DE2338267A1

DE2338267A1 - Zweistufiger pneumatisch-hydraulischer booster

Info

Publication number: DE2338267A1
Application number: DE19732338267
Authority: DE
Inventors: Clarence Lee Kostelecky; Samuel Burgess Mcclocklin
Original assignee: Owatonna Tool Co
Current assignee: Owatonna Tool Co
Priority date: 1972-12-26
Filing date: 1973-07-27
Publication date: 1974-06-27
Also published as: US3787147A; FR2211603A1; FR2211603B1; DE2338267C3; DE2338267B2; JPS5426674B2; JPS4996179A; GB1404691A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Tei,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke ^v Dipl.-Ing. F. A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN SAHA POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

<983921/22>

OWATONNA TOOL COMPANY, 655 Eisenhower Drive, Owatonna,

Minnesota, V.St.A.

Zweistufiger pneumatisch-hydraulischer Booster

Die Erfindung betrifft einen zweistufigen pneumatisch-hydraulischen Booster, bei dem ein druckluftbetätigter Kolben mit einem Gefüge versehen ist, das zusammen mit zusätzlichen Elementen eine Hochdruck- und Niederdruck-Pumpkammer sowie Pumpelemente bildet, die ein verhältnismäßig großes Volumen eines unter niedrigem Druck stehenden hydraulischen Fluids und, wenn ein bestimmter Druck erreicht ist, ein kleineres Volumen eines unter hohem Druck stehenden hydraulischen Fluids liefern.

In der US-PS 3 625 006 des Anmelders der vorliegenden Erfindung ist bereits ein zweistufiger hydraulischer Booster beschrieben. In der Konstruktion dieser PS ist der druckluftgesteuerte Kolben in einem Luftzylinder angebracht and die .einander entgegengesetzten planen Flächen des Kolbens werden abwechselnd mit Druckluft beaufschlagt, um den Kolben und das daran angeschlossene Pumpgefüge vorzuschieben und zurückzuziehen. Hydraulische Booster dieser Art erfordern fast genau so viel Luft zum Zurückziehen des Druckluftkolbens in <Jie Ausgangslage wie zum Vorschieben des Kolbens.

Booster sind auch noch in der US-PS 2 749 845 und in einer US-Patentanmeldung Serial Nr. 154 891 vom 21.6.1971 beschrieben.

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Doch setzen diese Booster den Luftverbrauch beim Rückziehen des luftgesteuerten Kolbens nicht herab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zweistufigen pneumatisch-hydraulischen Booster zu schaffen mit einer solchen Konstruktion, daß der Druckluftverbrauch bei der Lieferung von hydraulischem Fluid unter niedrigem und hohem Druck und bei der Rückführung des Druckluftkolbens in die Ausgangslage möglichst gering ist. Bei der erfindungsgeinäßen Konstruktion ist ein druckluftbetätigter Kolben in einem Zylinder beweglich aufgenommen und mit einem Gefüge versehen, das Teil einer Niederdruck-Pumpkammer mit großem Volumen und einer Hochdruck-Pumpkamraer mit kleinem Volumen bildet, wobei in einem Puraphub eine maximale hydraulische Strömung erzielt wird und eine wesentlich geringere Luftraenge notwendig ist, um den Druckluftkolben in die Ausgangslag'' zurückzuführen.

