DE1299151B - Converter for converting fluid pressure vibrations into mechanical vibrations - Google Patents
Converter for converting fluid pressure vibrations into mechanical vibrationsInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft einen Wandler zur Um- Eine Leitung 54 a verbindet die Leitung 54 bzw. den Wandlung von Flüssigkeitsdruckschwingungen in Zylinderraum 53 mit einer Ringnut 71 im Ventilmechanische Schwingungen eines in einem Zylinder gehäuse 68. Des weiteren ist an den Zylinderraum beweglichen Kolbens, dessen beide Kolbenseiten von 55 eine Kammer 56 (die gegebenenfalls auch fehlen einer Druckflüssigkeit beaufschlagt werden, wobei 5 kann) sowie ein Überdruckventil 75 angeschlossen, der Zylinderraum auf der einen Kolbenseite an einen das einen Flüssigkeitsstrom nur in Pfeilrichtung zudie Flüssigkeit in Schwingung versetzenden Schwin- läßt und an das sich eine Leitung 74 α mit einem gungserzeuger angeschlossen ist. Druckspeicher 74 anschließt. Die Leitung 74 a führtThe invention relates to a converter for converting a line 54 a connects the line 54 or the Conversion of fluid pressure vibrations in cylinder space 53 with an annular groove 71 in the valve mechanical vibrations of a housing 68 in a cylinder. Furthermore, on the cylinder space movable piston, the two piston sides of which 55 form a chamber 56 (which may also be missing a pressure fluid can be applied, whereby 5) and a pressure relief valve 75 can be connected, the cylinder space on one side of the piston to one of the liquid flows only in the direction of the arrow Can vibrate the liquid and to which a line 74 α with a generation generator is connected. Pressure accumulator 74 connects. The line 74 a leads
Es sind Wandler zur Umwandlung von Flüssig- zu einer Ringnut 69 im Ventilgehäuse 68, die in der keitsdruckschwingungen in mechanische Schwingun- io gezeichneten Lage des Durchlaßventils 67 von dem gen bekannt, die den Nachteil aufweisen, daß sie bei Steuerkolben 72 abgedeckt ist. auftretenden Undichtigkeiten nicht mehr betriebs- An eine weitere in der Normalstellung des Durchsicher arbeiten, da sie. nicht mehr vollständig mit der laßventils 67 vom Steuerkolben 73 abgedeckte Ringdruckübertragenden Flüssigkeit gefüllt sind. Ein nut 70 im Ventilgehäuse 68 ist über ein Rückschlagweiterer Mangel dieser Wandler besteht darin, daß 15 ventil 77 eine Ablaufleitung 76 angeschlossen, sich die Mittellage, um die der Kolben schwingt, Die Kammer 56 kann Druckflüssigkeit aus einerThere are converters for converting liquid to an annular groove 69 in the valve housing 68, which in the Keitsdruckschw reasons in mechanical oscillation io drawn position of the passage valve 67 of the gene known which have the disadvantage that it is covered with control piston 72. Occurring leaks are no longer operational to another in the normal position of the safety device work as they. no longer completely covered with the release valve 67 by the control piston 73 ring pressure transmitting Liquid are filled. A groove 70 in the valve housing 68 is about a non-return. the central position around which the piston swings, the chamber 56 can pressurized fluid from a
während des Betriebes verstellt und somit ein ein- Pumpe 59 erhalten, welche Flüsigkeit aus einem wandfreies Arbeiten eines an den Kolben des Wand- Flüssigkeitsbehälter 60 absaugt und die Kammer 56 lers angeschlossenen Arbeitsgerätes nicht möglich ist. über ein Druckminderungsventil 61, ein Verschluß-Aufgabe der Erfindung ist es vor allem, diese 20 ventil 62 und ein Rückschlagventil 63 unter Druck Nachteile zu beseitigen. Die Erfindung besteht dem- setzt. Ein Druckentlastungsventil 64 ist mit der Leigemäß im wesentlichen darin, daß zwischen den tung 54 verbunden und stellt in geöffnetem Zustand beiden Zylinderräumen eine Verbindungsleitung vor- eine Verbindung zwischen der Leitung 54 und dem gesehen ist, in die ein bei den Druckspitzen je- Flüssigkeitsbehälter 60 her. weils öffnendes Überdruckventil mit anschließendem 25 Die Anordnung nach F i g. 5 arbeitet wie folgt: Druckspeicher einbezogen ist sowie ein Durchlaß- Beim Antrieb des Schwingungserzeugers S wirdadjusted during operation and thus a one-pump 59 obtained, which sucks liquid from a wall-free operation of a working device connected to the piston of the wall-mounted liquid container 60 and the chamber 56 lers is not possible. Via a pressure reducing valve 61, a closure object of the invention is above all to eliminate this 20 valve 62 and a check valve 63 under pressure disadvantages. The invention persists. A pressure relief valve 64 is essentially connected between the device 54 and, in the open state, provides a connection line between the line 54 and the cylinder chambers, into which a liquid container 60 is established at the pressure peaks . Weil opening overpressure valve followed by 25 The arrangement according to FIG. 5 works as follows: Pressure accumulator is included as well as a passage When the vibration generator S is driven
