EP0109417A1 - Pneumohydraulischer druckwandler. - Google Patents

Pneumohydraulischer druckwandler.

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EP0109417A1
EP0109417A1 EP83901610A EP83901610A EP0109417A1 EP 0109417 A1 EP0109417 A1 EP 0109417A1 EP 83901610 A EP83901610 A EP 83901610A EP 83901610 A EP83901610 A EP 83901610A EP 0109417 A1 EP0109417 A1 EP 0109417A1
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hydraulic
cylinder
piston
space
hydraulic cylinder
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Bela Zimber
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    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/06—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor involving features specific to the use of a compressible medium, e.g. air, steam
    • F15B11/072—Combined pneumatic-hydraulic systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B3/00—Intensifiers or fluid-pressure converters, e.g. pressure exchangers; Conveying pressure from one fluid system to another, without contact between the fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/21—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge
    • F15B2211/216—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge the pressure sources being pneumatic-to-hydraulic converters

Definitions

  • the invention relates to a pneumohydraulic pressure converter with a pneumatic primary side and a hydraulic secondary side.
  • a gate direction consisting of a pneumatic working cylinder and a hydraulic working cylinder is generally used, in which the piston of the pneumatic working cylinder on the primary side is rigidly connected to the piston of the hydraulic working cylinder on the secondary side.
  • the pressure is converted in relation to the cylinder diameters.
  • the disadvantage of this solution is that the space required by the cylinders continuing to one another cannot be covered in any way.
  • the cost-effectiveness of the device is also adversely affected by the fact that one hydraulic and one pneumatic working cylinder is required, the sophisticated seal between the cylinders and the pistons having to be ensured.
  • the large space requirement and the high cost of the known solution limit the applicability of the device in numerous cases.
  • the aim of the invention was to eliminate the above-mentioned deficiencies and to develop a pneumohydraulic pressure transducer, the space requirement of which is considerably less, and which can also be implemented more cheaply and with much simpler means.
  • the invention is based on the knowledge that the set goal can be achieved if the primary side is designed as a hose and the secondary-side hydraulic cylinder is arranged within or within its strokes.
  • the invention relates to a pneumohydraulic pressure transducer with a pneumatic primary side and a hydraulic secondary side.
  • the pneumatic primary side is formed by a hose cylinder, which has an end face with a cylindrical recess, or the hydraulic cylinder within the cylindrical recess of the
  • End plate is arranged.
  • the piston of the hydraulic cylinder is itself attached to the end plate configured with the cylindrical recess.
  • the solution is extremely space-saving, since, in addition to the fact that the primary side and the secondary side are arranged one inside the other, their stroke also takes up only the space of one stroke.
  • the hydraulic cylinder according to the invention has an inflow space connected to the feed line, and a displacement space which can be separated off by means of the hydraulic piston.
  • the hydraulic piston itself does not even function as a piston, but rather as a displacement body and as a valve element that closes off the connection between the two spaces.
  • the pressure transducer according to the invention is extremely simple and is constructed from relatively inexpensive structural components.
  • the pneumo-hydraulic pressure transducer serving as an exemplary embodiment is arranged in the housing 11.
  • the primary side is formed by a hose cylinder 3, the end face of which is closed with an end plate 2 with the cylindrical recess.
  • the hose cylinder 3 is connected to a pneumatic pressure source via a nozzle 13 configured on a housing 11.
  • the secondary side of the pneumo-hydraulic pressure transducer is formed by a hydraulic cylinder 4, which is arranged in such a way that it lies on the primary-side hose cylinder 3 or within the recess in the end plate 2.
  • the piston 5 of the hydraulic cylinder 4 is attached to the end plate 2 of the hose cylinder 3.
  • the hydraulic cylinder 4 itself has an inflow space 7 connected to an inflow line 6 and a displacement space 8.
  • the displacement space 8 is connected to an outflow line 14.
  • a partition 9 is provided between the inflow space 7 and the displacement space 8, in which a seal 10 is arranged.
  • the seal cooperates with the piston 5 itself, as a result of which the inflow space 7 and the displacement space 8 are separated from one another.
  • the hydraulic cylinder is also provided with a seal 15 above the inflow space 7.
  • a compression spring 12 holds the hose cylinder 3 in its basic position.
  • the pneumo-hydraulic pressure converter works as follows:
  • Compressed air is introduced into the interior of the hose cylinder 3 via the connection piece 13, whereupon it expands or moves downwards in the direction of the end plate 2 and pushes the piston 5 of the hydraulic cylinder on the secondary side in front of it.
  • the piston 5 leaves the inflow space 7 and reaches the seal 10
  • it closes the path between the inflow space 7 and the displacement space 8
  • the end plate of the cylinder 3 returns to its basic position due to the action of the spring 12 and also pulls the piston 5 back. Now the path between the inflow space 7 and the displacement space 8 is opened again.
  • the pressure converter according to the invention can be used to carry out the work, in which case so-called suction pressure valves or check valves must actually be inserted into the inflow line 6 or inserted into the outflow line. If the pressure transducer is used as a pump, it seems expedient to keep several pressure transducers in operation, but in a shifted cycle, in order to reduce the pulsation or to achieve a more even delivery.