Der Druckluftkolben trägt ein ringförmiges Element, das zwischen der Außenfläche eines zentralen Blockes und der Innenwand eines Reservoirs für das hydraulische Fluid bewegbar ist und mit passenden Strömungskanälen versehen ist, wobei das ringförmige Element und der Block die große Niederdruckkammer bilden, die kleiner wird, wenn sich der Druckluftkolben aus seiner Ausgangslage vorschiebt. Beim Rücklauf des Kolbens wird ein freiliegendes Ende des ringförmigen Elementes mit Druckluft beaufschlagt, wobei schon eine geringe Luftmenge unter Einwirkung auf dieses freiliegende Ende den Druckluftkolben und das damit verbundene Gefüge in die Ausgangslage zurückholt. Dieses freiliegende Ende des ringförmigen Elementes hat eine Fläche, die nur ein kleiner Bruchteil derjenigen Fläche ist, die beim Vorschieben des Kolbens mit Luft beaufschlagt wird, so daß ein sehr viel kleineres Luftvolumen genügt, um den Druckluftkolben zurückzuziehen. Dadurch erreicht man einen rascheren Rückhub des Druckluftkolbens, als dies bis jetzt bekannt war, und somit einen rascheren Betrieb der durch das hydraulische Fluid betätigten Einrichtung.

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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nach-

folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen. fts zeigen:

Fig.1 eine schematische Darstellung des zweistufigen pneumatisch-hydraulischen Boosters, wobei der Boosteraufbau und die Steuerelemente in einem Vertikalschnitt, sowie der Druckluftkolben und die mit ihm sich bewegenden Teile in Ausgangslage gezeigt sind;

Pig.2 eine der Fig.1 entsprechende Ansicht, bei der jedoch die Teile in der Lage gezeigt sind, wenn der Booster von der ersten Stufe zum Hochdruckhub der zweiten Stufe übergeht;

Pig.3 eine der Pig.1 entsprechende Ansicht, v/obei die Teile in einer Lage gezeigt sind, um den hydraulischen Druck zu entlasten und den Druckluftkolben mit den zugehörigen Bestandteilen in die Ausgangslage zurückzuholen.

Der Booster hat zwei Abschlußwände 10 und 11, die miteinander, durch mehrere Stangen 12 verbunden sind und zwischen sich einen· Zylinder 15 aufnehmen, dessen eines Ende in die Abschlußwand 11 eingebettet ist und dessen anderes Ende an einem Ende eines ringförmigen Reservoirs 16 für das hydraulische Fluid eingepaßt ist. Das Reservoir 16 ist im Querschnitt annähernd U-förmig und hat eine zylindrische Außenwand 17 und eine zylindrische Innenwand 18. Die Oberenden dieser Wände sind in eine geformte Innenfläche der Abschlußwand 10 eingebettet. Das Innere des Reservoirs bildet einen Vorratsraum für das von dem Booster verwendete hydraulische Fluid. Der Zylinder 15 bildet zusammen mit der Abschlußwand 11 und dem Ende des Reservoirs eine Luftkammer, in der ein Druckluftkolben 20 beweglich aufgenommen ist. Eine Stirnfläche 21 des druckluftgesteuerten Kolbens wird gesteuert mit Druckluft beaufschlagt, die durch ein zwischen den AbBchlußwänden 10 und 11 ausgestrecktes Rohr 22 zugeführt wird, dessen oberes Ende mit einem Kanal 23 in der Abschlußwand 10 in Verbindung steht. Das untere Ende des

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Rohres 22 hat Verbindung mit einem Kanal 24 in der Abschlußwand 11, der zu einer Öffnung führt, die mit der Stirnfläche

21 des Druckluftkolbens in Verbindung steht.

Um eine große hydraulische Niederdruckkamrner zu bilden, ist eine Ringwand 30 vorgesehen, die von einer Stirnfläche 31 des Druckluftkolbens 20 nach oben steht und einen zentralen Block 32 umgibt, der von der Abschlußwand 10 nach innen ragt. Zwischen dem Reservoir 16, dem Block 32 und der Innenfläche der Abschlußwand 10 sind passende Dichtungen 33» 34» 35 angebracht.

