DE903900C - Hydraulischer Druckwandler - Google Patents

Description

• Hydraulischer Druckwandler Der Grundgedanke eines hydraulischen Druckwandlers ist ein großer Kolben, der mit einem kleinen Kolben in der gemeinsamen Längenachsrichtung fest miteinander verbunden ist. Dieser Doppelkolben ist in einem Zylinder, der wiederum den Kolbendurchmessern entsprechend zwei Bohrungen aufweist. Wird nun die große Kolbenfläche hydraulisch belastet, so entsteht an der gegenüberliegenden kleinen Kolbenfläche derselbe Druck, jedoch auf die kleine Kolbenfläche verteilt, was die Belastung auf die Quadrateinheit im Verhältnis der großen zur kleinen Kolbenfläche erhöht. Solche Druckwandler haben den Nachteil, daß sie nur so viel Druckmittel in eine andere Druckstufe verwandeln, wie der entsprechende Zylinder hubmäßig Inhalt besitzt. Der Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, die fortwährend druckwandelnd wirkt, die von einer Niederdruckpumpe gespeist und in Betrieb gehalten wird, sofern ihr eingebautes Kernstück noch in Drehbewegung versetzt wird.
• Die Förderleistung des Druckwandlers ist abhängig vom Kolbenflächenverhältnis; demgemäß steht die Hochdruckfördermenge zur Niederdruckfördermenge oder umgekehrt. An Hand der Zeichnung werden die Wirkungsweise und der Aufbau eines Druckwandlers, wie er Gegenstand der Erfindung ist, beschrieben.
• Die Zeichnung stellt ein Schema dar, bei dem z. B. eine Niederdruckstufe in eine Hochdruckstufe gewandelt wird, wobei in Fig. i in einem Längsschnitt der Schnittebene A-B-C-D-E der Fig. 2 die beiden Kolhenendstellungen sowie die Ein- und Auslaßkanalanschlüsse gezeigt «-erden und in Fig. 2 ein Querschnitt an der Schnittebene F-G der Fig. i die Anordnung von beispielsweise fünf Zylindern und Kolben sowie die Ein- und Auslaßkanalanschlüsse darstellt.
• Der hydraulische Druckwandler besteht aus einer Hülse a, in der die Anschlüsse 1t1 bis 1t8, die alle in einer Ebene angeordnet sind, vorhanden sind. In der Bohrung b ist das Kernstück d drehbar gelagert. Das Kernstück d enthält die Zylinderbohrungen e1 bis e5, die vorteilhafterweise gleichmäßig über den Umfang verteilt sind. Je nach der Konstruktion können mehr oder weniger Zylinderbohrungen angeordnet werden. Die ungerade Anzahl dieser Zylinder erhöht durch die Überschneidung den gleichmäßigen Fluß des Druckmittels. Die Zylinderbohrungen e1 bis e5 sind an ihren Enden dicht verschlossen, im Beispiel der Fig. i mit gut festsitzenden Rundteilen f, die noch gegen Herausdrücken in axialer Richtung mit Sprengringen g einseitig gesichert sind. In den verbleibenden inneren Zylinderräumen befinden sich die Kolben, die verschiedene Durchmesser haben, nämlich die großen, hl bis 1a5, für :den. Niederdruck und die kleinen. auf der einen Seite der großen Kolben mit k1 bis k5 und auf der anderen mit k6 bis klo bezeichnet, für den Hochdruck. Dies trifft auch in der weiteren Beschreibung öfters zu, z. B. für die kleinen Kolben, die mit rnl bis mlo gekennzeichnet sind. Diese kleinen Kolben sind in eingesetzten und nach beiden Seiten in axialer Richtung gesicherten Hülsen ial bis -n1, geführt. Die axialen Sicherungen sind zweckmäßig mit Sprengringen p erreicht.
• Durch diese Ausbildung sind in jeder Bohrung e1 bis e5 je viermal fünf für sich getrennte Zylinderräume gebildet, die in Fig. i mit q1 bis q5, r1 bis r5, s1 bis s5 und t1 bis t5 bezeichnet sind. Die Ein- und Auslaßkanalanschlüsse sind mit u1 und u., 113 und 1t4, 11, und u6 sowie mit 1t7 und 1t8 bezeichnet. Ferner besitzt jeder abgeschlossene Zylinderraum noch eine radiale Bohrung. Diese sind mit v1 bis v5, w. bis w., x1 bis x5 sowie y1 bis v5 bezeichnet. Diese Bohrungen können nach den Ein- und Auslaßkanalanschlüssen u noch kegelig angesenkt sein, wodurch das Arbeiten des Druckwandlers eine bessere Gleichförmigkeit erreicht. Diese Ansenkungen sind nicht eingezeichnet, ebenso nicht die Rohrleitungsverbindungen, die die Einlaßkanalanschlüsse u1, 1t2, 113 und u4 zu einem Anschlußwert vereinigen,- und zwar zum Anschluß an die Niederdruckleitung. Die Auslaßkanalanschlüsse it, und zt, sind ebenfalls durch eine Rohrleitung zu einem Anschlußwert miteinander verbunden, aus dem das Niederdruck-Druckmittel nach erfolgter Entspannung drucklos in den Druckmittelbehälter abfließen kann. Ferner sind die beiden Auslaßkanalanschlüsse u7 und u8 zu einem Anschlußwert mit einem ebenfalls nicht gezeichneten Sammelrohr verbunden, aus dem die Hochdruckleitung mündet.
