EP1423614B1 - Druckübersetzer - Google Patents

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Publication number
EP1423614B1
EP1423614B1 EP02701161A EP02701161A EP1423614B1 EP 1423614 B1 EP1423614 B1 EP 1423614B1 EP 02701161 A EP02701161 A EP 02701161A EP 02701161 A EP02701161 A EP 02701161A EP 1423614 B1 EP1423614 B1 EP 1423614B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
piston
cylinder
transformer
cylinders
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02701161A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1423614A2 (de
Inventor
Günter Reiplinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Reiplinger & Cokg GmbH
Original Assignee
Reiplinger & Co KG GmbH
Reiplinger & Cokg GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Reiplinger & Co KG GmbH, Reiplinger & Cokg GmbH filed Critical Reiplinger & Co KG GmbH
Publication of EP1423614A2 publication Critical patent/EP1423614A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1423614B1 publication Critical patent/EP1423614B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Definitions

  • the invention relates to a pressure intensifier according to the preamble of patent claim 1.
  • Such pressure booster are known to the applicant and are offered as a pneumatic / hydraulic component, for example, according to the illustration of Figure 1.
  • a pneumatic pressure is exerted on a piston with a larger area. This results in a larger pressure on the piston with the smaller area.
  • On the pressure side for example, a hydraulic oil can be used.
  • pressure intensifiers prints can be produced in the ratio of 1:40.
  • the type pressure intensifier can be used wherever high pressures must be present for short strokes. Applications include punching, embossing, signing, deep drawing, clamping, shearing, bending and straightening.
  • a movement of the piston of the cylinder (meaning here the larger piston) due to a pressurization by a mechanical connection of this piston with a translation piston of a pressure cylinder (meaning here the smaller piston) is transmitted to the translation piston of the impression cylinder.
  • the translation piston of the impression cylinder has a smaller area than the piston of the cylinder, which is pressurized.
  • Various media can be used for pressure transmission, such as compressed air, oil, water or other gases and liquids. These media may also be different on the low pressure side than the high pressure side.
  • a cylinder with a piston on the side of low pressure there may also be used a plurality of cylinders with a plurality of pistons.
  • a pressure booster is known in which by means of two interconnected pistons a transmission piston is driven.
  • the two pistons are connected to one another in such a way that in the connection there is a hollow cylindrical receptacle which forms the pressure cylinder.
  • the translation piston is arranged to be movable.
  • the present invention has for its object to provide a pressure intensifier in such a way that it is more versatile in terms of its applications.
  • the at least one piston is mechanically connected to the pressure cylinder, wherein the pressure is built up by the movement of the pressure cylinder relative to the translation piston in the pressure cylinder, wherein the translation piston of the pressure cylinder has a smaller area than the at least one piston of at least one cylinder, wherein at least one further piston of at least one further cylinder is present, wherein said at least one further cylinder as well as the at least one associated piston are formed as a hollow cylinder, wherein the transmission piston is arranged in the hollow cylindrical recess.
  • the space surrounding the pressure cylinder is used as an additional cylinder space to feed pressure.
  • the transmission piston has a bore in the axial direction, which is formed as a channel for the pressure medium between the pressure cylinder and the working cylinder.
  • an additional channel must be provided to direct the print medium from the printing cylinder in a working cylinder, for example a punching device or the like.
  • the individual cylinders are separated by separating flanges, which act as support surfaces for the respective pistons.
  • the pressure can be introduced into the individual cylinders, in that the pistons can then be supported accordingly in order to be able to pass on the movement into the pressure cylinder.
  • the pressure setting in the cylinders takes place pneumatically.
  • the impression cylinder is hydraulically formed.
  • the pneumatic and hydraulic systems are atmospherically separated by a leakage channel.
  • the translation piston forms a pressure cylinder on both sides of the piston surface, each of these pressure cylinder is connected via a check valve with a supply of the pressure medium and with an output line for the pressure medium, wherein during the movement of the piston of the cylinder the pressure cylinder compresses the pressure medium to the output line and the other pressure cylinder sucks pressure medium.
  • both cylinders are hollow cylindrical with the associated piston, wherein a translation piston is connected on both sides by support rods with support flanges, wherein the support rods are guided by the hollow cylindrical recesses, wherein two pressure cylinders are formed, one of which in each case one Side of the transmission piston is formed with an annular chamber in the cylinder wall.
  • the transmission piston is connected by means of a pull rod with one of the piston of the cylinder, wherein the pull rod extends in the opening of an annular chamber, which with the Translation piston forms a first pressure cylinder, wherein the side wall of the transmission piston with the support flange and the other side of the transmission piston forms a second pressure cylinder.
  • a pressure relief valve in the transmission piston is provided for feeding of pressure medium in the first pressure cylinder.
  • both pressure chambers of the pressure cylinders can advantageously be supplied with pressure medium via an external connection of the pressure booster.
  • a plurality of printing cylinders are coupled with respect to their moving parts.
  • a pressure booster with at least one cylinder and at least one pressure cylinder on a sealing system such, consisting of a first seal, a receiving chamber and a second seal, wherein the first seal between the low-pressure chamber and the receiving chamber is arranged and at an overpressure of Low-pressure chamber against the receiving chamber has a sealing effect and continues with an overpressure of the receiving chamber opposite the low-pressure chamber is permeable, the second seal acts sealingly regardless of the pressure conditions between the receiving chamber and the chamber of the at least one pressure cylinder.
  • the pressure medium in the low-pressure chamber can be sealingly held by the first seal in the low-pressure chamber during compression. Any losses lead to a compression of the pressure medium in the low pressure chamber that the pressure medium from the low pressure chamber flows into the receiving chamber. If the pressure medium of the low-pressure chamber is relaxed again, the pressure medium from the receiving chamber flows back into the low-pressure chamber due to the first seal. Leakage losses can be largely avoided. Due to the second seal, the pressure medium in the pressure cylinder is sealed against the receiving chamber.
  • a pressure booster with at least one cylinder and at least one pressure cylinder is designed so that a damping material is applied to the abutment surface of the piston on the cylinder wall and / or on the abutting in the end position of the piston surface and that on the abutment surface of the piston the cylinder wall and / or on the abutting in the end position of the piston surface a nose is attached.
  • the stop is advantageously damped when reaching the end position of the piston relative to the cylinder.
  • FIG. 1 shows a pressure booster 1.
  • a movement of the low-pressure piston 2 of the cylinder 3 is transmitted to the transmission piston 4 of the pressure cylinder 5 as a result of pressurization by a mechanical connection of this low-pressure piston 2 with a transmission piston 4 of a pressure cylinder 5.
  • the transmission piston 4 of the pressure cylinder 5 has a smaller area than the low-pressure piston 2 of the cylinder 3, which is pressurized.
  • an atmospheric pressure opening 7 can be seen, with which the upper side of the cylinder 3 is connected to atmospheric pressure.
  • FIG. 2 shows a pressure booster with two low-pressure pistons 2, which are firmly connected to one another by the pressure cylinder 5.
  • the two low-pressure piston 2 almost doubling of the achievable high pressure is achieved with the same space with the same Baurum.
  • the transmission piston 4 is extended as a pull rod 12 and bolted to the Nieder Kunststoffstützflansch 10 firmly. On the opposite side of the transmission piston 4 is guided through the intermediate flange 11 and bolted to the nut 54.
  • the Switzerlandstangenverinrung 12 of the transmission piston 4 allows a translation to almost infinite, which is not possible with the known pressure intensifier by an extremely thin translation piston.
  • the translation piston 4 itself can be particularly advantageous as shown here simultaneously designed as a pull rod 12, which makes the pressure intensifier much cheaper.
  • the pressure cylinder 5 is formed as an annular chamber between the connection of the two low-pressure piston 2 and the extension of the tie rod 12. Through the pull rod 12 through a high pressure passage 8 is stirred, via which the pressure medium can be output to a working cylinder.
  • a sealing system is shown in the pressure booster shown in Figure 2.