ventil, das vom Kolben bei einseitiger Verschiebung durch die Einwirkung der Druckschwingungen der desselben aus der Mittellage zwecks Rückgängig- im Zylinderraum 53 enthaltenen Flüssigkeit auf die machung dieser Verschiebung geöffnet wird. Da sich Stirnfläche des Kolbens 51 dieser in mechanische daß Überdruckventil nur bei den Druckspitzen des 30 Schwingungen versetzt. Hierdurch entstehen Flüssigauf der Niederdruckseite befindlichen Zylinderraumes keits-Druckschwingungen auch der den Zylinderöffnet, wird auf der Speicherseite des Ventils ein raum 55 und die Kammer 56 anfüllenden Flüssigkeit, Hochdruck aufgebaut/der über dem mittleren alge- die als Flüssigkeitsfeder wirkt, deren Wirkung gebraischen Druck in dem vorerwähnten Zylinderraum gebenenfalls durch ein unter Federdruck stehendes liegt und daher zur Rückverstellung des Kolbens in 35 Kolbenglied unterstützt und deren Volumen gegebedessen Schwingungsmittellage geeignet ist. nenfalls einstellbar sein kann. Es wird angestrebt,valve that is released by the piston in the event of one-sided displacement due to the action of the pressure oscillations of the the same from the central position for the purpose of reversing the liquid contained in the cylinder space 53 on the making this shift is opened. Since the end face of the piston 51 is in mechanical that the pressure relief valve only displaces vibrations at the pressure peaks of 30. This creates liquid build-up the cylinder chamber located on the low-pressure side - pressure oscillations that also open the cylinder, a space 55 and the chamber 56 filling liquid is on the storage side of the valve, High pressure built up / which acts as a fluid spring above the middle algae, whose effect is used Pressure in the aforementioned cylinder chamber, if necessary, by a spring-loaded chamber is and is therefore supported to reset the piston in 35 piston member and their volume Gegebedessen Vibration center position is suitable. can be adjustable if necessary. The aim is to
Insbesondere ist der Druckspeicher zwischen dem diese induzierten Schwingungen den auf den Kolben Überdruckventil und dem Durchlaßventil angeord- 51 im Zylinderraum 53 wirkenden Schwingungen net, wobei er über die durch dasselbe geöffnete Ver- anzupassen, um.die Energie der vom Schwingungsbindungsleitung in den mit dem Schwingungserzeuger 40 erzeuger S erzeugten Schwingungen in mechanische verbundenen Zylinderraum Flüssigkeit liefert. Schwingungen des als mechanisches ArbeitsorganIn particular, the pressure accumulator is located between the induced vibrations, the vibrations acting on the piston overpressure valve and the passage valve in the cylinder chamber 53, whereby it can be adjusted via the connection opened by the same in order to transfer the energy from the vibration binding line to the vibration generator 40 generator S generated vibrations in mechanically connected cylinder space supplies liquid. Vibrations of the as a mechanical working organ
In weiterer Ausbildung des Erfindungsgegenstan- wirkenden Kolbens 51 bei kleinstmöglichem Energiedes kann der an die Hochdruckseite des Überdruck- verlust umzusetzen. Der günstigste Schwingungszuventils angeschlossene^ jSylinderraum bei Verschie- stand ist erreicht, wenn Resonanz besteht, die Eigenbung des Kolbens aus der Mittellage in die entgegen- 45 frequenz des Wandlers also der Frequenz der aufgesetzte Richtung mittels eines weiteren vom Kolben ' gebrachten Fluidum-Druckschwingungen gleich ist. gesteuerten Ventils entlüftet werden. Durch die beschriebene vom Durchlaßventil 67In a further development of the piston 51 acting in accordance with the invention with the lowest possible energy can implement the overpressure loss on the high pressure side. The cheapest vibration valve Connected cylinder space at variance is reached when there is resonance, the self-exercise of the piston from the central position to the opposite frequency of the transducer, i.e. the frequency of the attached one Direction by means of a further fluid pressure oscillations brought by the piston 'is the same. controlled valve. By the described from the gate valve 67
Weitere Einzelheiten, der Erfindung sind der nach- gesteuerte Verbindungsleitung 54 α, 74 α kann nun folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele erreicht werden, daß bei Undichtigkeiten am Zylinzu entnehmen. Es zeigt 50 der und dadurch bewirkter Verschiebung der mittle-Further details of the invention are the downstream connecting line 54 α, 74 α can now The following description of two embodiments can be achieved that in the event of leaks on the Zylinzu remove. It shows 50 the and thereby caused shift of the mean
F i g. 1 einen Wandler mit Steuerung der der Rück- ren Schwingungslage des Kolbens 51 eine Rückstelverstellung des Kolbens dienenden Verbindungslei- lung des Kolbens stattfindet.. . . ..F i g. 1 a converter with control of the rear oscillation position of the piston 51 a reset adjustment of the piston serving connecting line of the piston takes place ... . ..
