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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verstärkungsvorrichtung, die den Druck eines zugeführten Druckfluids erhöhen und das verstärkte Fluid ausgeben kann.
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Stand der Technik
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Verstärkungsvorrichtungen sind bekannt, die Druckfluid, wie Gas, Luft etc., komprimieren, um den Druck des Fluides zu erhöhen, und die das so verstärkte Fluid ausgeben. Beispielsweise umfasst die in der internationalen Veröffentlichung
WO 2013/183586 beschriebene Verstärkungsvorrichtung eine Drehwelle, die drehbar in einem Gehäuse gehalten wird, und eine Taumelscheibe, die an der Drehwelle so angebracht ist, dass die Taumelscheibe in einem bestimmten Winkel relativ zu der axialen Richtung geneigt ist. Außerdem stehen Kolben, die in dem Gehäuse hin und her gehen können, in Eingriff mit Umfangsabschnitten der Taumelscheibe. Dann wird die Drehwelle gedreht, um die Taumelscheibe zu drehen, und die Drehbewegung presst die Kolben, so dass sich die Kolben in der axialen Richtung hin und her bewegen, wodurch das Druckfluid in dem Gehäuse durch die Kolben komprimiert und nach außen abgeführt wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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In jüngerer Zeit sind kompaktere Verstärkungsvorrichtungen gefordert, weil eine Platzeinsparung gewünscht wird, wenn Verstärkungsvorrichtungen in Produktionslinien etc. installiert werden.
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Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verstärkungsvorrichtung vorzuschlagen, die bei einem einfachen Aufbau eine Größen- und Gewichtsreduktion erreichen kann.
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Die vorliegende Erfindung ist auf eine Verstärkungsvorrichtung (Boostervorrichtung) gerichtet, die einen Körper aufweist mit einem Zufuhranschluss und einem Ausgangsanschluss und die dazu ausgestaltet ist, den Druck eines Druckfluids, das von dem Zufuhranschluss zugeführt wird, zu erhöhen und das verstärkte Druckfluid von dem Ausgangsanschluss auszugeben. Die Verstärkungsvorrichtung umfasst:
- eine Antriebsquelle, die in dem Körper vorgesehen ist und die durch die Wirkung des Einschaltens (Energetisierung) drehend angetrieben wird,
- einen drehenden Körper (Drehkörper), der mit einer Drehwelle der Antriebsquelle gekoppelt ist und eine Schräge aufweist, die relativ zu einer Achse der Drehwelle geneigt ist, und
- mehrere Kolben, die so vorgesehen sind, dass sie in einer axialen Richtung relativ zu Verstärkungskammern in dem Körper bewegbar sind, und die jeweils ein Ende aufweisen, das an der Schräge anliegt,
- wobei die mehreren Kolben durch die Schräge unter der Wirkung der Rotation des Drehkörpers nacheinander in der axialen Richtung gedrängt werden, um das Druckfluid in den Verstärkungskammern zu komprimieren und zu verstärken.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der Körper der Verstärkungsvorrichtung die Antriebsquelle, die durch die Wirkung des Einschaltens drehend angetrieben wird, und der Drehkörper mit der Schräge, die relativ zu der Achse der Drehwelle der Antriebsquelle geneigt ist, ist mit der Drehwelle gekoppelt. Die mehreren Kolben sind in den Verstärkungskammern in dem Körper so vorgesehen, dass sie sich in der axialen Richtung bewegen können, und ihre Enden liegen an der Schräge des Drehkörpers an.
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Dann drängt (verschiebt) die Schräge die mehreren Kolben nacheinander in der axialen Richtung, wenn sich der Drehkörper durch die Antriebswirkung der Antriebsquelle dreht, und das Druckfluid wird durch die Kolben in den Verstärkungskammern komprimiert und verstärkt und von dem Ausgangsanschluss nach außen abgegeben.