  • the sealing system is designed for leakage return so that leakage from the low pressure chamber 50 via the one-way (first) seal 51 is held back by the double-acting (second) seal 52 and initially collects in the receiving chamber 53 and builds up a pressure.
  • the pressure from the receiving chamber 53 builds up into the receiving chamber 53 via the (first) seal 51, which opens like a check valve.
  • the pressure medium for example oil
  • the provision of the system is carried out by the pressurization of port 13, a spring, not shown here or by the backward displacement of the oil by a working cylinder, not shown here.
  • the leakage return system of the first seal 51 and the second seal 52 replaces the otherwise costly pressure medium separation through a channel to the free atmosphere.
  • the pressure booster can also be equipped with a Oszilliersteuerung as this will be explained in the following figures.
  • the pressure translator shown in Figure 3 is double-acting. This means that in each of the two directions of movement, the high-pressure medium is displaced, wherein at the same time high-pressure medium is sucked in on the other side.
  • the difference to the pressure booster of Figure 2 also consists in that the transmission piston 4 acts as a separating and supporting piston between the two sides and it is formed on both sides as Glasankerverinrung 12. On both inner sides of the low-pressure flanges 10 elastic stop damping 14 are installed.
  • the low-pressure piston 2 is designed with the wedge-shaped and rounded nose 55,
  • the Oszilliersteuerung consists of a control valve 15, which is designed as a 3/2-way valve, the pilot valve 16 and the signal venting valve 17.
  • the control valve 15 may also be a 4/2-way valve.
  • the suction valves 18 and pressure valves 19 are used for external pressure medium separation.
  • the reservoir 20 can be an open or closed system. Gases can also be a supply line.
  • control valve 15 By pressurizing the control valve 15, the movement of the piston 2 with the pressure cylinder 5 begins. The direction is dictated by the initial position of the control valve. The pressure medium is sucked from one side via the suction valve 18 and discharged at the other via the pressure valve 19 to the consumer. After touching the low-pressure piston 2 with the pilot valve 16, the control valve 15 is switched over from the signal pressure and the pistons move in the opposite direction until the signal venting valve on the opposite side touches and the signal pressure is vented and the control valve switches back.
  • the illustrated nose 55 of the low-pressure piston 2 in conjunction with the stop damping 14 brings next to the extremely short damping and a scrubprallefFeh-t, which has a higher stroke frequency and life extension result.
  • the schematic representation of a pressure booster of Figure 4 differs from the illustrations of Figures 2 and 3, characterized in that the transmission piston 4 is movable and connected to the low-pressure piston 2 via the piston rod 23 fixed is.
  • a check valve 22 is arranged, which can flow the pressure medium only in the annular chamber 56. The discharge of this pressure medium via the annular channel 24, through the high pressure passage 8 and the double check valve 21 to the consumer.
  • the two low-pressure pistons 2 are firmly connected to each other by the connecting cylinder 25.
  • the connecting cylinder can also be replaced by at least two tie rods similar to the representation of FIG.
  • the double check valve 21 replaces two individual check valves and a T-connection.
  • the control valve 57 which is designed as a pulse valve and secured in both positions with magnets which each prevent a dead center position of the valve spool, an oscillating movement is achieved. But it is also a control comparable to that shown in Figure 3 possible.
  • control valves can also be used in other pressure intensifiers.
  • the main advantage of these control valves is that the moving parts of the control valve are pulled or pushed defined by the magnets in the end position.
  • the control valve is mechanically actuated (directly or by pressurization), so that the movable parts of the control valve against the magnetic force from the one end position can be solved and moved at least as far in the direction of the other end position, that this through there as well defined magnetic forces defined is achieved. So it is always a defined operating point of the control valve achieved without this "hangs" between the operating points.
  • the low-pressure piston 2 is moved in the direction Niederdruckstützflansch 10.
  • the transmission piston 4 is taken along, wherein the pressure medium from the annular chamber 56 is displaced by the annular channel 24 and the high pressure passage 8 via the double check valve 21 to the consumer.
  • 18 pressure medium is sucked into the chamber 58 via the suction valve.
  • the print medium is partly displaced via the check valve 22 in the annular chamber 56 and the other part corresponding to the volume of the piston rod 23 through the pressure support flange 9 and the high pressure passage 8 via the double check valve 21 to the consumer.
  • the direction reversal takes place.
  • the movable, double-acting transmission piston 4 with the integrated check valve 22 and the annular channel 24 allows to attach all ports on one side. This results in a simple Anflanschönkeit without sacrificing space savings or pressure increase by the multiple drive concept.
  • control valve 57 is formed as a pulse valve. This is integrated into the intermediate flange 11, whereby Um. tenuventile can be avoided with the necessary line expense.
  • a pressure booster can be seen, which corresponds to the essential principles of the representation of Figure 3.
  • a pressure intensifier according to the illustration of Figure 5 has in addition to the translation and a flow divider function or a metering function. It can be brought into a very precise, same position so independent working cylinder with very inexpensive means. In this case, a possible different reaction force does not matter.
  • the number of printing cylinders can be arbitrary and, for example, more than two. Also, the print volumes may be different if differential positions are required.
  • This multiple pressure translator system can in principle also be used in other embodiments of pressure intensifiers. It is essential that the moving parts of the pressure booster - in the example shown in Figure 5, the impression cylinder 5 - are interconnected.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of the pressure booster. You can see a section through a hydropneumatic. Pressure booster, which has a low-pressure piston 2, which is connected in the embodiment shown with 2 tie rods 26 with a low-pressure ring piston 59. The tie rods are provided with air channels 27, so that external connection channels between the two low-pressure piston can be omitted.
  • Both pneumatic systems are separated by the separating flange 28.
  • a translation piston 4 can be seen, which is firmly connected to the low-pressure piston 2.
  • the pressure cylinder 5 includes the oil reservoir 60.
  • the pressure cylinder 5 is fixedly connected to the separating flange 28 and forms together with the separating flange 28, the support bearing of the working piston 29th
  • the low-pressure pistons 2 connected to at least two tie rods 28.
  • the pressure cylinder 5 is advantageously connected fixedly to the intermediate flange of the working cylinder. This requires a high stability and a fast transfer of pressure medium.
  • FIG. 7 shows a representation of a pressure booster and a working cylinder combination, which consists of a combination of the representation according to FIGS. 2 and 6.
  • the transmission piston 4 is fixedly connected to the working piston 29 and extended to the stopper rod 33 and is guided through the pressure cylinder 5 and the low-pressure flange 10 therethrough.
  • the protruding end is provided with an adjustable stop 34. This stop actuates when striking the valve 36, from which the end of the lifting process is acknowledged to a process control.
  • the protective hood 37 avoids a risk of injury.
  • the working piston 29 is provided with an anti-rotation pin 38. This is supported in the rod flange 39 and in the separation flange 28. In the working piston 29, the bolt is sealed on both sides. The bolt is advantageously guided tangentially through the leakage channel 30, whereby a pressure medium mixing is prevented.
  • This anti-rotation pin 38 proves to be advantageous. It can be seen that this can also be used in other pressure translators.
  • the stop allows a precise, adjustable stroke limitation, which is absolutely necessary for example in a label punching.
  • the effort for this is minimal, since most parts are already needed for the pressure intensifier.
  • Advantageously can be replaced by the anti-rotation bolt, the usual complex ancillary equipment.
  • the valve 36 receives its supply energy from the pressure chamber, so that only one signal line is required and the diversion is saved. Without much additional effort can be used by the valve, the pressure booster in an automatic sequence.
  • Figure 8 shows a schematic representation of a pressure booster working cylinder combination.
  • This combination includes a working cylinder comparable to the representation of Figure 6 and a pressure booster comparable to the representation of Figure 7. It can be seen here that the transmission piston 4 is not extended by other functional parts.
  • the pressure cylinder 5 is guided out through the low-pressure piston 2 and through the Niederbuchstützflansch 10 as filling and venting stub 40 and closed with a cap 41.
  • the spring 43 sets the pressure medium in the rest position and at start under a pressure which is slightly above that of the free atmosphere. By removing the cap 41, the spring is relaxed and thus allows safe venting and filling. Advantageously, therefore, the spring 43 can be relaxed.