Die Ni ederdruckkammer ist durch einen Kanal 36 in dem Block 32 und einen daran anschließenden Kanal 37 in der Abschlußwand 10 mit der Umgebung des Boosters verbunden. Die Ringwand 30 bewegt sich in einer Kammer 40, die von einem Zwischenraum zwischen der Innenwand 18 des Reservoirs 16 und der Außenfläche des Blocks 32 gebildet ist, wobei die Ringwand 30 eine Dichtung 41 trägt, die eich gegen die Innenwand 18 des Reservoirs legt, und der Block 32 mit Dichtungen 42 und 43 versehen ist, die mit der Innenfläche der Ringwand 30 Kontakt haben. Wenn das Rohr

22 mit Druckluft gespeist wird, wird diese der Stirnfläche 21 des Druckluftkolbens 20 zugeführt und bewegt den Druckluftkolben und die Ringwand 30 nach oben, wodurch die Größe der Niederdruekkammer abnimmt und hydraulisches Fluid durch den Kanal 36 in dem Block 32 ausgestoßen wird.

Die kleine Hochdruckkammer wird von einer Kammer 45 in dem Block 32 gebildet, in der sich ein mit dem Druckluftkolben 20 verbundener Piston 46 bewegt. Wenn sich der Druckluftkolben 20 gemäß Pig.1 nach oben bewegt, läuft auch der Piston 46 nach oben und reduziert dabei die Größe der Kammer 45, so daß hydraulisches Fluid durch einen Kanal 47, der die Abschlußwand 10 durchzieht, aus dem Booster herausgepreßt wird.

Der Booster hat noch einen zweiten luftkanal 48 durch die Abschlußwand 10, der zur Kammer 40 führt und über den Druckluft

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gesteuert zum oberen freiliegenden Ende der Ringwand 30 geleitet wird, um den Druckluftkolben in seine in Fig.1 gezeigte Ausgangslage nach unten zurückzufuhren.

Der zweistufige pneumatisch-hydraulische Booster kann dazu dienen, hydraulisches Fluid in eine oder mehrere Arbeitseinrichtungen einzuspeisen. Bei 50 ist als Beispiel für eine solche Arbeitseinrichtung eine hydraulische Klemme gezeigt. Zur Steuerung der Zufuhr des hydraulischen Fluids zur Arbeitseinrichtung 50 ist eine DruckluftSteuerschaltung und eine hydraulische Steuerschaltung vorgesehen. Die Druckluftsteuerschaltung weist ein Schaltventil 51» ein Druckluftsteuerventil 52 und einen Druckluftregler 55 auf.

Die hydraulische Steuerschaltung umfaßt ein hydraulisches Steuerventilgehäuse 54, das ein bei 55 gezeigtes druckluftgesteuertes Entlastungsventil hat, sowie ein Rückschlagventil 56 und ein druckluftgesteuertes Entladeventil 57. Außerdem gehört zu der Steuerschaltung noch ein pilotgesteuertes Rückschlagventil 58.

Wenn der Druckluftkolben 20 und die zugehörigen Teile die in Pig.1 gezeigte Ausgangslage haben, hat das Schaltventil 51 die in Fig.1 gezeigte Stellung, so daß Druckluft von einer Zuleitung 60 durch einen Kanal 61 zum Oberende einer Ventilbohrung im Druckluftsteuerventil 52 strömen kann und auf das Oberende einer Ventilspindel 62 einwirkt, so daß diese Ventilspindel gegen die Kraft einer Feder 62a nach unten in die in Fig.1 gezeigte Stellung gedruckt wird. Dadurch wird Druckluft aus der Zuleitung 60 über einen Verbindungskanal 63 dem Druckluftregler 53 zugeführt, von wo Druckluft dann durch einen Kanal 64 in Steuerkaramern für das Entlastungsventil 55 und das Entladeventil 57 gelangt. Der Steuerteil für das Entlastungsventil 55 umfaßt einen Stößel 65 mit einem Schaft 66, der bis zu einer Stelle nächst einem Ventilkegel 67 reicht, welcher von einer

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Feder 68 gemäß Fig.1 nach rechts gedruckt wird. Druckluft aus dem Kanal 64 fließt durch einen Kanal 69 im Ventilgehäuse 54 und wirkt auf die linke Stirnfläche des Stößels 65 ein, um diesen Pilotstößel nach rechts zu schieben und den Schaft 66. von dem Ventilkegel 67 zu entfernen. Druckluft wirkt auch noch auf eine rechte Stirnfläche eines Pilotkolbens 71 des Entladeventils gemäß Fig.1 ein und drückt den Pilotkolben 71 nach links gegen einen Ventilkegel 72, um so den Ventilkegel gegen seinen Sitz zu pressen.