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Durch Einsetzen einer Konfiguration, bei der mehrere Kolben in dem Körper vorgesehen und durch die Schräge des Drehkörpers kontinuierlich in der axialen Richtung bewegt werden, ist es hierdurch möglich, das Druckfluid mit einem einfachen Aufbau zu komprimieren und zu verstärken und dadurch eine Größenreduktion und Gewichtsreduktion der Verstärkungsvorrichtung zu erreichen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die die äußere Erscheinung der Verstärkungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
- 2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Verstärkungsvorrichtung gemäß 1,
- 3 ist ein Schnitt entlang der Line III-III in 1,
- 4 ist ein Schnitt entlang der Linie IV-IV in 1,
- 5 ist ein Schnitt entlang der Linie V-V in 3,
- 6 ist ein Schnitt entlang der Linie VI-VI in 3,
- 7 ist ein Schnitt entlang der Linie VII-VII in 3,
- 8 ist ein Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in 3, und
- 9 ist ein Schnitt entlang der Linie IX-IX in 3.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Wie in den 1 bis 9 gezeigt ist, umfasst die Verstärkungsvorrichtung 10 eine Antriebseinheit 12 und einen Verstärkungsmechanismus 14, der mit der Antriebseinheit 12 gekoppelt ist und der den Druck eines Druckfluids erhöhen und dieses nach außen ausgeben kann. Die Antriebseinheit 12 und der Verstärkungsmechanismus 14 sind in einer geraden Linie entlang der axialen Richtung (der Richtung, die durch die Pfeile A, B gezeigt ist) angeordnet.
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Die Antriebseinheit 12 umfasst beispielsweise ein Gehäuse (Körper) 16 mit einem rechteckigen Querschnitt und eine in dem Gehäuse 16 aufgenommene Antriebsquelle 18. Das Gehäuse 16 ist ähnlich einem Rohr mit Boden geformt, dessen eines Ende geschlossen ist (Richtung des Pfeils A). Das andere Ende (Richtung des Pfeils B) des Gehäuses an der Seite des Verstärkungsmechanismus 14 ist offen und weist vier Gewindelöcher 20 auf, die an seinen vier Ecken in der axialen Richtung (Richtung der Pfeile A, B) ausgebildet sind. Kupplungsbolzen 42 (werden später beschrieben) sind darin eingesetzt und greifen darin ein.
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Außerdem ist eine Steuereinheit 22 (vgl. 1 und 2) zur Steuerung des Antriebs der Antriebsquelle 18 (wird unten beschrieben) an einem Ende des Gehäuses 16 vorgesehen.
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Die Antriebsquelle 18 ist ein Motor, der beispielsweise durch die Wirkung eines Stromdurchgangs drehend angetrieben wird. Die Antriebsquelle 18 ist in dem Gehäuse 16 entlang der axialen Richtung (Richtung der Pfeile A, B) aufgenommen, wobei ihre Antriebswelle 24 an der Seite des Verstärkungsmechanismus 14 (in Richtung des Pfeils B) vorgesehen und in ein erstes Gehäuse 26 des Verstärkungsmechanismus 14 (wird später beschrieben) eingesetzt ist.
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Der Verstärkungsmechanismus 14 umfasst erste und zweite Gehäuse (Körper) 26, 28, einen in dem ersten Gehäuse 26 aufgenommenen drehenden Körper (Drehkörper) 30, vier Kolben 32a bis 32d, die in dem zweiten Gehäuse 28 derart aufgenommen sind, dass sie sich in der axialen Richtung bewegen können, vier Paare von Einlassrückschlagventilen (erste Schaltventile) 34 und Auslassrückschlagventilen (zweite Schaltventile) 36, die sich öffnen und schließen, wenn sich die Kolben 32a bis 32d bewegen, und ein Abdeckelement (Körper) 38, das ein Ende des zweiten Gehäuses 28 verschließt.
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Ähnlich dem Gehäuse 16 haben die ersten und zweiten Gehäuse 26, 28 beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt. Das erste Gehäuse 26 ist mit dem anderen Ende des Gehäuses 16 der Antriebseinheit 12 gekoppelt, und das zweite Gehäuse 28 ist mit dem anderen Ende des ersten Gehäuses 26 gekoppelt. Die ersten und zweiten Gehäuse 26, 28 weisen jeweils Durchgangsöffnungen 40a, 40b auf, die an ihren vier Ecken ausgebildet sind, und die in die Gewindelöcher 20 des Gehäuses 16 eingreifenden Kupplungsbolzen 42 treten hierdurch durch.