  • the rod flange 39 and the rod end 42 are formed directly as a tool holder and guide.
  • the filling and bleeding nozzle simplifies the filling with liquid pressure medium, the fill level control and during service the bleeding after the entry of air into the hydraulic fluid.
  • the rod flange is also designed as a tool guide, whereby the tool costs are reduced and the tool can be downsized. This is the tool that is to be attached to the intensifier.
  • the pressure medium is pressurized, whereby a seepage of air is prevented.
  • the bias is released by unscrewing the cap.
  • Figure 9 shows the representation of a working cylinder side portion of a pressure booster.
  • the high-pressure medium does not act on the piston but on the rod side.
  • the pressure medium is passed through the piston 29 and exits the rod side.
  • the working piston performs a relative movement to the direction of movement of the printing cylinder 5.
  • the working piston 29 acts pulling in contrast to the figures 6 to 8, in which it acts oppressive.
  • the reversal of the direction of force is basically possible with all pressure intensifiers with working cylinders. This applies in particular to pressure intensifiers, which are already known in the art from the prior art.
  • the pressure medium channel can exit on the piston side in a pushing or rod-like manner.
  • FIG. 10 shows the illustration of a further exemplary embodiment of a pressure intensifier which differs from the representations of FIGS. 2 to 8. It can be seen that the drawbar 12 is designed as a pure connecting rod without piston. It is also used as a control channel 45. The connecting cylinder 25 is only a pure connection of the piston 2. The suction valves 18 and the pressure valves 19 are installed in the intermediate flange 11. The two pressure cylinders 61, 64 are bounded on the outside by the cylinder tubes 47.
  • the pressure medium which may be compressed air, for example, is fed by the control valve 15 into the cylinder 64 and the cylinder 61.
  • the cylinders 64 and the cylinder 61 collectively compress the air in the cylinder 63 to a little over twice the pressure exiting via the exhaust valve 19a.
  • the control valve 15 is switched.
  • the cylinder 64 is vented via the quick exhaust valve.
  • In the cylinder 62 and the cylinder 63 is fed by the control valve 15 compressed air.
  • the cylinders 62, 63 compress the compressed air present in the cylinder 61 to just over twice the pressure. This compressed air exits via the outlet valve 19b.
  • the pressure in the control channel 45 is reduced.
  • the control valve 15 switches over and the system compresses again in the other direction.
  • a central pull rod is present, which can also be used as a control line. All flanges can thus be produced in the much cheaper round design.
  • the flange 10 can be designed as a base plate for an ISO standardized base plate valve, which greatly simplifies worldwide service.
  • the quick exhaust valves 46 increase the output by 20-30%.
  • the damping lugs 55 cause a progressive stop, which prolongs the life considerably.
  • inputs and outputs are advantageously connected with valves, so that the volume acting as a pressure cylinder in the compression phase of the pressure medium in the pressure cylinder is connected to an output line for the pressure medium, wherein in the return movement in the relaxation phase of the pressure cylinder forming volume there new pressure medium is sucked.
  • a wiring can take place such that a different volume acts as a pressure cylinder.
  • the upper and lower boundary surfaces are interconnected by a tie rod in the middle of the volumes.
  • a control line can be guided through this pull rod, through which a pressure medium can be conveyed, can be controlled with control valves, which are mounted in the region of the boundary surfaces for connecting the printing cylinder.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Druckübersetzer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Derartige Druckübersetzer sind dem Anmelder bekannt und werden als pneumatisch / hydraulisches Bauteil angeboten beispielsweise entsprechend der Darstellung der Figur 1. Dabei wird auf einen Kolben mit einer größeren Fläche ein pneumatischer Druck ausgeübt. An dem Kolben mit der geringeren Fläche entsteht dadurch ein größerer Druck. Auf der Druckseite kann beispielsweise ein Hydrauliköl zum Einsatz kommen. Mit derartigen Druckübersetzern lassen sich Drucke im Verhältnis von 1:40 erzeugen. Der artige Druckübersetzer können überall dort eingesetzt werden, wo hohe Drucke vorliegen müssen bei kurzen Hüben. Einsatzgebiete sind beispielsweise das Stanzen, Prägen, Signieren, Tiefziehen, Spannen, Scheren, Biegen und Richten.
  • Bei dem Druckübersetzer wird eine Bewegung des Kolbens des Zylinders (gemeint ist hier der größere Kolben) infolge einer Druckbeaufschlagung durch eine mechanische Verbindung dieses Kolbens mit einem Übersetzungskolben eines Druckzylinders (gemeint ist hier der kleinere Kolben) auf den Übersetzungskolben des Druckzylinders übertragen. Der Übersetzungskolben des Druckzylinders weist eine geringere Fläche auf als der Kolben des Zylinders, der mit Druck beaufschlagt wird.
  • Es können verschiedene Medien zur Druckübertragung verwendet werden wie beispielsweise Druckluft, Öl, Wasser oder auch sonstige Gase und Flüssigkeiten. Diese Medien können auch unterschiedlich sein auf der Seite geringen Drucks gegenüber der Seite mit dem hohen Druck.
  • Anstelle von dem in Figur 1 gezeigten einen Zylinder mit einem Kolben auf der Seite niedrigen Drucks können dort auch mehrere Zylinder mit mehreren Kolben verwendet werden.
  • Aus der FR-A-1469854 ist ein Druckübersetzer bekannt, bei dem mittels zweier miteinander verbundener Kolben ein Übersetzungskolben angetrieben wird. Die beiden Kolben sind derart miteinander verbunden, dass sich in der Verbindung eine hohlzylindrische Aufnahme befindet, die den Druckzylinder bildet. In dieser hohlzylindrischen Aufnahme der Verbindung der beiden Kolben ist also der Übersetzungskolben beweglich angeordnet.
  • Die DE 43 37 991 A1 zeigt eine Anordnung, bei der im Unterschied zu der dargestellten Anordnung der Übersetzungskolben still steht und der Übersetzungszylinder gegen den still stehenden Übersetzungskolben bewegbar ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckübersetzer so auszugestalten, dass er hinsichtlich seiner Einsatzmöglichkeiten vielseitiger verwendbar ist.
  • Nach der erfindungsgemäßen Lösung nach Anspruch 1 ist der wenigstens eine Kolben mit dem Druckzylinder mechanisch verbunden, wobei durch die Bewegung des Druckzylinders gegenüber dem Übersetzungskolben in dem Druckzylinder der Druck aufgebaut wird, wobei der Übersetzungskolben des Druckzylinders eine geringere Fläche aufweist als der wenigstens eine Kolben des wenigstens einen Zylinders, wobei wenigstens ein weiterer Kolben wenigstens eines weiteren Zylinders vorhanden ist, wobei dieser wenigstens eine weitere Zylinder wie auch der wenigstens eine zugehörige Kolben hohlzylindrisch ausgebildet sind, wobei der Übersetzungskolben in der hohlzylindrischen Ausnehmung angeordnet ist.
  • Es ergibt sich eine wesentlich kompaktere Bauform des Druckübersetzers gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Bauformen. Dort ragt der Druckzylinder aus dem Zylinder heraus, in den der Druck eingespeist wird. Dieser Druckzylinder ist dabei deutlich dünner als der andere Zylinder. Die Außenmaße des Bauteils werden also wesentlich durch den größeren Radius des Zylinders bestimmt, in den der Druck eingespeist wird. Der Bauraum um den dünneren Druckzylinder herum ist dabei verschenkt.
  • Bei den beschriebenen Ausführungsformen nach der vorliegenden Erfindung erweist es sich demgegenüber als vorteilhaft, dass der den Druckzylinder umgebende Raum als zusätzlicher Zylinderraum genutzt wird, um Druck einzuspeisen.
