströmleitung 26 angeschlossen,
die den Hauptdruckraum 4a über ein Überströmventil 30 mit
einem Ausgleichsbehälter 28 verbindet.
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Das Überströmventil 30 ist
von einem 2/2-Wegeventil gebildet, das in einer federvorgespannten
Grundposition die Überströmleitung 26 absperrt,
während es in ihrer mit a gekennzeichneten Schaltstellung
die Verbindung zwischen dem Hauptdruckraum 4a und dem Ausgleichsbehälter 28 freigibt.
Das Überströmventil 30 wird in Abhängigkeit
von der Position des Primärkolbens durch die Mutter 10 des
Spindeltriebs geschaltet, wobei diese Schaltung weiter unten im
Zusammenhang mit der Funktionsbeschreibung des erfindungsgemäßen
Kraftübersetzers erläutert wird.
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In
der Überströmleitung 26 ist parallel
zum Überströmventil 30 ein Druckbegrenzungsventil 32 angeordnet,
das in Schließrichtung von einer Feder beaufschlagt ist,
während es in Öffnungsrichtung vom Druck in der Überströmleitung 26 bzw.
im Hauptdruckraum 4a des Primärzylinders 4 beaufschlagt
ist. Das Druckbegrenzungsventil 32 entlastet den Hauptdruckraum 4a zum
Ausgleichsbehälter 28.
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Weiterhin
ist zwischen dem Ausgleichsbehälter 28 und der
Hauptleitung 16 eine Ausgleichsleitung 34 mit
einem Rückschlagventil 36 vorgesehen, dessen Öffnungsrichtung
vom Ausgleichsbehälter 28 zur Hauptleitung 16 gerichtet
ist.
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Im
Folgenden wird die Funktion des ersten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Kraftübersetzers
gemäß 1 erläutert.
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Bei
Betrieb des Elektromotors 14 wird über den Spindeltrieb 10, 12 ein
Arbeitshub des Primärkolbens 6 im Primärzylinder 4 (in 1)
nach oben erzeugt. Dabei wird Druckmittel aus dem gesamten Primärzylinder 4 (also
aus seinem Hauptdruckraum 4a und seinem Feinsteuerdruckraum 4b)
verdrängt und durch die Hauptleitung 16 zur den
beiden Sekundärzylindern gefördert. Dadurch bewegen
sich die Sekundärkolben 20 aufeinander zu, so
dass auf diese Weise z. B. ein Werkstück zwischen ihnen
eingespannt werden kann.
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Dieser
Arbeitshub des Primärkolbens 6 teilt sich in zwei
Teilhübe. Zunächst erfolgt ein Teilhub, der zeitlich
vor bzw. räumlich unterhalb der in 1 gezeigten
Stellung des Primärkolbens 6 liegt und bei dem
vergleichsweise viel Druckmittel aus dem Primärzylinder 4 verdrängt
wird. Danach erfolgt ein zweiter Teilhub, der zeitlich nach bzw.
räumlich oberhalb der in 1 gezeigten
Stellung liegt, und bei dem vergleichsweise wenig Druckmittel (bei
vergleichsweise hohem aufbringbaren Druck) aus dem Feinsteuerdruckraum 4b verdrängt
wird.
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Im
ersten Teilhub ist eine Stirnfläche des Primärkolbens 6 wirksam,
die sich aus der Stirnfläche 6c des Feinsteuerabschnitts 6b und
der Ringstirnfläche 6d des Primärkolbens 6 zusammen
setzt. Dabei wird das Druckmittel aus dem Hauptdruckraum 4a des
Primärzylinders 4 teilweise durch die Bypassleitung 24 und
teilweise durch den Feinsteuerdruckraum 4b zur Hauptleitung 16 gefördert.
Das Druckmittel gelangt mit einem vergleichsweise großen
Volumenstrom in die beiden Sekundärzylinder 18,
wodurch die Sekundärkolben 20 im Eilgang aufeinander zu
bewegt werden.
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In
bzw. kurz nach der in 1 gezeigten Übergangsstellung
verschließt der Primärkolben 6 die zylinderseitige
Mündung der Bypassleitung 24 durch überfahren.
Gleichzeitig fährt der Feinsteuerabschnitt 6b des
Primärkolbens 6 in den Feinsteuerdruckraum 4b des
Primärzylinders 4 ein. Außerdem wird
etwa zu diesem Zeitpunkt durch die Schaltvorrichtung 38 das Überströmventil 30 in
seiner mit a gekennzeichnete Schaltposition verstellt, so dass die Überströmleitung 26 vom
Hauptdruckraum 4a des Primärzylinders 4 zum
Ausgleichsbehälter 28 freigegeben ist.
