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Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Druckverstärker mit einem Verstärkungsabschnitt in einem Gehäuse, das einen Zulaufanschluss, einen Rücklaufanschluss und einen Hochdruckanschluss aufweist, wobei der Zulaufanschluss über eine erste Leitung, der Rücklaufanschluss über eine zweite Leitung und der Hochdruckanschluss über eine dritte Leitung mit dem Verstärkungsabschnitt verbunden ist.
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Ein derartiger hydraulischer Druckverstärker ist beispielsweise aus
DE 196 33 258 C1 bekannt. Der Verstärkungsabschnitt weist einen Differentialkolben auf, dessen größere Druckangriffsfläche mit dem hydraulischen Druck am Zulaufanschluss beaufschlagt wird. Ein Druckraum, der von der kleineren Druckangriffsfläche des Differentialkolbens begrenzt wird, ist mit dem Hochdruckanschluss verbunden. Ein derartiger Verstärkungsabschnitt weist eine Druckübersetzung auf, die dem Verhältnis der Druckangriffsflächen des Differentialkolbens entspricht. Wenn der Differentialkolben wieder zurückbewegt wird, wird die Hydraulikflüssigkeit durch die größere Druckangriffsfläche zum Rücklaufanschluss verdrängt.
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Ein derartiger Druckverstärker muss insbesondere bei höheren Drücken mit relativ engen Passungen versehen sein, um innere Leckagen zu vermeiden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hohen Wirkungsgrad über eine lange Betriebszeit zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird bei einem hydraulischen Druckverstärker der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass in mindestens einer der Leitungen ein Filter angeordnet ist.
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Ein derartiger Filter erlaubt es, Schmutzpartikel, die in der durchströmenden Hydraulikflüssigkeit enthalten sind, zurückzuhalten, so dass derartige Schmutz- oder andere Teilchen zu abrasieven Erscheinungen führen können, die wiederrum das Risiko von inneren Leckagen erhöhen. Durch die Verwendung eines Filters lässt sich also ein hoher Wirkungsgrad über eine lange Betriebszeit aufrechterhalten.
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Vorzugsweise weist das Gehäuse eine Anschlussseite auf, in der der Zulaufanschluss, der Rücklaufanschluss und der Hochdruckanschluss münden. Die Anschlüsse münden also in die gleiche Seite des Gehäuses, nämlich die Anschlussseite. Damit sind alle Anschlüsse auch von der gleichen Seite aus zugänglich, was die Montage und die Wartung des Druckverstärkers erleichtert.
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Hierbei ist bevorzugt, dass für jeden Filter im Gehäuse ein Kanal vorgesehen ist, der auf einer der Anschlussseite gegenüberliegenden Wartungsseite nach außen mündet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass man zum Austausch oder zur Reinigung des Filters die Verbindungen am Zulaufanschluss, am Rücklaufanschluss und am Hochdruckanschluss nicht lösen muss. Der Druckverstärker kann also in einem hydraulischen System, in dem er eingesetzt ist, unverändert belassen werden. Es ist lediglich erforderlich, den jeweiligen Kanal auf der Wartungsseite zu öffnen, um einen Zugriff auf den Filter zu erhalten.
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Vorzugsweise weist das Gehäuse einen ersten Teil, in den der Verstärkungsabschnitt angeordnet ist, und einen zweiten Teil mit der Anschlussseite auf, wobei der zweite Teil am ersten Teil befestigt ist. Dies ergibt eine relativ einfache Konstruktion. Darüber hinaus ist es durch die Unterteilung des Gehäuses in zwei Teile möglich, den Kanal für den jeweiligen Filter mit einem relativ geringen Aufwand zu fertigen.
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Vorzugsweise ist der Filter durch den Kanal entnehmbar. Wenn der Filter durch den Kanal entnommen werden kann, ist es einfach, den Filter auszutauschen oder auch nur zu reinigen. Der Kanal muss hierfür lediglich eine Größe, also einen lichten Querschnitt aufweisen, der ausreicht, um den Filter herauszunehmen und wieder einzusetzen.
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Vorzugsweise ist der Kanal durch einen Stopfen verschlossen, der auf den Filter wirkt. Der Stopfen hat also zwei Aufgaben. Zum einen schließt er den Kanal nach außen ab. Zum anderen hält er den Filter an einer vorgesehenen Position im Kanal. Der Filter kann beispielweise als Filterscheibe ausgebildet sein. Durch diese Doppelfunktion des Stopfens wird der konstruktive Aufwand für den Druckverstärker klein gehalten.
