DE10026616B4

DE10026616B4 - Pressure booster, in particular hydropneumatic pressure booster

Info

Publication number: DE10026616B4
Application number: DE2000126616
Authority: DE
Original assignee: Schunk GmbH and Co KG
Current assignee: Schunk GmbH and Co KG
Priority date: 2000-05-29
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2020-05-30
Also published as: DE10026616A1

Abstract

Druckübersetzer (1), insbesondere hydropneumatischer Druckübersetzer,
mit einem Gehäuse (2, 3, 4),
mit einem mit Hydraulik befüllbaren Hydraulikarbeitsraum (H),
mit einem den Hydraulikarbeitsraum (H) begrenzenden Hochdruckkolben (24), der eine Hochdruckkolbenstange (25) aufweist, deren freies Ende zur Kraftübertragung vorgesehen ist, und
mit einem durch vorzugsweise pneumatische Beaufschlagung axial verfahrbaren Betätigungskolben (18), der eine Betätigungskolbenstange (23) aufweist, wobei eine an dem Betätigungskolben (18) oder der Betätigungskolbenstange (23) angeordnete Übersetzungsstufe (37) vorhanden ist, die zum Aufbau eines auf den Hochdruckkolben (24) wirkenden Hochdrucks mit dem Hydraulikarbeitsraum (H) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet,
dass der Hydraulikarbeitsraum (H) über eine Hydraulikleitung (28, 29) mit einem Hydraulikvorratsraum (V) verbunden ist,
dass die Hydraulikleitung (28, 29) durch axiales Verfahren des Betätigungskolbens (18) mittels eines Schaltelements geschlossen werden kann, wodurch eine den Hydraulikvorratsraum (V) beinhaltende Niederdruckkammer von einer den Hydraulikarbeitsraum (H) beinhaltenden Hochdruckkammer getrennt wird,
dass bei weiterem axialen Verfahren des...Pressure booster (1), in particular hydropneumatic pressure booster,
with a housing (2, 3, 4),
with a hydraulic working space (H) which can be filled with hydraulics,
with a hydraulic working chamber (H) limiting high-pressure piston (24) having a high-pressure piston rod (25) whose free end is provided for transmitting power, and
with an actuating piston (18) which can be moved axially by preferably pneumatic loading and which has an actuating piston rod (23), wherein a translation stage (37) arranged on the actuating piston (18) or the actuating piston rod (23) is provided, which is used to build one onto the high-pressure piston (24) acting high pressure with the hydraulic working space (H) is in operative connection, characterized
the hydraulic working space (H) is connected to a hydraulic storage space (V) via a hydraulic line (28, 29),
the hydraulic line (28, 29) can be closed by axial movement of the actuating piston (18) by means of a switching element, whereby a low pressure chamber containing the hydraulic reservoir (V) is separated from a high pressure chamber containing the hydraulic working chamber (H),
that with further axial procedure of the ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckübersetzer, insbesondere einen hydropneumatischen Druckübersetzer, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a pressure intensifier, in particular a hydropneumatic pressure booster, according to the generic term of claim 1

Anstelle eines pneumatischen Beaufschlagens des Betätigungskolbens ist es auch möglich, den Betätigungskolben mit einem Fluid zu beaufschlagen.Instead of it is also a pneumatic impingement of the actuating piston possible, the actuating piston to pressurize with a fluid.

Derartige Druckübersetzer sind in der Regel pneumatische Arbeitssysteme, in denen ein Hydrauliksystem integriert ist, welches ab einem gewünschten Vorschub in Arbeitsrichtung einen Krafthub mit sehr hoher Stellkraft erzeugt. Solche Druckübersetzer weisen lediglich nach außen pneumatische Anschlüsse auf; allerdings werden Kräfte wie bei Hydraulikzylindern erzeugt.such Pressure intensifier are usually pneumatic work systems in which a hydraulic system is integrated, which from a desired feed in the working direction generates a power stroke with a very high force. Such pressure intensifier just point outwards pneumatic connections on; however, there are forces as generated by hydraulic cylinders.

Bei bekannten hydropneumatischen Druckübersetzern, wie sie beispielsweise aus der EP 0 577 955 B1 bekannt geworden sind, sind die einzelnen in dem Druckübersetzer vorhandenen Kolben, insbesondere der Hochdruckkolben, in dem genannten Dokument als Arbeitskolben bezeichnet, und der Betätigungskolben, in dem genannten Dokument als Antriebskolben bezeichnet, hintereinander geschaltet. Zwischen den beiden Kolben ist dabei der Hydraulikarbeitsraum angeordnet, in welchen das freie Ende der Betätigungskolbenstange zur Druckerzeugung eintaucht. Ein derartiger Druckübersetzer hat insbesondere den Nachteil, dass er aufgrund der Hintereinanderanordnung der einzelnen Kolben bzw. Niederdruck- und Hochdruckkammern relativ große Außenabmessungen aufweist und insbesondere sehr lang baut. Weiterhin ist eine komplizierte Schaltlogik mit verschiedenen Sperr- und Wegeventilen erforderlich.In known hydropneumatic pressure intensifiers, such as those from the EP 0 577 955 B1 have become known, the individual present in the pressure booster piston, in particular the high-pressure piston, referred to in the cited document as a working piston, and the actuating piston, referred to in the cited document as a drive piston, connected in series. Between the two pistons while the hydraulic working space is arranged, in which the free end of the actuating piston rod dips to generate pressure. Such a pressure booster in particular has the disadvantage that it has relatively large external dimensions due to the series arrangement of the individual pistons or low-pressure and high-pressure chambers and in particular builds very long. Furthermore, a complicated switching logic with different locking and directional control valves is required.

