DE2017007A1 - Pneumatisch hydraulischer Kolben trieb - Google Patents

Description

• Pneumatisch-hydraulischer o 1 b e n t r 1 e b Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Kolbentrieb, dessen Gesamtweg beliebig aufgeteilt ist in einen mit geringer Kraft (Leerweg bzw.-Eilweg) und einen mit großer Kraft (Kraftweg) zurückzulegenden Weg, wobei der hydraulische Druck von einem, mit Stufenkolben ausgerüsteten und mit Druckgas in der großen Stufe beaufschlagten pneumatisch- hydraulischen Druckübersetzer erzeugt wird0 Der Kolbentrieb dient vorwiegend dem Antrieb von Maschinen- und Geräteteilen, Vorrichtungen und Werkzeugen, die einen Eilweg mit geringer Kraft und anschließend einen Kraftweg mit großer Kraft zurückzulegen haben.
• Die bekannten Anlagen dieser Art haben den Nachteil, daß außer dem Kraftweg auch der Leerweg des Areitskolbens vom Druckübersetzer hervorgerufen werden müssen, was einen großen Druckübersetzer und ein entsprechend großes Pressgasvolumen pro Hub erfordert, Der Wirkungsgrad ist aus diesem Grunde um so schlechter, je größer der Eilweg im Verhältnis zum Kraftweg ist. Es ist auch nicht möglich, den Arbeitszylinder zusammen mit dem Druckübersetzer zu einer handlichen, verhältnismäßig kleinen Einheit zu vereinigen0 Der Druckübersetzer ist in den meisten Fällen getrennt aufgestellt und durch Rohr- oder Schlauchleitungen mit dem Arbeitszylinder verbunden, Die Erfindung beseitigt diese Mängel dadurch, daß dem Druckübersetzer eine Kammer vorgelagert ist, in welcher das Druckgas einen Flüssigkeitsdruck, der dem Gasdruck entspricht, erzeugt, und damit den Arbeitskolben mit geringer Kraft, aber hoher Geschwindigkeit bewegt, indet der Arbeitskolben Widersteand, so wird der Zylinder des Arbeitskolbens selbsttätig von der, dem Druckübersetzer vorgeschalteten Kammer getrennt und mit dem Druckübersetzer verbunden, wonach der Arbeitskolben den Kraft weg unter hohem Druck, und damit großer Kraft, zurücklegt, Anhand der Zeichnung soll eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, die im Längsschnitt dargestellt ist, irn Prinzip beschrieben werden0 Der Arbeitskolben 19 gleitet in einem Zylinder 20, dessen Druckraum 18 durch eine Zwischenwand 17 von der Kammer 13 getrennt ist0 Die Räume 15 und 18 sind mit einem gleichbleibenden Flüssigkeitsvolumen gefüllt.
• Die Kammer 15 ist durch einen fliegenden Kolben 14 gegen den Pressgasraum 13 abgeschlossen0 Anstelle des Kolbens 14 kann auch eine elastische, schlauchförmige Trennwand, oder eine elastische Blase treten. Eine weitere Zwis¢henwand 12 scheidet den Raum 13 vom Druckübersetzer, der aus dem Zylinder 9 mit den Räumen 11 und 7, sowie dem Luftkolben 8 (Primärkolben), der mit dem als Plunger ausgebildeten Übersetzerkolben 10 (Sekundärkolben) fest verbunden ist, besteht.0 Der dadurch gebildete Stufenkolben wird durch einen im Zylinderdeckel 6, oder im Kolben 8 befindlichen Magnet 5 festgehalten0 Die Arbeitsweise der beschriebenen Einrichtung ist in den nachfolgenden Ausführungen erläutert.
• Die Zeichnung stellt alle Teile der Einrichtung in Ausgangslage dar, Vom symbolisch dargestellten Kompressor 1 strömt Druckgas über das ebenfalls symbolisch gezeichnete Umsteuerventil 2 beliebiger bekannter Bauart und die Leitung 3 zu den Räumen 7 und 13o Der Kolben 8 wird durch den Magnet 5 zunächst festgehalten, während sich der Kolben 14 nach unten bewegt, Er verdrängt dabei unter dem niedrigen Druck des Gases die Flüssigkeit aus dem Raum 15 über die Öffnung 16 in den Raum 18 des Arbeitszylinders 20o Der Arbeitskolben 19 führt dabei seinen Leer- oder Eilweg mit hoher Geschwindigkeit und geringer Kraft aus.
