EP1597484A1 - Verfahren und vorrichtung zur druckerhöhung in zylindern, insbesondere hydraulischen stempeln - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur druckerhöhung in zylindern, insbesondere hydraulischen stempeln

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EP1597484A1
EP1597484A1 EP04708712A EP04708712A EP1597484A1 EP 1597484 A1 EP1597484 A1 EP 1597484A1 EP 04708712 A EP04708712 A EP 04708712A EP 04708712 A EP04708712 A EP 04708712A EP 1597484 A1 EP1597484 A1 EP 1597484A1
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EP
European Patent Office
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piston
pressure
cylinder
piston rod
pressure transmitter
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EP04708712A
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Wolfgang Voss
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    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D23/00—Mine roof supports for step- by- step movement, e.g. in combination with provisions for shifting of conveyors, mining machines, or guides therefor
    • E21D23/16—Hydraulic or pneumatic features, e.g. circuits, arrangement or adaptation of valves, setting or retracting devices
    • 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
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/028—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force
    • F15B11/032—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force by means of fluid-pressure converters
    • F15B11/0325—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force by means of fluid-pressure converters the fluid-pressure converter increasing the working force after an approach stroke
    • 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
    • F15B2211/214—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge the pressure sources being hydrotransformers
    • 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
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7055—Linear output members having more than two chambers

Definitions

  • the invention relates to a method for increasing the pressure in cylinders for the
  • Oil hydraulics, water hydraulics, emulsion hydraulics, as well as plasma and other liquid hydraulics and pneumatics in which two-part or multi-part cylinders are moved apart or into each other in a controlled manner via valves and the pressure transmitter that has passed through a high-pressure pump, whereby in the piston surface cavity under the respective piston after driving apart, predetermined pressure is generated and maintained.
  • the invention also relates to a cylinder for carrying out the method according to claims 1 to 6, consisting of a base body connected to a high-pressure pump via a supply line and having a cylinder housing and a piston / piston rod displaceably arranged therein and the piston surface cavity formed below the piston.
  • a pressure transmitter which is oil, water, water in an oil emulsion, plasma or other liquids or else air.
  • Hydraulics is the teaching and technical application of flows in compressible liquids. This means that in hydraulics, the liquid, but above all oil or water in oil emulsion, is initially influenced accordingly in a high-pressure pump, ie preloaded, in order to then be fed to the cylinder via hose or similar lines.
  • the extension and retraction of the cylinders are controlled by valves, and the same pressure is always used, namely the pressure dependent on the output of the high pressure pump.
  • the invention is therefore based on the object of providing a method and a device which enables the operation of cylinders with an internal pressure (working pressure) which is arbitrarily increased compared to the pump pressure.
  • the task is solved procedurally by first supplying the cylinder with a pressure transmitter (oil, water, emulsion, plasma, compressed air) of a predetermined pressure level and moving the cylinder apart, and then increasing the pressure in the piston surface cavity underneath the piston as desired by Pressure transmitters of the same pressure level are used for further compression of the pressure transmitter in the piston surface cavity.
  • a pressure transmitter oil, water, emulsion, plasma, compressed air
  • This method thus makes it possible, regardless of the starting point of the pressure level, to increase it in a targeted manner in order to achieve advantages in this way. If, for example, a pressure level that is clearly below 400 bar is assumed, it is possible with the aid of the method according to the invention to increase the pressure level in the cylinder in a targeted manner without it this requires different lines, a differently dimensioned cylinder or the like. Rather, the pressure within the cylinder is increased so that the desired pressure level is reached. In this way, for example in underground mining and tunneling, the necessary setting pressure in the punch, that is to say the correspondingly designed cylinder, can be achieved without it being necessary to use the expensive high-pressure pump, which also requires corresponding lines.
  • the pressure transmitter is supplied to the cylinder by a 200 bar pump and the pressure in the piston surface cavity is increased to 300-400 bar or more. This is achieved by means of a translation system mentioned above and explained further below, with the aid of which the pressure level within the cylinder can be increased accordingly easily and safely and depending on the dimensions.
  • the pressure transmitter is thus further compressed accordingly, without it being necessary to supply pressure transmitters, that is to say an oil or compressed air, to higher levels, i. H. no separate or different pump is required and a correspondingly different system pressure.
  • the invention aims to increase the pressure level within the cylinder, which it achieves according to the invention in that a piston of smaller dimensions is inserted into the piston surface cavity, compressing the pressure transmitter there, via the pressure transmitter of the same pressure level. This increases the pressure level very much and just as it is needed for the respective application.
  • the invention provides for the pressure transmitter to be switched on at the same pressure level as a function of other switching processes or separately, in order to keep the switching effort that may be required as low as possible.
  • the invention enables the pressure transmitter to be connected at the same pressure level in series or parallel connection, which is made possible, among other things, by the fact that a second system pressure is not present and is also not required to be under the piston increase the pressure or pressure level in a targeted manner.
  • a cylinder is provided which has a cylinder housing and the piston with piston rod which is displaceable therein, the piston surface cavity being formed below the piston, into which the pressure fluid or the pressure transmitter is introduced in order to achieve the extension of the cylinder.
  • a variable pressure level within the piston surface cavity is achieved in that the piston surface cavity, namely the pressure transmitter located therein, is designed to be able to be influenced directly via an inlet valve and additionally indirectly via a compressor with the same high-pressure pump.
  • the compressor is a translation system, which thus ensures that the higher pressure in the piston surface cavity can actually be reached, even if the pressure transmitter required or used for this has a correspondingly lower pressure level.
  • An expedient embodiment of the invention is that in which the piston surface cavity is designed as a bore made in the cylinder cover and piston and piston rod, the bore in the piston rod being expanded to accommodate a bushing in which a tensioning piston serving as a compressor and having a diameter with the bore
  • a tensioning piston serving as a compressor and having a diameter with the bore
  • small piston rod is slidably arranged and can be connected to the head of the same high-pressure pump via a connection valve.
  • the piston surface cavity is connected directly to the high-pressure pump and indirectly, it being provided that the piston surface cavity can be connected directly to the high-pressure pump via the inlet valve arranged on the head side of the piston.
  • the inlet valve is located in the base area of the plunger or cylinder, so that the piston with the piston rod is safely extended when the connection to the high-pressure pump has been established, because the piston is then loaded over a correspondingly large area.
  • the tensioning piston which is displaceably arranged within the cylinder, is in turn acted upon optically and, using the example of a stamp, seen from above with hydraulic fluid from above, i.e. H. with the pressure transmitter.
  • the bushing receiving the tensioning piston is closed by a rod head which at the same time also closes the large piston rod and to which the connection valve and tensioning piston are connected at the head side connecting bores.