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Hierbei ist bevorzug, dass der Stopfen über einen Abstandshalter auf den Filter wirkt. Damit ist es möglich, die Länge des Stopfens relativ frei zu wählen, so dass man handelsübliche Stopfen zum Verschließen des Kanals verwenden kann.
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Bevorzugterweise ist der Abstandshalter als Ring mit einer Umfangswand, die Öffnungen aufweist, ausgebildet. Die Hydraulikflüssigkeit kann also sozusagen radial von außen nach innen oder von innen nach außen durch den Abstandshalter hindurchfließen. Damit ist man bei der Anordnung der jeweiligen Kanäle und Leitungen im Gehäuse relativ frei.
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Hierbei ist bevorzugt, dass der Kanal einen Anschlag aufweist und ein Abstandshalter zwischen dem Anschlag und dem Filter angeordnet ist. Der Anschlag kann beispielsweise durch den Rand eines Bodens des Kanals gebildet sein, an dem der Abstandshalter anliegen kann. Der Anschlag kann auch durch eine Stufe im Kanal gebildet sein, an der der Abstandshalter anliegt. Durch den Abstandshalter lässt sich die Position des Filters im Kanal genau bestimmen. Der Abstandshalter zwischen dem Anschlag und dem Filter kann gleich ausgebildet sein, wie der Abstandshalter zwischen dem Stopfen und dem Filter. Dies erleichtert die Fertigung, weil man nicht zwischen unterschiedlichen Abstandshaltern unterscheiden muss. Es ist aber auch möglich, die Abstandshalter unterschiedlich auszubilden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass bei mindestens einem Filter zwischen dem Stopfen und dem Filter eine Buchse angeordnet ist. Die Buchse verlängert sozusagen den Stopfen, so dass der Filter mit ansonsten den gleichen Abstandshaltern wie bei anderen Kanälen auch im Gehäuse angeordnet werden kann.
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Dabei ist bevorzugt, dass die Buchse in den Kanal eingeschraubt ist. Damit lässt sich, falls erforderlich, die Position des Filters unabhängig vom Stopfen justieren.
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Vorzugsweise weist der Kanal eine Mündung auf, in der ein Dichtring angeordnet ist, die zumindest teilweise aus dem Kanal vorsteht. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn man an der Anschlussseite weitere Anbauteile befestigen möchte, beispielsweise einen Verbraucher oder eine Steuereinrichtung. Wenn der Dichtring etwas aus dem Kanal vorsteht, dann kann er durch das angebaute Teil mit einer ausreichenden Dichtkraft belastet werden, um so die Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem angebauten Teil dicht zu bekommen.
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Vorzugsweise bildet der Dichtring mit einem Buchsenelement und dem Filter einen Stapel, der in den Kanal eingesetzt ist. Das Buchsenelement wirkt dann als Abstandshalter, um zu ermöglichen, dass der Filter einerseits an einer vorbestimmten Position im Kanal angeordnet ist, andererseits der Dichtring an der Mündung des Kanals etwas vorstehen kann.
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Bevorzugterweise weist der Kanal eine Stufe auf, an der der Filter über eine Dichtung anliegt. Eine derartige Stufe kann beispielsweise durch eine Durchmesserverringerung des Kanals gebildet sein. Die Stufe ermöglicht eine sehr genaue Positionierung des Filters im Kanal.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 einen hydraulischen Schaltplan eines hydraulischen Druckverstärkers in schematischer Darstellung,
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2 eine perspektivische Explosionsdarstellung von Teilen des Druckverstärkers,
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3 eine Seitenansicht auf eine Wartungsseite des Druckverstärkers,
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4 einen Schnitt A-A nach 3,
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5 einen Schnitt B-B nach 3,
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6 einen Schnitt C-C nach 3,
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7 eine perspektivische Explosionsdarstellung von Teilen einer abgewandelten Ausgestaltung des Druckverstärkers und
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8 eine Schnittansicht durch einen Kanal im Mündungsbereich.
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1 zeigt schematischen den hydraulischen Schaltplan eines Druckverstärkers
1. Der Druckverstärker
1 weist einen Verstärkungsabschnitt
2 auf, wie er beispielsweise aus
DE 196 33 258 C1 bekannt ist. Der Verstärkungsabschnitt
2 ist in einem Gehäuse
3 angeordnet. Das Gehäuse weist einen ersten Teil
4 auf, in dem der Verstärkungsabschnitt
2 angeordnet ist, und einen zweiten Teil
5, der mit dem ersten Teil
1 verbunden ist, beispielsweise an den ersten Teil angeflanscht ist. Der zweite Teil
5 kann auch als „Verbindungsplatte“ bezeichnet werden.
