WO2000050788A1 - Hydropneumatic pressure booster - Google Patents

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WO2000050788A1
WO2000050788A1 PCT/DE1999/004021 DE9904021W WO0050788A1 WO 2000050788 A1 WO2000050788 A1 WO 2000050788A1 DE 9904021 W DE9904021 W DE 9904021W WO 0050788 A1 WO0050788 A1 WO 0050788A1
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pressure
working
ring
cylindrical wall
sealing ring
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PCT/DE1999/004021
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Inventor
Eugen Rapp
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Tox Pressotechnik Gmbh & Co. Kg
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    • 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
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
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    • F16J15/3208—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip provided with tension elements, e.g. elastic rings
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    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/21—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge
    • F15B2211/216—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge the pressure sources being pneumatic-to-hydraulic converters

Definitions

  • the invention is based on a hydropneumatic pressure intensifier according to the preamble of the main claim.
  • Such hydropneumatic pressure intensifiers are mainly used as machine tools, or the like, depending on the tool used, punched, toxic, clinched connections. to effect.
  • Such a machine is expected to have a very high total number of working strokes, and one problem with such machines is that during work breaks, especially if they are relatively long, for example overnight, the sealing parts can be stuck together by drying.
  • Such gluing can lead, for example, when using a round cord ring as a seal to twist it, with the result that this creates leaks between the storage space and the pressure chamber which is arranged on the side of the storage piston facing away from the storage space and is usually unpressurized.
  • the resulting oil losses can significantly impair the functionality of the pressure intensifier, apart from the fact that these have to be compensated for again and again by refilling oil.
  • Such a double-acting radial sealing ring arranged on the storage piston is not exposed to high pressures at the given point, so that the aim is to keep the pressing force of the sealing ring on the cylindrical wall as low as possible, in order to avoid unnecessary friction losses and Avoid abrasion losses and achieve a long service life.
  • a sealing ring sold under the "Quadring" brand by Busak + Shamban is used, which advantageously is cylindrical Wall of the storage space has a two-lip seal, so that a lubricant reservoir can form between these two lips and, particularly with one-sided pressure load, as in the case of the pressure intensifier mentioned above, a favorable pressure force distribution over the cross section is achieved with high tightness. Because of this design, the radial contact pressure is also relatively low, so that long service lives are achieved.
  • a decisive disadvantage of this quad ring is that it sticks to the cylindrical wall during longer periods of rest, which not only leads to a deterioration in the sealing function or failure thereof, but also represents a deterioration in performance due to the tearing loose when the piston starts up.
  • the accumulator piston is an organ that works largely independently of the plunger and the working piston, sticking of the accumulator piston to this position can result in a negative pressure in the accumulator and also in the working space of the pressure intensifier, which cannot be recognized from outside the pressure intensifier and which becomes one Failure of the function of the pressure intensifier can result.
  • Quadrings namely to form a lubricant reservoir and to obtain a favorable pressure distribution with high tightness without the risk of twisting, as with the O-ring, but an excellent tightness is achieved even with one-sided pressure loading and oil loading given here by the storage space, and this with a relatively low radial pressing pressure on the cylindrical Wall of the storage room.
  • the mutually facing end walls of the annular groove run largely parallel to one another and the side walls of the sealing ring facing these end walls likewise run parallel to one another.
  • good longitudinal guidance of the sealing ring is achieved on the one hand and, on the other hand, any tilting thereof is counteracted.
  • this also ensures that the pressure on the two lips remains largely uniform despite the sealing and support bead arranged between them, with the advantage on the one hand of maintaining the lubricant reservoir and on the other hand of improved tightness.
  • Due to the relatively narrow sealing surfaces between the sealing ring and the cylindrical wall there is also the risk of Stuck in the work breaks largely prevented.
  • the sealing and support bulge causes a slight tilting - not tilting - of the sealing ring when starting off and the slight frictional forces given by the lips, which mechanically immediately separates any possible adhesions after a break in use.
  • the lips are formed by wedge-like elevations pointing in the direction of the cylindrical wall, annular spaces which are open towards the wall being formed between these elevations and the sealing and supporting bead.
  • the sealing ring consists of a plastic made of special polyurethane with 83 Shore A, as sold by the Busak + Shamban company.
  • this known seal from Busak + Shamban sold under the "Wynseal” brand, is expressly recommended by the manufacturer as a piston seal for higher pressures and pressurization on both sides, the person skilled in the art on the part of the invention had to find that with one-sided Pressurization and only a low operating pressure of about two bar achieve a much better seal or less wear than with the Quadring recommended by the manufacturer.
  • a round cord ring or a serves as a tension ring rubber-elastic ring with a polygonal cross-section, in particular a rectangular cross-section.
  • an annular groove is provided in the sealing ring on the side facing the clamping ring.
  • This ring groove can be equipped with conical end walls, particularly in the case of a round cord ring, whereby the round cord ring causes both lips to be pressed evenly onto the cylindrical wall.
  • the edges of the ring act in a similar way.
  • FIG. 1 shows a hydropneumatic pressure intensifier in longitudinal section and FIG. 2 shows a section in the area of a radial seal from FIG. 1 on an enlarged scale.
  • a working piston 2 is arranged axially displaceably and radially sealingly in a housing 1 and delimits a working chamber 3 filled with hydraulic oil with it.