  • This rod head is partially inserted into the bushing or the correspondingly large piston rod and fixed there, whereby it is held in this position by the fact that it is clamped or loaded from above.
  • the connection valve rises with the rod head, but always remains easily accessible, if only because it protrudes laterally over the rod head or the piston rod.
  • the same pressure transmitter can also be used to generate the additional pressure in the cylinder from the pressure level.
  • the pressure transmitter Via the connection valve and the connection bores, the pressure transmitter is guided to the top of the tensioning piston so that it is shifted accordingly, because this forces the specified areas.
  • the tensioning piston has corresponding dimensions, it is much larger than the piston rod.
  • the rod head which closes the sleeve at the top and thus also the hollow, large piston rod, ensures that the pressure conditions within the cylinder can be built up accordingly.
  • the tensioning piston has a plate-shaped recess on the head side. This plate-shaped recess ensures that the pressure fluid or the pressure transmitter can have an effect over as large a surface as possible of the piston. It also prevents the clamping piston from practically sticking to the rod head. All in all, this ensures that the corresponding translation system responds quickly and safely.
  • the tensioning piston has a significantly larger diameter than the associated small piston rod.
  • the piston rod has a diameter of 68 mm and the tensioning piston has a diameter of 110 mm.
  • the piston surface cavity has a diameter of 70 mm, which will be discussed further below.
  • an annular gap remains in a targeted manner, the invention providing that the small piston rod is designed to leave an annular gap between it and the bore wall of the piston, which is connected to the underside of the sleeve base that can be passed through by the small piston rod.
  • the bush base is designed in a stepped manner, the lower small step having sealing rings which are effective with respect to the outer wall of the small piston rod and the inner wall of the large piston rod. While there is initially only a small area available for the further compressed pressure transmitter, this area becomes larger when the sleeve is lifted out of the second seat, so that the second stage then becomes effective. From the dimensions given above, but also from the basic effect, it can be seen that the tensioning piston has a larger diameter than the small piston rod, with an air ring space in the bush thereby containing air.
  • the air in it must be displaceable, which is achieved in that the sleeve in the area of the sleeve base has a transverse hole connecting the air ring space between the sleeve inner wall and the outer wall of the small piston rod with a longitudinal hole to the outside atmosphere.
  • the tensioning piston and the small piston rod are retracted, the air is easily pressed into the longitudinal bore via the transverse bore and from there it can escape into the outside atmosphere.
  • air will penetrate into the air annulus via the outside atmosphere and the longitudinal bore as well as the transverse bore, so that the tensioning piston and the small piston rod can be safely pushed back into the starting position.
  • the large piston is pressurized from below with the pressure transmitter or with the hydraulic fluid.
  • This is particularly expediently achieved in that an annular space is formed between the inner wall of the cylinder housing and the outer wall of the large piston rod, which is closed at the bottom by the piston with sealing rings and at the top by a locking ring with integrated sealing rings, which is connected to the same high pressure pump can be connected. If the connection to the high-pressure pump is established via the intake valve, the pressure transmitter penetrates directly into the annular space, the sealing rings ensuring that the annular space is sealed off from the outside. As a result, the pressure transmitter only affects the underside of the large piston, so that it is pushed back into the starting position.
  • Locking ring has an external thread which is designed to correspond to an internal thread assigned to the end of the cylinder housing.
  • the Locking ring can be screwed in accordingly and is in a secure position, even when the cylinder is extended or retracted.
  • the sealing rings assigned to the locking ring are arranged to seal against the large piston rod and the annular space.
  • the locking ring expediently has two and one downward on the piston rod side, i. H. third sealing ring directed towards the annulus.
  • the invention is characterized in particular by the fact that a method and a device are created with which the operation of cylinders is considerably simplified. Either pumps with a lower output can be used, in which case the necessary pressure increase in the cylinder is carried out, or one works with the same units, in particular the high-pressure pumps that generate the highest pressure, and can then generate a pressure that is significantly higher inside the cylinder, either brings more path or more pressure within the cylinder. All in all, with the aid of the method and the device according to the invention, experts have the opportunity to simplify existing hydraulic systems or compressed air systems, to make do with cheaper and thinner-walled hoses and, if necessary, also to operate with appropriate cylinders or just such a high pressure level, that the advantages described above can be achieved, using the previous hoses.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a cylinder with a transmission system
  • FIG. 2 shows a shield removal with several cylinders to be used in underground mining
  • FIG. 3 shows an excavator which is also equipped with several cylinders.
  • Figure 1 shows a cylinder 1 in longitudinal section, it being clear that the base body 2 of this cylinder 1 consists of the cylinder housing 3 with the cylinder cover 4 and the piston 5 with piston rod 6.
  • the piston 5 with the piston rod 6 is arranged displaceably within the cylinder housing 3, the supply line 7 to introduce pressure fluid or pressure transmitter into the piston surface cavity 8 via the inlet valve 9.
  • This pressure transmitter which penetrates into the piston surface cavity 8, ensures that the piston 5 with the piston rod 6 and the rod end 19 at the end moves out of the cylinder housing 3.
  • the interior, here designated compressor 10, does not stand in the way of this pushing out or supports it.
  • the piston surface cavity 8 is formed by the bore 11 in the cylinder cover 4, the bore 12 in the piston 5 and the bore 13 in the piston rod 6.
  • the piston surface cavity 8 thus has the shape of a cylinder.
  • the large piston rod 6 is hollow, the bore 13 being pulled through to the upper end.
  • a bushing 15 is arranged in this bore 13 and receives a tensioning piston 16 with the small piston rod 17.
  • the tensioning piston 16 is arranged to be displaceable in the longitudinal direction, it being able to be connected to the supply line 7 ′ and the high-pressure pump (not shown here) via a connection valve 18 attached to the rod head 19 and the connection bores 20, 21.
  • the pressure transmitter is thus passed from the supply line 7 into the connection valve 18 and from there via the two connection bores 20, 21 to the tensioning piston 16, which has a plate-shaped recess 22 in this area. This ensures that the inflowing pressure medium, ie the pressure transfer ger can also act fully on the tensioning piston 16.
  • Seals 23, 24 are arranged on the edge side of the tensioning piston 16, which ensure the necessary sealing and ensure that the pressure transmitter can also act on the tensioning piston 16 as far as the bush 15.
  • the correspondingly large diameter of the tensioning piston 16 then ensures that the pressure piston 16 and the small piston rod 17 are advanced in the direction of the piston surface cavity 8 with a corresponding load with the usual pressure transmitter, that is to say the pressure transmitter usual pressure levels.