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Description

Pneumohydraulischer Druckwandler
Die Erfindung betrifft einen pneumohydraulischen Druck wandler mit einer pneumatischen Primaerseite und einer hydraulischen Sekundaerseite.
Auf zahlreichen Gebieten der Technik besteht die Nötig keit aus pneumatischer Energie durch die Transformation des Druckes eine hydraulische Energie zu erzeugen. Zu diesem Zwecke wird im allgemeinen eine aus einem pneumatischen Arbeitszylinder und einem hydraulischen Arbeitszylinder bestehende Torrichtung verwendet, bei der der Kolben des sich an der Primaerseite befindenden pneumatischen Arbeitszylinders mit dem Kolben des sich an der Sekundaerseite befindenden hydraulischen Arbeitszylinders steif verbunden ist. Der Druck wird im Verhaeltnis zu den Zylinderdurchmessern umgewandelt In vielen Faellen besteht jedoch der Nachteil dieser Lösung darin, dass der von den einander fortsetzenden Zylindern bedingte Raumbedarf keineswegs bedeckt werden kann. Die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung wird auch dadurch beeintraechtigt, dass je ein hydraulischer und ein .pneumatischer Arbeitszylinder benötigt ist, wobei die anspruchsvolle Dichtung zwischen den Zylindem und den Kolben sicherzustellen ist. Der grosse Raumbedarf, sowie der hohe Kostaufwand bei der bekannten Lösung beschraenken in zahlreichen Faellen die Anwendbarkeit der Vorrichtung.
Der Erfindung wurde das Ziel gesetzt die erwaehnten Mangelhaftigkeiten zu beseitigen und einen pneumohydraulischen Druckwandler zu entwickeln, dessen Raumbedarf wesentlich geringer ist, desweiteren billiger und mit viel einfacheren Mitteln realisiert werden kann. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das gesetzte Ziel erreicht werden kann, wenn die Primaerseite als ein Schlauch ausgestaltet wird und innerhalb dessen, bzw. innerhalb dessen Hubs der sekunderseitige hydraulische Zylinder angeordnet wird.
Demnach bezieht sich die Erfindung auf einen pneumohydraulischen Druckwandler mit pneumatischer Primaerseite und hydraulischer Sekundaerseite.
Das Wesen der Erfindung liegt darin, dass diepneumatische Primaerseite durch einen Schlauchzylinder gebildet ist, der über eine Stirnflaeche mit einer zylindrischen Vertiefung verfügt, bzw. der hydraulische Zylinder innerhalb der zylindrischen Vertiefung der
Stirnplatte angeordnet ist. Der Kolben des hydraulischen Zylinders ist an der mit der zylindrischen Vertiefung ausgestalteten Stirnplatte selbst befestigt.
Die Lösung ist aeusserst raumersparend, da darüber hinaus, dass die Primaerseite und die Sekunderseite ineinander angeordnet sind, beansprucht deren Hub auch nur den Raum eines Hubes.
Um die anspruchsvolle Dichtung bei dem Kolben bzw. bei dem hydraulischen Kolben vermeiden zu können, hat der erfindungsgemaesse hydraulische Zylinder einen mit der Zufuhrleitung verbundenen Zuflussraum, sowie einen davon mit Hilfe des hydraulischen Kolbens abtrennbaren Verdraengeraum. Der hydraulische Kolben selbst funktioniert in dem Verdraengeraum nicht einmal als ein Kolben, sondern als ein verdraengender Körper, sowie als ein, die Verbindung zwischen den beiden Raeumen abschliessendes Ventilelement. Der erfindungsgemaesse Druckwandler ist aeusserst einfach und ist aus verhaeltnismaessig billigen strukturellen Bestandteilen aufgebaut.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles, mit Hilfe der beiliegenden Zeichnung - die den erfindungsgemaessen Druckwandler in Schnitt darstellt - naeher erlaeutert.
Der als Ausführungsbeispiel dienende pneumo-hydraulische Druckwandler ist im Gehaeuse 11 angeordnet. Die Primaer seite wird durch einen Schlauchzylinder 3 gebildet, dessen Stirnseite mit einer Stirnplatte 2 mit der zylindrischen Vertiefung abgeschlossen ist. Der Schlauch zylinder 3 steht über einen auf einem Gehaeuse 11 ausgestalteten Stutzen 13 mit einer pneumatischen Druckquelle in Verbindung. Die Sekundaerseite des pneumo hydraulischen Druckwandlers wird von einem hydraulischen Zylinder 4 gebildet, der so angeordnet ist, dass er an dem primaerseitigen Schlauchzylinder 3, bzw. innerhalb der Vertiefung der Stirnpiatte 2 liegt. Der Kolben 5 des hydraulischen Zylinders 4 ist an der Stirnplatte 2 des Schlauchzylinders 3 befestigt. Der hydraulische Zylinder 4 selbst verfügt über einen mit einem Zuflussleitung 6 verbundenen Zuflussraum 7 und einen Verdraengeraum 8. Der Verdraengeraum 8 ist mit einer Ausflussleitung 14 verbunden. Zwischen dem Zuflussraum 7 und dem Verdraengeraum 8 ist eine Trennwand 9 vorgesehen, in der eine Dichtung 10 angeordnet ist. Die Dichtung arbeitet mit dem Kolben 5 selbst zusammen, wodurch der Zuflussraum 7 und der Verdraengeraum 8 voneinander abgetrennt werden. Selbstverstaendlich ist der hydraulische Zylinder auch über dem Zuflussraum 7 mit einer Dichtung 15 versehen. Eine Druckfeder 12 behaelt den Schlauchzylinder 3 in seiner Grundstellung.
Der pneumo-hydraulischer Druckwandler funktioniert, wie folgt:
Über den Stutzen 13 wird Pressluft in das Innere des Schlauchzylinders 3 eingeführt, worauf er sich ausdehnt, bzw. in Richtung der Stirnplatte 2 nach unten faehrt und den Kolben 5 des sekundaerseitigen hydraulischen Zylinders vor sich schiebt. Sobald der Kolben 5 den Zuflussraum 7 verlaesst und die Dichtung 10 erreicht, schliesst er den Weg zwischen dem Zuflussraum 7 und dem Verdraengeraum 8 ab, gleichzeitig presst er waehrend seines Fortschreitens unter einem hohen Druck aus dem Verdraengeraum 8 das Öl über die Ausflussleitung 14 aus. Wenn aber der Strom der Pressluft in den Schlauchzylinder 3 aufhöbt, kehrt die Stirnplatte des Zylinders 3 auf Wirkung der Feder 12 in ihre Grundstellung zurück, und zieht auch den Kolben 5 zurück. Jetzt wird der Weg zwischen dem Zuflussraum 7 und dem Verdraengeraum 8 wiederum freigegeben.
Ausserdem kann der erfindungsgemaesse Druckwandler zur Arbeitdurchführung verwendet werden, in diesem Fall müssen eigentlich sogenannte Saug-Druckventile, bzw. Rückschlagventile in die Zuflussleitung 6 eingesetzt bzw. in die Ausflussleitung eingefügt werden. Wenn der Druckwandler als Pumpe verwendet wird, scheint es zweckmaessig mehrere Druckwandler parallel, aber in einem verschobenen Takt zwecks Verringerung der Pulsierung, bzw. Erreichens einer gleichsaessigeren Förderung in Betrieb zu halten.