  • a piston rod 4 projecting outside the housing 1 is arranged on the working piston 2.
  • the working piston 2 has, as a collar, an auxiliary piston 5, which is radially sealed off from a tubular casing 6 and thereby has two pneumatic spaces 7 and 8 separates from each other, which are alternately supplied with air pressure for the rapid traverse of the working piston 2.
  • the working space 3 is closed on the side facing away from the working piston 2 by a housing part 9, to which a casing tube 11 having a cylindrical inner wall 10 is connected, which in turn is closed by a housing cover 12.
  • a storage piston 13 is axially movably arranged in the casing tube 11, which delimits a storage space 14 with the casing tube 11 and the housing part 9.
  • This storage space 14 is hydraulically connected to the working space 3 via an immersion bore 15 arranged in the housing part 9.
  • a radially sealing drive piston 16 for actuating a plunger 17 and loaded by a storage spring 18 which is supported on the side facing away from the drive piston 16 on the storage piston 13 and thus on the one hand determines the storage pressure present in the storage space 14 and on the other hand serves as a restoring force for the drive piston 16.
  • the spring chamber 19 receiving the spring 18 is relieved of pressure.
  • a drive chamber 21 is provided which can be supplied with compressed air serving to drive the drive piston 16 via a connection 22.
  • the plunger 17 is axially displaceably guided in a central bore 23 of the accumulator piston 13, a radial seal 24 preventing hydraulic oil from reaching the spring chamber 19 from the accumulator chamber 14.
  • a radial seal 25 which is arranged in an annular groove 26 in the outer surface of the accumulator piston 13 and seals to the tubular casing 11, as shown in FIG. 2 on an enlarged scale.
  • the plunger 17 When it is driven in the direction of arrow I and by compressed air in the drive chamber 21, the plunger 17 penetrates the plunger bore 15 and thereby separates the storage chamber 14 from the work chamber 3.
  • a radial seal 27 is arranged in the wall of the plunger bore 15 .
  • a radial seal 29 is arranged in an annular groove 28.
  • two round cord seals 31 are arranged in the housing 1 to seal the working piston 2.
  • the radial seal 25 consists of two parts, namely a sealing ring 32 and a round cord ring 33, which are arranged radially next to one another in the annular groove 26.
  • the annular groove 26 has mutually parallel end walls 34, between which, with relatively little play, the sealing ring 32 and the round cord ring 33 are arranged.
  • an annular groove 35 with oblique side walls is arranged in the sealing ring 32, on which the oval cord ring 33, which is pressed after installation, is also supported, so that the cord ring 33 rests under tension on the one hand on the bottom 36 of the annular groove 26 and on the other hand on the bottom of the annular groove 35.
  • the sealing ring 32 has parallel side walls 37 on the sides facing the end walls 34 of the annular groove 26, one of which rests on the end wall 34 facing it during the lifting movements.
  • the sealing ring 32 On the inner wall 10 of the casing tube 1 1, the sealing ring 32 has two mutually parallel sealing lips 38, which are formed by wedge-shaped elevations 39 of the sealing ring, and a support bead 41 arranged between these elevations, so that between the sealing lips 38 and this support bead 41 annular spaces 42 arise.
  • the oil collecting in these annular spaces 42 serves as lubrication.
  • the support bead 41 serves as a tilting bearing for the sealing ring 32 and absorbs most of the pressing force given by the round cord ring 33, so that the sealing lips 38 can better fulfill their actual task.

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Abstract

The invention relates to a hydropneumatic pressure booster having a radial sealing element (32, 33) mounted between the accumulator pistons (13) and a cylindrical wall (10) assigned thereto, wherein a sealing element commonly used in high-pressure ranges is used for said low-pressure range.

Description

Hydropneumatischer DruckübersetzerHydropneumatic pressure intensifier
Die Erfindung geht aus von einem hydropneumatischen Druckübersetzer nach der Gattung des Hauptanspruchs . Derartige hydropneumatische Druckübersetzer werden vor allem als Werkzeugmaschinen eingesetzt, um je nach verwendetem Werkzeug, Stanz-, Tox-, Klinschverbindungen odgl. zu bewirken. Von einer solchen Maschine wird eine sehr hohe Insgesamt- Arbeitshubzahl erwartet, wobei ein Problem solcher Maschinen darin besteht, daß während der Arbeitspausen, besonders, wenn diese beispielsweise über Nacht verhältnismäßig lang sind, ein durch Eintrocknen gegebenes Verkleben der Dichtungsteile stattfinden kann. Ein solches Verkleben kann beispielsweise bei der Verwendung eines Rundschnurringes als Dichtung zu dessen Verdrillen führen, mit der Folge, daß dadurch Undichtheiten zwischen dem Speicherraum und dem auf der dem Speicherraum abgewandten Seite des Speicherkolbens angeordneten, meist drucklosen, Federraum entsteht. Die damit gegebenen Ölverluste können die Funktionsfähigkeit des Druckübersetzers erheblich beeinträchtigen, abgesehen davon, daß diese durch Ölnachfüllen immer wieder ausgeglichen werden müssen.The invention is based on a hydropneumatic pressure intensifier according to the preamble of the main claim. Such hydropneumatic pressure intensifiers are mainly used as machine tools, or the like, depending on the tool used, punched, toxic, clinched connections. to effect. Such a machine is expected to have a very high total number of working strokes, and one problem with such machines is that during work breaks, especially if they are relatively long, for example overnight, the sealing parts can be stuck together by drying. Such gluing can lead, for example, when using a round cord ring as a seal to twist it, with the result that this creates leaks between the storage space and the pressure chamber which is arranged on the side of the storage piston facing away from the storage space and is usually unpressurized. The resulting oil losses can significantly impair the functionality of the pressure intensifier, apart from the fact that these have to be compensated for again and again by refilling oil.