  • the small piston rod 17 displaces pressure transducers present in the piston surface cavity 8 or initially compresses them. Only when an additional increased pressure is present in the piston surface cavity 8 will pressure fluid or pressure transmitter also act on the underside 29 of the sleeve base 30 via the annular gap 26 between the bore wall 27 of the piston 5 and the outer wall 28 of the small piston rod 17.
  • annular space 45 is provided between the inner wall 43 of the cylinder housing 3 and the outer wall 44 of the large piston rod 6. This annular space 45 extends below the piston 5.
  • the annular space 45 is connected to the inlet valve 52 via a transverse bore 42, so that pressure transmitters can be brought into this annular space 45 as needed via the supply line 7 ′′ Relief in the area of the inlet valve 9 of the piston 5 is pushed back with the large piston rod 6 into the starting position shown in Figure 1.
  • sealing rings 46, 47 are provided in the piston 5, which once against the annular space 45 and once to seal against the inlet valve 9.
  • the annular space 45 is connected to the cylinder housing end 55 via a locking ring 48, which is equipped with a plurality of sealing rings 49, 50, 51 in order to seal against all sides. It has an external thread 54 which is designed to correspond to the internal thread 56 of the cylinder housing end 55 so that it can be screwed in.
  • FIG. 2 shows a longwall construction 60 which is equipped with a plurality of cylinders to be mentioned later.
  • water in oil hydraulics is used to achieve a safety standard that is excellent both in terms of the liquid used and the setting forces to be achieved.
  • the material to be conveyed is conveyed away via the conveying means 61, this conveying means 61 extending in the direction of the background and vice versa and being connected to the base plate 63 of the face structure 60 via a push cylinder 62.
  • the conveying means 61 is always influenced via the push cylinder 62 in such a way that it lies close to the coal pile (not shown here).
  • the fracture plate 64 is connected to a plurality of lemniscate links 65 in order to always be able to assume an optimal position in relation to the person lying down.
  • the stamp or stamps 66 here a multi-part stamp, are supplied with hydraulic fluid of approximately 360-400 bar via a supply line running through the strut. Are over the connection valve 67 these punches 66, as explained further above, are connected directly and indirectly to the high-pressure pump. All that is required for this is a supply line, which can be simplified in particular if the cylinder, ie the plunger 66 and also the other cylinders, are designed as shown in FIG. 1.
  • the hanging end cap 68 which is supported by the stamp 66, adjoins the break plate 64.
  • this hanging end cap 68 forms the sliding part 69, which can also be pushed in and out via a cylinder, not shown here, in order to bring the tip 72 of the hanging end cap 68 as far as possible to the coal joint.
  • a longwall construction stretches between slopes 70 and lying 71 and ensures that the cavity remains open as long as it is required for extraction.
  • FIG. 3 shows a hydraulic excavator 73 with its driving part 74 and the swivel arm 75 in a simplified manner.
  • the swivel arm 75, the bucket 77 and other components are also assigned cylinders, by means of which individual functions can be carried out or facilitated.
  • the actuating cylinder 76 With the actuating cylinder 76, the lower part of the swivel arm 75 is swiveled up or else brought into another position, while the movement of the shovel 77 is controlled via the shovel cylinder 78.
  • the use of the present invention is particularly interesting both in such hydraulic excavators 73 and in the longwall construction 60, because a large number of cylinders are used there, which also have different tasks. It is therefore not absolutely necessary to equip all cylinders with an internal compressor.

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Description

B E S C H R E I B U N G
Verfahren und Vorrichtung zur Druckerhöhung in Zylindern, insbesondere hydraulischen Stempeln
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Druckerhöhung in Zylindern für die
Ölhydraulik, Wasserhydraulik, Emulsionshydraulik sowie Plasma- und sonstige Flüssigkeitshydraulik und Pneumatik, bei dem zwei- oder mehrteilige Zylinder über Ventile und den eingeleiteten Drucküberträger, der eine Hochdruckpumpe passiert hat, kontrolliert auseinander oder ineinander gefahren werden, wobei im Kolbenflächenhohlraum unter dem jeweiligen Kolben ein auch nach dem auseinander Fahren vorgegebener Druck erzeugt und aufrechterhalten wird. Die Erfindung betrifft außerdem einen Zylinder zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6, bestehend aus einem über eine Versorgungsleitung mit einer Hochdruckpumpe verbundenen Grundkörper mit Zylindergehäuse und darin ver- schieblich angeordneten Kolben/Kolbenstange und dem unterhalb des Kolbens ausgebildeten Kolbenflächenhohlraum.
Beim Betätigen von Zylindern und ähnlichen Einrichtungen wird die Bewegung durch Zuleitung eines Drucküberträgers erwirkt, wobei es sich dabei um Öl, Was- ser, Wasser in Olemulsion, Plasma oder sonstige Flüssigkeiten oder auch um Luft handelt. Unter Hydraulik versteht man die Lehre und technische Anwendung von Strömungen in kompressiblen Flüssigkeiten. Dies bedeutet, dass bei der Hydraulik die Flüssigkeit, vor allem aber Öl oder auch Wasser in Olemulsion zunächst in einer Hochdruckpumpe entsprechend beeinflusst, d. h. vorgespannt wird, um dann über Schlauch- oder ähnliche Leitungen dem Zylinder zugeführt zu werden. Über Ventile wird das Ausfahren und das Einfahren der Zylinder gesteuert, wobei immer mit ein und demselben Druck, nämlich dem von der Leistung der Hochdruckpumpe abhängigen Druck gearbeitet. Insbesondere im untertägigen Bergbau, wo mit Wasser in Olemulsion aus Sicherheitsgründen gearbeitet wird, arbeitet man derzeit mit maximal 400 bar, ganz einfach, weil es derzeit keine Pumpen gibt, die ein höheres Druckniveau erzeugen können. Aufgrund verschiedener Gegebenheiten ist aber nicht immer sichergestellt, dass im Kolbenflächenhohlraum der genannte Druck zur Verfügung steht, weshalb insbesondere im untertägigen Berg- und Tunnelbau so genannte Nachsetzschaltungen bekannt sind, mit denen das Volumen im Kolbenflächenhohlraum durch nochmalige Verbindung mit der Hochdruckpumpe so eingestellt wird, dass dann annähernd das besagte Druckniveau zur Verfügung steht. Nicht möglich ist es aber ein höheres Druckniveau innerhalb des Kolbenflächenhohlraumes und damit innerhalb des Zylinders zu erzeugen, weil dazu eben die besagten Pumpen nicht in der Lage sind. Aus den verschiedensten Gründen ist dies aber häufig gewünscht, wobei bei dem genannten derzeit höchsten Druckniveau von 400 bar die Pumpen die Grenze darstellen, bei niedrigeren Druckniveaus der Aufwand für eine zusätzliche Hochdruckpumpe und entsprechende Schlauchleitungen den Vorteil im Wesentlichen wieder ausgleichen würde.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die den Betrieb von Zylindern mit gegenüber dem Pumpendruck beliebig erhöhten Innendruck (Arbeitsdruck) ermöglicht.
