DE2424981A1

DE2424981A1 - Kolben-druckverstaerker

Info

Publication number: DE2424981A1
Application number: DE19742424981
Authority: DE
Inventors: Endre A Mayer
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1973-05-29
Filing date: 1974-05-22
Publication date: 1974-12-19
Also published as: JPS5027189A; FR2231868B2; CA983348A; FR2231868A2

Description

Patentanwälte

Dipl. Ing. H. Haudc - Dipl. Phys. W. Schmitt

Dipl. Ing. E. Graalfs - Dipl. Ing. W. Wehneri

8 E/iür:cl.G:3 2, Mo?.3r;LS?aße 25

Telefon 5330586

The bendix Corporation

Executive Offices

Bendix Center 14. Mai 1974

Southfield, Mich. 48o75 ,USA Anwaltsakte M-31o6

Kolben-iJruck verstärker

i)as Schneiden von verschiedenartigen Werkstoffen mit Hilfe eines Hochdruck-FlüssigkeitsStrahls ist seit langem bekannt und experimentell erproDt. Eine praktische industrielle Anwendung dieses
Verfahrens war bisher jedoch aufgrund verschiedener technischer
Probleme nicht möglich , von denen eines die Schaffung einer geeigneten Hochdruck-Flüssigkeitsquelle ist.

Dies ist ein schwieriges Problem, da im allgemeinen Drücke über

2000 kg/cm und in den meisten Anwendungsfällen Drücke in der

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Größenordnung von 3500 bis 5000 kg/cm oder mehr benötigt werden, und die unter diesen Drücken stehende Flüssigkeit kontinuierlich geliefert werden muß, um saubere Schnitte zu erzielen.

Darüberhinaus muß in vielen Fällen die Strahlvorrichtung über das Werkstück bewegt werden, z.B. beim automatischen Einschneiden von Mustern, und da flexible Hydraulikleitungen und -kupplungen für
solche Drücke nicht zur Verfügung stehen, ist eine in Größe und Ge-

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wicht vernünftige Flüssigkeitscjjelle äußerst wünschenswert.

Bisher sind zur kontinuierlichen Erzeugung eines FlussigkeitsStroms mit Drücken in dieser Größenordnung nur doppelt wirkende Stufenkolben-Druckverstärker bekannt.

Derartige Druckverstärker arbeiten jedoch nicht' sehr zufriedenstellend, da die Gefahr eines Verbiegens bei diesen hohen Druckwerten in der Vorrichtung besondere Schwierigkeiten macht, weil eine Dreipunkt-Abstützung verwendet wird.und die Bauteile aar Vermeidung eines Festsetzens während der HubDewegungen sehr groß-und starr ausgebildet werden müssen. Ferner wird der Druckverstärker wegen der mit ihren Enden hintereinander angeordneten Kammern übermäßig lang und massig.

Diese Verbiegungen erschweren auch die Kolbenabdichtprobleme, und die schwere Bauweise erfordert eine beträchtliche Dichtungswartung und damit übermäßige Totzeiten.

Bei einem weiteren bekannten Druckverstärker, der einen Doppel-Schwimmkolben enthält, sind einige der oben beschriebenen Schwierigkeiten gemindert, die Ventilanordnung dieses Druckverstärkers jedoch schafft keine gleichzeitige Druckbeaufschlagung der einzelnen Zylinder, die ausreicht, Flüssigkeit im Zylinder zu Beginn des Druckhubs vorzukomprimieren.

Bei einem anderen bekannten Druckverstärker mit eine.'a einfach wirkenden Zwillings zylinder wird eine "überlappende" -zw. gleich-

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zeitige Druckbeaufschlagung der beiden Zylinder am Ende eines jeden Zykluses angewendet , um die Druckschwankungen beim Wechsel der Last von einem Zylinder zum anderen zu mindern. Jedoch ist diese Anlage für Drücke gedacht, bei der die Kompression für die Flüssigkeit vernachlässigbar ist. Insbesondere wird das Strömungsmittel zur Betätigung der Kolben von einer Quelle konstanten Volumens geliefert. Line derartige Quelle würde nicht bei extrem hohen Drücken funktionieren, die eine beträchtliche Kompression des Arbeitsmittels bewirken, da die Kompression der Flüssigkeit einen beträchtlichen Druckabfall in dera Kolbenkammern· hervorrufen würde , was seinerseits einen beträchtlichen Abfall des Äusgangsdrucks zur Folge hat und somit der Zweck der Überlappung zunichte gemacht wird«