Ein solcher am Speicherkolben angeordneter, doppelt wirkender Radialdichtring ist an der gegebenen Stelle keinen hohen Drücken ausgesetzt, so daß angestrebt ist, die Preßkraft des Dichtringes auf die zylindrische Wand möglichst gering zu halten, um dadurch vor allem unnötige Reibungsverluste und Abriebverluste zu vermeiden und eine hohe Standzeit zu erzielen.Such a double-acting radial sealing ring arranged on the storage piston is not exposed to high pressures at the given point, so that the aim is to keep the pressing force of the sealing ring on the cylindrical wall as low as possible, in order to avoid unnecessary friction losses and Avoid abrasion losses and achieve a long service life.
Bei einem bekannten hydropneumatischen Druckübersetzer der gattungsgemäßen Art (EP-0 579 073 B l und DE-PS 32 25 906 C2) wird auf Empfehlung des Herstellers ein unter der Marke "Quadring" der Firma Busak + Shamban vertriebener Dichtring eingesetzt, der vorteilhafterweise zur zylindrischen Wand des Speicherraums hin eine Zwei-Lippen-Dichtung aufweist, so daß zwischen diesen beiden Lippen sich ein Schmiermittelreservoir bilden kann und besonders bei einseitiger Druckbelastung, wie bei dem oben erwähnten Druckübersetzer, eine günstige Preßkraftverteilung über den Querschnitt mit hoher Dichtheit erzielt wird. Aufgrund dieser Konstruktion ist auch die radiale Anpreßkraft verhältnismäßig gering, so daß hohe Standzeiten erreicht werden.In a known hydropneumatic pressure intensifier of the generic type (EP-0 579 073 B1 and DE-PS 32 25 906 C2), on the recommendation of the manufacturer, a sealing ring sold under the "Quadring" brand by Busak + Shamban is used, which advantageously is cylindrical Wall of the storage space has a two-lip seal, so that a lubricant reservoir can form between these two lips and, particularly with one-sided pressure load, as in the case of the pressure intensifier mentioned above, a favorable pressure force distribution over the cross section is achieved with high tightness. Because of this design, the radial contact pressure is also relatively low, so that long service lives are achieved.
Ein entscheidender Nachteil dieses Quadrings besteht allerdings darin, daß er bei längeren Ruhezeiten mit der zylindrischen Wand verklebt, was nicht nur zu einer Verschlechterung der Dichtfunktion bzw. einem Ausfallen derselben führt, sondern auch eine Leistungseinträchtigung darstellt, durch das Losreißen beim Anfahren des Kolbens . Da der Speicherkolben ein weitgehend vom Tauchkolben und Arbeitskolben unabhängig arbeitendes Organ ist, kann durch ein solches Verkleben ein Stehenbleiben des Speicherkolbens und dadurch ein im Speicher und auch im Arbeitsraum des Druckübersetzers Unterdruck entstehen, den man von außerhalb des Druckübersetzers nicht erkennen kann und der zu einem Versagen der Funktion des Druckübersetzers führen kann.A decisive disadvantage of this quad ring, however, is that it sticks to the cylindrical wall during longer periods of rest, which not only leads to a deterioration in the sealing function or failure thereof, but also represents a deterioration in performance due to the tearing loose when the piston starts up. Since the accumulator piston is an organ that works largely independently of the plunger and the working piston, sticking of the accumulator piston to this position can result in a negative pressure in the accumulator and also in the working space of the pressure intensifier, which cannot be recognized from outside the pressure intensifier and which becomes one Failure of the function of the pressure intensifier can result.
Der erfindungs gemäße Druckübersetzer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß nicht nur die Vorteile desThe fiction, contemporary pressure translator with the characterizing features of the main claim has the advantage that not only the advantages of
Quadrings, nämlich ein Schmiermittelreservoir zu bilden und eine günstige Pressungsverteilung mit hoher Dichtheit zu erhalten, ohne die Gefahr eines Verdrillens, wie beim Rundschnurring, sondern es wird auch bei einseitiger, hier vom Speicherraum her gegebenen Druckbelastung und Ölbelastung eine hervorragende Dichtheit erzielt, und dies bei einem verhältnismäßig geringen radialen Preßdruck auf die zylindrische Wand des Speicherraums.Quadrings, namely to form a lubricant reservoir and to obtain a favorable pressure distribution with high tightness without the risk of twisting, as with the O-ring, but an excellent tightness is achieved even with one-sided pressure loading and oil loading given here by the storage space, and this with a relatively low radial pressing pressure on the cylindrical Wall of the storage room.
