DE1750012A1

DE1750012A1 - Als Kolbenpumpe arbeitender,hydraulischer Druckwandler

Info

Publication number: DE1750012A1
Application number: DE19681750012
Authority: DE
Inventors: Georges Buty
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-03-20
Filing date: 1968-03-20
Publication date: 1971-01-21
Also published as: FR1515471A; GB1226216A

Description

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Georges Buty in Corbaz (Isire) Frankreich

Als Kolbenpumpe arbeitender, hydraulischer Druckwandler

Die Erfindung bezieht sich auf einen als Kolbenpumpe ar- ^ beitenden, hydraulischen Druckwandler, dem die Aufgabe zugrunde liegt, einen zugeführten Beaufsohlagungsdruck in zwei unterschiedliche Betriebsmitteldrücke mit auf einfache Weise veränderbarem Druckverhältnis umzuwandeln. Ein solcher Druckwandler soll vorzugsweise bei Werkzeugmaschinen verwendet*werden, die für hydraulische Antriebe oder Steuerungen unterschiedlich
hohe Betriebsmitteldrücke benötigen, z.B. einen niederen Druck für die Zustellung des Werkzeuges und einen erheblich höheren Druck für die Werkstückeinspannung oder Getriebesohaltung. In- ä dessen ist die Anwendung des Druckwandlers nach der Erfindung nicht auf Werkzeugmaschinen beschränkt. So kann er z.B. bei
hydraulisch beaufschlagten Schaltgetrieben für Kraftfahrzeuge, zur Beaufschlagung von Servosteuerungen für Plugzeuge und für viele sonstige Zwecke verwendet werden.

Hydraulisch betriebene, auch mehrstufig auegebildete Kolbenpumpen mit einer Mehrzahl von in zugeordneten Zylindern arbeitenden Kolben sind an sich bekannt.

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Der Druckwandler nach der Erfindung weist gleichfalls eine Hehrzahl von in zugeordneten Zylindern beweglichen Kolben auf und kennzeichnet sich im wesentlichen dadurch, daß er in einem gemeinsamen, gegebenenfalls abgestuften Zylinder* zwei mit ihren offenen Enden einander zugekehrte, teleskopisch aneinander geführte und gegeneinander bewegliche Kolben aufweist, von denen der eine als Antriebskolben dient und hydraulisch beaufschlagt ist, während der andere als Arbeitskolben dient, am Antriebs r elastisch abgestützt ist und einen dritten, zentral mit dem Antriebssyvfnder gekuppelten Kolben von kleinerem Querschnitt umschließt, dem ein zweiter, nach dem Arbeitszylinder offener Hoohdruckzylinder gegenüberliegt,und daß diesem Uandleraggregat ein Verteiler mit in einem gemeinsamen Zylinder angeordneten Antriebe- und Steuerkolben zugeordnet ist, der den Antriebskolben des Wandlers mit Druckflüssigkeit und den zwischen dem Antriebskolben und dem Arbeitskolben des Wandlers angeordneten AbstützungE raum mit Druckluft beaufschlagt.

Weitere Merkmale für die bevorzugte Ausführung des hydraulischen Druckwandlers nach der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung erläutert und bilden den Gegenstand der Unteransprüohe.

Die Zeichnung zeigt ein Beispiel für die Ausführung des hydraulischen Druckwandlers nach der Erfindung, und zwar zeigen

Fig. 1 eine Seltenansicht de· Druckwandlers, teilweise im senkrechten Schnitt, und

Pig. 2 den Grundriß des Druckwandler·,teilweise la horizontalen Querschnitt durch den unteren Teil·

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Der Druckwandler weist eine Grundplatte £ auf, die gemäß Fig. 1 auf der linken Seite den im senkrechten Schnitt dargestellten Wandler, der in einem Zylinder s, enthalten ist, daneben einen zugeordneten Verteiler r trägt.

Der Verteiler r besteht im wesentlichen aus einem liegend angeordneten Zylinderblock, dessen Zylinder einen an einer Kolbenstange g angebrachten Kolben mit einer Stlrnflächendlohtung e, und einen hülsenförraigen Steuerkolben 1, enthält, der an seinem der Kolbenstange £ zugekehrten Ende offen ist und mit seinem anderen Ende den beweglichen Ventilkörper für einen an Zylinderblock verankerten Ventilstößel J. bildet. Die Kolbenstange £ trägt zwischen ihren Kolben and den Zylinderdeckel dea Verteilers eine Druckfeder d.

Der Zylinder e. des Druckwandler enthält einen Antriebs kolben <s und einen Arbeitskolben 1, die nit ihren einander zugekehrten, offenen Enden teleskopisch verschachtelt uM aneinander geführt sind. Der Arbeitskolben 1 unso«*Ile3t nlt eines einwärts ragenden Kopfansatz einen dritten Kolben m τοη wesentlich kleineren Durohmesser, der nit seiner Kolbenstange an Antriebskolben o, befestigt ist. Unter den Antriebskolben £ befindet sich In der Grundplatte cj, eine Beaufschlagungskanner a, die τοη Verteiler r durch eine Zuführungsleitung k mit Druckflüssigkeit gespeist wird. Der AiiSe¥*e kolben ο gleitet an der Innenfläche des ihn zugeordneten» unteren Teils des Wandlerzylinders * nlt einen flansohartigen Rand, der eine Dichtung enthält und zueannen nlt den Mantel des Antriebskolbens ο und den gleichfalls nlt einer eingelagerten Dichtung versehenen, unteren Ende des Arbeitskolbens 1 eine ring.