Wenn die Ventilspindel 62 die Lage der Fig.1 hat, ist die obere Seite der Arbeitseinrichtung 50 mit einer Luftauslaßleitung verbunden und zwar über eine Leitung 75, die durch das Rückschlagventil 58 in das Ventilgehäuse 54 geht. Ein Durchlaß im Ventilgehäuse 54 verbindet die Leitung 75 mit einer Leitung 76, die das Gehäuse des Druckluftsteuerventils 52 durchzieht, von wo die Abluft durch einen Kanal 77 in eine Luftauslaßleitung 78 gelangt. Die Druckluft im Kanal 64, die auf den Pilotkolben 71 des Entladeventils einwirkt, steht über zwei Durchlässe 80, 81, die zum Kanal 23 führen, auch noch mit dem Rohr 22 in Verbindung. Zwischen die Durchlässe 80 und 81 ist ein Schnellauspuffventil 83 vom Membrantyp eingeschaltet, das, wie aus Fig.1 ersichtlich, eine Verbindung zwischen den Durchlässen 80 und 81 herstellen und die Verbindung mit der Luftauslaßleitung 78 sperren kann.

Im Betrieb wird der Druckluftkolben 20 durch die zu seiner Stirnfläche 21 geleitete Druckluft verschoben und mit ihm bewegen sich die Ringwand 30 und der Piston 46. Dies bewirkt eine Strömung von hydraulischem Fluid durch den Kanal 36 und aus der Kammer 45· Diese Strömungen vereinigen sich und erreichen eine Leitung 90, die mit einem Kolben 91 in der Arbeitseinrichtung 50 in Verbindung steht. Die Strömung aus der kleinen Kammer 45 verläuft durch den Kanal 47 und durch einen Durchlaß 92 in dem Ventilgehäuse 54, sowie rundum das Rückschlagventil 56 und das Entlastungsventil 55 und durch das

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Rückschlagventil 58. Die Strömung aus der großen Kammer geht durch den Kanal 36 zu einem Durchlaß 95 in dem Ventilgehäuse 54 und rundum den Schaft rtee Sntladeventilkegels 72 und durch das Rückschlagventil 56, Jas durch den Druck des an ihm wirkenden hydraulischen Fluids von seinem Sitz abgehoben wird. Stromabwärts vom Rückschlagventil 56 vereinigt sich diese Strömung mit der Strömung aus der kleinen Kammer 45· Während dieser Betriebsphase ist die Kammer 40 durch den Luftkanal 48 mit einem Luftdurchlaß 100 im Ventilgehäuse 54 verbunden, der zur Leitung 76 führt.