Es ist zwar eine solche aus Rundschnurring und Dichtring gegebene Radialdichtung bekannt, die unter der Marke "Wynseal" der Firma Busak + Shamban verkauft wird, wobei jedoch vom Hersteller der Einsatz dieser Dichtung für beidseitige Druckbeaufschlagungen und für hohe Drücke empfohlen wird, um so, insbesondere mit dem mittig angeordneten Dicht- und Abstützwulst, derartige, insbesondere wechselnde, beidseitige Druckbeaufschlagungen aufzufangen. Der Fachmann empfiehlt im Gegensatz dazu bei einseitiger niedriger Druckbelastung ein ebenfalls zwei Lippen aufweisenden Dichtring aus elastischem Material, der durch einen Vorspannring aus gummielastischem Material auf die Wand gepreßt wird (DE-PS 36 03 669), der allerdings entsprechend dem einseitigen Druck einseitig ausgebildet ist und vor allem keinen Abstützwulst aufweist.Although such a radial seal and a sealing ring are known, which is sold under the "Wynseal" brand by Busak + Shamban, the manufacturer recommends the use of this seal for pressurization on both sides and for high pressures, especially so with the centrally arranged sealing and supporting bead to absorb such, in particular changing, pressurization on both sides. In contrast, the expert recommends a low-pressure load on one side, which also has a two-lip sealing ring made of elastic material, which is pressed onto the wall by a preload ring made of rubber-elastic material (DE-PS 36 03 669), but which is designed on one side in accordance with the one-sided pressure and above all has no support bead.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die einander zugewandten Stirnwände der Ringnut weitgehend parallel zueinander und es verlaufen die diesen Stirnwänden zugewandten Seitenwände des Dichtringes ebenfalls parallel zueinander. Hierdurch wird einerseits eine gute Längsführung des Dichtringes erzielt und anderseits jeglichem Verkanten desselben entgegengewirkt. Nicht zuletzt wird hierdurch auch erreicht, daß die Anspressung der beiden Lippen trotz dem dazwischen angeordneten Dicht- und Abstützwulst weitgehend gleichmäßig bleibt mit dem Vorteil, einerseits der Erhaltung des Schmiermittelreservoirs und andererseits der verbesserten Dichtheit. Aufgrund der relativ schmalen Dichtflächen zwischen Dichtring und zylindrischer Wand ist auch die Gefahr des Festklebens in den Arbeitspausen weitgehend unterbunden. Besonders durch den Dicht- und Abstützwulst wird beim Anfahren und der durch die Lippen gegebenen leichten Reibkräfte ein geringes Verkippen - nicht Verkanten - des Dichtringes bewirkt, was jegliche, möglicherweise vorhandene Verklebungen nach einer Nutzungspause rein mechanisch sofort trennt.According to an advantageous embodiment of the invention, the mutually facing end walls of the annular groove run largely parallel to one another and the side walls of the sealing ring facing these end walls likewise run parallel to one another. As a result, good longitudinal guidance of the sealing ring is achieved on the one hand and, on the other hand, any tilting thereof is counteracted. Last but not least, this also ensures that the pressure on the two lips remains largely uniform despite the sealing and support bead arranged between them, with the advantage on the one hand of maintaining the lubricant reservoir and on the other hand of improved tightness. Due to the relatively narrow sealing surfaces between the sealing ring and the cylindrical wall, there is also the risk of Stuck in the work breaks largely prevented. The sealing and support bulge, in particular, causes a slight tilting - not tilting - of the sealing ring when starting off and the slight frictional forces given by the lips, which mechanically immediately separates any possible adhesions after a break in use.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Lippen durch keilartige, in Richtung zylindrische Wand weisende Erhebungen gebildet, wobei zwischen diesen Erhebungen und dem Dicht- und Abstützwulst jeweils zur Wand hin offene Ringräume gebildet sind. Hierdurch wird einerseits erreicht, daß die Dichtflächen möglichst schmal sind und dadurch bei geringeren Anpreßkräften und geringen Reibverlusten eine hohe Dichtqualität aufweisen und anderseits sind dadurch zwei parallel zueinander angeordnete Schmiermittelreservoire vorhanden, wodurch ein sicheres Gleitvermögen gegeben ist.According to a further advantageous embodiment of the invention, the lips are formed by wedge-like elevations pointing in the direction of the cylindrical wall, annular spaces which are open towards the wall being formed between these elevations and the sealing and supporting bead. This ensures on the one hand that the sealing surfaces are as narrow as possible and thus have a high sealing quality with lower contact forces and low friction losses, and on the other hand there are two lubricant reservoirs arranged parallel to one another, which ensures reliable sliding properties.