Es wurde herausgefunden, daß Arbeitsflüssigkeiten, die als inkompressibel gelten, sich beträchtlich komprimieren lassen, wodurch ernsthaft die Erzeugung eines kontinuierlichen Flüssigkeitsstromes bei diesen höheren Drücken mit der zuvor beschriebenen Anordnung gefährdet sein würde, da die Kompression der Flüssigkeit während eines beträchtlichen Teils der Druckstufe bzw. des Druckhubs in jedem Zyklus stattfindet und folglich der maximale Druck während dieses Hubteils nicht entwickelt werden würde.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird erfindungsgemäß ein Druckver·* stärker mit zwei Einkolben-Druckverstärkereinrichtungen so gesteuert , daß während eines Teils eines jeden Kompressionshubs eines jeden Kolbens der andere Kolben voll druckbeaufschlagt wird, um eine beträchtliche Überlappungsphase im Betrieb zu schaffen. Der j

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Rückhub eines jeden Kolbens wird durch die Arbeitsflüssigkeit bewerkstelligt, die dafür unter ausreichendem Druck zugeführt wird, um die Einflüsse der Luftblasen auf die volumetrische Wirksamkeit des Verstärkers und auf die Kontinuietät des Stromes zu minimalisieren und eine Anordnung für den Rücknub mit Hilfe des betätigenden Strömungsmittels überflüssig zu machen.

Die Erfindung wird nun an Ausführungsbeispielen und anhand der beiliegenden Figuren näher erSitert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Druckverstärkers mit zwei Einkolben-Druckverstärkereinrichtungen einschließlich der zugehörigen hydraulischen Steuerkreise,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der zwei Kolben und ihre zugehörige Steuerung bei einer Zwischen-stufe des Verstärkungszyklus ,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der zwei Kolben und ihrer zugehörigen Steuerung bei einer fortgeschritteneren Stufe des Verstärkungszyklus,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Anfahrventils und der Steuerventile zu Beginn des Verstärkungsbetriebs ,

Fig. 5 eine Vorderansicht einer besonderen Ausfuhrungsform der Zweikolben-Druckverstärkeranordnung,

Fig. 6 eine Ansicht der Verstärkeranordnung in Richtung des Pfeils 6-6 in Fig. 5,

Fig. 7 den Schnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 5, Fig. 8 eine Ansicht des Verstärkers in Richtung des Pfeils 8-8 in

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Fig. 5 und

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer zweiten ausfuhrungsform einer Verstärkeranordnung gemäß der Erfindung.

üemäß den Figuren und insbesondere gemäß der Fig. 1 weist der erfindungsgemäße Druckverstärker eine erste und eine zweite Einkolben-JJruckverstärkereinrichtung Io und 12 auf,-die durch zwei steuerdruckbetätigte Steuerventile 14 und 16 gesteuert werden.

Jede Verstärkereinrichtung Io und 12 weist einen Kolben 18 bzw. auf, der in einem Zylinder 22 bzw. 24 angeordnet ist. Jeder Kolben besteht aus einem Kopfstück 26 bzw. 2 8 großen Durchmessers und einem Kopfstück 3o bzw. 32 kleineren Durchmessers, die miteinander verbunden sind und die zusammen mit dem Zylinder 22 bzw. 24 eine obere Kammer 34 bzw. 36 und eine untere Kammer 38 bzw. 4o bestimmen,

Diese Anordnung stellt im Prinzip den Druckverstärker dar, wobei ein Mederdruckmittel jeweils den oberen Kammern 34 und 36 zugeführt wird, dort auf die Kolben 18 und 2o wirkt und aufgrund des Flächenunterschiedes der verbundenen Kolbenkopfstücke zur Drucksteigerung einer in die unteren Kammern 38 und 4o eingeführten Arbeitsflüssigkeit dient.

Bei einem Ausführungsbeispiel wies das größere Kopfstück einen Durcnmesser von 6 3 mm auf, und das kleinere Kopfstück einen Durchmesser von 16 nun, wodurch ein Verstärkungsverhältnis von 18:1 ge-

schaffen wurde. Bei einem Druck von 350 kg/cm in der Zuführung

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zu den oberen Kammern kann somit eine Jruckbeaufschlagung der

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Arbeitsflüssigkeit von 5000 kg/cm erreicht werden.

uie Zufuhr des unter Druck stehenden Strömungsmittels zu den oberen Kammern erfolgt durch Leitungen 42 ,44 , die auf der Oberseite der Zylinder 22 und 24 in diese münden, um den oberhalb eines jeden Kopfstückes großen Durchmessers 26 bzw. 2δ befindlichen Raum mit Druck zu beaufschlagen.

