DE1030686B

DE1030686B - Pneumatic-hydraulic pressure generator

Info

Publication number: DE1030686B
Application number: DEM32087A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Dehlinger
Original assignee: Maschinenfabrik Esslingen AG
Current assignee: Maschinenfabrik Esslingen AG
Priority date: 1956-10-18
Filing date: 1956-10-18
Publication date: 1958-05-22

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die pneumatisch-hydraulische Druckübertragung wird in Werkstätten, in denen ein Preßluftnetz vorhanden ist, wegen des einfachen Aufbaues und der vielfältigen Steuermöglichkeiten häufig angewendet. Eine solche Anlage besteht aus dem Druckerzeuger, dem Arbeitszylinder, den Verbindungsleitungen und den Steuerorganen. Falls ohne Druckübersetzung gearbeitet wird, besteht der Druckerzeuger aus einem einfachen Kolben, der mit Hilfe einer geeigneten Manschette das gasförmige Druckmittel, beispielsweise Preßluft, von der Druckflüssigkeit, beispielsweise öl, trennt und der in einem Zylinder verschieb- , bar angeordnet ist. Wenn eine Druckübersetzung notwendig ist, so wird der Kolben und der Zylinder einmal abgestuft, wobei die größere Fläche des Kolbens von der Preßluft und die kleinere vom Öl beaufschlagt wird. Die Flüssigkeitsseite des Druckerzeugers wird dann mittels einer geeigneten Leitung mit dem Arbeitszylinder verbunden.The pneumatic-hydraulic pressure transmission is used in workshops in which a compressed air network is available is often used because of its simple structure and the wide range of control options. Such a system consists of the pressure generator, the working cylinder, the connecting lines and the tax organs. If you work without pressure translation, the pressure generator consists of one simple piston, which with the help of a suitable sleeve, the gaseous pressure medium, for example Compressed air, from the hydraulic fluid, such as oil, separates and the displaceable in a cylinder, is arranged bar. When pressure intensification is necessary, so will the piston and the cylinder once graduated, the larger area of the piston from the compressed air and the smaller from the oil is applied. The liquid side of the pressure generator is then by means of a suitable line connected to the working cylinder.

Müssen nun aus irgendeinem Grunde zwei oder mehrere Arbeitszylinder gleichzeitig betätigt werden, sei es, daß ihre Kolben genau parallel zueinander bewegt werden oder daß ihre Bewegungen in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen müssen, so genügt es in keinem Fall, Rohrleitungen vom Druckerzeuger zu jedem einzelnen Arbeitszylinder zu ziehen. Man muß vielmehr die Kolben der Arbeitszylinder durch mechanische Mittel, beispielsweise durch Hebel auf einer Ausgleichswelle oder durch über Rollen geführte Drahtseile, miteinander koppeln. Die Einfachheit und Übersichtlichkeit der Anordnung geht allerdings dabei verloren.If, for whatever reason, two or more working cylinders have to be operated at the same time, be it that their pistons are moved exactly parallel to each other or that their movements are in one must be in a certain relationship to each other, it is in no case sufficient to have pipelines from the pressure generator to pull each individual working cylinder. Rather, one must use the piston of the working cylinder by mechanical means, for example by levers on a balance shaft or by means of rollers Wire ropes, couple with each other. The simplicity and clarity of the arrangement works, however lost in the process.

Es sind aber auch schon pneumatisch-hydraulische Druckerzeuger mit Anschlußmöglichkeit für zwei oder mehrere Arbeitszylinder bekanntgeworden, bei denen die Arbeitskolben hydraulisch gekoppelt sind. Dazu werden auf der Flüssigkeitsseite des Kolbens vom Druckerzeuger zwei oder mehrere Kolben bzw. Zylinder, im folgenden Verdrängerelemente genannt, nebeneinander befestigt, denen an der Stirnseite des Druckerzeugerzylinders angebrachte Zylinder bzw. Kolben entsprechen. Die Zylinder sind mit öl gefüllt und durch Rohrleitungen mit den entsprechenden Arbeitszylindern verbunden. Der Raum um die Verdrängerelemente herum steht mit der freien Atmo-Sphäre in Verbindung. Wird nun der Hauptkolben durch die Zufuhr von Preßluft verschoben, so wird das öl aus den Verdrängerzylindern in die Arbeitszylinder gedrängt, und die Kolben leisten Arbeit. Sind die Verdrängerzylinder und die Arbeitszylinder je unter sich gleich, so bewegen sich die Arbeitskolben zwangsweise genau parallel zueinander.But there are also pneumatic-hydraulic pressure generators with connection options for two or more several working cylinders have become known in which the working pistons are hydraulically coupled. In addition if the pressure generator has two or more pistons or cylinders on the liquid side of the piston, hereinafter referred to as displacement elements, attached side by side, which on the face of the Pressure generator cylinder attached cylinder or piston correspond. The cylinders are filled with oil and connected by pipelines to the corresponding working cylinders. The space around the displacement elements around is connected to the free atmosphere. If the main piston is now moved by the supply of compressed air, then the oil is forced out of the displacement cylinders into the working cylinders, and the pistons do their work. If the displacement cylinders and the working cylinders are each the same, the working pistons move necessarily exactly parallel to each other.