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In dem ersten Gehäuse 26 ist ein Raum 44 mit einem kreisförmigen Querschnitt in dessen zentralem Abschnitt so ausgebildet, dass er den Drehkörper 30 und die Kolben 32a bis 32d aufnimmt. Der Raum 44 steht durch einen Umgebungsluftanschluss 26 mit der Umgebung des ersten Gehäuses 26 in Verbindung.
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Das zweite Gehäuse 28 umfasst vier Verstärkungskammern 48, in denen die Kolben 32a bis 32d aufgenommen sind. Die Verstärkungskammern 48 sind auf dem gleichen Umfang mit einem bestimmten Durchmesser um die Mitte des zweiten Gehäuses 28 vorgesehen und voneinander mit gleichen Abständen in der Umfangsrichtung getrennt. Die Verstärkungskammern 48 haben einen kreisförmigen Querschnitt und erstrecken sich durchgängig in der axialen Richtung (Richtung der Pfeile A, B). Wie in 5 gezeigt ist, sind die Verstärkungskammern 48 mit anderen Worten aus Sicht der axialen Richtung des zweiten Gehäuses 28 in Abständen von 90° zueinander angeordnet.
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Außerdem ist an einem Ende jeder Verstärkungskammer 48 an der Seite des ersten Gehäuses 26 (Richtung des Pfeils A) eine Stangenabdeckung 50 vorgesehen, um die Kolben 32a bis 32d beweglich zu halten.
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Das zweite Gehäuse 28 weist Verbindungsdurchgänge 52a, 52b auf, die an Positionen zwischen seinem einen Ende und dem anderen Ende ausgebildet sind, um eine Verbindung der Verstärkungskammern 48 miteinander zu ermöglichen. Zwei Verbindungsdurchgänge 52a, 52b sind so geformt, dass sie sich in einer Richtung senkrecht zu der Achse des zweiten Gehäuses 28 erstrecken. Wie in 5 gezeigt ist, schneiden ein Verbindungsdurchgang 52a, der sich in einer vertikalen Richtung erstreckt, und der andere Verbindungsdurchgang 52b, der sich in einer horizontalen Richtung erstreckt, einander in der Mitte des zweiten Gehäuses 28, so dass sie im Wesentlichen die Form eines Kreuzes bilden. Jeder der beiden Verbindungsdurchgänge 52a, 52b ermöglicht es zwei diagonal angeordneten Verstärkungskammern 48 miteinander zu kommunizieren. Ein Ende jedes der beiden Verbindungsdurchgänge 52a, 52b erstreckt sich zu der Umgebung des zweiten Gehäuses 28 und steht mit der Umgebung in Verbindung.
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Wie in den 6 und 7 gezeigt ist, ist in dem zweiten Gehäuse 28 für jede der Verstärkungskammern 48 ein Paar von ersten und zweiten Ventilkammern 54, 56 so ausgebildet, dass sie der Verstärkungskammer 48 an dem anderen Ende des zweiten Gehäuses 28 an der Seite des Abdeckelements 38 (Richtung des Pfeils B) zugewandt sind.
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Die ersten und zweiten Ventilkammern 54 jedes Paares sind parallel zueinander angeordnet, wobei die Achse der Verstärkungskammer 48 dazwischen angeordnet ist, und sie erstrecken sich in der axialen Richtung (Richtung der Pfeile A, B), so dass sie das andere Ende des zweiten Gehäuses 28 erreichen und mit der Verstärkungskammer 48 in Verbindung stehen. Die erste Ventilkammer 54 nimmt ein später beschriebenes Einlassrückschlagventil 34 auf, und die zweite Ventilkammer 56 nimmt ein später beschriebenes Auslassrückschlagventil 36 auf.