In dieser Betriebsphase wird ein großes Volumen hydraulischen Fluids unter niedrigem Druck zu einer oder mehreren Arbeitseinrichtungen 50 geleitet, wobei die Umschaltung auf den Betrieb mit einem geringen Volumen hohen Druckes durch das druckluftgesteuerte Entladeventil 57 geschieht. Der Umschaltdruck wird bestimmt durch den Druck der Speiseluft und durch das Verhältnis der Fläche des Pilotkolbens 71 ziur Fläche des Ventilkegels 72. Wenn der Druck des hydraulischen Fluids hoch genug, ist, um den Ventilkegel 72 gegen die Kraft des Pilotkolbens 71 zu bewegen, verschiebt sich der Ventilkegel 72 des Entladeventils in die in Fig.2 gezeigte Stellung. Nunmehr fließt die Fluidströmung aus der großen Kammer am Ventilkegel 72 vorbei zu einem Durchlaß 110, der zu einem Kanal 111 in der Abschlußwand 10 führt, der mit einem nach unten in das Reservoir führenden Verbindungsrohr 112 versehen ist. Dadurch wird der Druck in der großen Kammer abgebaut, so daß der auf die Stirnfläche 21 des Druckluftkolbens 20 wirkende Luftdruck nun den Piston 46 verschiebt, wodurch Fluid unter hohem Druck aus der Kammer 45 herausgepumpt wird. Dieses Fluid wirkt auf ein Ende der Ventilspindel 72 ein und hält das Entladeventil offen. Der hydraulische Druck nimmt weiter zu, bis der gegen ein Ende dea Pistons 46 wirkende Druck mit der gegen die Kolbenfläche 21 wirkenden Druckluft im Gleichgewicht ist. Der erreichte Maximaldruck hängt von dem zum System gelieferten Druck der Druckluft ab, der durch Einstellung des Druckluftreglers 53 gesteuert wird.

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Die Stellung des Boosters und der Steuerelemente zum Zeitpunkt des Umschaltens auf den Betrieb mit kleinem Volumen hohen Druckes ist in Fig.2 dargestellt. Die Strömung aus der großen Kammer geht durch die Bohrung 36 und vorbei am Ventilkegel 72 des Entladeventils und weiter durch die Durchlässe 110 und 111 und das Verbindungsrohr 112 zum Reservoir, wie dies durch die Pfeile verdeutlicht ist. Das unter hohem Druck stehende Fluid aus der Kammer 45 fließt zur Arbeitseinrichtung 50, wobei das Rückschlagventil 56 und die Ventilspindel 67 des Entlastungsventils 55 auf ihrem Sitz aufsitzen, um so eine Strömung des unter hohem Druck stehenden Fluids zu den zum Reservoir führenden Kanälen zu verhindern. Wie Pig.2 zeigt, bewirkt die weitere Aufwärtsbewegung des Druckluftkolbens 20, daß der Piston 46 Hochdruckfluid aus der Kammer 45 ausstößt, wobei dae Verhältnis zwischen den Arbeitsflächen des Druckluftkolbens 20 und des Pistons 46 verhältnismäßig groß ist, ;tim einen hohen Druck zu erzeugen.

Wie oben erwähnt, wird der Enddruck, der an die Arbeitseinrichtung 50 anlegbar ist, durch Einstellen des Luftdruckes mit Hilfe des Druckluftreglers 53 gesteuert.

Das pilotgesteuerte Rückschlagventil 58 dient als Sicherung, um den hydraulischen Druck an der Arbeitseinrichtung 50 aufrechtzuerhalten, falls der Luftdruck in der Steuerschaltung verlorengeht. Das pilotgesteuerte Rückschlagventil hat ein Gehäuse 115, das von den Leitungen 75 und 90 durchzogen ist. Diese Leitungen kreuzen eine zentrale Bohrung. Eine Ventilspindel 116 wird normalerweise von einer Feder 118 gegen ihren Sitz 117 gepreßt, so daß die hydraulische Strömung durch die Leitung 90 blockiert ist. Die Ventilspindel 116 hat im Inneren einen Sitz, der normalerweise von einer kleinen Kugel 120 geschlossen wird, die von der Feder 118 auf ihren Sitz gepreßt wird. Ein Stößel 121 für die kleine Kugel 120 ist lose in einem Strömungskanal 122 in der Ventilspindel 116 aufgenommen und ragt aus deren einem Ende vor.

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In der Bohrung des Gehäuses 115 ist auch noch ein druckluftbetätigter Kolben 130 angebracht; der mit einer Steuerstange 131 Kontakt hat. Kolben und Steuerotange werden von einer Feder 132 gemäß Fig.1 nach rechts gedruckt.