Grundbedingung für die einwandfreie Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist jedoch eine möglichst gleich-Pneumatisch-hydr auliseher DruckerzeugerThe basic condition for the proper functioning of this device, however, is a pneumatic-hydr external pressure producer

Anmelder:Applicant:

Maschinenfabrik Esslingen,
Eßlingen/NeckarMaschinenfabrik Esslingen,
Esslingen / Neckar

Dipl.-Ing. Wilhelm Dehlinger, Eßlingen/Neckar,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Wilhelm Dehlinger, Esslingen / Neckar,
has been named as the inventor

mäßige Belastung der Arbeitskolben, denn sobald einer der Kolben mehr belastet ist als der andere, was beispielsweise durch unvorhergesehene erhöhte Reibung an einem Kolben vorkommen kann, wird der Kolben des Druckerzeugers einseitig beansprucht, so daß Störungen im Arbeitsablauf oder gar Beschädigungen der Anlage auftreten.moderate load on the working piston, because as soon as one of the pistons is more loaded than the other, what can occur, for example, due to unforeseen increased friction on a piston, the Piston of the pressure generator stressed on one side, so that disruptions in the work flow or even damage occur in the system.

Um dies zu vermeiden und um auch dort eine pneumatisch-hydraulische Druckübertragung anwenden zu können, wo die Belastungen mehrerer Arbeitskolben von vornherein nicht ausgeglichen werden können, werden erfindungsgemäß ein oder mehrere vorzugsweise hohlzylinderförmige Verdrängerelemente nicht nebeneinander, sondern auf dem Kolben des Druckerzeugers, konzentrisch zu dessen Mittelachse angeordnet. Diese Verdrängerelemente tauchen in entsprechend geformte, als Druckzylinder wirkende Hohlräume ein und erzeugen in diesen beim Aufwärtsgang das erforderliche Drucköl. Die Hohlräume stehen in an sich bekannter Weise über Leitungen mit den einzelnen Arbeitszylindern in Verbindung.To avoid this and to use a pneumatic-hydraulic system there too To be able to use pressure transmission where the loads of several working pistons cannot be compensated from the outset, According to the invention, one or more preferably hollow cylindrical displacement elements are not next to each other, but on the piston of the pressure generator, arranged concentrically to its central axis. These displacement elements dip into correspondingly shaped cavities that act as pressure cylinders and generate the required pressure oil in these during upward gear. The cavities stand in in a manner known per se via lines with the individual working cylinders in connection.

Einige weitere Merkmale der Erfindung sind an Hand der Zeichnung noch näher erläutert, in welcher in rein schematischer DarstellungSome further features of the invention are explained in more detail with reference to the drawing, in which in a purely schematic representation

Fig. 1 einen Schnitt durch einen pneumatischhydraulischen Druckerzeuger für den Anschluß von zwei oder drei Arbeitszylindern,Fig. 1 is a section through a pneumatic-hydraulic pressure generator for the connection of two or three working cylinders,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen pneumatischhydraulischen Druckerzeuger für den Anschluß von vier Arbeitszylindern,Fig. 2 is a section through a pneumatic-hydraulic pressure generator for the connection of four working cylinders,

Fig. 3 einen Druckerzeuger mit Stufenkolben zum Anschluß von vier Arbeitszylindern zeigt.Fig. 3 shows a pressure generator with stepped piston for connecting four working cylinders.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Zylinder bezeichnet, in dem ein auf der Unterseite mit Preßluft beaufschlagter Kolben 2 mit einer Doppelmanschette 3 verschiebbar gelagert ist. Auf dem Kolben 2 des Druckerzeugers befindet sich ein konzentrisch zu dessen Mittelachse angeordnetes, vorzugsweise hohlzylinderförmiges Ver-In Fig. 1, 1 denotes a cylinder in which a pressurized air is applied on the underside Piston 2 is slidably mounted with a double sleeve 3. On piston 2 of the pressure generator there is a preferably hollow cylindrical arrangement arranged concentrically to its central axis

»09- 527/296»09-527/296

drängerelement 4, welches in einen als Druckzylinder wirkenden, von einer hohlzylinderförmigen Glocke 5 begrenzten Hohlraum 6 eintaucht. In der Glocke 5 ist konzentrisch zu deren Mittellinie ein hohlzylindrischer Körper 7 angeordnet, welcher gleichfalls als Druckzylinder wirkt.pusher element 4, which acts as a pressure cylinder, from a hollow cylindrical bell 5 limited cavity 6 is immersed. In the bell 5 is a hollow cylindrical concentric to its center line Body 7 arranged, which also acts as a pressure cylinder.