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Line Strömungsmxttelquelle 46 ist z.B. in Form einer 35o kg/cm Pumpe vorgesehen, die einen Speicher 48 aufweisen kann, wobei ihr Anschluß an die Leitungen 42,44 durch die steuerdruckbetätigten Steuerventile 14 und 16 reguliert wird. *

Strömungsmxttelquelle 46 und der zugehörige Speicher 48 müssen das Strömungsmittel den oberen Kammern 34 und 36 mit im wesentlichen konstantem Druck bei allen Strömungsbedingungen zuführen können, die während des Betriebs auftreten. Dies gilt besonders für die Überlappungsphase, die im einzelnen noch später beschrieben werden wird, da die Druckbeaufschlagung der oberen Kammer bei Beginn des Druckhubs im Zylinder mit einer ziemlich schnellen Volumenvergrößerung der oberen Kammer infolge der Kompression der Arbeitsflüssigkeit verbunden ist. Dieser sich daraus momentan ergebende, große Strömungsmittel-fluß muß von der Strömungsmxttelquelle 46 verkraftet werden, ohne daß ein wesentlicher Druckabfall in der Kammer des Zylinders am Ende seines Druckhubes auftritt, damit kein entsprechender Abfall des Ausgangsjdrucks auftritt.

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Jedes Steuerventil 14,16 weist einen Ventilkolben 5o,52 auf, der in einer Ventilbohrung 54,56 verschiebbar angeordnet ist.

Durch die Stellungen der Ventilkolben 5o,52 in den Bohrungen 54,56 werden Verbindungen von öffnungen 58,6o und 62,64 mit Öffnungen 66,68 gesteuert, womit also die Ventile 14 und 16 eine dreifache Wirkungsweise haben.

Die Öffnungen 58 und 6o sind über Leitungen 7o,72 mit der Strömungsmittelquelle 46 verbunden, während die öffnungen 62,64 über Leitungen 76,78 und 8o mit einem Sumpf 74 verbunden sind. Die Öffnungen 66 und 68 sind mit den zugehörigen Leitungen 42 und 44 verbunden.

In der in Fig. 1 gezeigten Stellung des Ventilkolbens 5o ist somit die obere Kammer 34 des Zylinders 2 2 oberhalb des Kopfstückes großen Durchmessers mit dem Sumpf 74 verbunden, da die öffnung 58 durch den Bund 82 blockier.t ist, während in der gezeigten Stellung des Ventilkolbens 5 2 die obere Kammer 36 des Zylinders 2 4 oberhalb des Kopfstückes 28 großen Durchmessers mit der Strömungsmittelquelfe 46 verbunden ist, da der Bund 8 4 die Öffnung 6 4 blockiert. In den entgegengesetzten Stellungen der Ventilkolben ist das Gegenteil der Fall, da der Bund 86 die Öffnung 6 2 blockieren würde, wohingegen der Bund 88 die öffnung 6o blockiert.

Die Stellung der Ventilkolben 5o und 5 2 in ihren zugeordneten Bohrungen 54 und 56 wird durch die an ihre gegenüberliegenden Enden

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3ο,92 und 94,96 angelegten Steuerdrücke bestimmt, die durch die Bewegung der Kolben 18 und 2o in den Zylindern 22 und 24- hervorgerufen werden. Dies wird mit Hilfe von Steuerleitungen 9 8 ,loo und Io2,lo4 erreicht, die mit Kammern Io6,lo8,llo und 112 verbunden sind, welche jeweils hinter einem entsprechenden Ventilkolbenende 9o, 92,9 4 und 3 6 angeordnet sind.

Die Steuerleitung 9 8 ist mit einer Steueröffnung 114 im Zylinder 22 verbunden, sodaß sie in der tiefsten Stellung des Kolbens 18

geöffnet ist und den Druck der Strömungsmittelquelle 46 zur Kammer Io6 leitet. Jie Steuerleitung loo ist mit der im Zylinder 2 4 befindlichen öffnung 116 verbunden, sodaß bei einem Zwischenpunkt im Abwärtshub des Kolbens 2o die öffnung 116 geöffnet wird und den Druck der Strömungsmittelquelle zur Kammer to8 leitet. Die Steuerleitung Io2 ist mit einer im Zylinder 2 2 befindlichen Steueröffnung 118 verbunden, sodaß in ähnlicher Weise bei einem äischenpurikt im Äbwärtshub des Kolbens 18 die Öffnung 118 geöffnet wird und den Druck der Strömungsmittelquelle zur Kammer 112 leitet. Die Steuerleitung Io4 ist mit einer Steueröffnung 12o im Zylinder 2 4 verbunden, sodaß sie in der tiefsten Stellung des Kolbens 2o in ähnlicher Weise geöffnet wird und den Druck der Strömungsmittelquelle zur Kammer Ho leitet.

Um die Ventilkolben So,52 in den durch die Beaufschlagung mit den Steuerdrücken erreichten Stellungen zu halten, können mechanische Arretierungen 122 und 12 4 vorgesehen werden. Es können auch eine hydraulische Verriegelung der Kammern lob ₅lo8 ,Ho^- und 112 oder

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magnetische Arretierungen in der später beschriebenen Form zur Anwend.ung kommen.

Zur Sicherstellung einer richtigen Synchronisierung der Kolben 18 und 2ο während des Hubbeginns ist ein Anfahrventil 126 vorgesehen, das Leitungen 128 und 13o kurzzeitig druckbeaufschlagt und bewirkt, daß die Ventilkolben 5o,52 in einer im folgenden näher beschriebenen Weise positioniert werden, während diese Leitungen normalerweise über die Leitung 132, wie in Fig. 1 gezeigt ist, mit dem Sumpf 74 verbunden sind und die Arbeitsweise der Vorrichtung nicht beeinflußen.