Die Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, dass dem Zylinder zunächst ein Drucküberträger (Öl, Wasser, Emulsion, Plasma, Druckluft) vorgegebener Druckhöhe zugeführt und der Zylinder damit auseinander gefahren wird und dass dann der Druck im Kolbenflächenhohlraum unter dem Kolben beliebig erhöht wird, indem der Drucküberträger gleichen Druckniveaus zur weiteren Verdichtung des Drucküberträgers im Kolbenflächenhohlraum eingesetzt wird.
Dieses Verfahren ermöglicht es somit, unabhängig von dem Ausgangspunkt des Druckniveaus, dieses gezielt zu erhöhen, um auf diese Art und Weise Vorteile zu erreichen. Wird beispielsweise ausgehend von einem deutlich unter 400 bar liegenden Druckniveau ausgegangen, ist es mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, das Druckniveau im Zylinder gezielt zu erhöhen, ohne dass es dazu anderer Leitungen, eines anders bemessenen Zylinders oder Ähnliches bedarf. Vielmehr wird innerhalb des Zylinders der Druck so erhöht, dass das gewünschte Druckniveau erreicht wird. Dadurch kann dann beispielsweise im unter- tägigen Berg- und Tunnelbau der notwendige Setzdruck im Stempel, also dem entsprechend ausgebildeten Zylinder erreicht werden, ohne dass es notwendig ist, die teuere und auch entsprechend besondere Leitungen erfordernde Hochdruckpumpe einzusetzen. Vielmehr kann mit einer ein entsprechend geringeres Druckniveau erreichenden preiswerteren und einfacheren Hochdruckpumpe gearbeitet werden, um dennoch durch das Verfahren innerhalb des Zylinders bzw. Stempels das hohe Druckniveau zu erreichen. Natürlich ist es auch möglich erstmals über das Druckniveau 400 bar hinauszugehen, weil bei entsprechender Beaufschlagung des Zylinders mit diesem Drucküberträger innerhalb des Zylinders dann ein deutlich höheres Druckniveau erzeugt werden kann, um so die gewünschten Aufgaben erreichen zu können. So ist es beispielsweise möglich, mit der Erfindung einen gezielt höheren Druck zu erreichen oder aber einen größeren Weg zurückzulegen. Die Zylinder brauchen nicht verändert zu werden. Wird dagegen wie weiter vorn erläutert von einem geringeren Druckniveau ausgegangen, kann auch im Bereich des Stempels, vor allem aber in den Schlauchleitungen auf einfachere Wandstärken und Ausführungen zurückgegangen werden, um so den Investiti- onsaufwand zu reduzieren. Möglich ist es nun auch, die gerade im untertägigen Berg- und Tunnelbau beliebten Steckverbindungen auch dann noch einzusetzen, wenn man mit höheren Drücken arbeitet. Andererseits kann mit im Durchmesser größeren Schläuchen auf einem niedrigeren Druck gearbeitet werden, um auf diese Art und Weise die Menge des zu fördernden Drucküberträgers gezielt zu erzielen bzw. sehr hoch anzusetzen.
Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Drucküberträger von einer 200 bar Pumpe dem Zylinder zugeführt und der Druck im Kolbenflächenhohlraum auf 300 - 400 bar oder mehr gesteigert wird. Erreicht wird dies durch einen vorab genanntes und weiter hinten noch erläutertes Übersetzungssystem, mit dessen Hilfe das Druckniveau innerhalb des Zylinders entsprechend einfach und sicher und abhängig von den Abmessungen erhöht werden kann.
Nach einer Weiterbildung ist dementsprechend vorgesehen, dass das Volu- men des Kolbenflächenhohlraumes durch Zuleiten des Drucküberträgers verringert und dadurch eine höhere Verdichtung des Drucküberträgers erzeugt wird. Der Drucküberträger wird also entsprechend weiter verdichtet, ohne dass es dazu erforderlich ist, Drucküberträger, also ein Öl oder eine Druckluft, höheren Niveaus zuzuführen, d. h. es wird keine gesonderte oder andere Pumpe benötigt und ein entsprechend anderer Systemdruck. Dies hat die weiter vorn schon erwähnten Vorteile, hat darüber hinaus aber auch den Vorteil, dass es einfach und problemlos verwirklicht werden kann.
Die Erfindung will die Erhöhung des Druckniveaus innerhalb des Zylinders erreichen, was sie gemäß der Erfindung dadurch erreicht, dass über den Drucküberträger gleichen Druckniveaus ein Kolben geringerer Abmessungen in den Kolbenflächenhohlraum, den dortigen Drucküberträger verdichtend eingeschoben wird. Hierdurch steigert sich das Druckniveau sehr stark und so wie es für den jeweiligen Einsatzfall gerade benötigt wird.
Je nach Einsatzbereich sieht die Erfindung verfahrensmäßig vor, dass der Drucküberträger gleichen Druckniveaus abhängig von anderen Schaltvorgängen oder gesondert zugeschaltet wird, um so den eventuell benötigten Schaltaufwand möglichst gering zu halten.
Wiederum je nach Einsatzfall und Einsatzbereich ermöglicht es die Erfindung, dass die Zuschaltung des Drucküberträgers gleichen Druckniveaus in Reihen- oder Parallelschaltung vorgenommen wird, was unter anderem dadurch möglich wird, dass ein zweiter Systemdruck nicht vorhanden ist und auch nicht benötigt wird, um unter dem Kolben den Druck bzw. das Druckniveau gezielt zu erhöhen. Zur Durchführung des Verfahrens ist ein Zylinder vorgesehen, der ein Zylindergehäuse und den darin verschieblichen Kolben mit Kolbenstange aufweist, wobei unterhalb des Kolbens der Kolbenflächenhohlraum ausgebildet ist, in den die Druckflüssigkeit bzw. der Drucküberträger eingeleitet wird, um so das Ausfahren des Zylinders zu erreichen. Dabei erreicht man ein veränderbares Druckniveau innerhalb des Kolbenflächenhohlraums dadurch, dass der Kolbenflächenhohlraum und zwar der darin befindliche Drucküberträger direkt über ein Eingangsventil und zusätzlich indirekt über einen Verdichter mit der gleichen Hochdruckpumpe beein- flussbar ausgebildet ist. Weiter vorn ist bereits erwähnt worden, dass es sich bei dem Verdichter um ein Übersetzungssystem handelt, das somit sicherstellt, dass der höhere Druck im Kolbenflächenhohlraum auch wirklich erreichbar ist, auch wenn eben der dafür benötigte bzw. eingesetzte Drucküberträger ein entsprechend niedrigeres Druckniveau aufweist. Mit der geschilderten Erfindung ist es somit erstmals möglich, gezielt das Druckniveau innerhalb des Kolbenflächenhohlraums zu verändern, natürlich vor allem zu erhöhen und zwar über den Wert hinaus, den heutige Hochdruckpumpen möglich machen.
Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung ist die, bei der der Kolbenflächenhohlraum als im Zylinderdeckel und Kolben sowie Kolbenstange ausgeführte Bohrung ausgebildet ist, wobei die Bohrung in der Kolbenstange eine Büchse aufnehmend erweitert ist, in der ein als Verdichter dienender Spannkolben mit einer im Durchmesser mit der Bohrung korrespondierenden, kleinen Kolbenstange verschieblich angeordnet und kopfseitig über ein Anschlussventil mit der gleichen Hochdruckpumpe verbindbar ist. Schon die Aufzählung der Einzelteile des Übersetzungssystems verdeutlicht, dass hier eine Lösung vorgegeben ist, die erstaunlich einfach zu einem Ziel führt, das bisher noch nicht einmal angedacht worden ist. Ohne Veränderung des Druckniveaus der zum Einsatz kommenden Hochdruckpumpe ist es möglich, innerhalb des Kolbenflächenhohlraums, d. h. also innerhalb des Zylinders, ein Druckniveau so zu steigern, dass damit zusätzliche Aufgaben erfüllt werden können und zwar ohne dass dazu die Einrichtung geändert werden muss. Der Kolbenflächenhohlraum ist einmal direkt mit der Hochdruckpumpe und einmal indirekt verbunden, wobei vorgesehen ist, dass der Kolbenflächenhohlraum über das kopfseitig des Kolbens angeordnete Eingangsventil mit der Hochdruck- pumpe direkt verbindbar ist. Bezüglich des untertägigen Einsatzes bildlich gesprochen, liegt das Eingangsventil also im Fußbereich des Stempels bzw. des Zylinders, sodass der Kolben mit der Kolbenstange sicher ausgefahren wird, wenn die Verbindung mit der Hochdruckpumpe hergestellt ist, weil dann der Kolben entsprechend großflächig belastet ist.
Der Spannkolben, der innerhalb des Zylinders verschiebbar angeordnet ist, wird wiederum optisch und am Beispiel eines Stempels untertage gesehen von oben her mit Druckflüssigkeit beaufschlagt, d. h. mit dem Drucküberträger. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die den Spannkolben aufnehmende Büchse durch einen zugleich auch die große Kolbenstange verschließenden Stangenkopf abgeschlossen ist, dem das Anschlussventil und Spannkolben kopfseitig verbindende Anschlussbohrungen zugeordnet sind. Dieser Stangenkopf ist teilweise in die Büchse bzw. die entsprechend große Kolbenstange eingeschoben und dort fixiert, wobei er in dieser Position schon allein dadurch gehalten wird, dass er von oben her eingespannt bzw. belastet ist. Das Anschlussventil steigt also mit dem Stangenkopf, bleibt aber immer gut erreichbar, schon weil es seitlich über den Stangenkopf bzw. die Kolbenstange vorsteht. Damit ist sichergestellt, dass mit ein und demselben Drucküberträger von der Druckhöhe her gesehen auch der zusätzliche Druck im Zylinder erzeugt werden kann. Über das Anschlussventil und die Anschlussbohrungen wird der Drucküberträger auf den Spannkolben kopfseitig geführt, sodass dieser entsprechend verschoben wird, weil dies die vorgegebenen Flächen erzwingen. Der Spannkolben weist entsprechende Abmessungen auf, er ist wesentlich größer als die Kolbenstange.
Der Stangenkopf, der die Büchse oben verschließt und damit auch die hohle große Kolbenstange sorgt im Übrigen dafür, dass die Druckverhältnisse innerhalb des Zylinders entsprechend aufgebaut werden können. Um eine entsprechende Verdichtung im Kolbenflächenhohlraum abzusichern, ist vorgesehen, dass der Spannkolben kopfseitig eine tellerförmige Ausnehmung aufweist. Diese tellerförmige Ausnehmung sorgt dafür, dass die Druck- flüssigkeit bzw. der Drucküberträger sich gleich über eine möglichst große Fläche des Kolbens auswirken kann. Auch ist verhindert, dass der Spannkolben praktisch am Stangenkopf kleben bleibt. Insgesamt ist somit ein schnelles, sicheres Ansprechen des entsprechenden Übersetzungssystems sichergestellt.
Weiter vorn ist schon darauf hingewiesen worden, dass der Spannkolben ein gegenüber der zugeordneten kleinen Kolbenstange deutlich größeren Durchmesser aufweist. Insbesondere hat die Kolbenstange einen Durchmesser von 68 mm und der Spannkolben einen Durchmesser von 110 mm. Der Kolbenflächenhohlraum dagegen hat einen Durchmesser von 70 mm, worauf weiter hinten noch eingegangen wird.
Gemäß der oben genannten Abmessungen verbleibt gezielt ein Ringspalt, wobei die Erfindung vorsieht, dass die kleine Kolbenstange einen einen Ringspalt zwischen ihr und der Bohrungswand des Kolbens belassend ausgeführt ist, der mit der Unterseite des von der kleinen Kolbenstange durchfahrbaren Büchsenbodens verbunden ist. Dadurch wird beim Einschieben der kleinen Kolbenstange in die Bohrung Druckflüssigkeit durch den Ringspalt verdrängt, der dafür sorgt, dass der Büchsenboden entsprechend belastet wird, sodass diese sich, den Stangenkopf mitnehmend in Längsrichtung des Zylinders verschiebt.