Die Abdichtung zwischen den Räumen 6 und 8 bzw. 9 erfolgt in zweckmäßiger Weise mittels der Manschetten 10. Die Räume 6, 8 und 9 sind mit Öl gefüllt und durch Leitungen zweckentsprechend mit den Arbeitszylindern verbunden. Wird nun der Kolben 2 beispielsweise mittels Preßluft im Zylinder 1 nach der Flüssigkeitsseite hin verschoben, so wird das öl in den drei Räumen 6, 8 und 9 in die Arbeitszylinder verdrängt und betätigt dort die Arbeitskolben. Benötigt man lediglich zwei Arbeitszylinder, so läßt man einen der Räume 6, 8 oder 9 ohne Öl und verbindet jeweils einen derselben entweder mit der freien Atmosphäre oder — falls eine gesteuerte Rückführung des Druckerzeugers nötig ist — mit einer Preßluftleitung. Auch in der Wahl der Hubübersetzungen zwischen den einzelnen Verdrängern und den jeweils zugeordneten Arbeitskolben ist man in den beschriebenen Anordnungen wesentlich freier als bisher. Man kann z. B. einem der Arbeitskolben den größten Teil der Lastbewegung zuordnen, während man einem oder mehreren anderen Arbeitskolben eine reine Wegfunktion mit geringer oder veränderlicher Last zuteilt.The sealing between the spaces 6 and 8 or 9 is carried out in an expedient manner by means of the Cuffs 10. Rooms 6, 8 and 9 are filled with oil and appropriately connected through lines connected to the working cylinders. If the piston 2 is now, for example by means of compressed air in the cylinder 1 shifted towards the liquid side, the oil in the three spaces 6, 8 and 9 is in the working cylinder displaces and actuates the working pistons there. If you only need two working cylinders, so can one of the rooms 6, 8 or 9 without oil and connects one of them either with the free atmosphere or - if a controlled return of the pressure generator is necessary - with a Compressed air line. Also in the choice of stroke ratios between the individual displacers and the respectively assigned working piston is much freer than in the described arrangements until now. You can z. B. assign most of the load movement to one of the working pistons while one or more other working pistons a pure path function with less or more variable Load allocates.

Sind mehr als drei Arbeitskolben zu bewegen, so wird gemäß Fig. 2 auf dem Kolben 2 konzentrisch zu dessen Mittelachse noch ein weiteres Verdrängerelement 11 angeordnet, welches seinerseits in einen als Druckzylinder wirkenden, von der Glocke 5 sowie einem hohlzylinderförmigen Körper 12 begrenzten Hohlraum 13 greift. Der von dem Hohlzylinder 7 eingeschlossene Raum wirkt genauso wie in Fig. 1 als Druckzylinder. Die Abdichtung zwischen den einzelnen Druckräumen erfolgt in analoger Weise zu der Ausführung gemäß Fig. 1 mittels Manschetten 10. Die Räume 6, 8, 9 und 13 sind mit öl gefüllt und werden zweckentsprechend mit den Arbeitszylindern verbunden. Der Arbeitsvorgang ist der gleiche wie bei der Vorrichtung mit drei Anschlußmöglichkeiten.If more than three working pistons are to be moved, then, as shown in FIG. 2, the piston 2 becomes concentric the center axis of which a further displacement element 11 is arranged, which in turn is in a as Acting pressure cylinder, limited by the bell 5 and a hollow cylindrical body 12 Cavity 13 engages. The space enclosed by the hollow cylinder 7 acts exactly as in FIG. 1 as Printing cylinder. The sealing between the individual pressure chambers is carried out in a manner analogous to that 1 by means of cuffs 10. The spaces 6, 8, 9 and 13 are filled with oil and are appropriately connected to the working cylinders. The process is the same as for the device with three connection options.

Fig. 3 zeigt eine Variante des Erfindungsgedankens insofern, als der beispielsweise mit Preßluft beaufschlagte Kolben 2 als Stufenkolben ausgeführt ist, an dessen oberem Ende konzentrisch zu dessen Mittelachse ein Verdrängerelement 14 angeordnet ist, welches seinerseits analog der in Fig. 1 angegebenen Ausführung in einen als Druckzylinder wirkenden Hohlraum 6 greift. Die Abdichtung der einzelnen Räume erfolgt, wie bereits in den Fig. 1 und 2 gezeigt, mittels Manschetten 10.Fig. 3 shows a variant of the inventive concept insofar as the acted upon, for example, with compressed air Piston 2 is designed as a stepped piston, at its upper end concentric to its central axis a displacement element 14 is arranged, which in turn is analogous to the embodiment indicated in FIG. 1 engages in a cavity 6 acting as a pressure cylinder. The sealing of the individual rooms takes place, as already shown in FIGS. 1 and 2, by means of sleeves 10.