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förmige Kammer b begrenzt, die vom Verteiler r duroh eine Leitung k¹ mit Druckluft beaufschlagt wird. Über dem Arbeitskolben 1 befindet sich im oberen Teil des Wandlerzylinders ja ein Verdichtungsraum ο für Niederdruck, der durch einen auf den Wandlerzylinder sitzenden Zylinderdeckel t abgeschlossen ist. Der Zylinderdeckel t enthält einen zusätzlichen Kompressionsraun n, in den der Hoohdruckkolben m eindringen kann und der eine in die Zylinderlauffläche eingelagerte Ringdichtung £ enthält.

Der Verteiler r, der die Speisung und Entleerung der Beaufschlagungskammer a nit Druckflüssigkeit und die Speisung des als elastische Abstützkammer für den Arbeitskolben JL wirkenden, ringförmigen Zwischenraumsb nlt Druckluft bewirkt, kann nlt Sioherheits- und Rückschlagventilen versehen sein, die bei auftretenden Störungen in den Betriebsmittelleitungen wirksam werden.

Der Antrieb des Verteilers kann von Hand oder autonatisoh durch Druckluft, Druckflüssigkeit, elektrisch oder auf sonstige Weise erfolgen. Der Verteiler kann auoh kraftsohlüsslg nit dem Druckwandler verbunden oder entfernt von ihm angeordnet ede* gesondert angetrieben sein. In übrigen kanrjder Antrieb des Wandlerkolbens p. statt duroh Druckflüssigkeit auoh auf andere Weise, z.B. von Hand, mechanisch, pneumatisch oder elektrisch erfolgen.

Zum Verbleib des Wandlers in der Ruhestellung wird die Kolbenstange £ des Verteilers r in Richtung des Pfeils X bewegt. Dies hat zur Folge, daß die Beaufschlagungskammer a des Wandlers durch die Leitung k und den Steuerzylinder JL mit einen Auslaß h verbunden ist, so daß in der Beaufsohlagungskanner a kein Druck auftreten kann. Soll der Druckwandler betrieben werden, so wird

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die Kolbenstange g gegensinnig z\,ta Pfeil f_ in den Verteiler geschoben. Hierbei verschließt zunächst der an der Kolbenstange £ sitzende Kolben den Auslaß h und legt sich dann mit seiner Stirnflächendichtung e an das offene Ende des Steuerkolbens ^. Sobald nunmehr auch der Steuerkolben Jl von der Kolbenstange &

verschoben wird, wird das Ventil J. geöffnet, so daß Druckflüssigkeit in den Steuerkolben i_ und durch die Leitung k in die Beaufschlagungskaamer a strömen kann. Gleichzeitig wird der ringförmige Zwischenraum b duroh die Leitung k mit Druckluft beaufschlagt. Die in den Beaufsohlagungsraum a eingeleitete Druckflüssigkelt hebt nun den Antriebskolben ο des Wandlers an. Der Antriebskolben ο überträgt seine Bewegung duroh die im Ringraum b befindliche Druckluft auf den Arbeitskolben 1 des Wandlers, wobei es vom Druck der im Zwischenraum b befindlichen Druckluft abhängt, bei welchem Druck im Verdichtungsraum £ des Wandlers der Arbeitszylinder 3. zum Stillstand kommt. Tritt dieser Stillstand ein, so setzt der Antriebskolben ο des Wandlers seinen Vorschub allein fort und nimmt dabei den Hoohdruckkolben m mit. Sobald sich der Hoohdruckkolben m relativ zum Arbeitakolben 1 verschiebt und in den Verdichtungsraum £ eindringt, hat dies zunächst einen Druckanstieg im Verdichtungsraum £ zur Folge, der solange anhält, bis der Hochdruckkolben m in/zylindrischen Kompressionsraum η eindringt. Duroh den vorübergehenden Druckanstieg im Verdichtungsraum ο wird der Arbeltskolben 1. etwas zurückgedrängt, so daß der vorübergehende Druckanstieg duroh eine Vergrößerung des Verdilchtungsraumes ο kompensiert wird und sich praktisch nicht wesentlich auswirkt. Die im Verdichtungsraum £ mit niederem Druck

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belastete Flüssigkeit wird nun durch eine nicht dargestellte Leitung dem mit ihr zu speisenden Gerät zugeführt. Dieser Zustand hält solange an, bis die aus dem Verdichtungsraum σ mit niederem Druck abgeleitete Flüssigkeit auf einen Widerstand trifft, beispielsweise dadurch, daß ein durch eine Druckschraube betätigter Bügel an einem an der Maschine festzuspannenden Werkstück in Anlage kommt. Geschieht dies bei einem Druck im Verdichtungsraum £, der kleiner ist als der auf die Stirnfläche des Antriebskolbens ο wirkende Druck der Beaufschlagungsflüssigkeit, so setzt der Antriebskolben ο seinen Vorschub fort, wobei der Hochdruokkolben m in die !Compressionskammer η eindringt und nach dem Vorbeikommen an der Dichtung £ die la Kompressionsraum befindliche Flüssigkeit mit einem erhöhten Druck belastet. Diese auf erhöhten Druck gebrachte Flüssigkeit wird nun duroh eine nicht dargestellte Leitung dem mit ihr zu speisenden Maschinenteil od.dergl. zugeführt.