Line Quelle 134 für die Arbeitsflüssigkeit versorgt die unteren Kammern 38 und 4o über Leitungen 136 und 138, Rückschlagventile 14o und 142 und Leitungen 144 und 146 mit Arbeitsflüssigkeit. Für viele Schnittvorgänge wird vorzugsweise Wasser zum Schneiden verwendet, und die Vorrichtung wird auch dementsprechend beschrieben. Da öl die bevorzugte Flüssigkeit für hydraulische Anlagen wie dem erfindungsgemäßen Druckverstärker ist, ergibt sich somit einenit zwei Flüssigkeiten arbeitende Vorrichtung. Das Wasser wird unter

verhältnismäßig hohem Druck eingespeist, z.B. 200 kg/cm bei der beschriebenen Vorrichtung, während bei bekannten Druckverstärkern mit unterschiedlichen Strömungs- und Arbeitsmitteln die Arbeitsflüssigkeit mit fast keinem Druck eingespeist wird und das Strömungsmittel allein den Rückhub bewirken muß.

Hierdurch wird der Einfluß der Blasenbildung in der Arbeitsmittel-j yrelle 134 auf den volume tr is chen Wirkungsgrad der Anlage

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sehr klein gehalten, da ihr Volumen von Anfang an stark verringert wird. Darüberhinaus bedarf es keiner besonderen Rückführeinrichtung für das Strömungsmittel, da das Hochdruck-Arbeitsmittel für die Rückstellung der Kolben in ihre Ausgangslage nach einer Druckbeaufschlagung sorgt, denn die Arbeitsflüssigkeit drückt jeden Kolben nach oben, sobald kein Strömungsmittel zu ihren zugeordneten oberen Kammern 34 und 36 gelangt.

Während des Verdichtungshubs eines jeden Kolbens 18 ,2o wird die Arbeitsflüssigkeit zu einer gemeinsamen Auslaßvorrichtung, die je nach Verwendungszweck z.B. eine Flüssigkeitsstrahl-Schneidanlage 148 sein kann, über Rückschlagventile 15o,152 und Leitungen 154,156 und 15 8 geleitet. Eine wechselnde und sich überlappende Druckbeaufschlagung der Zylinder bewirkt somit, daß die Flüssigkeit unter hohem Druck der Schneidvorrichtung zugeführt wird. Aus dieser Beschreibung geht hervor, daß die Rückschlagventile 15o und 152 eine Verbindung der unteren Kammern 38 und 4o mit der gemeinsamen Auslaßvorrichtung verhindern, es sei denn, die Kammern sind mit Druck beaufschlagt.

Die Schneidvorrichtung kann einen Druckbehälter 16o und eine Düse 162 aufweisen.

Anhand der Fign. 2 und 3 kann die Arbeitsweise dieser Anlage nach dem Anfahren leicht verstanden werden. Unter der Voraussetzung, daß der Druckverstärker in der Weise druckbeaufschlagt ist, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, d.h. die obere Kammer 3ö des Zylinders 24 ₍

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ist druckbeaufschlagt und die obere Kammer 3M- des Zylinders 22 ist dabei mit dem Sumpf verbunden, dann wird sich der Kolben 2o nach unten bewegen und die Flüssigkeit in der unteren Kammer 4o unter Druck setzen.

Wenn der Kolben 2o eine Zwischenstellung im Laufe seiner Druckstufe erreicht hat, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, dann wird die Steueröffnung 116 frei und durch das unter Druck stehende Strömungsmittel beaufschlagt. Dieser über die Steuerleitung loo in der Kammer 9 2 wirkende Druck wird das Kolbenventil 5ο in der Fig. 2 nach links in die dort gezeigte Stellung drücken, wodurch eine üruckbeaufschlagung der oberen Kammer 3M- und d.es zurückgekehrten Kolbens 18 über die Leitung 42 bewirkt wird.

/aufgrund dieser üruckbeauf schlagung wird der Kolben Ib die Arbeitsflüssigkeit in der unteren Kammer 38 verdichten, während die Druckbeaufschlagung zur selben Zeit der oberen Kammer 36 im wesentlichen unvermindert aufrecht erhalten wird.

Daher werden vor der Rückkehrbewegung des Kolbens 2o beide Kolben 18 und 2o mit Druck beaufschlagt werden und sich gemeinsam nach unten bewegen (obwohl langsamer als der Kolben 2o allein), bis der Kolben 2o die in Fig. 3 gezeigte Stellung erreicht, in der die Steueröffnung 12o freiliegt. Die sich ergebende üruckbeaufschlagung der Steuerleitung Io4 und der damit verbundenen Kammer Ho bewirkt dann eine Verschiebung des Kolbenventils 52 nach rechts in die in Fig. 3 gezeigte Stellung, was ihrerseits zur Folge hat,

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daß die Kammer 36 mit dem Sumpf 7Ί verbunden wird und der Kolben 2o zurrückkehrt.