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Ein erster Stopfen 60 mit einer Verbindungsöffnung 58 ist in das andere Ende der ersten Ventilkammer 54 eingesetzt, so dass die erste Ventilkammer 54 durch die Verbindungsöffnung 58 mit Zufuhrdurchgängen 98a, 98b des Abdeckelements 38 (wird später beschrieben) in Verbindung steht. Ein zweiter Stopfen 62 ist in die zweite Ventilkammer 56 eingesetzt, um die zweite Ventilkammer 56 zu verschließen.
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Ein Ausgangsanschluss 64, von dem das in dem Verstärkungsmechanismus 14 verstärkte Druckfluid abgeführt wird, ist in der Nähe des anderen Endes des zweiten Gehäuses 28 ausgebildet. Der Ausgangsanschluss 64 öffnet sich zu einer Außenfläche des zweiten Gehäuses 28, und eine nicht dargestellte Leitung (Verrohrung) ist mit dem Ausgangsanschluss 64 verbunden. Der Ausgangsanschluss 64 steht mit zwei Auslassdurchgängen 66a, 66b in Verbindung, die sich in einer Richtung senkrecht zu der Achse des zweiten Gehäuses 28 erstrecken.
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Wie in 8 gezeigt ist, schneiden ein Auslassdurchgang 66a, der sich in der vertikalen Richtung erstreckt, und der andere Auslassdurchgang 66b, der sich in einer horizontalen Richtung erstreckt, einander so, dass sie im Wesentlichen die Form eines Kreuzes bilden. Die Auslassdurchgänge 66a, 66b kommunizieren jeweils mit den vier zweiten Ventilkammern 56. Mit anderen Worten kommunizieren die beiden Auslassdurchgänge 66a, 66b miteinander, und beide Enden jeder der Auslassdurchgänge 66a, 66b kommunizieren jeweils mit den zweiten Ventilkammern 56, so dass die vier zweiten Ventilkammern 56 miteinander in Verbindung stehen. Somit fließt das in den zweiten Ventilkammern 56 verstärkte Druckfluid durch die Auslassdurchgänge 66a, 66b zu dem Ausgangsanschluss 64.
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Wie in den 2 bis 4 gezeigt ist, hat der Drehkörper 30 beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt. Ein Ende des Drehkörpers 30 bildet eine flache Ebene, die sich senkrecht zu der axialen Linie (Achse) erstreckt. Die Antriebswelle 24 der Antriebsquelle 18 ist mit der flachen Ebene in deren zentralem Abschnitt gekoppelt. Das andere Ende des Drehkörpers 30 bildet eine Schräge 38 in Form einer flachen Ebene, die in einem bestimmten Winkel relativ zu der Achse geneigt ist.
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Die Schräge 68 ist so vorgesehen, dass sie den vier Kolben 32a bis 32d in dem ersten Gehäuse 26 zugewandt ist. Die Schräge 68 hat einen oberen Abschnitt 70, der näher bei dem Abdeckelement 38 liegt (Richtung des Pfeils B), und einen Bodenabschnitt 72, der näher bei der Antriebseinheit 12 liegt (Richtung des Pfeils A), wobei der obere Abschnitt 70 und der Bodenabschnitt 72 miteinander verbunden sind, um die flache Ebene zu bilden.
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Der Drehkörper 30 dreht sich in dem Raum 44 in dem ersten Gehäuse 26 durch den Antrieb der Antriebsquelle 18 zusammen mit der Antriebswelle 24 in einer bestimmten Richtung und mit einer bestimmten Drehgeschwindigkeit.
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Die Kolben 32a bis 32d haben jeweils einen Stangenabschnitt 74 mit einem im Wesentlichen konstanten Durchmesser und einen Kopfabschnitt 76, der mit dem anderen Ende des Stangenabschnitts 74 verbunden ist. Die Kolben 32a bis 32d sind jeweils in Verstärkungskammern 48 des zweiten Gehäuses 28 so aufgenommen, dass sie sich in der axialen Richtung (Richtung der Pfeile A, B) bewegen können. Ein Ende jedes Stangenabschnitts 74 hat eine im Wesentlichen halbkugelige Form und kann an der Schräge 68 des Drehkörpers 30 anliegen. Es wird drehbar durch die Stangenabdeckung 50 abgestützt, die ein Ende der Verstärkungskammer 48 verschließt.