Die DE 40 22 159 C2 offenbart einen hydropneumatischen Druckübersetzer, der ein Gehäuse auf sowie einen mit Hydraulik befüllbaren Hydraulikarbeitsraum aufweist. Der Hydraulikarbeitsraum liegt zwischen einem Hochdruckkolben, einer hohl ausgebildeten Kolbenstange, einem Betätigungskolben und einem Schwimmkolben. Das freie Ende der Hochdruckkolbenstange ist zur Kraftübertragung vorgesehen und ragt aus dem Gehäuse. Der bekannte Druckübersetzer sieht ferner eine Übersetzungsstufe vor, die die von der hohl ausgebildeten Kolbenstange umringte Fläche umfasst. Nachteilig an diesem Druckübersetzer ist der relativ kurz ausgebildete, bei hohen Stellkräften zum Verklemmen neigende Betätigungskolben. Außerdem können aufgrund der hohl ausgebildeten Kolbenstange keine allzu hohen Druckübersetzungsverhältnisse realisiert werden. Ferner ist von Nachteil, dass der Druckübersetzer aufgrund der Hintereinanderschaltung der einzelnen Kolben relativ große Außenabmessungen aufweist und lang baut.The DE 40 22 159 C2 discloses a hydropneumatic pressure booster having a housing on and a hydraulically fillable hydraulic working space. The hydraulic working space is located between a high-pressure piston, a hollow piston rod, an actuating piston and a floating piston. The free end of the high pressure piston rod is provided for power transmission and protrudes from the housing. The known pressure intensifier also provides a translation stage which includes the surface surrounded by the hollow piston rod. A disadvantage of this pressure booster is the relatively short trained, at high restoring forces prone to jamming actuating piston. In addition, due to the hollow piston rod formed not too high pressure transmission ratios can be realized. Furthermore, it is disadvantageous that the pressure booster has relatively large external dimensions and builds long due to the series connection of the individual pistons.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckübersetzer bereitzustellen, der kompakt und klein baut, wobei hohe Stellkräfte funktionssicher übertragen werden sollen.Of the present invention is based on the object, a pressure booster to provide compact and small builds, with high restoring forces transmitted functionally reliable should be.

Diese Aufgabe wird von einem Druckübersetzer gelöst, der die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.These Task is by a pressure intensifier solved, having the features of claim 1.

Erfindungsgemäß ist die Hochdruckkolbenstange in dem Durchgangsloch axial verschiebbar gelagert und geführt, was zu der Funktionssicherheit der in entgegengesetzter Richtung zueinander verfahrbaren Kolben bei zugleich kompakter Bauweise beiträgt. Insgesamt wird eine sehr kompakte und kleine Bauweise des Druckübersetzers ohne Einbußen in der Höhe der zu übertragenden Stellkraft ermöglicht.According to the invention High pressure piston rod axially slidably mounted in the through hole and led, what about the reliability of the opposite direction mutually movable piston contributes at the same time compact design. All in all becomes a very compact and small construction of the intensifier without loss in the height the one to be transferred Power allows.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die Übersetzungsstufe eine an der Betätigungskolbenstange angeordnete, in einem Zylinderraum geführte Ringfläche. Eine derart angeordnete Ringfläche weist insbesondere den Vorteil auf, dass sie auf einfache Art und Weise, beispielsweise durch Abdrehen bzw. Schleifen der Betätigungskolbenstange, auf das gewünschte Maß herstellbar ist.at a development of the invention, the translation stage is an on the Actuating rod arranged, guided in a cylinder chamber annular surface. Such arranged Ring surface points especially the advantage that they are simple, for example, by turning off or grinding the actuating piston rod, to the desired Made to measure is.

Bei einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ist der Hydraulikarbeitsraum über eine Hydraulikleitung mit einem Hydraulikvorratsraum verbunden, in welchem die Hydraulik unter geringem Überdruck steht. Dadurch wird gewährleistet, dass sich bei veränderndem Volumen des Hydraulikarbeitsraums ein Nachströmen der Hydraulik in den Hydraulikarbeitsraum gewährleistet wird. Aufgrund des geringen Überdrucks der Hydraulik wird außerdem ein Druck auf den Hochdruckkolben bewirkt, wodurch dieser im Eilhub von der Ausgangsstellung in die Arbeitsstellung verfahren werden kann.at a further, particularly preferred embodiment of the invention is the hydraulic workspace over a hydraulic line connected to a hydraulic storage room, in which the hydraulic is under slight pressure. This will guaranteed that is changing Volume of the hydraulic working space, a backflow of the hydraulic system in the hydraulic working space guaranteed becomes. Due to the low overpressure the hydraulics will as well a pressure on the high pressure piston causes, whereby this in the rapid stroke be moved from the starting position to the working position can.

Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass ein mit einer Druckfeder beaufschlagter Vorratskolben zur Erzeugung des geringen Überdrucks auf die in dem Hydraulikvorratsraum vorhandene Hydraulik wirkt. Ein derartiger Vorratskolben mit entsprechender Druckfeder ist auf einfache und kostengünstige Art und Weise realisierbar.there may be provided in particular that one with a compression spring acted upon supply piston for generating the slight overpressure acts on the existing in the hydraulic reservoir space hydraulic. Such a stock piston with appropriate compression spring is on simple and inexpensive Way realizable.