Eine zweckmäßige Weiterbildung sieht vor, dass der Büchsenboden gestuft ausgebildet ist, wobei die untere kleine Stufe gegenüber der Außenwand der kleinen Kolbenstange und der Innenwand der großen Kolbenstange wirksame Dichtringe aufweist. Während zunächst einmal damit nur eine geringe Fläche für den weiterverdichteten Drucküberträger zur Verfügung steht, wird diese Fläche größer, wenn die Büchse aus dem zweiten Sitz herausgehoben ist, sodass dann die zweite Stufe wirksam wird. Aus den weiter oben angegebenen Maßen, aber auch aus dem Grundsatzeffekt ist ersichtlich, dass der Spannkolben einen größeren Durchmesser, als die kleine Kolbenstange, wobei damit in der Büchse ein Luftringraum vor- gegeben ist, in dem Luft steht. Beim Einschieben des Spannkolbens und der kleinen Kolbenstange muss die darin stehende Luft verdrängbar sein, was dadurch erreicht wird, dass die Büchse im Bereich des Büchsenbodens eine den Luftringraum zwischen Büchseninnenwand und Außenwand der kleinen Kolbenstange mit einer Längsbohrung zur Außenatmosphäre verbindende Querbohrung aufweist. Mit dem Einfahren des Spannkolbens und der kleinen Kolbenstange wird somit die Luft problemlos über die Querbohrung in die Längsbohrung gedrückt und von dieser kann sie in die Außenatmosphäre entweichen. Beim umgekehrten Vorgang wird über die Außenatmosphäre und die Längsbohrung sowie die Querbohrung Luft in den Luftringraum eindringen, sodass der Spannkolben und die kleine Kol- benstange sicher in die Ausgangslage zurückgeschoben werden können.
Um den Zylinder wieder einzufahren wird der große Kolben von unten her mit Drucküberträger bzw. mit der Druckflüssigkeit beaufschlagt. Dies erreicht man insbesondere zweckmäßig dadurch, dass zwischen Innenwand des Zylinderge- häuses und Außenwand der großen Kolbenstange ein Ringraum ausgebildet ist, der nach unten durch den Kolben mit Dichtringen und nach oben über einen Verschlussring mit integrierten Dichtringen verschlossen ist, der über ein Einfahrventil mit der gleichen Hochdruckpumpe verbindbar ist. Wird also über das Einfahrventil die Verbindung mit der Hochdruckpumpe hergestellt, dringt der Drucküberträger direkt in den Ringraum, wobei die Dichtringe dafür Sorge tragen, dass der Ringraum nach außen hin abgedichtet ist. Dadurch wirkt sich der Drucküberträger ausschließlich auf die Unterseite des großen Kolbens aus, sodass dieser in die Ausgangslage zurückgeschoben wird.
Um den Verschlussring sicher zu positionieren, ist vorgesehen, dass der
Verschlussring über ein Außengewinde verfügt, das mit einem dem Zylindergehäuseende zugeordneten Innengewinde korrespondierend ausgebildet ist. Der Verschlussring kann damit entsprechend eingeschraubt werden und befindet sich in einer sicheren Position, auch wenn der Zylinder aus- oder eingefahren wird.
Trotz der recht hohen Drücke, die sich im Inneren des Zylinders aufbauen, reicht es, wenn die dem Verschlussring zugeordneten Dichtringe gegenüber der großen Kolbenstange und gegenüber dem Ringraum abdichtend angeordnet sind. Zweckmäßigerweise weist der Verschlussring auf der Kolbenstangenseite zwei und einen nach unten, d. h. in Richtung Ringraum gerichteten dritten Dichtring auf.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen sind, mit denen der Betrieb von Zylindern wesentlich vereinfacht ist. Entweder kann mit Pumpen mit geringerer Leistung gearbeitet werden, wobei dann die notwendige Druckerhöhung im Zylinder vorgenommen wird oder man arbeitet mit den gleichen Aggregaten, insbesondere der den höchsten Druck erzeugenden Hochdruckpumpen und kann dann innerhalb des Zylinders eine deutlich darüber hinaus liegenden Druck erzeugen, der entweder mehr Weg oder eben mehr Druck innerhalb des Zylinders bringt. Insgesamt gesehen ist mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung für die Fachwelt die Möglichkeit gegeben, vorhandene Hydrauliksysteme oder Druckluft- Systeme zu vereinfachen, mit preiswerteren und dünnwandigeren Schläuchen auszukommen und ggf. auch mit entsprechenden Zylindern oder aber eben ein so hohes Druckniveau zu fahren, dass damit die weiter vorne geschilderten Vorteile erreicht werden, wobei dann eben auf die bisherigen Schläuche zurückgegriffen wird.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Zylinder mit Übersetzungssystem, Figur 2 einen im untertägigen Bergbau einzusetzenden Schildausbau mit mehreren Zylindern und Figur 3 einen Bagger, der ebenfalls mit mehreren Zylindern ausgerüstet ist.
Figur 1 zeigt einen Zylinder 1 im Längsschnitt, wobei deutlich wird, dass der Grundkörper 2 dieses Zylinders 1 aus dem Zylindergehäuse 3 mit dem Zylinderdeckel 4 und dem Kolben 5 mit Kolbenstange 6 besteht. Der Kolben 5 mit der Kolbenstange 6 ist innerhalb des Zylindergehäuses 3 verschiebbar angeordnet, wobei die Versorgungsleitung 7 über das Eingangsventil 9 Druckflüssigkeit bzw. Drucküberträger in den Kolbenflächenhohlraum 8 einleiten soll. Dieser Drucküberträger, der in den Kolbenflächenhohlraum 8 eindringt sorgt dafür, dass der Kolben 5 mit der Kolbenstange 6 und dem endseitigen Stangenkopf 19 aus dem Zylindergehäuse 3 herausfährt. Das Innere, hier mit Verdichter 10 bezeichnet, steht diesem Herausschieben nicht im Wege bzw. unterstützt dieses.
Der Kolbenflächenhohlraum 8 ist wird im dargestellten Beispiel von der Bohrung 11 im Zylinderdeckel 4, der Bohrung 12 im Kolben 5 und der Bohrung 13 in der Kolbenstange 6 gebildet. Der Kolbenflächenhohlraum 8 hat damit die Form eines Zylinders.