tung über ein Hebelgestänge und Treten beispielsweise Undichtheiten am Zylinder-control via a lever linkage and stepping, for example, leaks in the cylinder
Fig. 2 einen Wandler mit Steuerung der Verbin- raum53 auf, zeigt der Kolben51 die Neigung, im dungsleitung unmittelbar durch den Kolben. 55 Zylinder 52 von seiner Mittelstellung nach links2 shows a converter with control of the connecting space 53, the piston 51 shows the inclination in through the piston. 55 cylinder 52 from its center position to the left
In F i g. 1 ist mit S schemätisch ein Schwingungs- abzuweichen. Wenn jedoch der Kolben einen beerzeuger angedeutet, der über eine Leitung 54 die stimmten Abstand vom linken Ende des Zylinders eine Kolbenseite 53 des Wandlers 50 mit Fluidum erreicht hat, bewirkt das Hebelgestänge 66, daß die beliefert. Der Wandler weist einen im Zylinder 52 Nut 69 des Ventilgehäuses 68 vom Steuerkolben 72 hin- und hergehend gelagerten Kolben 51 auf, dessen 60 des Ventils 67 freigegeben wird, so daß der Druckbeide Kolbenseiten 53 α und 55 a durch eine mittels speicher 74 bzw. die Leitung 74 α kurzzeitig mit den Ventils 58 verschließbare Druckausgleichsleitung 57 Leitungen 54 a und 54 verbunden wird, verbunden sind. Das Überdruckventil 75 ist nun auf einen DruckIn Fig. 1, one oscillation must be deviated schematically with S. If, however, the piston indicates a beer producer who has reached the correct distance from the left end of the cylinder to a piston side 53 of the converter 50 with fluid via a line 54, the lever linkage 66 causes the supply. The converter has a piston 51 mounted in the cylinder 52 groove 69 of the valve housing 68 from the control piston 72 back and forth, the 60 of which of the valve 67 is released so that the pressure on both piston sides 53 α and 55 a by means of memory 74 and the Line 74 α is briefly connected to the valve 58 closable pressure equalization line 57 lines 54 a and 54 are connected. The pressure relief valve 75 is now at a pressure
An die durchgehende Kolbenstange 65 ist mittels eingestellt, welcher ungefähr dem im Zylinderraum eines mechanischen Hebelgestänges 66 ein in einem 65 55 bzw. in der Kammer 56 auftretenden maximalen Ventilgehäuse 68 gleitendes Durchlaßventil 67 mit Betriebsdruck entspricht. Es wird also nur dann dem Steuerkolben 72 und 73 unter Zwischenschal- öffnen können, wenn der vorerwähnte sich entspretung einer Einstellvorrichtung 66 a angeschlossen. chend der Schwingungsfrequenz periodisch verän-The continuous piston rod 65 is adjusted by means of which approximately corresponds to that in the cylinder space of a mechanical lever linkage 66 a maximum valve housing 68 occurring in a 65 55 or in the chamber 56 sliding passage valve 67 with operating pressure. It will only then be able to open the control piston 72 and 73 with an intermediate switch if the aforementioned is connected to an adjusting device 66 a . periodically changing the oscillation frequency
dernde Druck jeweils seinen Höchstwert erreicht. Die Leitung 74 a bzw. der Druckspeicher 74 wird daher, solange die Verbindung zwischen den Leitungen 74 a und 54 a unterbrochen ist, mit Druckflüssigkeit aufgeladen, dessen Druck entsprechend der Einstellung des Überdruckventils 75 etwa dem maximalen Betriebsdruck im Zylinderraum 55 bzw. in der Kammer 56 entspricht. Diese bilden daher — entsprechend dem niedrigeren mittleren ablgebraischen Druck — die Niederdruckseite, die Leitung 74 a mit dem Druckspeicher 74 die Hochdruckseite des Überdruckventils 75.The changing pressure always reaches its maximum value. The line 74 a or the pressure accumulator 74 is therefore as long as the connection between lines 74 a and 54 a is interrupted, with hydraulic fluid charged, the pressure of which is approximately the maximum according to the setting of the pressure relief valve 75 Operating pressure in the cylinder space 55 or in the chamber 56 corresponds. These therefore form - accordingly the lower mean ablgebraic pressure - the low-pressure side, the line 74 a with the pressure accumulator 74, the high pressure side of the pressure relief valve 75.