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In
dem darauf folgenden zweiten Teilhub des Primärkolbens 6 im
Primärzylinder 4 wird Druckmittel aus dem Feinsteuerdruckraum 4b des
Primärzylinders 4 durch die Stirnfläche 6c des
Primärkolbens 6 in Richtung der Sekundäreinheit 2 gefördert,
während das im Hauptdruckraum 4a des Primärzylinders 4 verbliebene
Druckmittel durch die Überströmleitung 26 zum
Ausgleichsbehälter 28 verdrängt wird.
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Auf
Grund der vergleichsweise kleinen wirksamen Stirnfläche 6c in
Verbindung mit dem Feinsteuerdruckraum 4b und der unveränderten
Drehzahl des antreibenden Elektromotors 14 bewegen sich
die Kolben 20 der Sekundäreinheit 2 während des
zweiten Teilhubs vergleichsweise langsam aufeinander zu, wobei der
erfindungsgemäße Kraftübersetzer in diesem
Betriebszustand eine vergleichsweise hohe Anpresskraft erzeugen
kann.
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Bei
einer suboptimalen Abstimmung zwischen dem Hub der Sekundäreinheit 2 (bzw.
der Größe eines einzuspannendem Werkstücks)
einerseits und dem Hub der Primäreinheit 1 andererseits
kann der Gegendruck der Sekundäreinheit 2 bereits
vergleichsweise hoch werden, bevor der Feinsteuerabschnitt 6b in
den Feinsteuerdruckraum 4b des Primärzylinders 4 eintaucht.
Dann kann das im Hauptdruckraum 4a des Primärzylinders 4 verdichtete Druckmittel über
das Druckbegrenzungsventil 32 zum Ausgleichsbehälter 28 abströmen,
bis der Feinsteuerabschnitt 6b in den Feinsteuer druckraum 4b eintaucht
und das Überströmventil 30 öffnet.
Bis zu dieser Öffnung wird in bekannter Weise das Druckbegrenzungsventil 32 vom
steigenden Druck im Hauptdruckraum 4a gegen die Federkraft
geöffnet.
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An
der Hauptleitung 16 ist ein Drucksensor 40 angeordnet,
dessen Messergebnis mit einem voreingestellten Systemdruck abgeglichen
wird. Durch das Ergebnis wird die Spannungsversorgung des Elektromotors 14 gesteuert,
so dass dieser ein variables Drehmoment abgibt. Insbesondere wenn
der vorbestimmte Druck in der Hauptleitung 16 bzw. die vorbestimmte
Anpresskraft der Sekundärkolben 20 erreicht ist,
wird die Spannungsversorgung des Elektromotors 14 vermindert
bzw. unterbrochen, und eine (nicht gezeigte) Festestellbremse wird
aktiviert. Auf diese Weise kann die erreichte vorbestimmte Anpresskraft
der Sekundärkolben 20 auch ohne weitere Spannungsversorgung
des Elektromotors 14 aufrecht erhalten werden.
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Um
einen Unterdruck im erfindungsgemäßen Kraftübersetzer
auszugleichen (insbesondere bei suboptimaler Abstimmung der Hübe
der Primäreinheit 1 und der der Sekundäreinheit 2),
kann jederzeit von der Hauptleitung 16 über die
Ausgleichsleitung 34 und das Rückschlagventil 36 Druckmittel
aus dem Ausgleichsbehälter 28 nachgesaugt werden.
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2 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
hydraulischen Kraftübersetzers in einer schematischen Darstellung.
Dieses Ausführungsbeispiel entspricht weitgehend dem ersten
Ausführungsbeispiel gemäß 1;
daher werden im Folgenden nur die Unterschiede des zweiten Ausführungsbeispiels
gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Beim
zweiten Ausführungsbeispiel sind die Bypassleitung und
die Überströmleitung abschnittsweise zusammen
gelegt. Dabei ist statt des Überströmventils 30 ein
3/2-Wegeventil 130 vorgesehen, das ebenfalls in einer (in 2 gezeigten) Übergangsstellung
von einer federvorgespannten Grundposition in eine mit a gekennzeichnete
Schaltposition verstellt wird. In der federvorgespannten Grundposition
des 3/2-Wegeventils 130 während des ersten Teilhubes
ist eine Bypassleitung 124 geöffnet, die vom Hauptdruckraum 4a des
Primärzylinders 4 zur Hauptleitung 16 führt.
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In
der mit a gekennzeichneten Schaltposition des 3/2-Wegeventils 130 während
des zweiten Teilhubes ist die Bypassleitung 124 vom Hauptdruckraum 4a des
Primärzylinders 4 zur Hauptleitung 16 verschlossen.
Statt dessen ist der Hauptdruckraum 4a über eine
Ausgleichsleitung 134 mit dem Ausgleichsbehälter 28 verbunden.