In der Zwischenzeit hat der Kolben 18 die in Fig. 3 gezeigte Stellung erreicht, um eine im wesentlichen volle Druckbeaufschlagung zu schaffen, und bewegt sich weiter nach unten, wodurch der Ausgangsdruck aufrecht erhalten wird.

Die Größe der Überlappung ist derart gewählt, daß die gesamte Verdichtung der Flüssigkeit, der Leitungen etc. zu Beginn jeder Druckstufe stattgefunden hat und der Druck der durch die Verstärkereinrichtung Io komprimierten Arbeitsflüssigkeit auf den Betriebsdruck der Anlage vor Druckentlastung der Verstärkereinrichtung 12 angestiegen ist, sodaß keine Schwankungen des AusgangsStroms oder -drucks auftreten.

Es wurde festgestellt, daß der für Drücke in der genannten Größen-

Ordnung, d.h. 5000 kg/cm , erforderliche Oberlappungsgrad beträchtlich ist, da der wesentliche Hubweg des Kolbens zu Beginn seiner Druckstufe zur "Vorkomprimierung" der Arbeitsflüssigkeit in der unteren Kammer zurückgelegt werden muß, bevor der Druck im Zylinder am Ende der Druckstufe vermindert wird. ;

Beispielsweise werden in der beschriebenen Anlage und bei einem Hub von 75 mm die Steueröffnungen 116 und 12o der Verstärkereinrichtung 12 und die Steueröffnungen 114 und 118 der Verstärkereinrichtung Io in einem gegenseitigen Abstand von 12,5 mm angeordnet, und '

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der sich ergebende Kompressionsweg liegt dann in der Größenordnung von 25 mm, um solche Druckschwankungen sehr klein zu halten.

Der Kolben 18 bewegt sich' dann weiter nach unten (nun jedoch schneller) , bis die Öffnung 118 freiliegt und dadurch die Steuerleitung Io4 und die Kammer 112 druckbeaufschlagt werden, wodurch die Verstärkerungseinrichtung 12 wiederum auf ähnliche Weise wie beim Zyklus des Kolbens 2o eingeschaltet wird. Wenn der Kolben 18 den Zylinderboden erreicht und die Steueröffnung 114 freiliegt, werden die Steuerleitung 9 8 und die Kammer Io6 mit Druck baaufschlagt, wodurch die Verstärkereinrichtung Io abgeschaltet wird und sich der Kolben 18 zurückbewegt.

Der Zyklus wiederholt sich dabei immer wieder, solange Strömungsmittel zugeführt wird. Die beschriebene Anlage wurde für eine Frequenz von 3,65 Hz zur Erzeugung eines Ausgangsstromes von 4,8

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l/min bei 5000 kg/cm ausgelegt.

Anhand der Fig. 4 kann die Arbeitsweise des Anfahrventils 126 verstanden werden. In der gezeigten Stellung leitet der Ventilkolben 164 des Anfahrventils 12 6 das über eine Leitung 16 6 und eine Öffnung 16 7 von der Strömungsmittelquelle 46 kommende und unter Druck stehende Strömungsmittel über eine Öffnung 171 und Leitungen 172 und 174 zu Kammern 168 una 17o der Steuerventile 14 und 16. Dadurch drücken Schwimmkolben 17 6 und 17 8 die Ventilkolben 5o und 52 in die in Fig. 4 gezeigte Stellung, um ihren Betrieb ordnungsgemäß zu synchronisieren. Der Ventilkolben 16 4 verbleibt nur vor- j

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übergehend in dieser Stellung, bis sich ein Druck in einer Leitung 18o und einer Kammer 18 2 aufbaut, der den Ventilkolben 16 4 in der Figur nach rechts entgegen der Vorspannung einer Feder 184 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung verschiebt. Ein Bund 186 blockiert dann die Öffnung 16 7, während ein Bund 18 8 eine öffnung 19o freigibt und die Leitungen 172 und 17 4 mit dem Sumpf 7 4 über eine üeigleitung 192 verbindet. Das Ansprechen des Ventilkolbens 16 4 wird durch eine Drosselstelle 19 4 und einen Speicher Ii)6 gesteuert, sodaß seine Bewegung verzögert wird, bis die Ventilkolben 5o und 52 sich verschoben haben. Wahlweise können auch eine elektronische Betätigung und Verzögerung oder andere' Anordnungen zu diesem Zweck verwendet werden.

