DE1810442B2 - Zweistufenkolben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zweistufenkolben für eine Pumpe zur Erzeugung von Druckflüssigkeit niederen Drucks und großer Menge oder hohen Drucks und kleiner Menge mit selbsttätiger Umsteuerung mit einem Kolben, der zwei Kolbenteile umfaßt, von denen das eine im anderen angeordnet ist

Ein großer Teil der bekannten Pumpen ist mit einem aus einem Stück bestehenden üblichen Pumpen-Kolben versehen. Diese üblichen Pumpenkolben haben jedoch den Nachteil, daß sie auch beim Leerlauf dem hydraulischen Zylinder dieselbe niedrige Hubgeschwindigkeit wie bei Höchstbelastung vermitteln.

Es ist ferner bekannt, den Pumpenkolben aus zwei in einem Stück ausgeführten Teilen mit verschiedenen Abmessungen auszubilden, von denen das obere Teil mit größerer Abmessung wie eine Niederdruckpumpe mit eigenen Saug- und Druckventilen sowie mit einem Überströmventil für Niederdruck arbeitet, während das untere Teil des Pumpenkolbens mit kleinerer Abmessung wie eine Hochdruckpumpe arbeitet. Der Nachteil dieses Kolbentyps liegt darin, daß er ein sehr kompliziertes und infolgedessen teures Ventilsystem erfordert.

Ein anderer bekannter Kolbentyp besteht aus einem Niederdruckkolben größerer Abmessung mit einem inneren kleineren Hochdruckkolben, wobei jedoch nur ein Teil des Pumpenhubes zum Hochdruckpumpen ausgenutzt werden kann. Der begrenzte Pumpenhub hat eine geringe Nutzleistung und eine unbequeme Pumpenlage zur Folge.

Schließlich ist noch eine Kolbenpumpe für den Antrieb eines hydraulischen Vefstellfflechanismus bekannt, die zwei koaxial angeordnete Kolben mit verschieden großen Arbeitsflächen aufweist. Dabei ist der eine Kolben ringförmig mit einer konischen Bohrung ausgestattet in die genau der andere, unmittelbar mit der Antriebsvorrichtung verbundene, kegelstumpfförmige Kolben paßt. Bei niederem Förderdruck arbeiten die beiden Kolben gemeinsam, so daß eine große Flüssigkeitsmenge gefördert wird, während bei hohem Förderdruck die Schleppverbindung zwischen den beiden Kolben gelöst wird. Sodann arbeitet nur mehr der kegelstumpfförmige Kolben allein, der nur eine kleinere Flüssigkeitsmenge zu fördern vermag, als beide Kolben zusammen. Der kleinere kegelstumpfförmige Kolben arbeitet in dem entsprechend dem äußeren ringförmigen Kolben ausgebildeten großen Zylinderraum, wodurch der Wirkungsgrad, der bei Hochdruck

in besondeis wichtig ist, absinkt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Umsteuerung bei dem eingangs beschriebenen Zweistufenkolben auf konstruktiv einfache Weise zu ermöglichen und Wirkungsgradverluste zu vermeiden.

i> Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das äußere Kolbenteil einen die Kammer des inneren Kolbenteiles verschließenden Boden aufweist, der mit zu und von genannter Kammer führenden Durchgängen versehen ist und daß die Durchgänge mit einem Ansaugventil bzw. einem federbelasteten Druckventil versehen sind, von denen das letztere derart auf einen verhältnismäßig niedrigen Betriebsdruck eingestellt ist daß bei einem Gegendruck, der niedriger ist als der Druck, für den das Druckventil eingestellt ist, das äußere Kolbenteil am Arbeitshub des inneren Kolbenteiles teilnimmt

Hierdurch wird erfeicht daß bei niedrigem Druck im Zylinderraum das innere Kolbenteil aus der Kammer des äußeren Kolbenteiles herausgezogen wird und mit

in einem Rand einer Dichtung anliegt In dieser Lage ist der freie Teil der genannten Kammer mit Flüssigkeit gefüllt, die eine starre Verbindung zwischen den Kolbenteilen bildet, und das innere Kolbenteil bewegt sich mit dem äußeren Kolbenteil als Ganzes hin und her.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigt
• F i g. 1 einen in einer Pumpe für die Steuerung eines Hydraulikzylinders angeordneten Kolben und
F i g. 2 einen Schnitt nach der Lin,·« H-II in F i g. 1.