Im Gegensatz zu den bisher bekanntgewordenen Druckerzeugern für mehrere Arbeitszylinder wirken bei demjenigen gemäß der Erfindung sämtliche Gegenkräfte konzentrisch auf den Hauptkolben des Druckerzeugers. Es können also keinerlei Momente auftreten, die ein Klemmen des Kolbens hervorrufen. Die Kräfte, welche mit Hilfe der Arbeitskolben überwunden werden sollen, können deshalb unter sich ganz verschieden sein, nur darf selbstverständlich deren Summe zu keinem Zeitpunkt die Flächenkraft des Hauptkolbens übertreffen. Bis auf diese Einschränkung ist man in bezug auf die Kraftverteilung vollständig frei.In contrast to the previously known pressure generators act for several working cylinders in the case of the one according to the invention, all opposing forces are concentric on the main piston of the pressure generator. So there can be no moments that cause the piston to jam. the Forces, which are to be overcome with the help of the working piston, can therefore completely under themselves be different, but of course their sum must never exceed the area force of the Outperform main piston. Except for this restriction, one is complete with regard to the force distribution free.

Für den häufigsten Fall, daß alle Arbeitszylinder die gleichen Abmessungen haben, daß also die Hubübersetzungen zwischen Verdränger und Arbeitskolben unter sich alle gleich sind, ergibt eine einfache Rechnung, daß sich die Ouadrate der Durchmesser A, B und C (Fig. 1) bzw. A~B, C, D, E (Fig. 2) der Verdränger verhalten müssen wie 1:2:3 bzw. 1:2:3:4:5. Allerdings stellt sich bei der konstruktiven Durchbildung eines Druckerzeugers mit vier Anschlußmöglichkeiten nach Fig. 2 heraus, daß der Ringraum 15 zu eng wird, um am Verdrängerelement 12 die Manschetten 10 anzubringen, zumal dieses auch noch eine Bohrung für den Ölaustritt erhalten muß. Erfindungsgemäß werden deshalb die Durchmesser A und B so ausgelegt, daß sich deren Quadrate wie 1 :2 verhalten, während man den Durchmesser C so wählt, daß die Breite des Ringraumes 15 für die Anbringung der Manschette 10 ausreicht. Um auch für die beiden anderen Anschlüsse die richtigen Hubverhältnisse zu erhalten, müssen sich die Quadrate der Durchmesser D und E verhalten wie D² : E² = (A²+ C²) : (2A²+C²). For the most common case that all working cylinders have the same dimensions, i.e. that the stroke ratios between the displacer and the working piston are all the same, a simple calculation results in the squares of the diameters A, B and C (Fig. 1) or A ~ B, C, D, E (Fig. 2) the displacer must behave like 1: 2: 3 or 1: 2: 3: 4: 5. However, in the construction of a pressure generator with four connection options according to FIG. 2, it turns out that the annular space 15 is too narrow to attach the cuffs 10 to the displacement element 12, especially since this must also have a bore for the oil outlet. According to the invention, therefore, the diameters A and B are designed so that their squares behave as 1: 2, while the diameter C is chosen so that the width of the annular space 15 is sufficient for the attachment of the sleeve 10. In order to obtain the correct stroke ratios for the other two connections as well, the squares of the diameters D and E must behave like D ² : E ² = (A ² + C ² ): (2A ² + C ² ).

Claims

Patent claims:

1. Pneumatic-hydraulic pressure generator with the possibility of connecting two or more Working cylinders, consisting of a cylinder and a movably mounted piston, characterized in that on the piston (2) concentrically to its central axis one or several displacement elements (4, 11, 14) are arranged.

2. Pressure generator according to claim 1, characterized in that the displacement elements (4, 11, 14) dip into hollow spaces (6, 13) which are preferably hollow cylindrical and act as pressure cylinders.

3. Pressure generator according to claim 1 and 2, da- "-. Characterized in that the piston (2) as Stepped piston is executed.

4. Pressure generator according to claim 1 to 3, characterized in that the squares of the diameter of the displacement element (4) A and B behave as 1: 2, while the squares of the diameter of the A ^ displacement element (11) and the cylinder (1 ) D and E behave like (A ² + C ² ): (2A ² + C ² ).

1 sheet of drawings