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Der Kopfabschnitt 76 hat einen kreisförmigen Querschnitt und ist durch einen Befestigungsbolzen 78 koaxial mit dem anderen Ende des Stangenabschnitts 74 gekoppelt. Der Kopfabschnitt 76 steht über einen Verschleißring 80 und eine Kolbendichtung 82, die an seiner äußeren Umfangsfläche vorgesehen ist, in Gleitkontakt mit der inneren Umfangsfläche der Verstärkungskammer 48.
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Für jeden der Kolben 32a bis 32d ist eine Rückführfeder 84 zwischen dem Kopfabschnitt 76 und dem anderen Ende der Verstärkungskammer 48 angeordnet, wobei die Rückstellkraft der Rückführfeder 84 konstant zu der Seite der Antriebseinheit 12 (Richtung des Pfeils A) gedrängt wird. Dementsprechend steht ein Ende des Stangenabschnitts 74 jedes der Kolben 32a bis 32d von dem zweiten Gehäuse 28 um eine bestimmte Länge in das erste Gehäuse 26 (Richtung des Pfeils A) vor und liegt an der Schräge 68 des Drehkörpers 30 an.
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Wie in 6 gezeigt ist, ist in jeder ersten Ventilkammer 54 in dem zweiten Gehäuse 28 das Einlassrückschlagventil 34 derart vorgesehen, dass es sich in der axialen Richtung (Richtung der Pfeile A, B) bewegen kann. Das Einlassrückschlagventil 34 hat einen Ventilabschnitt 86 mit einem vergrößerten Durchmesser an der Seite des Abdeckelements 38 (Richtung des Pfeils B). Eine erste Feder (Feder) 88 ist zwischen dem Ventilabschnitt 86 des Einlassrückschlagventils 84 und einem Ende der ersten Ventilkammer 54 angeordnet, wobei ihre Rückstellkraft das Einlassrückschlagventil 34 zu der Seite des Abdeckelements 38 drückt, so dass der Ventilabschnitt 86 an dem ersten Stopfen 60 anliegt. Auf diese Weise wird die Verbindungsöffnung 58 des ersten Stopfens 60 entlang des Ventilabschnitts 86 verschlossen.
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Die Auslassrückschlagventile 36 haben im Wesentlichen die gleiche Form wie die Einlassrückschlagventile 34 und sind paarweise mit den Einlassrückschlagventilen 34 angeordnet. Jedes Auslassrückschlagventil 36 ist so vorgesehen, dass es sich in der zweiten Ventilkammer 56 in dem zweiten Gehäuse 28 in der axialen Richtung (Richtung der Pfeile A, B) bewegen kann, und weist einen Ventilabschnitt 90 mit einem vergrößerten Durchmesser auf, der an der Seite der Antriebseinheit 12 (Richtung des Pfeils A) ausgebildet ist. Somit ist das Auslassrückschlagventil 36 so vorgesehen, dass sich sein Ventilabschnitt 90 mit dem Ventilabschnitt 86 des Einlassrückschlagventils 34 in der axialen Richtung abwechselt.
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Eine zweite Feder (Feder) 92 ist zwischen dem Ventilabschnitt 90 des Auslassrückschlagventils 36 und dem zweiten Stopfen 62 angeordnet. Das Auslassrückschlagventil 36 wird durch ihre Rückstellkraft zu der Seite der Antriebseinheit 12 (Richtung des Pfeils A) gedrückt, so dass der Ventilabschnitt 90 an der Grenze der Verstärkungskammer 48 anliegt, um so die Verbindung zwischen der Verstärkungskammer 48 und der zweiten Ventilkammer 56 zu unterbrechen.