Vorteilhafterweise kann dabei vorgesehen sein, dass der Vorratskolben eine Vorratskolbenstange aufweist, die als Füllstandsanzeige des Füllstands der Hydraulik dient und insbesondere zur Füllstandsanzeige aus dem Gehäuse herausragt. Durch beispielsweise Vergleichen von reproduzierbaren Stellungen der Vorratskolbenstange ist eine Überwachung des Füllstandes möglich. Ein Austreten von Hydraulik aufgrund einer undichten Stelle bzw. eines Leckes in dem mit Hydraulik gefüllten Raum kann dabei erkannt werden.Advantageously, it can be provided that the storage piston has a stock piston rod, which is used as a level indicator of the level the hydraulic is used and protrudes in particular for level indicator from the housing. For example, by comparing reproducible positions of the stock piston rod monitoring of the level is possible. A leakage of hydraulic due to a leak or leak in the hydraulic-filled space can be detected.

Bei einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hydraulikleitung durch axiales Verfahren des Betätigungskolbens mittels eines Schaltelements geschlossen werden kann, wodurch eine den Hydraulikvorratsraum beinhaltende Niederdruckkammer von einer den Hydraulikarbeitsraum beinhaltenden Hochdruckkammer getrennt wird. Durch die Trennung des mit Hydraulik gefüllten Raumes in eine Niederdruck- und Hochdruckkammer wird vorteilhafterweise erreicht, dass lediglich die Hochdruckkammer gegen den mittels der Übersetzungsstufe erzeugten Hochdruck entsprechend ausgelegt und abgedichtet werden muss. Die Niederdruckkammer hingegen ist lediglich auf den in ihr herrschenden geringen Überdruck, der insbesondere mittels des Vorratskolbens und der zugehörigen Druckfeder erzeugt wird, auslegbar.at Another embodiment of the invention provides that the Hydraulic line by axial movement of the actuating piston by means of a switching element can be closed, whereby a hydraulic storage space containing Low pressure chamber of a hydraulic working space containing High pressure chamber is disconnected. By separating the with hydraulics filled Space in a low pressure and high pressure chamber is advantageously achieved that only the high-pressure chamber against the means of the translation stage generated high pressure to be designed and sealed accordingly got to. The low pressure chamber, however, is only on the prevailing in her low overpressure, in particular by means of the supply piston and the associated compression spring is generated, interpretable.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Schaltelement eine an der hydraulischen Ringfläche angeordnete Steuerkante. Dadurch bedarf es keines separaten Schaltelements zur Trennung der Niederdruckkammer von der Hochdruckkammer.at a particularly preferred embodiment of the invention the switching element arranged on the hydraulic annular surface Control edge. This requires no separate switching element for Separation of the low pressure chamber from the high pressure chamber.

Dabei verschließt vorteilhafterweise die Steuerkante einen an dem Zylinderraum vorhandenen Hydraulikanschluss bzw. wirkt mit einer an dem Zylinderraum angeordneten Dichtung zusammen, wodurch eine komplizierte Schaltlogik nicht benötigt wird und für eine derartige Schaltlogik benötigte Ventile und Bauteile entfallen.there closes Advantageously, the control edge an existing on the cylinder chamber Hydraulic connection or acts with a arranged on the cylinder chamber Seal together, whereby a complicated switching logic is not needed and for needed such a switching logic Valves and components omitted.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die dem Hydraulikarbeitsraum abgewandte Seite des Hochdruckkolbens zur Verschiebung des Hochdruckkolbens mit vorzugsweise Druckluft beaufschlagbar ist. Dadurch wird eine Verschiebung des Hochdruckkolbens von der Arbeitsstellung in eine Ausgangsstellung ermöglicht. Anstelle von Druckluft ist auch ein Beaufschlagen mit einem Fluid denkbar.A Another embodiment of the invention is characterized in that the hydraulic working space facing away from the high pressure piston for displacement of the high-pressure piston with preferably compressed air can be acted upon. This will cause a displacement of the high pressure piston from the working position to a starting position. Instead of compressed air is also a pressurization with a fluid conceivable.

Außerdem ist denkbar, dass die dem Hochdruckkolben zugewandte Fläche des freien Endes der Betätigungskolbenstange zur Verschiebung des Betätigungskolbens vorzugsweise mit Druckluft beaufschlagbar ist. Hierdurch wird der Betätigungskolben mit einer Kraft beaufschlagt, die zu einem Verfahren des Betätigungskolbens von der Arbeitsstellung in insbesondere die Ausgangsstellung beiträgt. Anstelle von Druckluft ist auch hier denkbar, den Kolben mit einem Fluid zu beaufschlagen.Besides that is conceivable that the surface of the high pressure piston facing surface free end of the actuating piston rod for displacement of the actuating piston preferably acted upon by compressed air. This will be the actuating piston acted upon by a force that results in a process of the actuating piston from the working position in particular the initial position contributes. Instead of Of compressed air is also conceivable here, the piston with a fluid to act on.