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Das Gehäuse 3 weist am zweiten Teil 5 einen Zulaufanschluss P auf, der über ein schematisch dargestelltes Ventil 6 mit einer Druckquelle 7, beispielsweise einer Pumpe, verbunden werden kann. Ferner weist da Gehäuse 3 am zweiten Teil 5 einen Rücklaufanschluss T auf, der über das Ventil 6 mit einem Tank 6 verbunden werden kann. Darüber hinaus weist das Gehäuse 3 am zweiten Teil 5 einen Hochdruckanschluss A auf, der mit einem Hochdruckausgang 9 des Verstärkungsabschnitts 2 verbunden ist. Weiterhin ist ein weiterer Arbeitsanschluss B vorgesehen, der wiederum mit dem Rücklaufanschluss T verbunden ist.
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Der Zulaufanschluss P ist über eine erste Leitung 10 mit einem Eingang IN des Verstärkungsabschnitts 2 verbunden. Der Rücklaufanschluss T ist über eine zweite Leitung 11 mit einem Rücklauf R des Verstärkungsabschnitts 2 verbunden. Der Hochdruckanschluss A ist über eine dritte Leitung 12 mit dem oben erwähnten Hochdruckausgang 9 des Verstärkungsabschnitts 2 verbunden.
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In der ersten Leitung 10 ist ein erster Filter 13 angeordnet. In der zweiten Leitung 11 ist ein zweiter Filter 14 angeordnet und in der dritten Leitung 12 ist ein dritter Filter 15 angeordnet.
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Natürlich ist es auch möglich, eine weitere Leitung direkt zum Rücklaufanschluss T vorzusehen und auch dort einen Filter anzuordnen. Prinzipiell ist es also möglich, jeden der vier Anschlüsse P, T, A, B einem Filter zuzuordnen oder auch nur einem dieser Anschlüsse oder einem Teil der Anschlüsse.
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Der mechanische Aufbau des Druckverstärkers 1 wird im Folgenden anhand der 2 bis 6 erläutert.
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2 zeigt den Druckverstärker 1 in perspektivischer Explosionsdarstellung. Zu erkennen ist eine Wartungsseite 16, die einer Anschlussseite 17 gegenüberliegt. In die Anschlussseite 17 münden der Zulaufanschluss P, der Rücklaufanschluss T und der Hochdruckanschluss A. Darüber hinaus kann auch der Arbeitsanschluss B in die Anschlussseite 17 münden.
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Die Wartungsseite 16 weist für jede der Leitungen 10, 11, 12 eine Öffnung auf, nämlich eine erste Öffnung 18, durch die ein erster Kanal 21 in die Wartungsseite 16 mündet, der mit der ersten Leitung 10 verbunden ist, eine zweite Öffnung 19, durch die ein zweiter Kanal 22 in die Wartungsseite 16 mündet, der mit der zweiten Leitung 11 verbunden ist, und eine dritte Öffnung 20, durch die ein dritter Kanal 23 in die Wartungsseite 16 mündet, der mit der dritten Leitung 12 verbunden ist.
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Durch die Öffnungen 18–20 und damit auch durch die Kanäle 21–23 kann man die Filter 13–15 in das Gehäuse 3 einsetzen.
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Hierzu ist, wie man in 4 erkennen kann, zunächst ein Abstandshalter 24 in den Kanal 21 eingesetzt. Auf den Abstandshalter 24 folgt der Filter 13. Auf den Filter 13 folgt ein weiterer Abstandshalter 25. Der Stapel aus den beiden Abstandshaltern 24, 25 und dem ersten Filter 13 wird durch eine Buchse 26 im Gehäuse 3 gehalten, wobei die Buchse 26 in den ersten Kanal 21 eingeschraubt ist. Als Abschluss ist ein erster Stopfen 27 in die erste Öffnung 18 eingesetzt und in ein Innengewinde im ersten Kanal 21 eingeschraubt. Der erste Stopfen 27 kann eine Drehmomentangriffsfläche 28 aufweisen, beispielsweise in Form eines Innensechskants.