Wird nun infolge der Verstellung des Kolbens 51 aus dessen mittlerer Schwingungslage nach links die Verbindung zwischen den Leitungen 74 α und 54 a durch den Steuerkolben 72 freigegeben, wird Druckflüssigkeit aus dem Druckspeicher 74 bzw. der Leitung 74a über die Leitungen 54 a, 54 in den Zylinderraum 53 geliefert und dadurch eine nach rechts gerichtete Rückstellwirkung auf den Kolben 51 ausgeübt, bis das Ventil 67 wieder schließt.Now, as a result of the displacement of the piston 51 from its central vibration position to the left, the Connection between the lines 74 α and 54 a released by the control piston 72, hydraulic fluid is from the pressure accumulator 74 or the line 74a via the lines 54a, 54 into the cylinder chamber 53 delivered and thereby exerted a restoring effect directed to the right on the piston 51, until the valve 67 closes again.
Die Pumpe 59 hat hierbei die Aufgabe, aus dem Zylinderraum 55 bzw. der Kammer 56 verdrängte oder durch Undichtheiten verlorene Flüssigkeit zu ersetzen, indem bei einem bestimmten Absinken des Druckes das Rückschlagventil 63 öffnet, dessen Einstellung den Druck im Zylinderraum 55 und in der Kammer 56 bestimmt.The pump 59 has the task of displacing from the cylinder space 55 or the chamber 56 or to replace fluid lost through leaks by reducing the Pressure the check valve 63 opens, the setting of the pressure in the cylinder chamber 55 and in the Chamber 56 determined.
Sollte jedoch eine zu große Verschiebung des Kolbens 51 nach rechts, also unter Verkleinerung des Zylinderraumes 55 auftreten, gibt das Ventil 67 die zweite Nut 70 frei, und die Leitung 54 bzw. der Zylinderraum 53 wird kurzzeitig mit dem Ablauf 76 verbunden, um eine weitere Rechtsverschiebung zu unterbinden. Durch die Einstellvorrichtung 66 a kann der Hub, bei dem das Ventil 67 anspricht, eingestellt werden. Das Ventil 67 begrenzt daher die Abwanderung des Kolbens 51 sowohl nach rechts als auch nach links, wobei etwaige Leckverluste im Wandler 50 in der beschriebenen Weise selbsttätig ausgeglichen werden.If, however, too great a displacement of the piston 51 to the right, that is to say reducing the size of the Cylinder chamber 55 occur, the valve 67 releases the second groove 70, and the line 54 or the Cylinder space 53 is briefly connected to drain 76 in order to allow a further right shift prevent. By adjusting device 66 a, the stroke at which valve 67 responds can be adjusted will. The valve 67 therefore limits the migration of the piston 51 both to the right and to the right to the left, any leakage losses in the converter 50 being automatically compensated in the manner described will.
In der Ausführungsform nach F i g. 2 ist der Wandlerkolben 51 als Differentialkolben ausgebildet, da die den linken Zylinderraum 53 begrenzende Kolbenstirnfläche 53a einen größeren wirksamen Querschnitt als die den Zylinderraum 55 begrenzende Kolbenstirnfläche 55 a besitzt.In the embodiment according to FIG. 2 is the Converter piston 51 designed as a differential piston, since the piston end face delimiting the left cylinder space 53 53a has a larger effective cross section than that delimiting the cylinder space 55 Piston face 55 a has.