  • Durch die Ausgestaltung mit der Ringkammer lassen sich bei hinreichender Stabilität der Bauteile auch hohe Druckübersetzungen erreichen durch eine entsprechende Gestaltung der Ringkammer. Bei anderen Ausgestaltungen kann dies nur durch eine Verringerung der Kolbenfläche des Druckzylinders erfolgen. Wenn diese immer kleiner wird, wird der Übersetzungskolben immer instabiler, so dass bei einer solchen Konstruktion durch die Stabilität der Bauteile bedingt Grenzen gesetzt sind was die Erreichbarkeit von Druckübersetzungen betrifft.
  • Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2 weist der Übersetzungskolben eine Bohrung in axialer Richtung auf, die als Kanal für das Druckmittel zwischen dem Druckzylinder und dem Arbeitszylinder ausgebildet ist.
  • Dadurch kann vorteilhaft vermieden werden, dass ein zusätzlicher Kanal vorgesehen werden muss, um das Druckmedium aus dem Druckzylinder in einen Arbeitszylinder beispielsweise einer Stanzvorrichtung oder ähnlichem zu leiten.
  • Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 3 sind die einzelnen Zylinder durch Trennflansche getrennt, die als Stützflächen für die jeweiligen Kolben wirken.
  • Dadurch kann der Druck in die einzelnen Zylinder eingebracht werden, indem die Kolben sich dann entsprechend abstützen können, um die Bewegung in den Druckzylinder weitergeben zu können.
  • Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 4 erfolgt die Druckvorgabe in den Zylindern pneumatisch. Der Druckzylinder ist hydraulisch ausgebildet. Das Pneumatik- und das Hydrauliksystem sind durch einen Leckkanal atmosphärisch voneinander getrennt.
  • Vorteilhaft kann dadurch vermieden werden, dass bei einem Leck in dem Hydraulikteil Öl in den Pneumatikteil gelangen kann und umgekehrt.
  • Bei der Ausgestaltung eines Druckübersetzers nach Anspruch 5 bildet der Übersetzungskolben auf beiden Seiten der Kolbenfläche einen Druckzylinder, wobei jeder dieser Druckzylinder über ein Rückschlagventil mit einem Vorrat des Druckmediums sowie mit einer Ausgabeleitung für das Druckmedium verbunden ist, wobei bei der Bewegung der Kolben der Zylinder einer der Druckzylinder das Druckmedium zur Ausgabeleitung verdichtet und der andere Druckzylinder Druckmedium ansaugt.
  • Während also bei herkömmlichen Druckzylindern nach einem Arbeitstakt der Übersetzungskolben gegenüber dem Druckzylinder erst zurück bewegt werden muss, ergibt sich mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung als Vorteil, dass quasi kontinuierlich Druckmedium förderbar ist, weil zwei Druckzylinder vorhanden sind, von denen in jeder Bewegungsrichtung gerade einer das Druckmedium verdichtet.
  • Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 6 sind beide Zylinder mit den zugehörigen Kolben hohlzylindrisch ausgebildet, wobei ein Übersetzungskolben beidseitig mittels Stützstangen mit Stützflanschen verbunden ist, wobei die Stützstangen durch die hohlzylindrischen Ausnehmungen geführt sind, wobei zwei Druckzylinder gebildet werden, von denen jeweils einer auf jeweils einer Seite des Übersetzungskolbens mit einer Ringkammer in der Zylinderwand gebildet wird.
  • Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass quasi kontinuierlich Druckmedium förderbar ist, wobei durch die Ausgestaltung mit den Ringkammern wiederum eine hohe Druckübersetzung erreichbar ist.
  • Bei der Ausgestaltung des Druckübersetzers nach Anspruch 7 ist der Übersetzungskolben mittels einer Zugstange mit einem der Kolben der Zylinder verbunden, wobei die Zugstange in der Öffnung einer Ringkammer verläuft, die mit dem Übersetzungskolben einen ersten Druckzylinder bildet, wobei die Seitenwand des Übersetzungskolbens mit dem Stützflansch und der anderen Seite des Übersetzungskolbens einen zweiten Druckzylinder bildet.
  • Dies ist eine alternative Ausgestaltung zur Realisierung eines Druckübersetzer gemäß Anspruch 6. Dabei können vorteilhaft in einfacher Weise alle externen Anschlüsse auf eine Seite des Druckzylinder gelegt werden.
  • Bei der Ausgestaltung des Druckübersetzers nach Anspruch 8 ist zur Einspeisung von Druckmedium in den ersten Druckzylinder ein Überdruckventil in dem Übersetzungskolben vorgesehen.
  • Dadurch können vorteilhaft beide Druckkammern der Druckzylinder über einen externen Anschluss des Druckübersetzers mit Druckmedium versorgt werden.
  • Bei einem Druckübersetzer nach Anspruch 9 sind mehrere Druckzylinder hinsichtlich deren beweglicher Teile miteinander gekoppelt.
  • Dadurch lassen sich Bewegungen synchronisieren. Durch die Ausgestaltung der Volumina der Druckzylinder können dabei beispielsweise in einfacher Weise gleiche Stellwege von Stellelementen realisiert werden oder auch bestimmte Verhältnisse von Stellwegen von Stellelementen, indem dann die Volumina entsprechend angepasst werden. Durch die Kopplung der beweglichen Teile spielen dann Gewichtsbelastungen an einzustellenden Teilen keine Rolle.
  • Nach Anspruch 10 weist ein Druckübersetzer mit wenigstens einem Zylinder und wenigstens einem Druckzylinder ein Dichtungssystem derart auf, das aus einer ersten Dichtung besteht, einer Aufnahmekammer sowie einer zweiten Dichtung, wobei die erste Dichtung zwischen der Niederdruckkammer und der Aufnahmekammer angeordnet ist und bei einem Überdruck der Niederdruckkammer gegenüber der Aufnahmekammer abdichtend wirkt und weiterhin bei einem Überdruck der Aufnahmekammer gegenüber der Niederdruckkammer durchlässig ist, wobei die zweite Dichtung unabhängig von den Druckverhältnissen abdichtend wirkt zwischen der Aufnahmekammer und der Kammer des wenigstens einen Druckzylinders.
  • Dadurch kann das Druckmedium in der Niederdruckkammer bei der Verdichtung abdichtend durch die erste Dichtung in der Niederdruckkammer gehalten werden. Eventuelle Verluste führen bei einer Verdichtung des Druckmediums in der Niederdruckkammer dazu, dass das Druckmedium aus der Niederdruckkammer in die Aufnahmekammer strömt. Wird das Druckmedium der Niederdruckkammer wieder entspannt, strömt aufgrund der ersten Dichtung das Druckmedium aus der Aufnahmekammer wieder in die Niederdruckkammer zurück. Leckageverluste können dadurch weitgehend vermieden werden. Aufgrund der zweiten Dichtung wird das Druckmedium in dem Druckzylinder abgedichtet gegen die Aufnahmekammer.
  • Gemäß Anspruch 11 ist ein Druckübersetzer mit wenigstens einem Zylinder und wenigstens einem Druckzylinder so ausgestaltet, dass an der Anschlagsfläche des Kolbens an der Zylinderwand und/oder an der in der Endlage des Kolbens anschlagenden Fläche ein Dämpfungsmaterial aufgebracht ist und dass an der Anschlagsfläche des Kolbens an der Zylinderwand und/oder an der in der Endlage des Kolbens anschlagenden Fläche eine Nase angebracht ist.
  • Dadurch wird vorteilhaft der Anschlag bei Erreichen der Endlage des Kolbens gegenüber dem Zylinder gedämpft.
  • Es ist ersichtlich, dass die Gegenstände der Ansprüche 10 und 11 auch bei anderen Druckübersetzern sinnvoll eingesetzt werden können.
  • Nachfolgend sollen noch einige Zeichnungen beschrieben werden. Figur 1 zeit ein Ausführungsbeispiel nach dem Stand der Technik. Die Figuren 2 und 5 zeigen erfindungsgemäße Ausführungsbeispiels. Die Figuren 3, 4 sowie 6 bis 10 zeigen Ausfiihrungsbeispiele, die nicht unter den Wortlaut der Patentansprüche fallen, aber das Verständnis der Erfindung erleichtern. Es zeigt dabei im einzelnen:
    • Fig. 1:
    eine Darstellung eines Druckübersetzers nach dem Stand der Technik,
    Fig. 2-10:
    verschiedene Ausfiihrungsformen von Druckübersetzern, teilweise mit Arbeitszylindern.