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Das Abdeckelement 38 hat beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt, der im Wesentlichen der gleiche ist wie die Querschnitte der ersten und zweiten Gehäuse 26, 28, und weist an seinen vier Ecken die Einsetzlöcher 94 auf, in welche die Kupplungsbolzen 42 eingesetzt sind.
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Somit werden die vier Kupplungsbolzen 42 in die Einsetzlöcher 94 des Abdeckelements 38 und die Durchgangslöcher 40a, 40b der ersten und zweiten Gehäuse 26, 28 eingesetzt und treten dann in Eingriff mit den Gewindelöchern 20 des Gehäuses 16. Auf diese Weise wird das Abdeckelement 38 mit dem anderen Ende des zweiten Gehäuses 28 gekoppelt, und die ersten und zweiten Gehäuse 26, 28 und das Gehäuse 16 werden in einer geraden Linie entlang der axialen Richtung gekoppelt.
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Ein Zufuhranschluss 96, dem das Druckfluid zugeführt wird, ist an einer äußeren Fläche des Abdeckelements 38 ausgebildet. Der Zufuhranschluss 96 öffnet sich in der äußeren Fläche, wobei er in der gleichen Richtung liegt wie der Ausgangsanschluss 64 des zweiten Gehäuses 28, und mit dem Zufuhranschluss 96 ist eine nicht dargestellte Leitung (Verrohrung) verbunden.
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Wie in 9 gezeigt ist, steht der Zufuhranschluss 96 mit zwei Zufuhrdurchgängen 98a, 98b in Verbindung, die sich in einer Richtung senkrecht zu der Achse des Abdeckelements 38 erstrecken. Ein Zufuhrdurchgang 98a, der sich in einer vertikalen Richtung erstreckt, und der andere Zufuhrdurchgang 98b, der sich in einer horizontalen Richtung erstreckt, schneiden einander so, dass sie im Wesentlichen die Form eines Kreuzes bilden, und kommunizieren jeweils durch die Verbindungsöffnungen 58 der ersten Stopfen 60 mit den vier ersten Ventilkammern 54 (vgl. 6).
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Mit anderen Worten kommunizieren die beiden Zufuhrdurchgänge 98a, 98b miteinander und jeweils mit den ersten Ventilkammern 54 in der Nähe ihrer beiden Enden, so dass die vier ersten Ventilkammern 54 miteinander in Verbindung stehen.
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Somit wird das von dem Zufuhranschluss 96 zugeführte Druckfluid durch die Zufuhrdurchgänge 98a, 98b von den Verbindungsöffnungen 58 in die ersten Ventilkammern 54 eingeführt und presst die Einlassrückschlagventile 94, um in die Verstärkungskammern 48 einzutreten.
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Die Verstärkungsvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden ihre Betriebs- und Funktionsweisen sowie Wirkungen erläutert.
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Zunächst wird das Druckfluid von einer nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle dem Zufuhranschluss 96 zugeführt, und dann fließt das Druckfluid durch die beiden Zufuhrdurchgänge 98a bzw. 98b in die Verbindungsöffnungen 58 der ersten Stopfen 60. Dann drückt das Druckfluid die Einlassrückschlagventile 34 zu der Seite der Antriebseinheit 12 (Richtung des Pfeils A), so dass sich die Einlassrückschlagventile 34 entgegen der elastischen Kraft der ersten Federn 88 bewegen, um es dem Druckfluid zu ermöglichen, durch die vier ersten Ventilkammern 54 in die Verstärkungskammern 48 einzutreten.
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Gleichzeitig wird die Antriebsquelle 18 der Antriebseinheit 12 eingeschaltet, wodurch sich die Antriebswelle 24 dreht und der Drehkörper 30 in einer bestimmten Richtung rotiert. Hierdurch werden die an der Schräge 68 des Drehkörpers 60 anliegenden Kolben 32a bis 32d in der axialen Richtung (Richtung der Pfeile A, B) gedrückt, und die Kolben 32a, bis 32d beginnen ihre Bewegung.