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht der Dichtring aus einem Kunststoff au s Spezialpolyurethan mit 83 Shore A, wie ihn die Firma Busak + Shamban vertreibt. Obwohl diese an sich bekannte, unter der Marke "Wynseal" vertriebene Dichtung der Firma Busak + Shamban bekannt ist, wird sie vom Hersteller ausdrücklich als Kolbendichtung für höhere Drücke und beidseitige Druckbeaufschlagungen empfohlen, wobei der Fachmann auf Seiten der Erfindung feststellen mußte, daß bei einseitiger Druckbeaufschlagung und nur geringem Betriebsdruck von etwa zwei bar eine wesentlich bessere Abdichtung bzw. geringere Abnutzung erzielt wird, als bei dem vom Hersteller empfohlenen Quadring.According to a further advantageous embodiment of the invention, the sealing ring consists of a plastic made of special polyurethane with 83 Shore A, as sold by the Busak + Shamban company. Although this known seal from Busak + Shamban, sold under the "Wynseal" brand, is expressly recommended by the manufacturer as a piston seal for higher pressures and pressurization on both sides, the person skilled in the art on the part of the invention had to find that with one-sided Pressurization and only a low operating pressure of about two bar achieve a much better seal or less wear than with the Quadring recommended by the manufacturer.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient als Spannring ein Rundschnurring oder ein gummielastischer Ring mit Mehrkantquerschnitt, insbesondere rechteckigem Querschnitt.According to a further advantageous embodiment of the invention, a round cord ring or a serves as a tension ring rubber-elastic ring with a polygonal cross-section, in particular a rectangular cross-section.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im Dichtring auf der dem Spannring zugewandten Seite eine diesen aufnehmende Ringnut vorhanden ist. Diese Ringnut kann besonders im Falle eines Rundschnurringes als Spannring mit konischen Stirnwänden ausgestattet sein, wodurch der Rundschnurring bewirkt, daß beide Lippen gleichmäßig auf die zylindrische Wand gepreßt werden. Im Falle eines Rechteckquerschnitts des Spannringes wirken die Kanten des Ringes in ähnlicher Weise.According to a further advantageous embodiment of the invention, an annular groove is provided in the sealing ring on the side facing the clamping ring. This ring groove can be equipped with conical end walls, particularly in the case of a round cord ring, whereby the round cord ring causes both lips to be pressed evenly onto the cylindrical wall. In the case of a rectangular cross section of the clamping ring, the edges of the ring act in a similar way.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the invention can be found in the following description, the drawing and the claims.
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the object of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below. Show it:
Figur 1 einen hydropneumatischen Druckübersetzer im Längsschnitt und Figur 2 einen Ausschnitt im Bereich einer Radialdichtung aus Figur 1 in vergrößertem Maßstab.1 shows a hydropneumatic pressure intensifier in longitudinal section and FIG. 2 shows a section in the area of a radial seal from FIG. 1 on an enlarged scale.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten hydropneumatischen Druckübersetzer ist in einem Gehäuse 1 ein Arbeitskolben 2 axial verschiebbar und radial dichtend angeordnet und begrenzt mit ihm einen hydraulikölgefüllten Arbeitsraum 3. An dem Arbeitskolben 2 ist eine nach außerhalb des Gehäuses 1 ragende Kolbenstange 4 angeordnet. Außerdem weist der Arbeitskolben 2 als Bund einen Hilfskolben 5 auf, der zu einem Mantelrohr 6 hin radial abgedichtet ist und dadurch zwei Pneumatikräume 7 und 8 voneinander trennt, die für den Eilgang des Arbeitskolbens 2 abwechselnd mit Luftdruck versorgt werden. Sobald ein ausreichender Luftdruck im Pneumatikraum 7 herrscht, bei entsprechend niederem Druck im Pneumatikraum 8, wird der Arbeitskolben 2 nach unten geschoben und es wird umgekehrt, bei entsprechend höherem Druck im Pneumatikraum 8, und abgebautem Druck im Pneumatikraum 7, der Kolben 2 wieder in dargestellte Ausgangslage verschoben.In the hydropneumatic pressure intensifier shown in FIG. 1, a working piston 2 is arranged axially displaceably and radially sealingly in a housing 1 and delimits a working chamber 3 filled with hydraulic oil with it. A piston rod 4 projecting outside the housing 1 is arranged on the working piston 2. In addition, the working piston 2 has, as a collar, an auxiliary piston 5, which is radially sealed off from a tubular casing 6 and thereby has two pneumatic spaces 7 and 8 separates from each other, which are alternately supplied with air pressure for the rapid traverse of the working piston 2. As soon as there is sufficient air pressure in the pneumatic space 7, with a correspondingly low pressure in the pneumatic space 8, the working piston 2 is pushed down and, conversely, with a correspondingly higher pressure in the pneumatic space 8 and a reduced pressure in the pneumatic space 7, the piston 2 is shown again in FIG Starting position postponed.