Diese Anordnung stellt sicher, daß die Ventilkolben zu Beginn des Betriebs sich in der richtigen Stellung befinden, um den Arbeits-

I ablauf einzuleiten. '

Im Zusammenhang mit dem Anfahren muß der Flüssigkeitsstrom in die Zuführkammern ausreichend gedrosselt werden, um einen zu schnellen Abwärtshub der Kolben zu verhindern, da ihnen bis zum Aufbau des Betriebsdrucks ein verhältnismäßig geringer Widerstand entgegenwirkt, was wiederum zu einem Synchronisationsverlust führen könnte, falls der Rückhub des Kolbens 18 nicht beendet bist, bevor der Kolben 2o die Öffnung 116 erreicht und somit einen vorzeitigen Arbeitshub des Kolbens 18 einleitet.

i Für diesen Zweck können Drosselstellen 198 und 2oo in den Leitun-

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gen 7ο,72 vorgesehen werden, oder die zugehörigen Öffnungen konnten einfach geeignet bemessen werden, um den maximalen Durchfluß zu begrenzen.

In den Fign. 5 bis 8 ist ein besonderes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt.

Zwei Verstärkereinrichtungen 202,2ο¹! (Zylinder) sind seitlich nebeneinander angeordnet und mit hilfe einer oberen Verteilerplatte 2o6, einer mittleren Verteilerplatte 2o8 und einer unteren Ver- ' teilerplatte 2Io zusammengehalten, die ihrerseits durch Bolzensätze 212 und 214 zusammengehalten sind.

Jede· Verstärkungseinrichtung 2o2 bzw. 2o4 weist eine Steuerventilanordnung 216 bzw. 218 auf, wobei ein Anfahrventil 22o dazwischen angeordnet ist.

Ein dem in Fig. 1 schematisch gezeigten Speicher 4 8 entsprechender Speicher 222 kann zwischen den Verstärkereinrichtungen 2o2 und 2o4 j

j angeordnet und mit einer Leitung 224 und (nicht gezeigten) Durch- [ gangen in der oberen Platte 2o6 verbunden werden.

Fig. 7 zeigt im Schnitt die Verstärkereinri-chtung 2o4 und ihr _: zügehöriges Steuerventil 218 und gilt prinzipiell auch für die . Verstärkereinrichtung 2o2. Die Verstärkereinrichtung 2o4 weist einen Kolben 226 mit einem oberen Kopfstück 228 großen Durchmessers auf, das in einem oberen Zylinder 23o verschiebbar angeordnet ist und über ein sich selbst ausrichtendes Kupplungsstück

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231 mit einem durch die mittlere Platte 2o8 verlaufenden und in einem unteren Zylinder 2 34 angeordneten unteren Kopfstück 232 kleineren Durchmessers verbunden ist.

Der obere Zylinder 23o weist eine äußere Lagerbüchse 2 36 und eine mit Steueröffnungen versehene innere Verschleißbüchse 23 8 auf, von denen die untere Steuerabsperrüffnung 24o gezeigt ist und die beide vorzugsweise als schmale Schlitze ausgebildet sind. Durch diese Form der Steueröffnungen wird ein Fressen und ein ADrieb der Dichtung beim Verschieben des Kolbens 226 in der inneren Verschleißbüchse 2 38 verringert.

Jede Steueröffnung steht mit nicht gezeigten öffnungen in der äußeren Büchse 2 38 in Verbindung, die wiederum mit Steuerleitungen 242 und 24·+ verbunden sind. Der Kolben 226 ist an der Oberseite des Zylinders 2 3o durch einen Feaerscheibenanschlag 2 46 und an der Unterseite des Zylinders 2 3o durch einen Federring 248 gedämpft.

Der untere Zylinder 234 weist eine über eine innere Bucnse 252 gezogene äußere Buchse 25o auf, womit die innere Buchse 252 gegen die Druckbelastung vorgespannt wird. Dies hat sich als einefür höcnste Drücke geeignete Zylinderbauweise erwiesen.

Die dynamische Abdichtung des Kopfstücks 2 32 kleineren Durchmessers wänrend des Verdichtungshubs wird in dieser Ausfuhrungsform mittels einer Leckage-Steuerhülse 254 erreicht. Diese bekannte Anordnung schafft unter hohen Druckverhältnissen durch einen Druckunterschied

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an der Hülse 2S6 eine Abdichtung. Flüssigkeit, die ai der dichtung 2b8 vorbeisickert, gelangt sowohl in den Spalt 26o als auch in den Raum zwischen dem Kopfstück 2 32 kleineren Durchmessers und der hülse. Ja der Spalt 26o in einer statischen Stopfdichtung 262 endet, wird die Flüssigkeit dort festgehalten, während ein Leckstrom an dem Kopfstück kleineren Durchmessers 232 vorbei abfließen kann und durch einen ringförmigen Schlitz 264, einen Kanal 266 und eine Leitung 26 8 gesammelt werden kann. Damit wird während des Verdichtungshubs ein Druckunterschied an der Hülse 256 erzeugt, wodurch die Hülse 256 das Kopfstück kleinen Durchmessers engsitzend erfaßt, während des Rückhubs jedoch eine freie Bewegung gestattet.