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Zu diesem Zeitpunkt werden die Kolben 32a bis 32d immer durch die Rückstellkräfte der Rückführfedern 84 in der axialen Richtung zu der Seite des Drehkörpers 30 (Richtung des Pfeils A) gedrängt, so dass ihre Stangenabschnitte 74 immer an der Schräge 68 anliegen. Wenn ein Kolben (32a bis 32d) an dem Bodenabschnitt 72 der Schräge 68 anliegt, ist dementsprechend der Kolben (32a bis 32d) an der Seite der Antriebseinheit 12 (Richtung des Pfeils A). Wenn er andererseits an dem oberen Abschnitt 70 anliegt, ist der Kolben (32a bis 32d) an der Seite des Abdeckelements 38 (Richtung des Pfeils B).
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In dem in 4 gezeigten Zustand wird daher der Kolben 32a beispielsweise durch den oberen Abschnitt 70 des Drehkörpers 30 entgegen der Rückstellkraft der Rückführfeder 34 zu der Seite des Abdeckelements 38 (Richtung des Pfeils B) gedrückt, und so komprimiert und verstärkt sein Kopfabschnitt 76 das Druckfluid in der Verstärkungskammer 48. Da der Kolben 32a andererseits dem Bodenabschnitt 72 des Drehkörpers 30 zugewandt ist und daran anliegt, wird er durch die Rückstellkraft der Rückführfeder 84 so gedrückt, dass er sich zu der Position bewegt, die der Antriebseinheit 12 am nächsten liegt (Richtung des Pfeils A).
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Da die Kolben 32b, 32d in einem mittleren Abschnitt zwischen dem oberen Abschnitt 70 und dem Bodenabschnitt 72 an der Schräge 68 anliegen, sind sie außerdem in einem mittleren Abschnitt zwischen den Positionen der Kolben 32a und 32c, die oben beschrieben wurden.
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Wenn sich der Drehkörper 30 dreht, liegen auf diese Weise die Kolben 32a bis 32d an kontinuierlich variierenden Positionen von dem oberen Abschnitt 70 zu dem Bodenabschnitt 72 an der Schräge 68 an, so dass sich die Kolben 32a bis 32d in der axialen Richtung sequentiell und kontinuierlich entlang der Umfangsrichtung hin und her bewegen. Jedes Mal, wenn sie zu der Seite des Abdeckelements 38 bewegt werden, komprimieren und verstärken sie daher das in die Verstärkungskammern 48 eingeführte Druckfluid. Mit anderen Worten liegen somit die Kolben 32a bis 32d kontinuierlich an der Schräge 68 des Drehkörpers 30, die relativ zu der Achse geneigt ist, an und werden hierdurch gedrückt, so dass sie sich in der axialen Richtung hin und her bewegen, wenn die Schräge 68 rotiert.
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Dann fließt das Druckfluid, das durch die Bewegung der Kolben 32a bis 32d komprimiert wird, von den Verstärkungskammern 48 in die zweiten Ventilkammern 56, und das Druckfluid, das auf einen bestimmten Druck verstärkt wurde, drückt die Auslassrückschlagventile 36 entgegen den Rückstellkräften der zweiten Federn 92 auf.
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Wenn sich die Auslassrückschlagventile 36 zu der Seite des Abdeckelements 38 (Richtung des Pfeils B) bewegen, kommunizieren die zweiten Ventilkammern 56 und die Auslassdurchgänge 66a, 66b miteinander und ermöglichen das Auslassen des verstärkten Druckfluids von dem Ausgangsanschluss 64 durch die Auslassdurchgänge 66a, 66b. Das verstärkte Druckfluid wird beispielsweise zu einem Sammeltank gesandt und darin gespeichert und von dem Sammeltank Stellgliedern etc. zugeführt und dort verwendet.
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Somit bewegen sich die vier Kolben 32a bis 32d nacheinander und kontinuierlich in axialer Richtung, wenn sich der Drehkörper 30 dreht, um dadurch das Druckfluid in den Verstärkungskammern 48 nacheinander zu komprimieren. Währenddessen werden die Auslassrückschlagventile 36 der Verstärkungskammern 48, die einen bestimmten Druck erreicht haben, nacheinander geöffnet, so dass das Druckfluid von dem Ausgangsanschluss 64 in die Umgebung abgeführt werden kann.