  • In den nachfolgenden Figuren sind folgende Bauteile einheitlich mit nachfolgend aufgelisteten Bezugszeichen versehen:
    • 1
    Druckübersetzer
    2
    Niederdruckkolben
    3
    Zylinder
    4
    Übersetzungskolben
    5
    Druckzylinder
    6
    Niederdruckanschluss
    7
    Atmosphärendrucköffnung
    8
    Hochdruckkanal
    9
    Hochdruckstützflansch
    10
    Niederdruckstützflansch
    11
    Zwischenflansch
    12
    Zugstangenverlängerung
    13
    Rückführanschluss
    14
    Anschlagdämpfung
    15
    Steuerventil
    16
    Vorsteuerventil
    17
    Signalentlüftungsventil
    18
    Saugventil
    19
    Druckventil
    20
    Vorratsspeicher
    21
    Doppelrückschlagventil
    22
    Rückschlagventil
    23
    Kolbenstange
    24
    Ringkanal
    25
    Verbindungszylinder
    26
    Zugstangen
    27
    Luftkanal
    28
    Trennflansch
    29
    Arbeitskolben
    30
    Leckkanal
    31
    Öffnungen
    32
    Stützlager
    33
    Anschlagstanze
    34
    Anschlag
    36
    Ventil
    37
    Schutzhaube
    38
    Verdrehsicherungsbolzen
    39
    Steuerungsflansch
    40
    Füll- und Entlüftungsstutzen
    41
    Verschlusskappe
    42
    Stangenende
    43
    Feder
    44
    Druckmittelkanal
    45
    Steuerkanal
    46
    Schnellentlüftungsventil
    47
    Zylinderrohr
    50
    Niederdruckkammer
    51
    erste Dichtung
    52
    zweite Dichtung
    53
    Aufnahmekammer
    54
    Mutter
    55
    Nase
    56
    Ringkammer
    57
    Steuerventil
    58
    Kammer
    59
    Niederdruckringkolben
    60
    Ölvorratsmenge
    61
    Zylinder
    62
    Zylinder
    63
    Zylinder
    64
    Zylinder
  • Figur 1 zeigt einen Druckübersetzer 1. Bei dem Druckübersetzer 1 wird eine Bewegung des Niederdruckkolbens 2 des Zylinders 3 infolge einer Druckbeaufschlagung durch eine mechanische Verbindung dieses Niederdruckkolbens 2 mit einem Übersetzungskolben 4 eines Druckzylinders 5 auf den Übersetzungskolben 4 des Druckzylinders 5 übertragen. Der Übersetzungskolben 4 des Druckzylinders 5 weist eine geringere Fläche auf als der Niederdruckkolben 2 des Zylinders 3, der mit Druck beaufschlagt wird. Es ist weiterhin ein Niederdruckanschluss 6 zu sehen, in den der Druck eingespeist wird, um den Niederdruckkolben 2 des Zylinders 3 in Bewegung zu versetzen. Weiterhin ist eine Atmosphärendrucköffnung 7 zu sehen, mit der die Oberseite des Zylinders 3 mit Atmosphärendruck verbunden ist.
  • Figur 2 zeigt einen Druckübersetzer mit zwei Niederdruckkolben 2, die durch den Druckzylinder 5 fest miteinander verbunden sind. Durch die Verwendung der beiden Niederdruckkolben 2 wird bei gleichem Baurum nahezu eine Verdoppelung des erreichbaren Hochdrucks bei gleichem Bauraum erreicht.
  • Der Übersetzungskolben 4 ist als Zugstange 12 verlängert und mit dem Niederdruckstützflansch 10 fest verschraubt. An der Gegenseite ist der Übersetzungskolben 4 durch den Zwischenflansch 11 hindurch geführt und mit der Mutter 54 verschraubt. Die Zugstangenverlängerung 12 des Übersetzungskolbens 4 ermöglicht eine Übersetzung bis nahezu unendlich, was mit dem bekannten Druckübersetzer durch einen extrem dünnen Übersetzungskolben nicht möglich ist. Der Übersetzungskolben 4 selbst kann besonders vorteilhaft wie hier gezeigt gleichzeitig als Zugstange 12 ausgeführt sein, was den Druckübersetzer wesentlich verbilligt.
  • Der Druckzylinder 5 ist als Ringkammer zwischen der Verbindung der beiden Niederdruckkolben 2 und der Verlängerung der Zugstange 12 ausgebildet. Durch die Zugstange 12 hindurch ist ein Hochdruckkanal 8 gerührt, über den das Druckmedium an einen Arbeitszylinder ausgebbar ist.
  • Weiterhin ist bei dem in Figur 2 dargestellten Druckübersetzer ein Dichtungssystem dargestellt. Das Dichtungssystem ist zur Leckagerückförderung so angelegt, dass Leckage aus der Niederdruckkammer 50 über die einseitig wirkende (erste) Dichtung 51 von der doppelt wirkenden (zweiten) Dichtung 52 zurück gehalten wird und sich zunächst in der Aufnahmekammer 53 sammelt und einen Druck aufbaut. Bei druckloser Niederdruckkammer 50 baut sich der Druck aus der Aufnahmekammer 53 über die wie ein Rückschlagventil öffnende (erste) Dichtung 51 in die Aufnahmekammer 53 ab. Durch die gleichzeitige Druckbeaufschlagung der Niederdruckanschlüsse 6 wird das Druckmedium (beispielsweise Öl) aus der Ringkammer des Druckzylinders 5 durch den Hochdruckkanal 8 verdrängt. Die Rückstellung des Systems erfolgt durch die Druckbeaufschlagung von Anschluss 13, einer hier nicht dargestellten Feder oder durch das Zurückverdrängen des Öls durch einen hier nicht dargestellten Arbeitszylinder. Das Leckagerückführungssystem der ersten Dichtung 51 sowie der zweiten Dichtung 52 ersetzt die sonst übliche kostenintensive Druckmedientrennung durch einen Kanal zur freien Atmosphäre. Der Druckübersetzer kann auch mit einer Oszilliersteuerung ausgerüstet werden wie diese in den nachfolgenden Figuren noch erläutert wird.
  • Der in Figur 3 dargestellte Druckübersetzer ist doppelt wirkend. Das heißt, dass in jeder der beiden Bewegungsrichtung das Hochdruckmedium verdrängt wird, wobei gleichzeitig auf der anderen Seite Hochdruckmedium angesaugt wird. Der Unterschied zum Druckübersetzer nach Figur 2 besteht außerdem darin, dass der Übersetzungskolben 4 als Trenn- und Stützkolben zwischen den beiden Seiten wirkt und er zu beiden Seiten als Zugankerverlängerung 12 ausgebildet ist. An beiden Innenseiten der Niederdruckflansche 10 sind elastische Anschlagdämpfungen 14 eingebaut. Um den Progressivweg des Anschlages zu verlängern ohne zusätzlichen Bauraum zu benötigen, ist der Niederdruckkolben 2 mit der keilförmigen und abgerundeten Nase 55 ausgestaltet, Die Oszilliersteuerung besteht aus einem Steuerventil 15, das als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist, dem Vorsteuerventil 16 und dem Signalentlüftungsventil 17. Das Steuerventil 15 kann auch ein 4/2-Wegeventil sein. Zur äußeren Druckmedientrennung dienen die Saugventile 18 und Druckventile 19. Der Vorratsspeicher 20 kann ein offenes oder geschlossenes System sein. Bei Gasen kann es sich auch um eine Zuführleitung handeln.