• In Fig. i stehen die Zylinderräume q1 und r1 unter dem Einfluß des Niederdruck-Druckmittels. Dieses hat den Kolben- nach rechts gedrückt und das Druckmittel, welches im Zylinderraum s1 war, zum drucklosen Abfließen über die Bohrung x1 und Auslaßkanalanschluß it, gebracht. Das Druckmittel, welches im Zylinderraum t1 und zunächst drucklos war, wurde vom entsprechenden Kolbenvolumen des kleinen Kolbenteiles k. über die Bohrung y1 und q7 verdrängt, und zwar als Hochdruck-Druckmittel. Auf der Niederdruckseite des Kolbens wird die große Kolbenstirnfläche beaufschlagt und auf der Hochdruckseite die kleine Kolbenstirnfläche. Entsprechend dem Kolbenstirnflächenverhältnis wird der Niederdruck in Hochdruck gewandelt. Das in Drehung befindliche Kernstück d (in Pfeilrichtung Fig. i) erreicht nach Durchschreiten des Winkels a in Fig. 2 die untere Stellung in Fig. r. Dort werden die Zylinderräume s4 und t4 unter dem Einfluß des Niederdruck-Druckmittels mit diesem gefüllt und der Kolben nach links gedrückt, wobei sich das entspannte Druckmittel des Zylinderraumes r4 über die radiale Bohrung w4 und Auslaßkanalanschluß it, entleert hat und wieder in den Druckmittelbehälter abfließt.
• Im Zylinderraum q4 wurde das Druckmittel vom kleinen Kolben über die radiale Bohrung v4 und Auslaßkanalanschluß it8 verdrängt, und zwar als Hochdruck-Druckmittel.
• Die Vorgänge sind an der oberen Seite nach der rechten Kolbenbewegungsrichtung dieselben wie an der unteren Seite nach der linken Kolbenbewegungsrichtung. Beim beschriebenen Druckwandlerbeispi.el mit fünf Zylinderbohrungen und Kolben, die über den Umfang des Kernstückes d verteilt sind, macht jeder Kolben fünf Bewegungen nach der rechten Saite und fünf Bewegungen nach der linken Seite auf eine Umdrehung des Kernstückes, wodurch eine große Druckmittelgleichförmigkeit des Hochdruckflusses erreicht wird. An Stelle von zwei Ein-und Auslaßkanalanschlußreihen können auch vier, sechs oder mehr am Umfang der Hülse a. angeordnet sein, wodurch die Kolbenhubzahl verdoppelt, verdreifacht oder noch weiter erhöht werden könnte.
• Der Druckwandler kann auch so gestaltet werden, daß man die Zylinder und Kolben in die Hülse a legt und die Druckmittelzu- und -abfuhr in das Kernstück verlegt. In diesem Fall bleibt das Kernstück stehen, und die Hülse wird gedreht.
• Ferner ist eine dritte Möglichkeit vorhanden, nämlich die, bei der sich das Kernstück dreht, aber nur Druckmittelsteuerkanäle enthält und die Zylinder und Kolben in einer feststehenden Hülse sind und die Hauptrohranschlüsse in der Hülse liegen.

Claims (1)

1. PATEN7ANSPRQCHr: i. Hydraulischer Druckwandler mit fast gleichförmig arbeitendem Hochdruck-Druckmittelfluß, dadurch gekennzeichnet, daß in einem geschlossenen Baukörper mehrere einzelne Druckwandler untergebracht sind, die unter dem periodisch wechselnden Einfluß von einer oder mehreren Reihen von Ein- und Auslaßkanalanschlüssen für das Medium von innen oder außen her stehen. ?. Hydraulischer Druckwandler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der abwechselnde Einfluß auf die einzelnen Druckwandler durch die Drehung einer besonderen Steuerwelle oder Steuerhülse bewirkt wird. 3. Hydraulischer Druckwandler nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwelle oder Steuerhülse feststeht und das druckwandlertragende Teil unter Drehbewegung steht. q.. Hydraulischer Druckwandler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwandler in radialer oder axialer Richtung in ihrem tragenden Teil angeordnet sind. Hydraulischer Druckwandler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwandler nach zwei Seiten wirken.