In der ersten Betriebsphase der Fig.1 und in der zweiten Betriebsphase der Pig.2 hält der hydraulische Druck die Ventilspindel 116 von ihrem Sitz 117 abgehoben, so daß hydraulisches Fluid zur Arbeitseinrichtung 50 fließen kann. Wenn der erforderliche Druck erreicht ist und die hydraulische Strömung aufhört, werden die Ventilspindel 116 und die kleine Kugel 120 von der Feder 118 auf ihren Sitz gepreßt und der hydraulische Druck bleibt bestehen, auch bei Druckverlust der Druckluft.

Wenn der Druck an der Arbeiteeinrichtung 50 entlastet werden soll, wird das Schaltventil 51 in die in Fig.3 gezeigte Stellung gebracht, so daß Druckluft aus dem Druckluftsteuerventil 52 durch einen Auslaß 220 abgelassen wird, wodurch die Feder 62a die Ventilspindel 62 des Druckluftsteuerventils in die obere, in der Fig.3 gezeigte Stellung überführt. Nunmehr ist der Kanal 64 mit der Auslaßleitung 78 verbunden, so daß die Druckluft, die vorher auf die rechte Fläche des Pilotkolbens 71 des Entladeventils 57 und auf die linke Fläche des Stößels.65 des Entlastungsventils 55 eingewirkt hat, abgeblasen wird. Der Durchlaß 80 an der stromaufwärtigen Seite des Schnellauspuffventils 83 ist nun ebenfalls durch den Kanal 64 mit dem Auslaß verbunden. Demzufolge kann die Druckluft unter dem Druckluftkolben rasch nach oben durch das Rohr 22 und über die rechte Seite (gemäß Fig.3) des Schnellauspuffventils zur Auslaßleitung 78 strömen. Die Druckminderung an der Unterseite des Druckluftkolbens 20 entlastet zugleich den hydraulischen Druck, weil nun keine Kraft mehr auf den Hochdruckpiston 46 wirkt.

Druckluft aus der Speiseleitung 60 strömt durch das Druckluftsteuerventil 52 in die leitung 76 und weiter durch die Leitung 75 und bewegt den Xolben 91 der Arbeitseinrichtung 50 nach unten. Wenn die Arbeiteeinrichtungen 50 Zylinder mit Rück-

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holfederung haben, kann die öffnung im Rückschlagventil 58, von der die Leitung 75 ausgeht, abgedeckt werden und die Leitung 75 braucht nicht verwendet zu werden. Die Druckluft in der Leitung 76 wird auch noch zur rechten Fläche des Stößels 65 des Entlastungsventils geleitet, wozu eine Verbindung durch einen Durchlaß 225 hergestellt wird. Dadurch wird der Stößel und sein Schaft 66 gemäß Fig.3 nach links geschoben und die Ventilspindel 67 hebt von ihrem Sitz ab. Damit ist das Ventil offen und das hydraulische Fluid kann über die Verbindung durch den Durchlaß 110 zum Reservoir zurückfließen.

Damit das hydraulische Fluid zum Reservoir zurückfließen kann, ist es auch noch notwendig, daß das pilotgesteuerte Rückschlagventil 58 öffnet. Dies geschieht durch die Druckluft in der Leitung 75, die durch das pilotgesteuerte Rückschlagventil geht. Diese Druckluft wirkt auf das rechte Ende des druckluftbetätigten Kolbens 130 ein und schiebt die Steuerstange 131 nach links, so daß diese den Stößel 121 erfaßt und verschiebt, wodurch die kleine Kugel 120 von ihrem Sitz abgehoben wird. Die hydraulische Strömung aus der Arbeitseinrichtung 50 kann durch einen ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Umfang der Ventilspindel 116 und der Bohrung im Gehäuse 115 zum linken Ende der Ventilspindel 116 gelangen. Dann fließt das Fluid durch den Strömungskanal 122 in der Ventilspindel 116.

