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Druckflüssigkeitsgetriebe mit einem Antriebskolben, mehreren Abtriebskolben
und einer Flüssigkeitssäule zwischen dem Antriebskolben und den Abtriebskolben Die
Erfindung geht aus von einem Flüssigkeitsgetriebe mit einem den Arbeitsdruck erzeugenden
Antriebskolben, mehreren durch den Arbeitsdruck bewegten Abtriebskolben, deren Bewegung
Flüssigkeitsdruck in hydraulischen Kreisen erzeugt und die in der Anfangsstellung
der Betätigung über das Ende des Zylinders hinweg in den gemeinsamen Hauptraum der
Flüssigkeitssäule ragen, und einer Flüsigkeitssäule zwischen dem Antriebskolben
und den Abtriebskolben, wobei eine mechanische Bewegungsübertragung zwischen dem
Antriebskolben und den Abtriebskolben vorgesehen ist.
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Bei einigen bisher bekanntgewordenen hydraulischen Getrieben wird
von dem Gesichtspunkt ausgegangen, die Funktionsfähigkeit eines ursprünglich einkreisigen
hydraulischen Systems, an dem mehrere hydraulische Arbeits- oder Steuergeräte angeschlossen
sind, auch dann noch wenigstens zum Teil zu gewährleisten, wenn an einem der druckfähigen
Teile des Systems eine Leckstelle auftritt. Zu diesem Zweck wird das ursprünglich
einkreisige System in eine der Anzahl der angeschlossenen Arbeits- oder Steuergeräte
entsprechenden Anzahl von Teilkreisen unterteilt, von denen jeder mit einem Hilfskolben
und einem Ausgleichsbehälter ausgerüstet ist. Tritt in einem solchen Mehrkreissystem
eine Leckstelle auf, so kann sich der dadurch hervorgerufene Flüssigkeits- und Druckverlust
nur in dem von dieser Leckstelle betroffenen Teilkreis auswirken.
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Ausführungen der obigen Art bieten einen wirksamen Schutz gegen alle
Leckstellen, die in dem Bereich zwischen Hilfskolben und Arbeits- bzw. Steuergerät
der einzelnen Teilkreise auftreten. Tritt eine solche Leckstelle jedoch im Druckraum
des Hauptkolbens auf, beispielsweise durch Undichtwerden der Hauptkolbenmanschette,
so ist die Gesamtanlage -ungeachtet der aus Sicherheitsgründen erfolgten Unterteilung
in Teilkreise - funktionsunfähig, da der zur Betätigung der einzelnen Hilfskolben
erforderliche Arbeitsdruck im Hauptkolbendruckraum wegfällt. Um eine vollkommen
betriebssichere Anlage zu erhalten, ist es daher erforderlich, die Sicherheitsmaßnahmen
gegen das Auftreten von Leckstellen auch auf den Fall auszudehnen, daß die Hauptkolbenmanschette
undicht wird.
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Es ist bekannt, daß sich diese Aufgabe in der Weise lösen läßt, daß
beim Undichtwerden der Hauptkolbendichtungen eine mechanische Wirkungsverbindung
zwischen Haupt- ud Hilfskolben zwangläufig hergestellt wird. Bei der konstruktiven
Ausführung dieser mechanischen Wirkungsverbindung ergibt sich die Schwierigkeit,
zwischen Haupt- und Hilfskolben entweder mit jedem einzelnen Hilfskolben oder mit
dem Hauptkolben festverbundene Bauteile einzuschalten, die die volle Betätigungskraft
knicksicher zu übertragen vermögen und trotzdem den Strömungsvorgängen innerhalb
des Hauptkolbendruckraumes bei regulärem Betriebszustand des Hauptzylinders einen
möglichst geringen Widerstand entgegensetzen. Dieser Strömungswiderstand ist nicht
nur von ausschlaggebender Bedeutung für den Wirkungsgrad der Kraftübertragung, sondern
vor allem auch für den zeitgleichen Bewegungsablauf von Haupt- und Hilfskolben.
Hoher Strömungswiderstand im Flüssigkeitspolster zwischen Haupt- und Hilfskolben,
d. h. also innerhalb des Hauptkolbendruckraumes, bedeutet ferner örtlich hohe Geschwindigkeit
und damit Gefahr des Aufschäumens in der Flüssigkeit, womit nicht nur der zeitgleiche
Bewegungsablauf; sondern auch der zeitgleiche Druckaufbau an Haupt- und Hilfskolben
in Frage gestellt ist: Weiterhin sind hydraulische Systeme bekannt, bei denen der
Kolben an seinem druckseitigen Ende eine topfartige Verlängerung aufweist.