  • Durch eine Druckbeaufschlagung des Steuerventils 15 setzt die Bewegung der Kolben 2 mit dem Druckzylinder 5 ein. Die Richtung wird von der Anfangsstellung des Steuerventils vorgegeben. Das Druckmedium wird von einer Seite über das Saugventil 18 angesaugt und an der anderen über das Druckventil 19 an den Verbraucher abgegeben. Nach der Berührung des Niederdruckkolbens 2 mit dem Vorsteuerventil 16 wird das Steuerventil 15 vom Signaldruck umgeschaltet und die Kolben bewegen sich in die Gegenrichtung bis das Signalentlüftungsventil an der Gegenseite berührt und der Signaldruck entlüftet wird und das Steuerventil zurückschaltet.
  • Die dargestellte Doppelnutzung durch zwei Niederdruckkolben 2 und der schmale, beidseitig genutzte Übersetzungskolben 4 bringen eine Bauraumverkleinerung um ca. 70% und eine wirtschaftlichere Ausnutzung des Niederdruckmediums um ca. 30%.
  • Die dargestellte Nase 55 des Niederdruckkolbens 2 in Verbindung mit der Anschlagdämpfung 14 bringt neben der extrem kurzen Dämpfung auch einen RückprallefFeh-t, der eine höhere Hubfrequenz und Lebensdauerverlängerung zur Folge hat.
  • Durch die Oszilliersteuerung mit dem Vorsteuerventil 16 in Kombination mit dem Signalentlüftungsventil 17 wird ein Stillstand in einem toten Schaltpunkt vermieden.
  • Die schematische Darstellung eines Druckübersetzers nach Figur 4 unterscheidet sich von den Darstellungen der Figuren 2 und 3 dadurch, dass der Übersetzungskolben 4 beweglich ist und mit den Niederdruckkolben 2 über-die Kolbenstange 23 fest verbunden ist. Im Übersetzungskolben 4 ist ein Rückschlagventil 22 angeordnet, das das Druckmittel nur in die Ringkammer 56 strömen lässt. Der Austritt dieses Druckmittels erfolgt über den Ringkanal 24, durch den Hochdruckkanal 8 und über das Doppelrückschlagventil 21 zum Verbraucher. Die beiden Niederdruckkolben 2 sind durch den Verbindungszylinder 25 fest miteinander verbunden. Der Verbindungszylinder kann auch durch mindestens zwei Zugstangen ähnlich der Darstellung der Figur 6 ersetzt werden. Das Doppelrückschlagventil 21 ersetzt zwei Einzelrückschlagventile und eine T-Verbindung. Durch das Steuerventil 57, das als Impulsventil ausgeführt und in beiden Positionen mit Magneten gesichert ist, die jeweils eine Totpunktstellung des Ventilschiebers verhindern, wird eine Oszillierbewegung erreicht. Es ist aber auch eine Steuerung vergleichbar der in Figur 3 dargestellten möglich.
  • Es ist dabei ersichtlich, dass derartige Steuerventile auch bei anderen Druckübersetzern eingesetzt werden können. Der wesentliche Vorteil dieser Steuerventile besteht darin, dass die beweglichen Teile des Steuerventiles durch die Magnete definiert in die Endlage gezogen bzw gestoßen werden. Dabei wird das Steuerventil mechanisch betätigt (unmittelbar oder durch eine Druckbeaufschlagung), so dass die beweglichen Teile des Steuerventiles entgegen der Magnetkraft aus der einen Endlage heraus gelöst werden können und zumindest so weit in Richtung der anderen Endlage bewegt werden, dass diese durch die dort ebenfalls wirkenden magnetischen Kräfte definiert erreicht wird. Es wird also immer ein definierter Arbeitspunkt des Steuerventiles erreicht, ohne dass diese zwischen den Arbeitspunkten "hängt".
  • Durch die Druckbeaufschlagung des Steuerventils 57 wird der Niederdruckkolben 2 in Richtung Niederdruckstützflansch 10 bewegt. Der Übersetzungskolben 4 wird dabei mitgenommen, wobei das Druckmedium aus der Ringkammer 56 durch den Ringkanal 24 und den Hochdruckkanal 8 über das Doppelrückschlagventil 21 zum Verbraucher verdrängt wird. Gleichzeitig wird in die Kammer 58 über das Saugventil 18 Druckmittel angesaugt. Nach der Berührung des Niederdruckkolbens 2 mit dem Betätigungsstößel des Steuerventil 57 wird dieses gegen die Magnethaltekraft schlagartig umgeschaltet. Die Bewegungsrichtung des Übersetzungskolbens 4 ändert sich. Das Druckmedium wird zum einen Teil über das Rückschlagventil 22 in die Ringkammer 56 verdrängt und zum anderen Teil entsprechend dem Volumen der Kolbenstange 23 durch den Druckstütztlansch 9 und den Hochdruckkanal 8 über das Doppelrückschlagventil 21 zum Verbraucher. Durch die Berührung des Niederdruckkolbens 2 mit dem Steuerventil 57 erfolgt die Richtungsumkehr.
  • Der bewegliche, doppelt wirkende Übersetzungskolben 4 mit dem integrierten Rückschlagventil 22 und dem Ringkanal 24 ermöglicht, alle Anschlüsse an einer Seite anzubringen. Dadurch ergibt sich eine einfache Anflanschmöglichkeit ohne dabei auf Raumersparnis bzw. die Drucksteigerung durch das Mehrfachantriebskonzept zu verzichten.
  • Bei der dargestellten Steuerung erweist es sich als besonders vorteilhaft, dass das Steuerventil 57 als Impulsventil ausgebildet ist. Dieses ist in den Zwischenflansch 11 integriert, wodurch Um.steuerventile mit dem dafür erforderlichen Leitungsaufwand vermieden werden können.
  • Bei der Darstellung der Figur 5 ist ein Druckübersetzer zu sehen, der in den wesentlichen Prinzipien der Darstellung der Figur 3 entspricht. Als wesentlicher Unterschied ist auszumachen, dass hier zwei Druckzylinder 5 vorhanden sind. Ein Druckübersetzer nach der Darstellung der Figur 5 hat neben der Übersetzungs- auch eine Mengenteilerfunktion bzw. eine Mengendosierfunktion. Es können so unabhängige Arbeitszylinder mit sehr kostengünstigen Mitteln in eine sehr genaue, gleiche Position gebracht werden. Hierbei spielt eine eventuelle unterschiedliche Gegenkraft keine Rolle. Die Anzahl der Druckzylinder kann beliebig sein und beispielsweise auch mehr als zwei betragen. Auch die Druckvolumina können unterschiedlich sein, wenn Differenzpositionen erforderlich sind. Dieses Mehrfachdruckübersetzersystem ist grundsätzlich auch bei anderen Ausgestaltungsformen von Druckübersetzern einsetzbar. Wesentlich ist dabei, dass die beweglichen Teile der Druckübersetzer - in dem in Figur 5 dargestellten Beispiel die Druckzylinder 5 - miteinander verbunden sind.
  • Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Druckübersetzers. Zu sehen ist ein Schnitt durch einen hydropneumatischen. Druckübersetzer, der einen Niederdruckkolben 2 aufweist, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit 2 Zugstangen 26 mit einem Niederdruckringkolben 59 verbunden ist. Die Zugstangen sind mit Luftkanälen 27 versehen, so dass externe Verbindungskanäle zwischen den beiden Niederdruckkolben entfallen können.
  • Beide Pneumatiksysteme sind durch den Trennflansch 28 voneinander getrennt.
  • Weiterhin ist ein Übersetzungskolben 4 zu sehen, der mit dem Niederdruckkolben 2 fest verbunden ist.
  • Der Druckzylinder 5 beinhaltet die Ölvorratsmenge 60. Der Druckzylinder 5 ist fest mit dem Trennflansch 28 verbunden und bildet zusammen mit dem Trennflansch 28 das Stützlager des Arbeitskolbens 29.
  • Weiterhin ist ein Leckkanal 30 vorhanden, durch den der Niederdruckteil von dem Hydraulikteil atmosphärisch getrennt ist.
  • Weiterhin ist wieder ein Niederdruckanschluss 6 für das Druckmedium zu sehen sowie Öffnungen 31, die den Raum der Zylinder hinter dem Arbeitsvolumen der Kolben 2 mit Atmosphärendruck verbinden.
  • Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform erweist es sich als vorteilhaft, dass die eingangs im Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschriebenen herkömmlichen Systeme ohne größeren konstruktiven Aufwand auf das erfindungsgemäße System verändert werden können.
  • Dies wird zum einen erreicht durch die mit mindestens zwei Zugstangen 28 verbundenen Niederdruckkolben 2. Dadurch werden für die Luftkanäle keine zusätzlichen Leitungen benötigt, indem zumindest eine dieser Zugstangen eine entsprechende Öffnung aufweist, durch die das Druckmedium strömen kann. Weiterhin ist vorteilhaft der Druckzylinder 5 fest mit dem Zwischenflansch des Arbeitszylinders verbunden. Dies bedingt eine hohe Stabilität und eine schnelle Druckmittelübertragung. Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, dass sich durch das Stützlager 32 eine präzise und stabile Führung des Arbeitskolbens 29 ergibt. Durch den Leckkanal 30 wird eine sichere Druckmedientrennung erreicht. Insbesondere wird also deren Vermischung verhindert.
  • Figur 7 zeigt eine Darstellung eines Druckübersetzers und einer Arbeitszylinderkombination, die aus einer Kombination der Darstellung nach den Figuren 2 und 6 besteht. Der Unterschied zu den beiden angesprochenen Figuren besteht darin, dass der Übersetzungskolben 4 fest mit dem Arbeitskolben 29 verbunden ist und um die Anschlagstange 33 verlängert und durch den Druckzylinder 5 und den Niederdruckflansch 10 hindurch geführt ist. Das herausragende Ende ist mit einem verstellbaren Anschlag 34 versehen. Dieser Anschlag betätigt beim Anschlagen das Ventil 36, von dem das Ende des Hubvorganges an eine Prozesssteuerung quittiert wird. Die Schutzhaube 37 vermeidet eine Verletzungsgefahr.
  • Der Arbeitskolben 29 ist mit einem Verdrehsicherungsbolzen 38 versehen. Dieser stützt sich im Stangenflansch 39 und im Trennflansch 28 ab. Im Arbeitskolben 29 ist der Bolzen beidseitig abgedichtet. Der Bolzen wird vorteilhaft tangential durch den Leckkanal 30 geführt, wodurch eine Druckmittelvermischung verhindert wird.
  • Dieser Verdrehsicherungsbolzen 38 erweist sich als vorteilhaft. Es ist ersichtlich, dass dieser auch bei anderen Druckübersetzern eingesetzt werden kann.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ermöglicht der Anschlag eine exakte, verstellbare Hubbegrenzung, die beispielsweise bei einer Etikettenstanzung unbedingt erforderlich ist. Der Aufwand hierzu ist minimal, da die meisten Teile dazu schon für den Druckübersetzer benötigt werden. Vorteilhaft können durch den Verdrehsicherungsbolzen die üblichen aufwändigen Zusatzeinrichtungen ersetzt werden.
  • Das Ventil 36 erhält seine Versorgungsenergie aus der Druckkammer, so dass nur eine Signalleitung erforderlich ist und die Umleitung gespart wird. Ohne großen Zusatzaufwand ist durch das Ventil der Druckübersetzer in einem automatischen Ablauf einsetzbar.
  • Figur 8 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Druckübersetzer-Arbeitszylinderkombination. Diese Kombination enthält einen Arbeitszylinder vergleichbar der Darstellung der Figur 6 und einen Druckübersetzer vergleichbar der Darstellung nach Figur 7. Es ist hier zu sehen, dass der Übersetzungskolben 4 nicht durch andere Funktionsteile verlängert ist. Der Druckzylinder 5 ist durch den Niederdruckkolben 2 und durch den Niederdruckstützflansch 10 als Füll- und Entlüftungsstutzen 40 heraus geführt und mit einer Verschlusskappe 41 verschlossen. Die Feder 43 setzt das Druckmittel in der Ruhestellung und beim Anlauf unter einen Druck, der etwas über dem der freien Atmosphäre ist. Durch das Entfernen der Verschlusskappe 41 wird die Feder entspannt und so ein gefahrloses Entlüften und Befüllen ermöglicht. Vorteilhaft kann also die Feder 43 entspannt werden. Der Stangenflansch 39 und das Stangenende 42 sind direkt als Werkzeugaufnahme und Führung ausgebildet.
  • Der Füll- und Entlüftungsstutzen vereinfacht das Befüllen mit flüssigem Druckmedium, die Füllstandskontrolle und beim Service das Entlüften nach dem Eintritt von Luft in die Druckflüssigkeit.
  • Der Stangenflansch ist gleichzeitig als Werkzeugführung ausgebildet, wodurch die Werkzeugkosten verringert werden und das Werkzeug verkleinert werden kann. Es handelt sich hierbei um das Werkzeug, dass an den Druckübersetzer angebaut werden soll.
  • Durch die Feder wird das Druckmittel unter Druck gesetzt, wodurch ein Einsickern von Luft verhindert wird. Die Vorspannung wird durch das Herausdrehen der Kappe aufgehoben.
  • Figur 9 zeigt die Darstellung eines arbeitszylinderseitigen Teilbereichs eines Druckübersetzers. Der Unterschied zu den Darstellungen der Figuren 6 bis 8 besteht hier darin, dass das Hochdruckmittel nicht kolben- sondern stangenseitig wirkt. In dem Kanal 44 wird das Druckmittel durch den Kolben 29 hindurch geführt und tritt stangenseitig aus. Der Arbeitskolben führt eine Relativbewegung auf die Bewegungsrichtung des Druckzylinders 5 zu. Der Arbeitskolben 29 wirkt ziehend im Gegensatz zu den Figuren 6 bis 8, bei dem er drückend wirkt.
  • Die Umkehr der Kraftrichtung ist grundsätzlich bei allen Druckübersetzern mit Arbeitszylindern möglich. Dies gilt also insbesondere auch für Druckübersetzer, die ihrer Bauart nach bereits aus dem Stand der Technik bekannt sind. Der Druckmittelkanal kann je nach Arbeitsrichtungsbedarf kolbenseitig drückend oder stangenseitig ziehend austreten.
  • Figur 10 zeigt die Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Druckübersetzers, der sich von den Darstellungen der Figuren 2 bis 8 unterscheidet. Es ist zu sehen, dass die Zugstange 12 als reine Verbindungsstange ohne Kolben ausgeführt ist. Sie wird zusätzlich als Steuerkanal 45 genutzt. Der Verbindungszylinder 25 ist nur eine reine Verbindung der Kolben 2. Die Saugventile 18 und die Druckventile 19 sind im Zwischenflansch 11 eingebaut. Die beiden Druckzylinder 61, 64 werden außen durch die Zylinderrohre 47 begrenzt.
  • Das Druckmittel, das beispielsweise Druckluft sein kann, wird durch das Steuerventil 15 in den Zylinder 64 sowie den Zylinder 61 eingespeist. Die Zylinder 64 und der Zylinder 61 verdichten gemeinsam die Luft in dem Zylinder 63 auf etwas über das Doppelte des Drucks, welche über das Auslassventil 19a austritt. Nach der Berührung des Kolbens 2 mit dem Vorsteuerventil 16 wird das Steuerventil 15 umgeschaltet. Der Zylinder 64 wird über das Schnellentlüftungsventil entlüftet. In die Zylinder 62 und den Zylinder 63 wird durch das Steuerventil 15 Druckluft eingespeist. Die Zylinder 62, 63 verdichten die in dem Zylinder 61 vorhandene Druckluft auf etwas über das Doppelte des Drucks. Diese Druckluft tritt über das Auslassventil 19b aus. Nach der Berührung des Signalentlüftungsventils 17 wird der Druck im Steuerkanal 45 abgebaut. Das Steuerventil 15 schaltet um und das System verdichtet wieder in die andere Richtung.