Wenn der Druck des hydraulischen Fluids infolge des Flusses durch den Strömungskanal 122 so weit abfällt, daß die von dem druckluftbetätigten Kolben 130 aufgebrachte Kraft die Kraft des hydraulischen Druckes gegen das linke Ende der Ventilspindel 116 übersteigt, wird die Ventilspindel von ihrem Sitz abgehoben und das hydraulische Fluid kann aus der Arbeitseinrichtung 50 frei abfließen, wie dies in Fig.3 gezeigt ist.

Die Druckluft in der Leitung 76 gelangt auch in den Luftdurchlaß 100, der Druckluft in die Kammer 40 leitet, wo sie auf das obere, freiliegende Ende der Ringwand 30 wirkt und den Druck-

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luftkolben 20 mit den daran angeschlossenen Teilen nach unten drückt. Während dieser Abwärtsbewegung in die Ausgangslage der Fig.1 fließt hydraulisches Fluid aus der Arbeitseinrichtung 50 vorbei an der offenen Ventilspindel 67 des Entlastungsventila, wie oben beuchrioben, und auch durch den Durchlaß 92 direkt in die Kammer 4^. Oie Rückströmung über die offene Ventilspindel 67 kann durch den Kanal 36 in die Niederdruckkamraer fließen und zwar auf dem Weg durch den Durchlaß 95 und an der Ventilspindel 72 des Entladeventils vorbei, die von ihrem Sitz abgehoben ist, wie dies in Pig.3 dargestellt ist. Die große Kammer kann auch Fluid durch den Durchlaß 110 in Empfang nehmen, wenn ein Rückschlagventil 230 von seinem Sitz abgehoben ist und den Durchlaß 110 mit einem Raum 231 am Ende des Blokkes 32 verbindet, der zum Kanal 36 hin offen ist. Zugleich wird hydraulisches Fluid, das während des Hochdruck-Hubes zum Reservoir entladen wurde, zur großen Kammer rückgeführt, indem es an dem Rückschlagventil 230 vorbeigesaugt wird.

Die beschriebene Konstruktion ermöglicht einen zweistufigen pneumatisch-hydraulischen Booster mit einer Steuerung, die eine veränderbare Einstellung dee endgültigen Druckes vorsieht und automatisch die Einstellung steuert, bei der von niedrigen auf hohen Druck umgeschaltet wird. Außerdem ist ein Minimum an Druckluft nötig, um den Druckluftkölben des Boosters zu bewegen. Die geringe benötigte Druckluft für die Rückführung des Druckluftkolbens in die Ausgangslage liefert einen rascheren Betrieb.

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Claims

Ansprüche

Zweistufiger pneumatisch-hydraulischer Booster mit einem in einem Zylinder beweglichen Druckluftkolben, dadurch gekennzeichnet, daß ein an den Druckluftkolben (20) angebrachtes erstes Teil (30) zusammen mit anderen Teilen eine große Niederdruckkammer bildet, und ein zweites an dem Druckluftkolben angebrachtes Teil (46) zusammen mit anderen Teilen eine kleine Hochdruckkammer (45), und daß ein erster Druckluftleitungsweg (60, 52, 63, 64, 80, 81, 23, 24) vorgesehen ist, der gesteuert Druckluft gegen eine Stirnfläche (21) des beweglichen Druckluftkolbens leitet, um den Druckluftkolben aus seiner Ausgangslage zu verschieben und dabei hydraulisches Fluid aus den beiden Kammern herauszudrücken, sowie ein zweiter Druckluftleitungsweg (60, 52, 76, 100, 40), der gesteuert Druckluft gegen eines (30) der Teile leitet, um den beweglichen Druckluftkolben in die Ausgangslage zurückzuführen.
2. Booster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Teil eine Ringwand (30) ist, die von der der Stirnfläche (21) entgegengesetzten Seite des Druckluftkolbens absteht, und daß zum Zurückholen des Druckluftkolbens in die Ausgangslage Druckluft gegen das freiliegende Ende der Ringwand geleitet wird.
3. Booster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu den die kleine Hochdruckkammer (45) einschließenden Teilen ein Block (32) gehört, der eine Bohrung hat, in der das zweite Teil (46) des Druckluftkolbens aufgenommen ist, und daß die Ringwand (30) dichtend und verschieblich auf den Block aufgepaßt ist, so daß dazwischen die große Niederdruckkammer gebildet ist, wobei eine zweite Bohrung (36) in dem Block (32) einen Zugang für das hydraulische Fluid zu der großen Niederdruckkammer bildet.
4. Booster nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Reservoir (16) für das hydraulische Fluid, das ringförmig ist