Die Rückkehr der Kolben in die Ausgangslage wird durch die Entlastung bzw. Entleerung der Beaufsohlagungskaamer a eingeleitet, worauf die in dem ringförmigen Zwischenraum b befindliche Druckluft die Kolben <j und 1 wieder auseinanderrückt. Gegebenenfalls kann dies auch duroh eine auf den Unterschied der Querschnitte der Kolben 1 und ο einwirkende Druckflüssigkeit oder duroh eine oder mehrere zwischen den Kolben angefiifcrten Büokführfedern bewirkt werden.

Die Abmes8ung*der Kolben und ihrer Beaufschlagungsräume, die Drücke der Betriebsmittel» die Höhe der vom Druckwandler erzeugten Drüoke UBd'siife Druck verhältnis zwisohen ihnen und die yon der Größe der Beaufsohlagungsräume abhängigen Mengen der vom

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BAD ORIGINAL

Druckwandler unterschiedlich hoch zu belastenden Druckflüssigkelten richten sich nach de« Gebrauch, für den das Gerät bestimmt 1st, und können verschieden sein.

Der Druckwandler nach der Erfindung kann dadurch vereinfacht werden, daß der Hoohdruckkolben m mit dem Arbeitskolben kraftschlüssig verbunden wird und der Antriebskolben c entfällt, so daß die Kraftquelle unmittelbar auf den Arbeitskolben 1 wirken kann. Hinsichtlich der Druoklieferung des Wandlers findet der Übergang vom niederen Druck auf hohen Druck erst atatt, nachdem eine bestimmte Menge der unter dem niederen Druck stehenden Flüssigkeit abgegeben worden ist. Übrigens brauchen an de» Verdichtungsraum ο und an den Kompresslonsraum η nicht gesondert beaufschlagte Teile alt getrennten Leitungen angeschlossen zu sein. Vielmehr können die unter verschieden» Druck stehenden Flüssigkeiten auch in das gleiche Leitungssystem eingespeist werden, wenn es darauf ankommt, ein angeschlossenes Gerät zunächst mit Flüssigkeit unter niederem Druck und anschließend mit Flüssigkeit unter höherem Druck zu beaufschlagen.

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Claims

Patentansprüche^

1. Als Kolbenpumpe arbeitender, hydraulischer Druckwandler, der alt einer Mehrzahl von in zugeordneten Zylindern beweglichen Kolben versehen und durch eine mittels eines Steuersohlebers geregelte Druckmittelzufuhr beaufschlagt 1st, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckwandler In einem gemeinsamen, gegebenenfalls abgestuften Zylinder (s.) zwei alt ihren offenen Enden einander zugekehrte, teleskopisch aneinander geführte und gegeneinander bewegliche Kolben (c.,.1) aufweist, von denen der eine (c) als Antriebskolben dient und hydraulisch beaufschlagt ist, während der andere (JL) als Arbeitskolben dient, am Antriebskolben (c) elastisch abgestützt ist und einen dritten, zentral mit dem Antriebekolben (o_) gekuppelten Kolben (ra) von kleinerem Querschnitt umschließt, dem ein zweiter, nach dem Arbeitszylinder {o) offener Hoohdruokzyllnder (n) gegenüberliegt, und daß diesem Wandleraggregat ein Verteiler (r) mit In einem gemeinsamen Zylinder angeordneten Antriebs- und Steuerkolben (£,,1) zugeordnet ist, der den Antriellskolben (o) des Wandlers mit Druckflüssigkeit beaufschlagt.

2. Druckwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Bereich einer Beaufschlagungskammer (a)befindliche Antriebskolben (oj des Druckwandlers in den Arbeitskolben Q.) ragt und zusammen mit dem ihm zugekehrten Sce des Arbeltskolbens (JL) einen den Hantel des Antriebskolbens (oj umschließenden, ringförmigen Zwischenraum (bj begrenzt, der zur elastischen

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Abstützung des Arbeltskolbens QJ vom zugeordneten Verteiler (r) mit Druckluft beaufschlagt ist.

3. Druckwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Hochdruckkolben (m) kraftschlüssig mit dem Arbeitskolben (JL) verbunden und der letztere unter Fortfall des Antriebskolbens (,c) unmittelbar mit dem vom Verteiler (r) zugeführten Antriebsdruckmittel beaufschlagt ist.

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