Das Steuerventil 218 weist einen in einer Bohrung 272 verschiebbaren und mit Hilfe von Hilfskolben 274,276 und 278 einstellbaren Ventilkolben 27o auf. Der Ventilkolben 27o steuert die Verbindung des Kanals 2 8o und der mit der Rückführleitung 282 verbundenen öffnung 281 und der angeschlossenen Kanäle 284,286 und 288 und der Zuführleitung 224 und des angeschlossenen Kanals 29o, in dem abhängig von seiner Stellung in der Bohrung 27 2 entweder die üff'nung 292 oder 2 9 4 blockiert wird.

Der hilfskolben 27 4 wird durch den über die Steueröffnung 24o und die Steuerleitung 244 erhaltenen Druck betätigt, und der hilfskolben 276 durch den Druck, der über die mit der "Ein"-Steueröffnung der gegenüberliegenden Verstärkereinrichtung 'lo'l verbundenen Steuerleitung 29 6'erhalten wird, während der Kolben 278 durch den über die Leitung 293 vom Anfahrventil 2 2o (Fig. 6) erhaltenen

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,Druck betätigt wrd.

Zwei Permanentmagnete 3oo und 3o2 dienen zur Arretierung, wobei der Ventilkolben 2 7o durch die magnetische Anziehung dazwischen in der einen oder der anderen Stellung gehalten wird, bis diese durch üie Hilfskolben überwunden wird.

Lin Leckstrom an die Hilfskolben 274,276 und 278 vorbei wird über Aussparungen 3o4,3o6 an jeaem Ende der Bohrung 272, sowie die öffnungen 294 und 3o8 und die Kanäle 31o und 288 gesammelt und in die Rückführkanäle 286,284 weitergeleitet.

Um jegliche Lfeckströmung an dem Kopfstück 22 8 großen Durchmessers vorbei.und von den Steueröffnungen zu sammeln, sowie ein Auffüllen des Raums hinter dem Kopfstück 22 8 großen Durchmessers während des Rückhubs mit Hilfe des Rückstroms zu ermöglichen, ist eine Leitung 312 vorgesehen, die mit einem Kanal 314 verbunden ist, der seinerseits mit einem ringförmigen Kanal 316 und einer Öffnung 318 in Verbindung steht.

Somit kann das Strömungsmittel bei Verdrängung oberhalb des Kopfstücks 228 während des Rücknubs ohne weiteres über die öffnung 294 die Kanäle 288,286,284 in die Leitung 312 und die Kanäle 314,316 und 318 in den Bereich hinter dem Kopfstück strömen, wodurch der Widerstand beim Rückhub minimalisiert wird.

Die Arbeitsflussigkeit wird über die Leitung 32o und das Einlaß-

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Rückschlagventil 32 2 zugeführt und tritt in den unteren Zylinder 234 über Kanäle 324,326 ein. Während des Verdichtungshubs findet ein Fluß in die Kanäle 326,328 am Auslaß-Rückschlagventil 33o vorbei in den Schlitz 332., den Kanal 34o (Fig. 8) zum Ausgangskanal 342 statt. Die Düsenanordnung der Strahl-Schneidvorrichtung könnte unmittelbar in den Kanal 34 2 zur Aufnahme des AusgangsStroms eingeschraubt werden.

Diese besondere Ausführungsform arbeitet so, wie es anhand der Fign. 1 bis 5 beschrieben worden ist.

Bei der in den Fign. 1 bis 5 gezeigten Ausführungsform können Schwierigkeiten aufgrund ungleicher Drücke auftreten, die in den unteren Kammern von den gleichen Drücken in den oberen Kammern 3 4 und 36 hervorgerufen werden, falls beträchtliche herstellungstoleranzen in Bezug auf unterschiedliche Kolbenflächen, unterschiedliche Reibung, etc. vorhanden sind. Dieser Druckunterschied in den unteren Kammern könnte die Bewegung des Kolbens am Ende seines Druckhubs bzw. seiner Druckstufe hemmen, bevor er die letzten öffnungen 114 oder 12o freigegeben hat.

Demgegenüber wird mit der Aus führungs form in Fig. 9 dieasbotentielle Schwierigkeit umgangen , indem dort die Mittel zur Erzeugung des "Abschalf'-Signals modifiziert sind. In dieser Ausführungsform wird das "Absehalt"-Signal von öffnungen 344 und 346 in den Verstärkereinrichtungen Io und 12 bzw. in deren Zylindern abgeleitet, wobei diese Öffnungen so hoch angeordnet sind, daß die KoI- _t

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bereits ben 18 oder 2o ihre Vorverdichtung an dem Punkt ausgeführt haben, an dem diese öffnungen freiliegen. Diese öffnungen 344 und 346 sind über Leitungen 348 und 35omit den Kammern Io6 und 112 der Ventile 14 und 16 verbunden, sodaß der Kolben am Ende seines Zyklus "abgestellt " wird, wenn der andere Kolbensich zur Freigabe seiner Steueröffnung 344 oder 346 hinreichend bewegt hat. Dadurch kann die zuvor erwähnte Verriegelung oder Stockung nicht auftreten, da - selbst wenn der Kolben in seiner Bewegung aufgehalten wird mit dem Erreichen des vollen jrucks des anfahrenden Kolbens sich die nachfolgenden Vorgänge weiter abspielen , denn diese hängen nicnt vom weiteren Weg des Kolbens am Ende seines Hubs ab.