• Findet der Arbeitskolben Widerstand, was den Beginn des Krafthubes ankündigt, so nimmt der Raum 13 kein weiteres Druckgas mehr auf, somit. steigt der Gasdruck in der Leitung 3 und damit auch im Raum 7. Die dadurch auf den Kolben 8 ausgeübte Kraft übersteigt die Haft- -kraft des Magneten 5, der Kolben 8 eisst vom Magneten 5 ab und bewegt sich unter dem in Raum 7 herrschenden Gasdruck samt dem Plun.gerkolben 1(X nach unten Bat das Kolbenpaar 8, 10 ein kurzes Stück seines Weges zurückgelegt, so verschließt der Kolben 10 die Öffnung 16 und trennt somit die Räume 15 und 18. Beim weiteren Abwärtsgang des Kolbenpaares 8, 10 erzeugt der Kolben 10 i.m Raum 18 einen Hochdruck, dessen Größe dem Querschnittsverhältnis zwischen den Kolben 8 und 10 und dem auf olben 8 lastenden Gasdruck entspricht. Der Arbeitskolben 19 führt seinen Krafthub mit verminderter Geschwindigkeit, aber hoher Kraft aus0 Nach dem Umsteuern des Ventiles 2 ist die Leitung 3 samt den mit ihr verbundenen Räumen 13 und 7 vom Gasdruck entlastet, während das Druckgas nunmehr uber die Leitung 4 in die Räume 21 und 11 strömt, Zunächst wird dadurch das Kolbenpaar 8, 10 angehoben, wobei der Arbeits-Icolben 19 mit niedriger Geschwindigkeit gemäß dem Querschnittsverhältnis der Kolben 8 und 19 folgt. Hat der Kolben 10 die Öffnung 16 freigegeben, so kehrt der Kolben 19 unter dem Einfluß des Gasdruckes im Raum 21 mit hoher Geschwindigkeit bis zum Anschlag an der Drennwand 17 zurück0 die dabei aus Raum 18 in Raum 15 verdrängte Flüssigkeit führt auch den Kolben 11j oder die an seiner Stelle verwendete elastische Trennwand oder Blase in die Ausgangslage zurück Damit haben alle beweglichen Teile die in der Zeichnung dargestellte Stellung wieder erreicht, Wenn es die gegebenen Anwendungsverhältnisse erfordern, kann der Arbeitszylinder 20 samt Kolben 19 vom übrigen Aggregat getrennt und nur durch Rohr- oder Schlauchleitungen mit diesem verbunden werden0 Dies ist insbeson dere dann erforderlich, wenn mehrere Arbeitszylinder vom gleichen Aggregat gespeist werden sollen.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Pneumatisch- hydraulischer Kolbentrieb, bestehend aus einem hydraulisch beaufschlagten Arbeitskolben mit Zylinder und einem angeschlossenen pneumatischhydraulischen Druckübersetzer, der aus einem großen, druckgasbeaufschlagten Primärkolben und einem kleinen, flüssigkeitsbeaufschlagten Sekundärkolben gebildet wird, dadurch gekennzeichnte, daß dem Druckübersetzer eine durch einen fliegenden Kolben (14), eine elastische Trennwand, oder eine elastische Blase in zwei Räume (13 und 15) getrennte Kammer vorgelagert ist, deren einer Raum (-13) mit Druckgas beaufschlagt werden kann, während' der andere Raum (15) mit einem unveränderlichen Flüssigkeitsvolumen gefüllt ist, das ganz oder teilweise durch das Druckgas über eine verschließbare Öffnung (16) in den Zylinderraum (18) eines Arbeitskolbens (19) verdrängt wird, wobei der Arbeitskolben (19) unter dem vom Druckgas auf die Flüssigkeit übertragenen, verhältnismäßig geringen Druck einen Eilweg mit großer Geschwindigkeit,* aber geringer Kraft zurücklegt0 2.) Pneumatisch- hydraulischr Kolbentrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. der beim Anlaufen des Arbeitskolbens gegen einen Widerstand steigende Druck des Druckgases über ein geeignetes, mechanisches Element, ZoBe einen Kolben (10), den Verschluß der Öffnung (16) zwischen dem flüssigkeitsgefüllten Teil (15) der dem Druckübersetzer vorgelagerten Kammer und dem Zylinderraum (18) des Arbeitskolbens (19) bewirkt, und diese beiden Räume druckdicht trennt 30) Pneumatisch- hydraulischer Kolbentrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Plunscher ausgebildete Sekundärkolben (10) des Druckübersetzers durch dichtes Eindringen in die Offnung (16) zwischen der dem Druckübersetzer vorgelagerten Kammer (15) und dem Zylinderraum (18) des Arbeitskolbens (19) die Trennung dieser beiden Häume bewirkte 40) Pneumatisch- hydraulischer Kolbentrieb nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aus großem Primärkolben (8) und kleinem Sekunkolben (10) bestehende Kolbenpaar des Druckübersetzers von einem im Zylinderdeckel zum Zylinder (9) des Primärkolbens, oder im Primärkolben (8) selbst angeordneten magnet (5)- solange festgehalten wird, bis der durch das Anlaufen des Arbeitskolbens (19) gegen einen Widerstand steigende Gasdruck das Kolben paar (8, 10) des Druckübersetzers vom Magnet (5) abreißt, womit der Arbeitshub des Druckübersetzers beginnt, und sein, in den Zylinderraum (18) des Arbeitskolbens (19) eindringender Sekundärkolben (10-) die dort eingeschlossene Flüssigkeit verdrängt, wobei der Arbeitskolben (19) unter dern dabei entstehenden Hochdruck einen Kraftweg mit geringer Geschwindigkeit, aber großer Kraft zurücklegt0