Der Arbeitsraum 3 ist auf der dem Arbeitskolben 2 abgewandten Seite durch ein Gehäuseteil 9 verschlossen, an welches sich ein eine zylindrische Innenwand 10 aufweisendes Mantelrohr 1 1 anschließt, welches wiederum durch einen Gehäusedeckel 12 verschlossen ist. In dem Mantelrohr 1 1 ist ein Speicherkolben 13 axial beweglich angeordnet, welcher mit Mantelrohr 1 1 und Gehäuseteil 9 einen Speicherraum 14 begrenzt. Dieser Speicherraum 14 ist über eine im Gehäuseteil 9 angeordnete Tauchbohrung 15 mit dem Arbeitsraum 3 hydraulisch verbunden. Im Mantelrohr 1 1 ist außerdem radial dichtend ein Antriebskolben 16 angeordnet, zur Betätigung eines Tauchkolbens 17 und belastet durch eine Speicherfeder 18, welche sich auf der dem Antriebskolben 16 abgewandten Seite am Speicherkolben 13 abstützt und damit einerseits den im Speicherraum 14 vorhandenen Speicherdruck bestimmt und andererseits als Rückstellkraft für den Antriebskolben 16 dient. Der die Feder 18 aufnehmende Federraum 19 ist druckentlastet. Auf der dem Federraum 19 abgewandten Seite des Antriebskolbens 16 ist ein Antriebsraum 21 vorgesehen, welcher über einen Anschluß 22 mit dem Antrieb des Antriebskolbens 16 dienende Druckluft versorgbar ist.The working space 3 is closed on the side facing away from the working piston 2 by a housing part 9, to which a casing tube 11 having a cylindrical inner wall 10 is connected, which in turn is closed by a housing cover 12. A storage piston 13 is axially movably arranged in the casing tube 11, which delimits a storage space 14 with the casing tube 11 and the housing part 9. This storage space 14 is hydraulically connected to the working space 3 via an immersion bore 15 arranged in the housing part 9. In the casing tube 1 1 there is also a radially sealing drive piston 16 for actuating a plunger 17 and loaded by a storage spring 18 which is supported on the side facing away from the drive piston 16 on the storage piston 13 and thus on the one hand determines the storage pressure present in the storage space 14 and on the other hand serves as a restoring force for the drive piston 16. The spring chamber 19 receiving the spring 18 is relieved of pressure. On the side of the drive piston 16 facing away from the spring chamber 19, a drive chamber 21 is provided which can be supplied with compressed air serving to drive the drive piston 16 via a connection 22.
Der Tauchkolben 17 ist in einer Zentralbohrung 23 des Speicherkolbens 13 axial verschiebbar geführt, wobei eine Radialdichtung 24 verhindert, daß Hydrauliköl aus dem Speicherraum 14 in den Federraum 19 gelangt. Mit der gleichen Aufgabe, nämlich zu vermeiden, daß Hydrauliköl in den Federraum 19 gelangt, dient eine radiale Dichtung 25, die in einer Ringnut 26 in der Mantelfläche des Speicherkolbens 13 angeordnet ist und zum Mantelrohr 1 1 hin abdichtet, wie in Figur 2 in vergrößertem Maßstab dargestellt.The plunger 17 is axially displaceably guided in a central bore 23 of the accumulator piston 13, a radial seal 24 preventing hydraulic oil from reaching the spring chamber 19 from the accumulator chamber 14. With the same task, namely to avoid hydraulic oil in the Spring chamber 19 arrives, serves a radial seal 25 which is arranged in an annular groove 26 in the outer surface of the accumulator piston 13 and seals to the tubular casing 11, as shown in FIG. 2 on an enlarged scale.
Bei seiner in Richtung des Pfeiles I und durch Druckluft im Antriebsraum 21 bewirkte Antriebsbewegung des Tauchkolbens 17 durchdringt dieser die Tauchbohrung 15 und trennt dabei den Speicherraum 14 vom Arbeitsraum 3. Um eine absolute Trennung zu erreichen ist in der Wand der Tauchbohrung 15 eine Radialdichtung 27 angeordnet. Sobald der Tauchkolben 17 in den Arbeitsraum 3 taucht, wird dort die Hydraulikflüssigkeit verdrängt, wobei aufgrund des Querschnittsverhältnisses von Antriebskolben 16 zu Tauchkolben 17 eine entsprechende Druckübersetzung des im Antriebsraum 21 herrschenden Luftdrucks zu dem im Arbeitsraum 3 herrschenden Hydraulikdrucks entsteht. Aufgrund der verhältnismäßig großen Querschnittsfläche des Arbeitskolbens 2 entsteht im Arbeitsraum 3 ein entsprechend großer Betätigungsdruck für die Kolbenstange 4. Um den Druck im Arbeitsraum 3 halten zu können und außerdem um zu vermeiden , daß Hydraulikflüssigkeit vom Arbeitsraum 3 in den Pneumatikraum 7 gelangt, ist im Gehäuse 1 in einer Ringnut 28 eine Radialdichtung 29 angeordnet. Außerdem sind im Gehäuse 1 zum Arbeitskolben 2 hin dichtend zwei Rundschnurdichtungen 31 angeordnet.When it is driven in the direction of arrow I and by compressed air in the drive chamber 21, the plunger 17 penetrates the plunger bore 15 and thereby separates the storage chamber 14 from the work chamber 3. In order to achieve an absolute separation, a radial seal 27 is arranged in the wall of the plunger bore 15 . As soon as the plunger 17 plunges into the working space 3, the hydraulic fluid is displaced there, the pressure ratio of the air pressure prevailing in the drive space 21 to the hydraulic pressure prevailing in the working space 3 being produced due to the cross-sectional ratio of the drive piston 16 to the plunger 17. Due to the relatively large cross-sectional area of the working piston 2, a correspondingly large actuating pressure for the piston rod 4 is created in the working space 3. In order to be able to maintain the pressure in the working space 3 and also to avoid hydraulic fluid from the working space 3 entering the pneumatic space 7, it is in the housing 1, a radial seal 29 is arranged in an annular groove 28. In addition, two round cord seals 31 are arranged in the housing 1 to seal the working piston 2.