•>° Die in der Zeichnung dargestellte und mit einem Kolben nach der Erfindung veriehene Pumpe zur Steuerung eines nicht dargestellten Hydraulikzylinders umfaßt eine äußere Kolbenkammer 1, die über ein aus einem Ansaugventil 3, einem Druckventil 4 und einem Entlastungsventil 5 bestehendes Ventilgehäuse 2 in an sich bekannter Weise mit dem Hydraulikzylinder in Verbindung steht und entweder an einen freistehenden Flüssigkeitsbehälter geschaltet oder mit einem solchen versehen sein kann.

5'> Der in der Kolbenkammer 1 angeordnete Kolben besteht aus zwei Teilen, einem äußeren Kolbenteil 6 und einem inneren Kolbenteil 7, das im äußeren Kolbenteil in einer dafür vorgesehenen inneren Kammer 8 angeordnet ist. Das innere Kolbenteil 7 ist ferner bei 10

^w mit einem Steuerarm 9 verbunden, der, wie aus Fig.· ersichtlich ist, schwenkbar am Zapfen 11 lagert. Die Kammer 8 ist unten durch eine vorzugsweise abnehmbare Bodenplatte 12 verschlossen, die mit zu und von der inneren Kammer 8 führenden Durchgängen 13 und 14 versehen ist. Im Durchgang 13 befindec sich ein Ansaugventil 15 und im Durchgang 14 ein vorzugsweise lederbelastetes Druckventil 16. Das Druckventil 16 ist für einen verhältnismäßig niedrigen Betriebsdruck zwischen ungefähr 5—50 bar, vorzugsweise 25 bar,

<·'■ eingestellt.

Während des Ansaughubes werden sowohl das innere Kolbenteil 7 als auch das äußere Kolbenteil 6 in die oberste Stellung geführt. Wenn dann beim Arbeitshub

der Druck in der äußeren Kulbenkammer 1 niedriger ist als der Druck, Tür den das !Druckventil 16 eingestellt ist, wird die Flüssigkeit in der inneren Kolbenkammer 8 daran gehindert, die federbelastet Ventilkugel des Druckventils 16 zu passieren, wodurch das äußere Kolbenteil 6 (Niederdruckteil) mit dem inneren Kolbenteil 7 (Hochclruckteil) mitfolgt, und der Kolben dabei eine verhältnismäßig große Flüssigkeitsmenge über das Ventilgehäuse 2 und die Leitungen zum Hydraulikzylinder hinausdrückt Der Kolben des Zylinders wird nun bei Leerlauf verhältnismäßig rasch bewegt. Wenn dann der Druck z. B. 25 bar übersteigt, d. h. den Druck, für den das Druckventil 16 eingestellt ist, wird letzteres geöffnet Dabei verbleibt das äußere Kolbenteil 6 in oberster Lage, und das Verschieben des Hydraulikzylinderkolbens geschieht nun nur mit Hilfe des inneren Kolbenteiles 7 (Hochdruckteiles), das nun vollen Betriebsdruck von z. B. 500 bar oder höher entwickeln kann. Das Umstellen geschieht somit völlig automatisch ohne Begrenzung der Hublänge des Hochdruckteiles.

Der Kolben nach der Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann auch für andere Zwecke als den vorstehend beschriebenen angewendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Zweistufenkolben für eine Pumpe zur Erzeugung von Druckflüssigkeit niederen Drucks und großer Menge oder hohen Drucks und kleiner Menge mit selbsttätiger Umsteuerung mit einem Kolben, der zwei Kolbenteile umfaßt von denen das eine im anderen angeordnet ist dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Kolbenteil (6) einen die Kammer (8) des inneren Kolbenteiles (7) verschließenden Boden (12) aufweist der mit zu und von genannter Kammer führenden Durchgängen (13,14) versehen ist und daß die Durchgänge (13,14) mit einem Ansaugventil (15) bzw. einem federbelasteten Druckventil (16) versehen sind, von denen das letztere derart auf einen verhältnismäßig niedrigen Betriebsdruck eingestellt ist, daß bei einem Gegendruck, der niedriger ist als der Druck, für dec das Druckventil eingestellt ist das äußere Kolbenteil (6) am Arbehsriub des inneren Kolbenteiles (7) teilnimmt

2. Zweistufenkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Kammerboden (12) abnehmbar angeordnet ist