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Wie man in 4 erkennen kann, sind die beiden Abstandshalter 24, 25 als Ringe ausgebildet, deren Umfangswand Öffnungen 29 aufweist. Durch diese Öffnungen 29 ist es für Hydraulikflüssigkeiten möglich, den Abstandshalter 24, 25 radial von außen nach innen oder von innen nach außen zu durchströmen.
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Beide Abstandshalter 24, 25 sind gleich ausgebildet. Dies erleichtert die Montage, weil der Monteur nicht darauf achten muss, den richtigen Abstandhalter 24, 25 zu verwenden. Man kann jedoch auch unterschiedlich ausgebildete Abstandshalter 24, 25 verwenden.
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In die zweite Öffnung 19 und damit in den zweiten Kanal 22 ist ebenfalls ein Stapel aus zwei Abstandshaltern 24, 25 und den Filter 14 eingesetzt. Die Abstandshalter 24, 25 sind genauso ausgebildet wie die zuvor beschriebenen Abstandshalter 24, 25, die in den ersten Kanal 21 eingesetzt sind. Der Stapel wird durch einen zweiten Stopfen 30, der in ein Innengewinde im zweiten Kanal 22 eingeschraubt ist, im Gehäuse 3 festgehalten.
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Eine ähnliche Konstruktion ergibt sich, wie man in 6 erkennen kann, für die dritte Öffnung 20 und damit für den dritten Kanal 23. Auch hier ist ein Stapel aus Abstandshaltern 24, 25 und dem dritten Filter 15 in den dritten Kanal 23 eingesetzt. Dieser Stapel wird durch einen dritten Stopfen 31, der in ein Innengewinde des dritten Kanals 23 eingeschraubt ist, gehalten.
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In alle drei Fällen liegt der Abstandshalter 24 an einem Anschlag in den jeweiligen Kanälen 21–23 an. Dieser Anschlag kann beispielsweise durch das Ende einer Bohrung gebildet sein, die jeweils den Kanal 21–23 bildet. Es kann jedoch auch eine getrennte Stufe vorgesehen sein.
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Die Abschnittshalter 24, 25 definieren zusammen mit den jeweiligen Stopfen 27, 30, 31 die Position der Filter 13, 14, 15, so dass man, wie man in 6 anhand des Filters 15 erkennen kann, den Filter 15 relativ genau an der Position anordnen kann, wo er gewünscht ist. So ist der Filter 15 zwischen der dritten Leitung 12 und dem Hochdruckausgang 9 des Verstärkungsabschnitts 2 angeordnet.
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7 und 8 zeigen schematisch eine abgewandelte Ausgestaltung des Druckverstärkers. Gleiche und funktionsgleiche Elemente wie in den 1 bis 6 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Das Gehäuse 3 weist wiederrum drei Öffnungen 18–20 auf, die Mündungen der in Zusammenhang mit den 4 bis 6 beschriebenen Kanäle 21–23 bilden. In jeden Kanal 21–23 ist wiederrum ein Filter 13–15 eingesetzt. Der Aufbau ist hier für alle Kanäle 21–23 gleich, so dass die weitergehende Erläuterung am Beispiel des ersten Kanals 21 vorgenommen wird. In den ersten Kanal 21 ist der erste Filter 13 eingesetzt.
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Der Kanal 21 weist eine Stufe 32 auf, an der der erste Filter 33 über eine Dichtung 33 anliegt. Die Dichtung 33 kann beispielsweise als Rundschnurdichtring oder O-Ring ausgebildet sein.
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Der erste Filter 13 wird von einem Buchsenelement 34 gegen die Dichtung 33 gedrückt. Im Bereich der Mündung 18 des ersten Kanals 21 ist ein Dichtring 35 angeordnet, der etwas über das Gehäuse 3 vorsteht.
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Wenn an das Gehäuse 3 ein weiteres Element angeflanscht wird, dann wird der Dichtring 35 in die Öffnung 18, also in die Mündung des ersten Kanals 21 hineingedrückt und legt sich dann dichtend sowohl an das Buchsenelement 34 als auch an die radiale Innenwand des ersten Kanals 21 an, so dass der erste Kanal 21 nach außen zuverlässig abgedichtet wird.
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Der erste Filter 13, das Buchsenelement 21 und der Dichtring 35 bilden also einen Stapel, der in den ersten Kanal 21 eingesetzt ist.
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In den beiden anderen Kanälen 22, 23 ist der Aufbau entsprechend.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19633258 C1 [0002, 0029]