Die große Kolbenstange 6 ist wie schon erwähnt hohl ausgebildet, wobei die Bohrung 13 bis zum oberen Ende durchgezogen ist. In dieser Bohrung 13 ist eine Büchse 15 angeordnet, die einen Spannkolben 16 mit der kleinen Kolben- stange 17 aufnimmt. Der Spannkolben 16 ist in Längsrichtung verschiebbar angeordnet, wobei er über ein am Stangenkopf 19 angebrachtes Anschlussventil 18 und die Anschlussbohrungen 20, 21 mit der Versorgungsleitung 7' und der hier nicht dargestellten Hochdruckpumpe verbunden werden kann. Der Drucküberträger wird somit von der Versorgungsleitung 7 in das Anschlussventil 18 geleitet und von dort aus über die beiden Anschlussbohrungen 20, 21 auf den Spannkolben 16, der in diesem Bereich eine tellerförmige Ausnehmung 22 aufweist. Dadurch ist sichergestellt, dass das einströmende Druckmedium, d. h. also der Drucküberträ- ger auch vollflächig auf den Spannkolben 16 einwirken kann. Randseitig des Spannkolbens 16 sind Dichtungen 23, 24 angeordnet, die für die nötige Abdichtung Sorge tragen und sicherstellen, dass auch bis an die Büchse 15 heran sich der Drucküberträger auf den Spannkolben 16 auswirken kann. Der entsprechend große Durchmesser des Spannkolbens 16 sorgt dann dafür, dass bei entsprechender Auflast mit dem üblichen Drucküberträger, also dem Drucküberträger üblichen Druckniveaus der Spannkolben 16 und die kleine Kolbenstange 17 in Richtung des Kolbenflächenhohlraums 8 vorgeschoben werden. Dabei verdrängt die kleine Kolbenstange 17 im Kolbenflächenhohlraum 8 anstehenden Drucküber- träger bzw. verdichtet diesen zunächst. Erst wenn ein zusätzlich erhöhter Druck in dem Kolbenflächenhohlraum 8 ansteht wird über den Ringspalt 26 zwischen Bohrungswand 27 des Kolbens 5 und Außenwand 28 der kleinen Kolbenstange 17 Druckflüssigkeit bzw. Drucküberträger auch auf die Unterseite 29 des Büchsenbodens 30 einwirken. Diese Einwirkung bzw. Beeinflussung erhöht sich noch, wenn die Büchse 15 aufgrund der Druckverhältnisse sich mit dem Stangenkopf 19 bewegt hat, weil der Büchsenboden 30 zwei Stufen 31 , 32 aufweist. Im Büchsenboden 30 sind Dichtringe 34, 35 so angeordnet, dass sie einmal gegen die Innenwand 33 der großen Kolbenstange 6 abdichten und zum anderen gegen die Außenwand 28 der kleinen Kolbenstange 17.
Erkennbar ist in Figur 1 , dass aufgrund der unterschiedlichen Abmessungen des Spannkolbens 16 und der kleinen Kolbenstange 1 zwischen Letzterer und der Büchseninnenwand 38 ein Luftringraum 37 verbleibt, der über eine Querbohrung 40 mit einer Längsbohrung 39 verbunden ist, die in Richtung Atmosphäre führt, weil sie endseitig der Büchse 15 austritt. Damit ist die Möglichkeit gegeben, dass die Luft aus dem Luftringraum 37 beim Einfahren des Spannkolbens 16 durch die Querbohrung 40 und die Längsbohrung 39 entweicht. Umgekehrt kann sie beim Zurückschieben des Spannkolbens 16 mit der kleinen Kolbenstange 17 wieder auf dem umgekehrten Weg, d. h. durch die Längsbohrung 39 und die Querbohrung 40 in den Luftringraum 37 eindringen. Zum wieder Einfahren des Kolbens 5 mit der großen Kolbenstange 6 ist ein Ringraum 45 zwischen der Innenwand 43 des Zylindergehäuses 3 und der Außenwand 44 der großen Kolbenstange 6 vorgesehen. Dieser Ringraum 45 reicht bis unter den Kolben 5. Über eine Querbohrung 42 ist der Ringraum 45 mit dem Einfahrventil 52 verbunden, sodass über die Versorgungsleitung 7" bei Bedarf Drucküberträger in diesen Ringraum 45 hinein gebracht werden kann. Diese sorgt nun dafür, dass aufgrund der Entlastung im Bereich des Eingangsventils 9 der Kolben 5 mit der großen Kolbenstange 6 in die in Figur 1 gezeigte Ausgangslage zurückgedrückt wird. Um hierbei das Einwirken des Drucküberträgers sicher- zustellen, sind Dichtringe 46, 47 im Kolben 5 vorgesehen, die einmal gegen den Ringraum 45 und einmal gegen das Eingangsventil 9 abdichten sollen.
Der Ringraum 45 ist am Zylindergehäuseende 55 über einen Verschlussring 48 verbunden, der mit mehreren Dichtringen 49, 50, 51 ausgerüstet ist, um gegen alle Seiten abzudichten. Er verfügt über ein Außengewinde 54, das mit dem Innengewinde 56 des Zylindergehäuseendes 55 korrespondierend ausgebildet ist, sodass ein Einschrauben möglich ist.
Figur 2 zeigt einen Strebausbau 60, der mit mehreren weiter hinten noch zu erwähnenden Zylindern ausgerüstet ist. Gerade im untertägigen Berg- und Tunnelbau wird mit Hilfe der Wasser in Öl Hydraulik ein Sicherheitsstandard gefahren, der sowohl bezüglich der verwendeten Flüssigkeit wie auch der zu erzielenden Setzkräfte hervorragend ist. Über das Fördermittel 61 wird das hereingewonnene Fördergut abgefördert, wobei sich dieses Fördermittel 61 in Richtung Hintergrund und umgekehrt erstreckt und über einen Schubzylinder 62 mit der Grundplatte 63 des Strebausbaus 60 verbunden ist. Über den Schubzylinder 62 wird das Fördermittel 61 immer so beeinflusst, dass es dicht am hier nicht gezeigten Kohlenstoß liegt. Von der Grundplatte 63 aus ist das Bruchschild 64 mit mehreren Lemniska- tenlenkern 65 verbunden, um so immer eine optimale Lage zum Liegenden hin einnehmen zu können. Der oder die Stempel 66, hier ein mehrteiliger Stempel werden über eine durch das Streb verlaufende Versorgungsleitung mit Hydraulikflüssigkeit von etwa 360 - 400 bar versorgt. Über das Anschlussventil 67 sind diese Stempel 66 wie weiter vorn erläutert direkt und indirekt mit der Hochdruckpumpe verbunden. Dazu benötigt wird aber lediglich eine Versorgungsleitung, die insbesondere dann vereinfacht ausgebildet sein kann, wenn der Zylinder, d. h. der Stempel 66 und auch die anderen Zylinder wie in Figur 1 gezeigt ausgebildet sind. An das Bruchschild 64 schließt sich die Hangendkappe 68, die vom Stempel 66 abgestützt ist. Das vordere Teil dieser Hangendkappe 68 bildet das Schiebeteil 69, das ebenfalls über einen hier nicht dargestellten Zylinder ein- und ausgeschoben werden kann, um die Spitze 72 der Hangendkappe 68 möglichst bis an den Kohlenstoß heranzubringen. Ein solcher Strebausbau spannt sich zwischen Hangendes 70 und Liegendes 71 und sorgt dafür, dass der Hohlraum so lange offen bleibt, wie er für die Gewinnung benötigt wird.