Bei einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass auf der in Arbeitsstellung mit vorzugsweise Luftdruck beaufschlagbaren Seite des Betätigungskolbens ein axial angeordneter Arbeitskolben vorhanden ist, der sich bei Beaufschlagung des Betätigungskolbens in der dem Betätigungskolben entgegengesetzten Richtung bewegt, wobei das freie Ende der Hochdruckkolbenstange auf den Arbeitskolben stößt und wobei die Arbeitskolbenstange zur Kraftübertragung vorgesehen ist. Die zu übertragende Stellkraft setzt sich dabei aus einem größeren Anteil, der über das Hydrauliksystem und die Hochdruckkolbenstange auf die Arbeitskolbenstange übertragen wird, sowie aus einem kleineren Anteil, der aufgrund der vorzugsweise pneumatischen Beaufschlagung des Arbeitskolbens in die Arbeitskolbenstange eingeleitet wird, zusammen. Vorteilhafterweise wird hierdurch gewährleistet, dass bei Druckverlust in dem Hydrauliksystem bzw. in der Hochdruckkammer der vorzugsweise pneumatisch beaufschlagte Arbeitskolben eine Reservestellkraft liefert.at a further, particularly preferred embodiment of the invention provided that act on the in working position with preferably air pressure Side of the actuating piston an axially arranged working piston is present, which is at Actuation of the actuating piston in the actuating piston moves opposite direction, with the free end of the high-pressure piston rod on the working piston abuts and where the working piston rod is provided for power transmission. The to be transferred Actuating force is made up of a larger proportion, via the hydraulic system and transfer the high pressure piston rod to the working piston rod is, as well as from a smaller portion, due to the preferably pneumatic loading of the working piston in the working piston rod is initiated, together. Advantageously, this ensures that that at pressure loss in the hydraulic system or in the high-pressure chamber the preferably pneumatically actuated working piston a backup load supplies.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Arbeitskolben beidseitig vorzugsweise pneumatisch druckbeaufschlagbar. Dadurch ist es insbesondere möglich, den Arbeitskolben in die Ausgangsstellung zurückzufahren. Anstelle von Druckluft ist auch ein Beaufschlagen mit einem Fluid denkbar.at a development of the invention is the working piston on both sides preferably pneumatically pressurizable. This makes it possible in particular, the Return working piston to the initial position. Instead of compressed air is also a pressurization with a fluid conceivable.

Vorteilhafterweise kann auf der dem Arbeitszylinder zugewandten Seite des den Arbeitszylinder umgebenden Zylinders ein Anschlag für den Betätigungskolben vorgesehen sein. Damit wird beim Zurückfahren des Betätigungskolbens in die Ausgangsstellung eine vorgesehene Position erreicht.advantageously, can on the side facing the cylinder of the working cylinder surrounding Cylinder a stop for the actuating piston be provided. This is when retracting the actuating piston reached in the starting position an intended position.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert ist.Further advantageous embodiments and details of the invention are in the following description, in which the invention with reference to of the embodiment shown in the drawing and explained is.

Es zeigen:It demonstrate:

1: einen erfindungsgemäßen hydropneumatischen Druckübersetzer im Längsschnitt in Ausgangsstellung; 1 : a hydropneumatic pressure booster according to the invention in longitudinal section in the starting position;

2: den Druckübersetzer gemäß 1 nach dem Anfahren an ein Werkstück; und 2 : the intensifier according to 1 after approaching a workpiece; and

3: den Druckübersetzer gemäß 1 und 2 in Arbeitsstellung unter maximaler Stellkraft. 3 : the intensifier according to 1 and 2 in working position under maximum force.

Die 1 bis 3 zeigen einen hydropneumatischen Druckübersetzer 1, der ein Grundgehäuse 2 sowie einen vorderen Gehäusedeckel 3 und einen hinteren Gehäusedeckel 4 aufweist. Der vordere Gehäusedeckel 3 weist dabei entlang der Längsachse 7 des Druckübersetzers 1 eine kreiszylindrische Bohrung 8 auf, durch welche das freie Ende einer Arbeitskolbenstange 9 eines Arbeitskolbens 12 ragt. Zwischen der Bohrung 8 und der Arbeitskolbenstange 9 sind zwei Dichtungselemente 13 angeordnet, die den zwischen dem Arbeitskolben 12 und dem Gehäusedeckel 3 vorhandenen Raum A luftdicht abdichten. Der Arbeitskolben 12 weist entlang seinem Umfang eine entsprechende Dichtung 13 auf. Das freie Ende der Arbeitskolbenstange 9 ist dabei zur Kraftübertragung der Stellkraft auf ein Werkstück 17 vorgesehen. Da in der 1 die Ausgangsstellung des Druckübersetzers 1 dargestellt ist, liegt die Arbeitskolbenstange 9 nicht an dem Werkstück 17 an.The 1 to 3 show a hydropneumatic pressure booster 1 who has a basic housing 2 and a front housing cover 3 and a rear housing cover 4 having. The front housing cover 3 points along the longitudinal axis 7 of the pressure intensifier 1 a circular cylindrical bore 8th on, through which the free end of a working piston rod 9 a working piston 12 protrudes. Between the hole 8th and the working piston rod 9 are two sealing elements 13 arranged between the working piston 12 and the housing cover 3 Seal existing space A airtight. The working piston 12 has along its circumference a corresponding seal 13 on. The free end of the working piston rod 9 is doing to power transmission of the force on a workpiece 17 intended. Because in the 1 the starting position of the pressure intensifier 1 is shown, the working piston rod is located 9 not on the workpiece 17 at.

Das Grundgehäuse 2 nimmt einen Betätigungskolben 18 auf, der in einem Zylinderraum B axial verfahrbar ist. Die Verfahrbarkeit des Betätigungskolbens 18 wird in Richtung Arbeitskolben 12 durch einen an dem Gehäusedeckel 3 angeordneten Anschlag 19, der in den Zylinderraum B eingreift, begrenzt. Sowohl der Arbeitskolben 12 als auch der Betätigungskolben 18 sind beidseitig mit Druckluft beaufschlagbar. Der an seinem Umfang mit einer Dichtung 13 versehene Betätigungskolben 18 weist außerdem eine in der dem Arbeitskolben 12 abgewandten Richtung weisende Kolbenstange 23 auf.The basic housing 2 takes an actuating piston 18 on, which is axially movable in a cylinder space B. The mobility of the actuating piston 18 is going towards working piston 12 through one on the housing cover 3 arranged stop 19 , which engages in the cylinder space B, limited. Both the working piston 12 as well as the actuating piston 18 are pressurized on both sides with compressed air. The one at its periphery with a seal 13 provided actuating piston 18 also has a in the working piston 12 facing away from the piston rod 23 on.