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Zwischen
der Ausgleichsleitung 134 und dem Abschnitt der Bypassleitung 124,
der das 3/2-Wegeventil 130 und die Hauptleitung 16 verbindet,
ist ein Rückschlagventil 36 vorgesehen, das in Richtung
vom Ausgleichsbehälter 28 zur Hauptleitung 16 öffnet.
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Zwischen
dem Abschnitt der Bypassleitung 124, der den Hauptdruckraum 4a und
das 3/2-Wegeventil 130 verbindet, und der Ausgleichsleitung 134 ist
ein Druckbegrenzungsventil 32 vorgesehen. Bei einer suboptimalen
Abstimmung zwischen dem Hub der Sekundäreinheit 2 und
dem Hub der Primäreinheit 1 kann das im Hauptdruckraum 4a des
Primärzylinders 4 während des ersten
Teilhubs verdichtete Druckmittel über das Druckbegrenzungsventil 32 zum
Ausgleichsbehälter 28 abströmen.
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Während
des ersten Teilhubs des Primärkolbens 6 befindet
sich das 3/2-Wegeventil 130 in seiner federvorgespannten
Grundstellung, wodurch über die Bypassleitung 124 ein
zweiter Strömungspfad vom Hauptdruckraum 4a zur
Hauptleitung 16 bzw. zur Sekundäreinheit 2 geschaffen
ist.
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In
der in 2 gezeigten Übergangsstellung wird das
3/2-Wegeventil 130 durch die Schaltvorrichtung 38 in
seine mit a gekennzeichnete Schaltposition verstellt, so dass im
zweiten Teilhub das Druckmittel aus dem Hauptdruckraum 4a durch
die Ausgleichsleitung 134 zum Ausgleichsbehälter 28 abströmen
kann.
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Um
einen Unterdruck im erfindungsgemäßen Kraftübersetzer
auszugleichen, kann jederzeit aus dem Ausgleichsbehälter 28 über
die Ausgleichsleitung 134, das Rückschlagventil 36 und
die Bypassleitung 124 Druckmittel in die Hauptleitung 16 nachgesaugt
werden.
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Anders
als bei den beiden gezeigten Ausführungsbeispielen kann
die Sekundäreinheit auch anders ausgebildet sein, so kann
insbesondere die Zahl der Sekundärzylinder von zwei abweichen.
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Offenbart
ist ein hydraulischer Kraftübersetzer mit einer Primäreinheit,
die einen von einer Antriebseinheit in einem ortsfesten Primärzylinder
bewegbaren Primärkolben hat, und mit einer Sekundäreinheit,
die zumindest einen Sekundärzylinder und zumindest einen
Sekundärkolben hat, wobei die Primäreinheit und
die Sekundäreinheit gemeinsam einen Druckmittelraum begrenzen.
Dabei sind der Primärzylinder und der Primärkolben
gestuft, wobei während eines ersten Teilhubs des Primärkolbens eine
vergleichsweise große Stirnfläche des Primärkolbens
einen Hauptdruckraum des Primärzylinders begrenzt, und
während eines zweiten Teilhubs des Primärkolbens
eine vergleichsweise kleine Stirnfläche des Primärkolbens
einen Feinsteuerdruckraum des Primärzylinders begrenzt.
Dadurch ist ein hydraulischer Kraftübersetzer mit einer
Primäreinheit geschaffen, die nur eine Zylinder-Kolben-Kombination
aufweist, und bei dem mit minimalem vorrichtungstechnischem Aufwand
eine Kombination aus einem Eilgang und einem Arbeitsgang bzw. Schleichgang
(mit vergleichsweise hoher maximaler Kraft) erzeugbar ist, die sich
z. B. für Einspannvorrichtungen eignet.
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- 1
- Primäreinheit
- 2
- Sekundäreinheit
- 4
- Primärzylinder
- 4a
- Hauptdruckraum
- 4b
- Feinsteuerdruckraum
- 4e
- Übergangsdruckraum
- 6
- Primärkolben
- 6b
- Feinsteuerabschnitt
- 6c
- kleine
Stirnfläche
- 6d
- Ringstirnfläche
- 6e
- Übergangsabschnitt
- 8
- Verbindungsabschnitt
- 10
- Mutter
- 12
- Spindel
- 14
- Elektromotor
- 16
- Hauptleitung
- 18
- Sekundärzylinder
- 20
- Sekundärkolben
- 21
- Kolbenabschnitt
- 22
- Druckfeder
- 24;
124
- Bypassleitung
- 26
- Überstromleitung
- 28
- Ausgleichsbehälter
- 30
- Überströmventil
- 32
- Druckbegrenzungsventil
- 34;
134
- Ausgleichsleitung
- 36
- Rückschlagventil
- 38
- Schaltvorrichtung
- 40
- Drucksensor
- 130
- 3/2-Wegeventil
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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