Wie in Figur 2 in vergrößertem Maßstab dargestellt, besteht die Radialdichtung 25 aus zwei Teilen, nämlich einem Dichtring 32 und einem Rundschnurring 33, die radial nebeneinander in der Ringnut 26 angeordnet sind. Die Ringnut 26 weist zueinander parallele Stirnwände 34 auf, zwischen denen, mit verhältnismäßig wenig Spiel, Dichtring 32 und Rundschnurring 33 angeordnet sind. Auf der dem Rundschnurring 33 zugewandten Seite ist im Dichtring 32 eine Ringnut 35 mit schrägen Seitenwänden angeordnet, an denen sich der nach dem Einbau oval gepreßte Rundschnurring 33 ebenfalls abstützt, so daß der Rundschnurring 33 unter Spannung einerseits am Boden 36 der Ringnut 26 aufliegt und andererseits auf dem Boden der Ringnut 35.As shown in FIG. 2 on an enlarged scale, the radial seal 25 consists of two parts, namely a sealing ring 32 and a round cord ring 33, which are arranged radially next to one another in the annular groove 26. The annular groove 26 has mutually parallel end walls 34, between which, with relatively little play, the sealing ring 32 and the round cord ring 33 are arranged. On the side facing the round cord ring 33, an annular groove 35 with oblique side walls is arranged in the sealing ring 32, on which the oval cord ring 33, which is pressed after installation, is also supported, so that the cord ring 33 rests under tension on the one hand on the bottom 36 of the annular groove 26 and on the other hand on the bottom of the annular groove 35.
Der Dichtring 32 weist auf den den Stirnwänden 34 der Ringnut 26 zugewandten Seiten parallele Seitenwände 37 auf, von denen jeweils eine bei den Hubbewegungen auf der ihr zugewandten Stirnwand 34 aufliegt. Auf der der Innenwand 10 des Mantelrohrs 1 1 zugewandten Seite weist der Dichtring 32 zwei zueinander parallel verlaufende Dichtlippen 38 auf, die durch keilförmige Erhöhungen 39 des Dichtringes entstehen, sowie einen zwischen diesen Erhebungen angeordneten Abstützwulst 41 , so daß zwischen den Dichtlippen 38 und diesem Abstützwulst 41 Ringräume 42 entstehen. Das sich in diesen Ringräumen 42 sammelnde Öl dient als Schmierung. Der Abstützwulst 41 hingegen dient als Kipplager für den Dichtring 32 und fängt den größten Teil der durch den Rundschnurring 33 gegebenen Aufpreßkraft auf, so daß die Dichtlippen 38 ihrer tatsächlichen Aufgabe besser gerecht werden können.The sealing ring 32 has parallel side walls 37 on the sides facing the end walls 34 of the annular groove 26, one of which rests on the end wall 34 facing it during the lifting movements. On the inner wall 10 of the casing tube 1 1, the sealing ring 32 has two mutually parallel sealing lips 38, which are formed by wedge-shaped elevations 39 of the sealing ring, and a support bead 41 arranged between these elevations, so that between the sealing lips 38 and this support bead 41 annular spaces 42 arise. The oil collecting in these annular spaces 42 serves as lubrication. The support bead 41, on the other hand, serves as a tilting bearing for the sealing ring 32 and absorbs most of the pressing force given by the round cord ring 33, so that the sealing lips 38 can better fulfill their actual task.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. All features shown in the description, the following claims and the drawing can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.
BezugszahlenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Gehäuse 31 Rundschnurdichtung1 housing 31 round cord seal
2 Arbeitskolben 32 Dichtring2 working pistons 32 sealing ring
3 Arbeitsraum 33 Rundschnurring3 working area 33 round cord ring
4 Kolbenstange 34 Stirnwand4 piston rod 34 end wall
5 Hilfskolben 35 Ringnut5 auxiliary pistons 35 ring groove
6 Mantelrohr 36 Boden von 266 jacket tube 36 bottom of 26
7 Pneumatikraum 37 Seitenwände7 pneumatic room 37 side walls
8 Pneumatikraum 38 Lippen8 pneumatic room 38 lips
9 Gehäuseteil 39 Erhöhung9 housing part 39 increase
10 Innenwand 4010 inner wall 40
11 Mantelrohr 41 Abstützwulst11 casing tube 41 support bead
12 Gehäusedeckel 42 Ringräume12 housing covers 42 ring spaces
13 Speicherkolben13 accumulator pistons
14 Speicherraum14 storage space
15 Tauchbohrung15 immersion hole
16 Antriebskolben16 drive pistons
17 Tauchkolben17 plungers
18 Speicherfeder18 spring
19 Federraum19 spring chamber
2020th
21 Antriebsraum21 drive compartment
22 Anschluß22 connection
23 Zentralbohrung I Antriebsrichtung23 Central bore I drive direction
24 Radialdichtung24 radial seal
25 Radialdichtung25 radial seal
26 Ringnut26 ring groove
27 Radialdichtung27 radial seal
28 Ringnut28 ring groove
29 Radialdichtung29 Radial seal
30 30

Claims

Ansprüche Expectations
1 . Hydropneumatischer Druckübersetzer1 . Hydropneumatic pressure intensifier
- mit einem Arbeitsraum (3) für wechselnde Drücke, nämlich einem niederen Speicherdruck und einem hohen Arbeitsdruck,- With a working space (3) for changing pressures, namely a low storage pressure and a high working pressure,