Der pneumatische Druckübersetzer 1 umfasst außerdem einen Hochdruckkolben 24 mit einer in Richtung Arbeitskolben 12 weisenden Kolbenstange 25. Wie aus 1 deutlich hervorgeht, weist der Betätigungskolben 18 mit Betätigungskolbenstange 23 ein axial verlaufendes Durchgangsloch 27 in Form von einer zylindrischen Bohrung auf, durch welches die Hochdruckkolbenstange 25 axial verschiebbar hindurchragt. Der Durchmesser der Kolbenstange 25 des Hochdruckkolbens 24 sowie der Durchmesser des Durchgangslochs 27 sind dabei so gewählt, dass die Hochdruckkolbenstange 25 in dem Durchgangsloch 27 axial verschiebbar gelagert und geführt ist.The pneumatic pressure booster 1 also includes a high pressure piston 24 with a towards working piston 12 pointing piston rod 25 , How out 1 clearly shows, the actuating piston 18 with actuating piston rod 23 an axially extending through hole 27 in the form of a cylindrical bore through which the high pressure piston rod passes 25 protrudes axially displaceable. The diameter of the piston rod 25 of the high-pressure piston 24 and the diameter of the through hole 27 are chosen so that the high-pressure piston rod 25 in the through hole 27 mounted and guided axially displaceable.

Die der Kolbenstange 25 zugewandte Seite des Hochdruckkolbens 24 sowie die freie Stirnseite der Betätigungskolbenstange 23 schließen einen mit Druckluft befüllbaren Raum C ein.The piston rod 25 facing side of the high-pressure piston 24 as well as the free end face of the actuating piston rod 23 include a space C that can be filled with compressed air.

Auf der der Kolbenstange 25 abgewandten Seite des Hochdruckkolbens 24 weist der Druckübersetzer 1 einen mit Hydraulik befüllbaren Hydraulikarbeitsraum H auf. Da in 1 der Druckübersetzer 1 in der Ausgangsstellung gezeigt ist, ist in dem Hydraulikarbeitsraum H nahezu keine Hydraulik vorhanden. Der Hydraulikarbeitsraum H ist über eine Hydraulikleitung 28, einen Zylinderraum S und eine weitere Hydraulikleitung 29 mit einem Hydraulikvorratsraum V verbunden. Die Leitungen 28 und 29 weisen verschiedene, fertigungstechnisch bedingte Blindabschnitte mit Verschlusspfropfen 32 auf.On the piston rod 25 opposite side of the high-pressure piston 24 has the pressure intensifier 1 a hydraulically fillable hydraulic working space H on. Because in 1 the pressure intensifier 1 is shown in the initial position, in the hydraulic working space H almost no hydraulic is present. The hydraulic working space H is via a hydraulic line 28 , a cylinder space S and another hydraulic line 29 connected to a hydraulic reservoir V. The wires 28 and 29 have different, manufacturing-related blind sections with plugs 32 on.

Auf den mit Hydraulik gefüllten Hydraulikvorratsraum V wirkt ein mit einer Druckfeder 33 beaufschlagter Vorratskolben 34, um einen geringen Überdruck in dem Hydraulikvorratsraum V sowie den Leitungen 28, 29, dem Zylinderraum S sowie dem Hydraulikarbeitsraum H zu erzeugen.On the filled with hydraulic hydraulic reservoir V acts with a compression spring 33 charged supply piston 34 to a slight overpressure in the hydraulic reservoir V and the lines 28 . 29 , the cylinder space S and the hydraulic working space H to produce.

Der Betätigungskolben 18 weist an seiner Kolbenstange 23 eine in dem Zylinderraum S verfahrbare Übersetzungsstufe 37 in Form einer Ringfläche auf.The actuating piston 18 points to its piston rod 23 a movable in the cylinder chamber S translation stage 37 in the form of a ring surface.

Durch axiales Verschieben der Betätigungskolbenstange 23 in Richtung des Hochdruckkolbens 24 wird ein die Leitung 29 mit dem Zylinderraum S verbindender Anschluss 38 durch die als Steuerkante wirkende Übersetzungsstufe 37 in Verbindung mit einer Dichtung 39 in Form eines Dichtrings verschlossen, wodurch eine den Hydraulikvorratsraum V und die Leitung 29 beinhaltende Niederdruckkammer von einer den Zylinderraum S, die Leitung 28 und den Hydraulikarbeitsraum H beinhaltende Hochdruckkammer getrennt wird.By axial displacement of the actuating piston rod 23 in the direction of the high-pressure piston 24 becomes one the line 29 with the cylinder chamber S connecting connection 38 by acting as a control edge translation stage 37 in conjunction with a seal 39 sealed in the form of a sealing ring, whereby a hydraulic reservoir V and the line 29 including low pressure chamber of a cylinder space S, the line 28 and the hydraulic working space H containing high-pressure chamber is separated.