  • Dem Anmelder ist im Zusammenhang mit der Figur 10 ein Druckübersetzer bekannt, der in der Herstellung aufwändiger ist und dessen Leistung geringer ist. Dies ist bedingt durch die dort vorhandenen vier äußeren Zuganker und dadurch bedingten teureren Vierkantflanschbauweise. Die Abluft wird durch das Arbeitsventil abgebaut, was das System langsam macht. Die Anschlagdämpfungen wirken nicht progressiv, wie dies bei der vorliegenden Erfindung durch die Ausgestaltung mit der Nase 55 der Fall ist.
  • Bei der vorgeschlagenen Ausgestaltung erweist es sich demgegenüber als vorteilhaft, dass eine zentrale Zugstange vorhanden ist, welche auch als Steuerleitung genutzt werden kann. Es können dadurch alle Flansche in der weitaus günstigeren Rundausführung hergestellt werden. Der Flansch 10 kann als Grundplatte für ein nach ISO genormtes Grundplattenventil gestaltet werden, was den weltweiten Service wesentlich vereinfacht. Die Schnellentlüftungsventile 46 bewirken eine Leistungssteigerung um 20 - 30 %. Die Dämpfungsnasen 55 bewirken einen progressiven Anschlag, was die Lebensdauer erheblich verlängert.
  • Es handelt sich hier also um einen Druckübersetzer mit mehreren Zylindern, in denen Kolben bewegbar sind, wobei bei einer Druckbeaufschlagung der Kolben wenigstens einer der Kolben an seiner Rückseite mit der Zylinderwand einen weiteren Zylinder bildet, der als Druckzylinder wirkt, in dem das Druckmedium verdichtet wird.
  • Vorteilhaft sind dazu Ein- und Ausgänge mit Ventilen beschaltet, so dass das als Druckzylinder wirkende Volumen in der Verdichtungsphase des im Druckzylinder befindlichen Druckmediums mit einer Ausgangsleitung für das Druckmedium verbunden wird, wobei bei der Rückbewegung in der Entspannungsphase des den Druckzylinder bildenden Volumens dort neues Druckmedium einsaugbar ist. Vorteilhaft kann wie in Figur 10 dargestellt in dieser Entspannungsphase des einen Volumens eine Beschaltung derart erfolgen, dass ein anderes Volumen als Druckzylinder wirkt.
  • Die oberen und unteren Begrenzungsflächen sind mit einer Zugstange in der Mitte der Volumina miteinander verbunden. Vorteilhaft kann durch diese Zugstange hindurch eine Steuerleitung geführt sein, durch das ein Druckmedium förderbar ist, mit Steuerventile ansteuerbar sind, die im Bereich der Begrenzungsflächen zur Beschaltung der Druckzylinder angebracht sind.

Claims (11)

  1. Druckübersetzer (1), bei dem infolge einer Bewegung wenigstens eines Kolbens (2) wenigstens eines Zylinders (3) infolge einer Druckbeaufschlagung in einem Druckzylinder (5) ein Druck aufgebaut wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kolben (2) mit dem Druckzylinder (5) mechanisch verbunden ist, wobei durch die Bewegung des Druckzylinders (5) gegenüber dem Übersetzungskolben (4) in dem Druckzylinder (5) der Druck aufgebaut wird, wobei der Übersetzungskolben (4) des Druckzylinders (5) eine geringere Fläche aufweist als der wenigstens eine Kolben (2) des wenigstens einen Zylinders (3), wobei wenigstens ein weiterer Kolben (2) wenigstens eines weiteren Zylinders (3) vorhanden ist, wobei dieser wenigstens eine weitere Zylinder (3) wie auch der wenigstens eine zugehörige Kolben (2) hohlzylindrisch ausgebildet sind, wobei der Übersetzungskolben (4) in der hohlzylindrischen Ausnehmung angeordnet ist, das Volumen des Druckzylinders (5) durch eine Ringkammer gebildet wird, wobei der Übersetzungskolben (4) entlang des Innendurchmessers der Ringkammer durch eine Zugstange (12) verlängert ist, die mit einem Stützflansch (10) verbunden ist.
  2. Druckübersetzer (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Übersetzungskolben (4) eine Bohrung in axialer Richtung aufweist, die als Kanal (8) für das Druckmittel zwischen dem Druckzylinder (5) und dem Arbeitszylinder ausgebildet ist.
  3. Druckübersetzer (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Zylinder (3) durch Trennflansche (11) getrennt sind, die als Stützflächen fiir die jeweiligen Kolben (2) wirken.
  4. Druckübersetzer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Druckvorgabe in den Zylindern (3) pneumatisch erfolgt und dass der Druckzylinder (5) hydraulisch ausgebildet ist, wobei das Pneumatik- und das Hydrauliksystem durch einen Leckkanal (30) atmosphärisch voneinander getrennt sind.
  5. Druckübersetzer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Übersetzungskolben (4) auf beiden Seiten der Kolbenfläche einen Druckzylinder (5) bildet, wobei jeder dieser Druckzylinder (5) über ein Rückschlagventil (18, 19) mit einem Vorrat (20) des Druckmediums sowie mit einer Ausgabeleitung für das Druckmedium verbunden ist, wobei bei der Bewegung der Kolben (2) der Zylinder (3) einer der Druckzylinder (5) das Druckmedium zur Ausgabeleitung verdichtet und der andere Druckzylinder (5) Druckmedium ansaugt.
  6. Druckübersetzer (1) nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass beide Zylinder (3) mit den zugehörigen Kolben (2) hohlzylindrisch ausgebildet sind, wobei ein Übersetzungskolben (4) beidseitig mittels Stützstangen (12) mit Stützflanschen (10) verbunden ist, wobei die Stützstangen (12) durch die hohlzylindrischen Ausnehmungen geführt sind, wobei zwei Druckzylinder (5) gebildet werden, von denen jeweils einer auf jeweils einer Seite des Übersetzungskolbens (4) mit einer Ringkammer in der Zylinderwand gebildet wird.
  7. Druckübersetzer (1) nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Übersetzungskolben (4) mittels einer Zugstange (12) mit einem der Kolben (2) der Zylinder (3) verbunden ist, wobei die Zugstange (12) in der Öffnung einer Ringkammer verläuft, die mit dem Übersetzungskolben (4) einen ersten Druckzylinder (5) bildet, wobei die Seitenwand des Übersetzungskolbens (4) mit dem Stützflansch (10) und der anderen Seite des Übersetzungskolbens (4) einen zweiten Druckzylinder (5) bildet.
  8. Druckübersetzer nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass zur Einspeisung von Druckmedium in den ersten Druckzylinder (5) ein Überdruckventil (22) in dem Übersetzungskolben (4) vorgesehen ist.
  9. Druckübersetzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Druckzylinder (5) hinsichtlich deren beweglicher Teile (4, 5) miteinander gekoppelt sind.
  10. Druckübersetzer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Niederdruckkammer (50) des wenigstens einen Zylinders (3) und der Kammer des wenigstens einen Druckzylinders (5) ein Dichtungssystem (51, 52, 53) angeordnet ist, das aus einer ersten Dichtung (51) besteht, einer Aufnahmekammer (53) sowie einer zweiten Dichtung (52), wobei die erste Dichtung (51) zwischen der Niederdruckkammer (50) und der Aufnahmekammer (53) angeordnet ist und bei einem Überdruck der Niederdruckkammer (50) gegenüber der Aufnahmekammer (53) abdichtend wirkt und weiterhin bei einem Überdruck der Aufnahmekammer (53) gegenüber der Niederdruckkammer (50) durchlässig ist, wobei die zweite Dichtung (52) unabhängig von den Druckverhältnissen abdichtend wirkt zwischen der Aufnahmekammer (53) und der Kammer des wenigstens einen Druckzylinders (5).
  11. Druckübersetzer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass an der Anschlagsfläche des Kolbens (2) an der Zylinderwand und/oder an der in der Endlage des Kolbens (2) anschlagenden Fläche ein Dämpfungsmaterial (14) aufgebracht ist und dass an der Anschlagsfläche des Kolbens (2) an der Zylinderwand und/oder an der in der Endlage des Kolbens anschlagenden Fläche eine Nase (55) angebracht ist.
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