Der Kolben 51 und ein Teil der in einer Bohrung 81 geführten, mit einer Last verbundenen Kolbenstange 80 werden von einer Längsbohrung 82 durchsetzt. Diese ist einerseits mit dem linken Zylinderraum 53 und andererseits mit einer Querbohrung 83 verbunden und wirkt mit einer in der Wand der Bohrung 81 vorgesehenen Ringnut 84 zusammen, die die gleiche Funktion wie die Nute 69 in F i g. 1 hat. Eine Blende oder Drossel 85 befindet sich zwischen dem Druckspeicher 74 und der Nut 84 zur Glättung des Flüssigkeitsstroms.The piston 51 and part of the piston rod guided in a bore 81 and connected to a load 80 are penetrated by a longitudinal bore 82. This is on the one hand with the left cylinder space 53 and on the other hand connected to a transverse bore 83 and acts with one in the wall of the Bore 81 provided annular groove 84 together, which has the same function as the groove 69 in F i g. 1 Has. An aperture or throttle 85 is located between the pressure accumulator 74 and the groove 84 for Smoothing the flow of liquid.
Die Wirkungsweise der Ausführung nach F i g. 2 ist grundsätzlich die gleiche wie im Falle der Fig. 1. An Stelle der äußeren Leitung 54a der Fig. 1 ist die Längsbohrung 82 mit der Querbohrung 83 vorgesehen, welche zusammen mit der Leitung 74 a die Verbindungsleitung zwischen den Kolbenräumen bildet, die von der als Durchlaßventil wirkenden KoI-benstange 80 gesteuert wird. Das Ausmaß der Verschiebung des Kolbens 51 nach links wird in diesem Falle durch die relative Lage der Nut 84 und der Querbohrung 83 zueinander bestimmt. Im übrigen finden die gleichen Vorgänge wie bei der Ausführung nach F i g. 1 statt. Von einer Rücksteuerung des Kolbens bei einer Abweichung desselben nach rechts ist in diesem Falle abgesehen. Diese Ausführung zeichnet sich durch eine besonders einfache Bauart aus.The mode of operation of the embodiment according to FIG. 2 is basically the same as in the case of FIG. 1. Instead of the outer line 54a of FIG. 1, the longitudinal bore 82 with the transverse bore 83 is provided, which together with the line 74 a forms the connecting line between the piston chambers, which is controlled by the piston rod 80 acting as a gate valve. The extent of the shift of the piston 51 to the left is in this case by the relative position of the groove 84 and the Cross hole 83 determined to each other. Otherwise, the same processes take place as in the execution according to FIG. 1 instead. From a return control of the piston in the event of a deviation of the same to the right in this case apart. This design is characterized by a particularly simple design.
Die Schwingungsamplitude des Kolbens 51 kann mechanisch durch feste Anschläge 86, 87 begrenzt werden, zwischen denen sich ein Puffer 88, der verstellbar an der Stange 80 angeordnet ist, bewegt.The oscillation amplitude of the piston 51 can be limited mechanically by fixed stops 86, 87 between which a buffer 88, which is adjustably arranged on the rod 80, moves.
Das hin- und hergehende Gewicht des Kolbens 51 und die mit ihm verbundene Last können derart ausgeglichen sein, daß der Zylinder 52 mit geeigneten Begrenzungen weich aufgehängt werden kann.The reciprocating weight of the piston 51 and the load connected with it can thus be balanced be that the cylinder 52 can be hung softly with appropriate constraints.
Der als mechanisches Arbeitsgerät des Wandlers dienende Kolben kann beispielsweise ein Bohrwerkzeug, etwa ein Gesteinsbohrer, ein Erdbaugerät oder bewegliche Teile eines landwirtschaftlichen Gerätes, z. B. die Schneiden einer Grasmähmaschine, als Last antreiben.The piston serving as the mechanical working device of the converter can, for example, be a drilling tool, for example a rock drill, an earth moving device or moving parts of an agricultural device, z. B. the cutting of a grass mower, drive as a load.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
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DE322C (en) * | 1877-07-05 | J. Feller, Lackirer, in Offenbach a. M | Marble irrigation device with automatic paint application roller | |
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- 1965-01-06 GB GB62865A patent/GB1131232A/en not_active Expired
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1966
- 1966-01-05 DE DEN27849A patent/DE1299151B/en active Pending
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Also Published As
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GB1131232A (en) | 1968-10-23 |
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