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und mit seiner Innenwand (18) die Ringwand (30) umgibt, wobei die Innenwand (18) und der Block (32) eine Kammer (40) umschließen, die die Ringwand und die Druckluft zur Rückführung dea Druckluftkolbens (20) in seine Ausgangslage aufnimmt.
5. Booster nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerschaltung mit pneumatischen und hydraulischen Gliedern, um Druckluft entweder auf die Stirnfläche (21) des Druckluftkolbens oder gegen das erste Teil (30) zu leiten, wobei in dem ersten Druckluftleitungsweg ein Schnellauspuffventil (83) enthalten ist, das durch den beim Rücklauf des Druckluftkolbens in die Ausgangslage hervorgerufenen Luftdruck umgeschaltet wird und den ersten Druckluftleitungsweg mit einem Auslaß (78) verbindet.
6. Booster nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß das Schnellauepuffventil (83) auf die Zufuhr von Druckluft zur Stirnfläche (21) des Druckluftkolbens anspricht und die Verbindung mit dem Auslaß (78) sperrt.
7. Booster nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung ein verschiebbares Ventilelement (72) enthält, das selektiv die große Niederdruckkammer mit dem hydraulischen Reservoir (16) verbindet und mit dem ein druckluftgeeteuerter Pilotkolben (71) derart funktionell gekoppelt ist, daß das Ventilelement verschoben wird, wenn die gegen das Ventilelement wirkende Kraft, die vom Druck in der Niederdruckkammer aufgebracht wird, die auf den Pilotkolben einwirkende Kraft übersteigt, sowie einen Druckluftregler (53), an dem der Druck der gegen den Pilotkolben wirkenden Druckluft steuerbar ist.
8. Booster nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,, daß von einer Abschluß-

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wand (10) des Zylinders ein zylindrischer Block (32) in Richtung zum Druckluftkolben im Inneren wegsteht und an der gleichen Abschlußwand ein ringförmiges Gehäuse (16) "befestigt ist, das ein hydraulisches Reservoir umschließt, wobei die Innenwand (18) des Gehäuses einen Abstand von dem zylindrischen Block hat und eine Ringwand (30), die das erste Teil des Druckluftkolbens bildet und die große Mederdruckkammer umschließt, in den Zwischenraum zwischen dem Block und dem ringförmigen Gehäuse ragt, und wobei ein Piston (46), der von einer Fläche des Druckluftkolbens (20) wegsteht, sich in eine erste Bohrung des Blockes (32) erstreckt, in der die kleine Hochdruckkammer (45) gebildet ist.
9. Booster nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerschaltung ein pilotgesteuertes Rückschlagventil (50) gehört, das die Rückströmung des hydraulischen Fluids zum Reservoir bei einem Druckabfall der Druckluft in der Steuerschaltung verhindert.
10. Booster nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Arbeitseinrichtung (50), die von dem aus den beiden Kammern ausgestoßenen hydraulischen Fluid gespeist wird, wobei Mittel (58) vorgesehen sind, um eine Rückströmung des hydraulischen Fluids in die beiden Kammern bei einem Abbau des Druckes in der Steuerschaltung zu verhindern.

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