Der Dichtring 39 ist dabei so ausgelegt, dass er in der 1 und 2 dargestellten Stellung des Betätigungskolbens 23 Hydraulik über den Anschluss 38 in den Zylinderraum S hindurchlässt. Wird, wie in 3 dargestellt, der Betätigungskolben 18 mit der Kolbenstange 23 derart in Richtung Hochdruckkolben 24 verschoben, dass die Übersetzungsstufe 37 den Dichtring 39 überfährt, so kann keine keine Hydraulik von der Niederdruckkammer zu der Hochdruckkammer mehr gelangen.The sealing ring 39 is designed so that he in the 1 and 2 shown position of the actuating piston 23 Hydraulics over the connection 38 in the cylinder chamber S lets through. Will, as in 3 shown, the actuating piston 18 with the piston rod 23 so in the direction of high-pressure piston 24 postponed that translation stage 37 the sealing ring 39 overflows, no hydraulic can no longer pass from the low-pressure chamber to the high-pressure chamber.

Der in den 1 bis 3 dargestellte Druckübersetzer 1 weist außerdem eine Hydraulikfüllstandanzeige in Form des aus dem unteren Gehäusedeckel 4 herausragenden Endes der Kolbenstange 42 des Vorratskolbens 34 auf. Bei Verlust von Hydraulik in dem Hydrauliksystem verändert das freie Ende der Kolbenstange 42 bezüglich der Oberfläche des Gehäusedeckels 4 seine Position, wodurch aufgrund eines Soll-Ist-Vergleichs auf den jeweils aktuellen Füllstand rückgeschlossen werden kann. Dazu ist an der Oberfläche des Gehäusedeckels 4 eine Nut 35 vorhanden. Die Tiefe der Nut 35 ist dabei so gewählt, dass die Stirnseite der Kolbenstange 42 bei intaktem System bei maximal eingefahrenem Vorratskolben 34 oberhalb des Nutbodens ist. Bei einem Hydraulikverlust wird die Stirnseite der Kolbenstange 42 unterhalb die durch den Nutboden gebildete Referenzmarke gelangen, wodurch der Hydraulikverlust bemerkbar wird.The in the 1 to 3 illustrated pressure booster 1 also has a hydraulic level indicator in the form of the lower housing cover 4 outstanding end of the piston rod 42 of the supply piston 34 on. In case of loss of hydraulic in the hydraulic system changes the free end of the piston rod 42 with respect to the surface of the housing cover 4 its position, which can be deduced due to a target-actual comparison on the current level. This is on the surface of the housing cover 4 a groove 35 available. The depth of the groove 35 is chosen so that the front side of the piston rod 42 with intact system with maximum retracted supply piston 34 above the groove bottom. In the event of hydraulic loss, the end face of the piston rod becomes 42 come below the reference mark formed by the groove bottom, whereby the hydraulic loss is noticeable.

Zur Abdichtung der einzelnen Kolben und Kolbenstangenabschnitte sind verschiedene weitere Dichtungen 13 an den jeweiligen Kolbenabschnitten vorhanden.To seal the individual pistons and piston rod sections are various other seals 13 present at the respective piston sections.

Bei der in 1 dargestellten Ausgangslage des Druckübersetzers 1 sind die Zylinderräume A, B und C mit Druckluft gefüllt, wobei in den 1 bis 3 die Pneumatikanschlüsse und Luftverbindungskanäle nicht dargestellt sind. Vorteilhafterweise können die einzelnen Räume A, B und C durch nicht gezeigte Pneumatikleitungen miteinander verbunden sein. Durch Einführen von Druckluft in den Kolbenraum A wird der Arbeitskolben zurückgefahren. Durch Einführen von Druckluft in den Kolbenraum B wird der Betätigungskolben 18 gegen den Anschlag 19 gedrückt. Dadurch ist die Verbindung zwischen der Leitung 29 und dem Zylinderraum S geöffnet; es kann folglich Hydraulik aus dem Vorratsraum V in die Leitung 28 und den Hydraulikarbeitsraum H strömen. Da allerdings ebenfalls der Kolbenraum C mit Druckluft gefüllt wird, wird der Hochdruckkolben 24 gegen einen dem Hochdruckkolben 24 zugewandten Hochdruckdeckel 43 gedrückt. Trotz des geringen Überdrucks der Hydraulik strömt keine Hydraulik in den Hydraulikarbeitsraum H. Die Druckluft in dem Kolbenraum C bewirkt zusätzlich, dass der Betätigungskolben 18 über die an der Stirnseite des freien Endes der Kolbenstange 23 angreifende Druckluft gegen die Anschläge 19 gedrückt wird.At the in 1 illustrated starting position of the pressure booster 1 the cylinder chambers A, B and C are filled with compressed air, wherein in the 1 to 3 the pneumatic connections and air connection channels are not shown. Advantageously, the individual rooms A, B and C can be interconnected by pneumatic lines, not shown. By introducing compressed air into the piston chamber A, the working piston is moved back. By introducing compressed air into the piston chamber B, the actuating piston 18 against the attack 19 pressed. This is the connection between the line 29 and the cylinder space S open; It can therefore hydraulics from the reservoir V in the line 28 and the hydraulic working space H flow. However, since also the piston chamber C is filled with compressed air, the high-pressure piston 24 against a high pressure piston 24 facing high-pressure lid 43 pressed. Despite the slight overpressure of the hydraulic no hydraulic flows into the hydraulic working space H. The compressed air in the piston chamber C additionally causes the actuating piston 18 over at the front of the free end of the piston rod 23 attacking compressed air against the stops 19 is pressed.