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Wie soweit beschrieben wurde, umfasst die Verstärkungsvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform die Antriebseinheit 12, die durch die Wirkung des Einschaltens angetrieben wird, und den Verstärkungsmechanismus 14, der mit der Antriebseinheit 12 gekoppelt und in der Lage ist, das Druckfluid zu verstärken und zu fördern. Der Verstärkungsmechanismus 14 umfasst den Drehkörper 30, der in dem ersten Gehäuse 26 aufgenommen ist, die vier Kolben 32a bis 32d, die in dem zweiten Gehäuse 28 aufgenommen und axial beweglich sind, die Auslassrückschlagventile 36 und die vier Paare von Einlassrückschlagventilen 34, welche sich öffnen und schließen, wenn sich die Kolben 32a bis 32d bewegen, sowie das Abdeckelement 38, welches ein Ende des zweiten Gehäuses 28 verschließt.
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Der Drehkörper 30 wird durch die Antriebswirkung der Antriebseinheit 12 gedreht, und seine Schräge 68 bewirkt eine sequentielle und kontinuierliche hin und her Bewegung der Kolben 32a bis 32d in der axialen Richtung, um dadurch das den Verstärkungskammern 48, die die Kolben 32a bis 32d aufnehmen, zugeführte Druckfluid zu komprimieren und zu verstärken.
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Als Folge hiervon kann die Verstärkungsvorrichtung 10, welche das Druckfluid komprimieren und verstärken kann, kleiner gebaut werden und ein geringeres Gewicht aufweisen, indem eine Konfiguration verwendet wird, bei der die vier Kolben 32a bis 32d in der Umfangsrichtung angeordnet sind und der Drehkörper 30 mit der Schräge 68 durch die Antriebswirkung der Antriebseinheit 12 gedreht wird, um die Kolben 32a bis 32d kontinuierlich axial zu bewegen.
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Da die vier Kolben 32a bis 32d in der äußeren Umfangsfläche des Drehkörpers 30 in der radialen Richtung vorgesehen sind, kann die Verstärkungsvorrichtung 10 mit anderen Worten kleiner gebaut werden, ohne in der radialen Richtung nach außen größer zu werden.
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Da ein Ende des Stangenabschnitts 74 jedes der Kolben 32a bis 32d im Wesentlichen halbkugelförmig ausgestaltet ist, kann es außerdem immer zuverlässig und stabil an der geneigten Schräge 68 anliegen, auch wenn sich der Drehkörper 30 dreht, was die Kolben 32a bis 32d in die Lage versetzt, sich stabil in der axialen Richtung zu bewegen.
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Außerdem wird der Drehkörper 30 mit der Schräge 68 an dem Ende, das den Kolben 32a bis 32d zugewandt ist, durch die Antriebswirkung der Antriebseinheit 12 gedreht, wodurch die in Abständen in der Umfangsrichtung angeordneten Kolben 32a bis 32d nacheinander mit Druck beaufschlagt und in der axialen Richtung bewegt werden können. Dementsprechend können die Kolben 32a bis 32d das Druckfluid nacheinander sukzessive komprimieren und verstärken.
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Die Beschreibung der obigen Verstärkungsvorrichtung 10 hat den Verstärkungsmechanismus 14 dargestellt, der die vier Kolben 32a bis 32d und die vier Paare von Einlassrückschlagventilen 34 und Auslassrückschlagventilen 36 aufweist. Der Mechanismus ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Die Zahl der Komponenten ist nicht besonders eingeschränkt, solange die Zahl der Kolben 32a bis 32d und die Zahl der Einlassrückschlagventile 34 und Auslassrückschlagventile 36 so festgelegt werden, dass sie Paare bilden.
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Die Verstärkungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, und selbstverständlich sind verschiedene Konfigurationen möglich, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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