- mit einem im Arbeitsraum(3) durch einen Arbeitsdruck für seinen Arbeitshub betätigbaren und axial verschiebbar geführten Arbeitskolben (2), mit einem mit dem Arbeitsraum (3) hydraulisch verbindbaren, eine zylindrische Wand ( 10) aufweisenden Speicherraum ( 14), aus dem während eines Eilgangs des Arbeitshubs Hydrauliköl unter Speicherdruck in den Arbeitsraum (3) strömt und beim Rückhub wieder zurückströmt,- With a in the work area (3) by an operating pressure for its working stroke and axially displaceably guided working piston (2), with a hydraulically connectable to the working area (3), a cylindrical wall (10) having storage space (14) from which during a rapid traverse of the working stroke hydraulic oil flows into the working space (3) under storage pressure and flows back again on the return stroke,
- mit einem als Hochdruckerzeuger pneumatisch oder hydraulisch betätigbaren und nach dem Eilgang des Arbeitskolbens (2) in den Arbeitsraum (3) zur Einleitung des Arbeitshubs tauchenden Tauchkolben (17),- With a pneumatically or hydraulically operable as a high-pressure generator and after the rapid traverse of the working piston (2) into the working space (3) diving to initiate the working stroke plunger (17),
- mit einem den Speicherraum (14) axial begrenzenden und radial an dessen zylindrischer Wand (10) geführten und vom Tauchkolben ( 17 ) zentral durchdrungenen Speicherkolben (13) und- With a storage space (14) axially delimiting and radially on its cylindrical wall (10) and centrally penetrated by the plunger (17) storage piston (13) and
- mit in einer Ringnut (26) des Speicherkolbens (13) zur zylindrischen Wand (10) hin wirkenden dynamischen und doppelt wirkenden Radialdichtung mit mindestens zwei Lippendichtungen (38) zur zylindrischen Wand ( 10) hin, wobei die Radialdichtung (32, 33) unter radialer Vorspannung zwischen dem Boden (36) der Ringnut (26) und der zylindrischen Wand (10) steht, dadurch gekennzeichnet,- With in an annular groove (26) of the storage piston (13) towards the cylindrical wall (10) acting dynamic and double-acting radial seal with at least two lip seals (38) towards the cylindrical wall (10), the radial seal (32, 33) below radial prestress between the bottom (36) of the annular groove (26) and the cylindrical wall (10), characterized in that
- daß die Radialdichtung aus einem Dichtring (32) aus elastischem Material und einem am Dichtring (32) radial angreifenden Spannring (33) aus gummielastischem Material besteht und- That the radial seal from a sealing ring (32) made of elastic material and one on the sealing ring (32) radially attacking clamping ring (33) consists of rubber-elastic material and
- daß der Dichtring (32) zur zylindrischen Wand (10) hin zwischen den zwei Lippendichtungen (38) einen ebenfalls umlaufenden und auf der Wand ( 10) aufliegenden Dicht- und Abstützwulst (41) aufweist.- That the sealing ring (32) towards the cylindrical wall (10) between the two lip seals (38) also has a circumferential and on the wall (10) resting sealing and support bead (41).
2. Druckübersetzer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Stirnwände (34) der Ringnut (26) weitgehend parallel zueinander verlaufen und daß die diesen Stirnwänden (34) zugewandten Seitenwände (37) des Dichtringes (32) ebenfalls parallel zueinander verlaufen.2. Pressure intensifier according to claim 1, characterized in that the mutually facing end walls (34) of the annular groove (26) run largely parallel to each other and that these end walls (34) facing side walls (37) of the sealing ring (32) also run parallel to each other.
3. Druckübersetzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippendichtungen (38) durch keilartige, in Richtung zylindrische Wand ( 10) weisende Erhöhungen (39) gebildet werden und daß zwischen diesen Erhöhungen (39) und dem Dicht- und Abstützwulst (41) zur Wand (10) hin offene Ringräume (42) gebildet sind.3. Pressure intensifier according to claim 1 or 2, characterized in that the lip seals (38) by wedge-like, in the direction of the cylindrical wall (10) facing elevations (39) are formed and that between these elevations (39) and the sealing and support bead ( 41) to the wall (10) open annular spaces (42) are formed.
4. Druckübersetzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (32) aus einem Kunststoff besteht aus Spezialpolyurethan, mit 93 Shore A.4. Pressure intensifier according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing ring (32) consists of a plastic made of special polyurethane, with 93 Shore A.
5. Druckübersetzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannring (33) ein Rundschnurring dient.5. Pressure intensifier according to one of the preceding claims, characterized in that a round cord ring serves as the clamping ring (33).
6. Druckübersetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannring ein gummielas ti scher Ring mi t Mehrkantquerschnitt, insbesondere rechteckigem Querschnitt dient.6. Pressure intensifier according to one of claims 1 to 4, characterized in that a rubber-elastic ring with a polygonal cross-section, in particular a rectangular cross-section, serves as the clamping ring.
7. Druckübersetzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Dichtring (32) auf der dem Spannring (33) zugewandten Seite eine diesen aufnehmende Ringnut (35) mit dem Spannring angepaßten Seitenwänden vorhanden ist. 7. Pressure intensifier according to one of the preceding claims, characterized in that in the sealing ring (32) on the side facing the clamping ring (33) there is an annular groove (35) which accommodates the latter with the clamping ring.
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