Claims

Patentansprüche:
1. Pneumo-hydraulischer Druckwandler mit einer pneumatischen Primaerseite und einer hydraulischen Sekundaer seite, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die pneumatische Primaerseite durch einen Schlauchzylinder /3/ gebildet ist, der eine Stirnplatte /2/ mit einer zylindrischen Vertiefung aufweist, waehrend der die hydraulische Sekundaerseite bildende hydraulische Zylin der auf dem Schlauchzylinder /3/ bzw. innerhalb der
Vertiefung der Stirnplatte /2/ derweise angeordnet ist, dass der Kolben /5/ des hydraulischen Zylinders /4/ an der mit der zylindrischen Vertiefung ausgestalteten Stirnplatte /2/ befestigt ist.
2. Druckwandler nach Anspruch 1, dadurch g e k e nn z e i ch n e t, dass der hydraulische Zylinder /4/ einen mit der Zuflussleitung /6/ verbundenen Zuflussraum /7/ und einen davon mittels des hydraulischen Kolbens /5/ abtrennbaren Verdraengeraum /8/ aufweist.
3. Druckwandler nach Anspruch 2, dadurch g e k e nn z e i c hn e t, dass sowohl der Zuflussraum /7/, wie auch der Verdraengeraum /8/ mit einem grösseren Querschnitt , als der Querschnitt des Kolbens /5/ ausgestaltet sind, desweiteren die zwischen den beiden Raeumen angeordnete Trennwand /9/ mit einer mit dem Mantel des Kolbens /5/ kooperierende Dichtung /10/ aufweist.
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EP0109417A4 EP0109417A4 (de) 1984-08-10
EP0109417B1 EP0109417B1 (de) 1986-11-26

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