Figur 3 zeigt vereinfacht einen Hydraulikbagger 73 mit seinem Fahrteil 74 und dem Schwenkarm 75. Dabei sind dem Schwenkarm 75 aber auch der Schaufel 77 und anderen Bauteilen Zylinder zugeordnet, über die einzelne Funktionen durchgeführt oder erleichtert werden können. Mit dem Stellzylinder 76 wird das untere Teil des Schwenkarms 75 hochgeschwenkt oder auch sonst in eine andere Lage gebracht, während die Schaufel 77 in ihren Bewegungen über den Schaufeizylinder 78 gesteuert wird. Sowohl bei derartigen Hydraulikbaggern 73 wie auch bei dem Strebausbau 60 ist der Einsatz der vorliegenden Erfindung besonders interessant, weil dort eine Vielzahl von Zylindern zum Einsatz kommen, die auch noch unterschiedliche Aufgaben haben. Daher ist es nicht zwangsweise notwendig, alle Zylinder mit einem innenseitigen Verdichter auszurüsten.
Alle genannten Merkmale, auf die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Druckerhöhung in Zylindern für die Ölhydraulik,
Wasserhydraulik, Emulsionshydraulik sowie Plasma- und sonstige Flüssigkeitshydraulik und Pneumatik, bei dem zwei- oder mehrteilige Zylinder über Ventile und den eingeleiteten Drucküberträger, der eine Hochdruckpumpe passiert hat, kontrolliert auseinander oder ineinander gefahren werden, wobei im Kolben- flächenhohlraum unter dem jeweiligen Kolben ein auch nach dem auseinander Fahren vorgegebener Druck erzeugt und aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zylinder zunächst ein Drucküberträger (Öl, Wasser, Emulsion, Plasma, Druckluft) vorgegebener Druckhöhe zugeführt und der Zylinder damit auseinander gefahren wird und dass dann der Druck im Kolbenflächenhohlraum unter dem Kolben beliebig erhöht wird, indem der Drucküberträger gleichen Druckniveaus zur weiteren Verdichtung des Drucküberträgers im Kolbenflächenhohlraum eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Drucküberträger von einer 200 bar Pumpe dem Zylinder zugeführt und der Druck im Kolbenflächenhohlraum auf 300 - 400 bar oder mehr gesteigert wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichne , dass das Volumen des Kolbenflächenhohlraumes durch Zuleiten des Drucküberträgers verringert und dadurch eine höhere Verdichtung des Drucküberträgers erzeugt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den Drucküberträger gleichen Druckniveaus ein Kolben geringerer Abmessungen in den Kolbenflächenhohlraum, den dortigen Drucküberträger verdichtend eingeschoben wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucküberträger gleichen Druckniveaus abhängig von anderen Schaltvorgängen oder gesondert zugeschaltet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschaltung des Drucküberträgers gleichen Druckniveaus in Reihenoder Parallelschaltung vorgenommen wird.
7. Zylinder zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder einem der nachfolgenden Verfahrensansprüche, bestehend aus einem über eine Versorgungsleitung (7) mit einer Hochdruckpumpe verbundenen Grundkörper (2) mit Zylindergehäuse (3) und darin verschieblich angeordneten Kolben/Kolbenstange (5, 6) und dem unterhalb des Kolbens (5) ausgebildeten Kol- benflächenhohlraum (8), dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenflächenhohlraum (8) und zwar der darin befindliche Drucküberträger direkt über ein Eingangsventil (9) und zusätzlich indirekt über einen Verdichter (10) mit der gleichen Hochdruckpumpe beeinflussbar ausgebildet ist.
8. Zylinder nach Anspruch 7, a urch gekennzeichn , dass der Kolbenflächenhohlraum (8) als im Zylinderdeckel (4) und Kolben (5) sowie Kolbenstange (6) ausgeführte Bohrung (11, 12, 13) ausgebildet ist, wobei die Bohrung (13) in der Kolbenstange (6) eine Büchse (15) aufnehmend erweitert ist, in der ein als Verdichter (10) dienender Spannkolben (16) mit einer im Durchmesser mit der Bohrung (11, 12, 13) korrespondierenden, kleinen Kolbenstange (17) verschieblich angeordnet und kopfseitig über ein Anschlussventil (18) mit der gleichen Hochdruckpumpe verbindbar ist.
9. Zylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenflächenhohlraum (8) über das kopfseitig des Kolbens (5) angeordnete Eingangsventil (9) mit der Hochdruckpumpe direkt verbindbar ist.
10. Zylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die den Spannkolben (16) aufnehmende Büchse (15) durch einen zugleich auch die große Kolbenstange (6) verschließenden Stangenkopf (19) abgeschlossen ist, dem das Anschlussventil (18) und Spannkolben (16) kopfseitig verbindende Anschlussbohrungen (20, 21) zugeordnet sind.
11. Zylinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannkolben (16) kopfseitig eine tellerförmige Ausnehmung (22) aufweist.
12. Zylinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannkolben (16) einen gegenüber der zugeordneten kleinen Kolbenstange (17) deutlich größeren Durchmesser aufweist.
13. Zylinder nach Anspruch 8, dadurch g kennzeichnet, dass die kleine Kolbenstange (17) einen Ringspalt (26) zwischen ihr und der Bohrungswand (27) des Kolbens (5) belassend ausgeführt ist, der mit der Unterseite (29) des von der kleinen Kolbenstange (17) durchfahrbaren Büchsenbodens (30) verbunden ist.
14. Zylinder nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Büchsenboden (30) gestuft ausgebildet ist, wobei die untere kleine Stufe (31) gegenüber der Außenwand (28) der kleinen Kolbenstange (17) und der In- nenwand (33) der großen Kolbenstange (6) wirksame Dichtringe (34, 35) aufweist.
15. Zylinder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Büchse (15) im Bereich des Büchsenbodens (30) eine den Luftringraum (37) zwischen Büchseninnenwand (38) und Außenwand (28) der kleinen Kolbenstange (17) mit einer Längsbohrung (39) zur Außenatmosphäre verbindende Querbohrung (40) aufweist.
16. Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Innenwand (43) des Zylindergehäuses (3) und Außenwand (44) der großen Kolbenstange (6) ein Ringraum (45) ausgebildet ist, der nach unten durch den Kolben (5) mit Dichtringen (46, 47) und nach oben über einen Verschlussring (48) mit integrierten Dichtringen (49, 50, 51) verschlossen ist, der über ein Einfahrventil (52) mit der gleichen Hochdruckpumpe verbindbar ist.
17. Zylinder nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussring (48) über ein Außengewinde (54) verfügt, das mit einem dem Zylindergehäuseende (55) zugeordneten Innengewinde (56) korrespondierend ausgebildet ist.
18. Zylinder nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Verschlussring (48) zugeordneten Dichtringe (49, 50, 51) gegenüber der großen Kolbenstange (6) und gegenüber dem Ringraum (45) abdichtend angeordnet sind.
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