Bei der in der 2 gezeigten Stellung des Druckübersetzers 1 sind die Kolbenräume A, B, C und auch D drucklos geschaltet. Aufgrund des geringen Überdrucks der Hydraulik wird nun in den Hydraulikarbeitsraum H Hydraulik eingepresst, wodurch sich der Hochdruckkolben 24 in Richtung Betätigungskolben 18 bewegt. Die den Betätigungskolben 18 durchgreifende Kolbenstange 25 des Hochdruckkolbens 24, die auf den Arbeitskolben 12 stößt, bewegt den Arbeitskolben in Richtung des Werkstücks 17, bis das freie Ende der Kolbenstange 9 des Arbeitskolbens 12 auf das Werkstück 17 auftrifft. Das Werkstück 17 wird demnach in der in 2 gezeigten Stellung mit einer geringen aus dem geringen Überdruck der Hydraulik resultierenden Stellkraft beaufschlagt.When in the 2 shown position of the pressure booster 1 are the piston chambers A, B, C and D depressurized. Due to the low overpressure of the hydraulic system H is now pressed into the hydraulic working space, whereby the high-pressure piston 24 in the direction of actuating piston 18 emotional. The actuating piston 18 sweeping piston rod 25 of the high-pressure piston 24 on the working piston 12 pushes, moves the working piston in the direction of the workpiece 17 until the free end of the piston rod 9 of the working piston 12 on the workpiece 17 incident. The workpiece 17 is therefore in the in 2 shown position with a small resulting from the slight overpressure of the hydraulic actuator force applied.

Zur Erhöhung der Stellkraft bzw. zum Erreichen der maximalen Stellkraft wird, wie in 3 gezeigt, in den zwischen dem Betätigungskolben 18 und dem Arbeitskolben 12 vorhandenen Arbeitsraum D Druckluft eingeführt. Dadurch werden im Wesentlichen zwei Effekte erzielt.To increase the force or to reach the maximum force is, as in 3 shown in the between the actuating piston 18 and the working piston 12 existing working space D compressed air introduced. As a result, essentially two effects are achieved.

Zum einen bewegt sich der Betätigungskolben 18 samt Kolbenstange 23 in Richtung Hochdruckkolben 24. Dabei überfährt die als Steuerkante ausgebildete Übersetzungsstufe 37 den Dichtring 39, wodurch die Niederdruckkammer von der Hochdruckkammer getrennt wird. Aufgrund der weiteren Verschiebung der Betätigungskolbenstange 23 bzw. der Übersetzungsstufe 37 in Richtung Hochdruckkolben 24 wird ein Hochdruck in dem Hydraulikarbeitsraum H aufgebaut. Dadurch wird über den Hochdruckkolben 24 bzw. dessen Kolbenstange 25 die auf den Arbeitskolben 12 und damit auf das Werkstück 17 wirkende Stellkraft erhöht.First, the actuating piston moves 18 including piston rod 23 in the direction of the high-pressure piston 24 , In this case, the translation stage designed as a control edge passes over 37 the sealing ring 39 , whereby the low pressure chamber is separated from the high pressure chamber. Due to the further displacement of the actuating piston rod 23 or the translation level 37 in the direction of the high-pressure piston 24 a high pressure in the hydraulic working space H is established. This is done via the high pressure piston 24 or its piston rod 25 the on the working piston 12 and thus on the workpiece 17 acting force increases.

Zum anderen wirkt die in dem Arbeitsraum D auf den Arbeitskolben 12 wirkende Druckluft unmittelbar auf das Werkstück 17. Die maximale Stellkraft setzt sich folglich aus einem auf den Arbeitszylinder 12 wirkenden pneumatischen Anteil und einem aus der hydraulischen Druckverstärkung resultierenden, über den Hochdruckkolben 24 auf den Arbeitskolben 12 wirkenden hydraulischen Anteil zusammen. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass bei einer Undichtheit bzw. eines Leckes in der Hochdruckkammer der pneumatische Anteil der Stellkraft, der unmittelbar über den Arbeitskolben 12 eingeleitet wird, als Reservekraft verbleibt.On the other hand, the acts in the working space D on the working piston 12 acting compressed air directly on the workpiece 17 , The maximum force is thus made of a on the working cylinder 12 acting pneumatic part and one resulting from the hydraulic pressure boosting, via the high-pressure piston 24 on the working piston 12 acting hydraulic share together. This has the particular advantage that in the case of a leak or a leak in the high-pressure chamber, the pneumatic component of the actuating force, which is directly above the working piston 12 is initiated when reserve power remains.

Zum Zurückfahren des Druckübersetzers 1 in die in 1 gezeigte Ausgangsstellung wird der Arbeitsraum D drucklos geschaltet, und die Kolbenräume A, B und C werden mit Druckluft beaufschlagt.For returning the pressure intensifier 1 in the in 1 shown initial position of the working space D is depressurized, and the piston chambers A, B and C are acted upon with compressed air.

Bei einer einfacheren als die in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen ist es denkbar, den Arbeitszylinder ersatzlos wegzulassen, wobei dann das freie Ende der Hochdruckkolbenstange die Stellkraft unmittelbar auf das Werkstück 17 überträgt.In a simpler than the in the 1 to 3 shown embodiments, it is conceivable to omit the working cylinder without replacement, in which case the free end of the high-pressure piston rod, the actuating force directly on the workpiece 17 transfers.