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Claims

Patentansprüche

j 1. itrömungsmittelbetätigter Druckverstärker mit einem ersten und einem zweiten Kolben-Druckverstärker, die jeweils einen in einem Doppelzylinder angeordneten Stufenkolben aufweisen, wobei im Doppelzylinder eine obere Kammer für das eine Kopfstück des Kolbens und eine untere Kammer für das andere Kopfstück des Kolbens \orgesehen ist, und mit einer Einrichtung, die eine Quelle konstanten Drucks zur Strömungsmittelzufuhr zu den unteren Kammern aufweist, ohne daß ein wesentlicher Druckabfall infolge einer Strömung in die oberen Kammern auftritt, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung fur zyklisch erfolgenden Druckbeaufschlagung der oberen Kammern (3*1,36) durch eine Verbindung mit der Druckquelle (134), wodurch die Kolben (18,2o) zur üruckbeaufschlagung des Strömungsmittels in den unteren Kammern (38, 4o) abwechselnd bewegt werden, und die eine Einrichtung (14,16) aufweist, mit der jeder Kolben nach der Druckstufe in eine Ausgangsstellung bewegt wird, sowie eine Einrichtung, mit der beide oberen Kammern gleichzeitig druckbeaufschlagt werden können, und eine Einrichtung, mit der beide Kolben gleichzeitig zur . Druckbeaufschlagung der unteren Kammern vor der Rückkehrbewegung

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einer der Kolben durch die gleichzeitige Druckbeaufschlagung bewegt werden j wobei ein gemeinsamer Auslaß 15 8 für das in den unteren Kammern druckbeaufschlagte Strömungsmittel vorgesehen ist, und einer Einrichtung zur Schaffung von Verbindungen der unteren Kammern mit dem gemeinsamen Auslaß während der Druckbeaufschlagung und zur Unterbrechung der Verbindung während der Rückkehrbewegung.

2. Druckverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (2), mit jedem der Kolben-Druckverstärker (Io ,12) zusammenhängende Steuerventile (14,16) aufweist, die zur gleichzeitigen Druckbeaufschlagung der Kolben-Druckverstärker unabhängig voneinander betätigbar 'sind.

3. Druckverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Einrichtung zur Druckbeaufschlagung der oberen mit einem zurückgekehrten Kolben (18 ,2o)

verbundenenJKammer (34,36) aufweist ,wem der mit der druckbeaufi
ι schlagten Kammer verbundene Kolben eine Zwischenstellung auf

dem Weg während seines üruckhubs erreicht.

:4. Druckverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (14,16) zur g-eichzeitigen Druckbeaufschlagung der Kolben-Druckverstärker in Abhängigkeit von der Kolbenzwischenstellung betä1;igbar sind.

5. Druckverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ! die Einrichtung zur Zufuhr von Strömungsmittel zünden unteren

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Kammern (38, Ho) und die die beiden Kolben zu einer Ausgangsstellung bringende Einrichtung eine Einrichtung zur Zufuhr von Strömungsmittel unter Druck zu den unteren Kammern nach Unterbrechung der Druckbeaufschlagung aufweist.

6. Druckverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

das Strömungsmittel eine Flüssigkeit ist und unter Drücke über

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35o kg/cm zugeführt wird, wodurch die Kolben (18,2o) schnell zurückkehren und der Einfluß der Blasenbildung auf die Wirksamkeit der Druckbeaufschlagung minimalisiert wird.

7. Druckverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die die Kolben (18 ,2o) in eine Ausgangsstellung bringende Einrichtung eine Einrichtung (IHo,112;15o ,152) zur Unterbrechung der i)ruckbeaufschlagung in der zugehörigen oberen Kammern aufweist, wobei die Unterbrechung davon abhängt, ob jeder der Kolben seine Stellung mit voller Druckbeauf schrägung erreicht.

8. Druckverstärker nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein
fahrventil (126) , .das bewirkt, daß die Steuerventile (IH, 16)
eine der oberen Kammern (3H,36) zeitweise unter Druck setzen
und die andere obere Kammer während des Anfahrens des Druckverstärkers vom Druck befreien, wodurch die Kolben (18,2o) zu Anfang in cien Zylindern entgegengesetzte Stellungen einnehmen.

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