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Schließlich sind auch hydraulische übertragungssysteme bekannt; bei
denen der Kolben an seinem einen Ende eine Fläche aufweist.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es diesem Bekannten gegenüber, Getriebe
der im ersten Absatz dieser Beschreibung dargestellten Art insoweit zu verbessern,
daß die volle Betätigungskraft bei der mechanischen Bewegungsübertragung möglichst
knicksicher übertragen wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vereinigung folgender Merkmale vorgesehen:
a) Der Antriebskolben weist an seinem druckseitigen Ende in an sich bekannter Weise
eine topfartige Verlängerung auf;
b) die Abtriebskolben haben an
ihrem dem Antriebskolben zugewandten Ende in an sich bekannter Weise eine ebene
Endfläche.
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Die im Falle eines Defektes an der Hauptkolbenabdichtung auf mechanischem
Wege erfolgende Betätigung der Hilfskolben bewirkt, daß im Laufe der Betätigung
alle Hilfskolben gleich große Wege zurücklegen.
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Außerdem wird bei der Erfindung darüber hinaus die volle Betätigungskraft
möglichst knicksicher übertragen und hat das Flüssigkeitspolster bei regulärem Betriebszustand
einen möglichst geringen Strömungswiderstand, wobei ein Schäumen der Flüssigkeit
vermieden wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch das Gehäuseoberteil und einen
nach der Linie III-111 in F i g. 3 verlaufenden Schnitt durch das Gehäuseunterteil;
F i g. 2 zeigt eine Ansicht des Arbeitszylinders in der Pfeilrichtung X nach F i
g. 1; F i g. 3 zeigt einen Querschnitt durch das Gehäuseunterteil längs der Linie
I-1 nach F i g. 1.
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Der in F i g. 1 dargestellte Arbeitszylinder besteht aus einem Gehäuseoberteil
1 und einem Gehäuseunterteil 2, die miteinander verflanscht sind.
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In dem Gehäuseoberteil 1 ist der Antriebskolben 3, der durch eine
Druckfeder 4 gegen einen Anschlagring 5 gedrückt wird, gleitend gelagert. In der
Ausgangsstellung des Antriebskolbens 3 steht der Druckraum 6 über eine Ausgleichsbohrung
7 mit einem bei 8 angeschlossenen Ausgleichsbehälter in Verbindung. Zur Abdichtung
des Antriebskolbens 3 gegenüber der Gehäusewandung dienen die Dichtungsringe 9.
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Das Gehäuseunterteil enthält vier Abtriebskolben 11, deren Anordnung
aus F i g. 3 ersichtlich ist. Jeder Abtriebskolben 11 wird durch eine Feder 20 gegen
die im Druckraum 6 des Antriebskolbens 3 gebildete Anschlagkante 13 gedrückt und
steht über eine Bohrung 14 mit einem bei 15 angeschlossenen, für jeden Abtriebskolben
11 getrennt vorhandenen Ausgleichsbehälter in Verbindung.
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Durch Betätigung des Antriebskolbens 3 in Pfeilrichtung wird die Ausgleichsbohrung
7 des Antriebskolbens 3 geschlossen und in dem Druckmittel des Raumes 6 ein Druck
erzeugt, der sich auf die Stirnflächen der Abtriebskolben 11 fortpflanzt. Dadurch
schieben sich die Abtriebskolben 11 in ihre Bohrungen hinein und verschließen ebenfalls
ihre Ausgleichsbohrungen 14, so daß in den Druckräumen 12 der Abtriebskolben 11
ein Druck erzeugt wird, der sich durch die bei 16 angeschlossenen Leitungen zu den
zu betätigenden Arbeits- oder Steuergeräten forpflanzt.
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Tritt in einer der bei 16 angeschlossenen Leitungen oder in dem an
diese Leitung angeschlossenen Arbeits- bzw. Steuergerät eine Leckstelle auf, so
weicht der in dem defekten Leitungsteil liegende Abtriebskolben 11 ohne Erzeugung
eines Gegendrucks aus, wenn der Antriebskolben 3 betätigt wird. Der Druckraum 6
des Antriebskolbens 3 bleibt während dieses Vorganges so lange drucklos, bis daß
der Abtriebskolben 11 mit seinem Ansatz 17 im Gehäuseuntert-il zum Anschlag gekommen
ist. Von da an wirkt die weitere Betätigung des Antriebskolbens 3 druckerzeugend,
so daß die von der Leckstelle nicht betroffenen Abtriebskolben 11 in der bereits
beschriebenen Art betätigt werden.
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Werden die Antriebskolbendichtungen 9 undicht, so ist eine Druckerzeugung
im Druckraum 6 unmöglich; der Antriebskolben 3 durchläuft alsdann den Hub c, legt
sich mit seinem druckseitigen Ende 18 auf das ihm zugewandte Ende
19 der Abtriebskolben 11
auf und drückt diese in ihre Bohrungen hinein.