Der in den 1 bis 3 dargestellte Druckübersetzer ist vorteilhafterweise einfach montierbar. Nachdem das Grundgehäuse 2 mit den entsprechenden Kolbenräumen B und C und Leitungsbohrungen gefertigt ist, lassen sich der Betätigungskolben 18 sowie der Hochdruckkolben 24 in das Grundgehäuse einführen. Danach wird vorteilhafterweise der Hochdruckdeckel 43 montiert. In einem weiteren Schritt werden die bereits vormontierten, die entsprechenden Kolben 12 bzw. 34 aufweisenden Gehäusedeckel 3 und 4 an dem Grundgehäuse 2 montiert.The in the 1 to 3 illustrated pressure booster is advantageously easy to install. After the basic housing 2 is made with the corresponding piston chambers B and C and pipe bores, the actuating piston can be 18 as well as the high-pressure piston 24 insert into the basic housing. Thereafter, advantageously, the high pressure lid 43 assembled. In a further step, the already pre-assembled, the corresponding pistons 12 respectively. 34 having housing cover 3 and 4 on the basic housing 2 assembled.

Der in den 1 bis 3 dargestellte Druckübersetzer 1 weist auch den Vorteil auf, dass die maximale Spannkraft nicht bzw. weitgehend von der Hydrauliktemperatur unabhängig ist. Erwärmt sich beispielsweise während des Betriebes des Druckübersetzers 1 die Hydrauliktemperatur, so kann eine Volumenzunahme der in der Hochdruckkammer vorhandenen Hydraulik über eine Kompression der in dem Arbeitsraum D vorhandenen Luft ausgeglichen werden. Damit wird einer Beschädigung des Druckübersetzers 1 sowie des Werkstücks 17 vorgebeugt.The in the 1 to 3 illustrated pressure booster 1 also has the advantage that the maximum clamping force is not or largely independent of the hydraulic temperature. Heats, for example, during operation of the pressure booster 1 the hydraulic temperature, so an increase in volume of existing in the high-pressure chamber hydraulics can be compensated by a compression of existing in the working space D air. This will damage the pressure booster 1 as well as the workpiece 17 prevented.

Claims

Pressure intensifier ( 1 ), in particular hydropneumatic pressure booster, with a housing ( 2 . 3 . 4 ), with a hydraulically fillable hydraulic working space (H), with a hydraulic working space (H) limiting high-pressure piston ( 24 ), which is a high-pressure piston rod ( 25 ), whose free end is provided for transmitting power, and with an axially movable by preferably pneumatic actuation actuating piston ( 18 ), which has an actuating piston rod ( 23 ), one on the actuating piston ( 18 ) or the actuating piston rod ( 23 ) arranged translation stage ( 37 ), which is used to build one on the high-pressure piston ( 24 ) acting high pressure with the hydraulic working space (H) is in operative connection, characterized in that the hydraulic working space (H) via a hydraulic line ( 28 . 29 ) is connected to a hydraulic reservoir (V) that the hydraulic line ( 28 . 29 ) by axial movement of the actuating piston ( 18 ) can be closed by means of a switching element, whereby a low-pressure chamber containing the hydraulic reservoir (V) is separated from a high-pressure chamber containing the hydraulic working chamber (H), that upon further axial movement of the actuating piston ( 18 ) in the high pressure chamber, a high pressure and the high pressure piston ( 24 ) is subjected to high pressure, wherein the actuating piston ( 18 ) with the actuating piston rod ( 23 ) an axially extending through hole ( 27 ), in which the high-pressure piston rod ( 25 ) is mounted and guided in such an axially displaceable manner that by the method of the high-pressure piston ( 24 ) in the working position of the actuating piston ( 18 ) in the direction of travel of the high pressure piston ( 24 ) opposite direction for generating the high pressure is movable.

Pressure intensifier ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the translation stage ( 37 ) one on the actuating piston rod ( 23 ), in a cylinder space (S) guided annular surface is.

Pressure intensifier ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the hydraulic in the hydraulic reservoir (V) is under slight pressure.

Pressure intensifier ( 1 ) according to claim 3, characterized in that one with a compression spring ( 33 ) acted upon supply piston ( 34 ) to generate the slight overpressure on the in the hydraulic reservoir (V) existing hydraulic acts.

Pressure intensifier ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the storage piston ( 34 ) a stock piston rod ( 42 ), which serves as a level indicator of the filling level of the hydraulic and in particular for level indicator from the housing ( 4 ) stands out.

Pressure intensifier ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the switching element comprises a arranged on the hydraulic annular surface control edge.

Pressure intensifier ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the control edge a on the cylinder space (S) existing hydraulic connection ( 38 ) closes.

Pressure intensifier ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic working space (H) facing away from the high-pressure piston ( 24 ) for displacement of the high pressure piston ( 24 ) with preferably compressed air (pressure chamber C) can be acted upon.

Pressure intensifier ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the high-pressure piston ( 24 ) facing surface of the free end of the actuating piston rod ( 25 ) for displacement of the actuating piston ( 18 ) with preferably compressed air (pressure chamber C) can be acted upon.

Pressure intensifier ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that on the in working position with preferably air pressure acted upon side (pressure chamber D) of the actuating piston ( 18 ) an axially arranged working piston ( 12 ) is present, which upon application of the actuating piston ( 18 ) in the actuating piston ( 18 ) is acted upon opposite direction, wherein the free end of the high-pressure piston rod ( 25 ) to the working piston ( 12 ) and the working piston rod ( 9 ) is provided in working position for power transmission.

Pressure intensifier ( 1 ) according to claim 10, characterized in that the working piston ( 12 ) on both sides (pressure chamber A, D) is preferably formed pneumatically pressurizable.

Pressure intensifier ( 1 ) according to claim 10 or 11, characterized in that on the working cylinder ( 12 ) facing side a stop ( 19 ) for the actuating piston ( 18 ) is provided.