DE2056936B2

DE2056936B2 - HYDROPNEUMATIC DRIVE

Info

Publication number: DE2056936B2
Application number: DE19702056936
Authority: DE
Inventors: Witold; Szymanski Aleksander; Warschau Rozwadowski
Original assignee: Gllowne Biuro Studiow i Projektow Zaplecza Technicznego Motoryzacji, Warschau
Priority date: 1969-11-21
Filing date: 1970-11-19
Publication date: 1977-02-17
Also published as: DE2056936A1; FR2068570B1; AT308327B; PL80403B3; FR2068570A1; US3686856A; CS172917B2; HU163544B

Description

5555

Die Erfindung betrifft einen hydropneumatischen Antrieb nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiger Antrieb ist aus der US-PS 34 25 219 bekannt. Dort bildet der innere Teil des Arbeitskolbens selbst den Pumpenzylinderraum, in dem der mit dem Druckluftkolben verbundene hydraulische Pumpkolben verschiebbar ist. Ebenso sind auch die Bohrungen und Rückschlagventile, über die die Druckflüssigkeit bei Beaufschlagung des Antriebs von dem auf der einen Seile des Arbeitskolbens gelegenen Niederdruckraum in den auf seiner anderen Seite gelegenen Hochdruckraum gefördert wird, im Arbeitskolben selbst und außerhalb des zentralen Pumpenzylinderraums angeordnet Zur Rückleitung der Druckflüssigkeit aus dem Hochdruckraum in den Niederdruckraum bei Entlastung des Antriebs dient eine im Gehäuse außerhalb des Arbeitskolbens vorgesehene Bohrung. Bei dem bekannten Antrieb wird somit die äußerste Abmessung nicht nur durch die erforderliche Querschnittsfläche des Arbeitskolbens sondern zusätzlich durch die ganz außen liegende Rückleitung bestimmt.The invention relates to a hydropneumatic drive according to the preamble of claim 1. Such a drive is known from US Pat. No. 3,425,219. This is where the inner part of the working piston forms even the pump cylinder space in which the hydraulic pump piston connected to the compressed air piston is movable. Likewise, the bores and check valves through which the hydraulic fluid is used Acting on the drive from the low-pressure chamber located on one of the cables of the working piston is conveyed into the high-pressure chamber located on its other side, in the working piston itself and arranged outside the central pump cylinder chamber for returning the hydraulic fluid from the High-pressure chamber in the low-pressure chamber when the drive is relieved is used in the housing outside the Working piston provided bore. In the known drive, the outermost dimension is therefore not only by the required cross-sectional area of the working piston but also by the very outside horizontal return line determined.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abmessungen des gesamten Antriebs möglichst klein zu machen.The invention is based on the object of keeping the dimensions of the entire drive as small as possible do.

Diese Aufgabe wird nach der Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach bildet das Innere des Arbcitskolbens den Niederdruckraum, und die Elemente zur Förderung der Druckflüssigkeit aus diesem Niederdruckraum in den Hochdruckraum bei Beaufschlagung des Antriebs, sowie zur Rückleitung der Druckflüssigkeit bei Entlastung des Antriebs sind in dessen innerstem Bereich angeordnet. Infolgedessen bildet der Arbeitskolben das äußerste Element innerhalb des Gehäuses, so daß bei dem notwendigerweise achssymmetnschen Aufbau des gesamten \ntriebs der größtmögliche Teil der gesamten verfügbaren Querschnitts fläche als Druckfläche für den Arbeitskolben ausgenut/i wird.This object is achieved according to the teaching of claim 1. After that, the inside of the Arbcitskolbens the low pressure space, and the elements for conveying the hydraulic fluid from this low-pressure space into the high-pressure space when it is acted upon of the drive, as well as for the return of the hydraulic fluid when the drive is unloaded are in its arranged in the innermost area. As a result, the working piston forms the outermost element within the Housing, so that in the necessarily axially symmetrical Build up the entire \ ndrive the largest possible part of the total available cross-section area used as pressure area for the working piston / i will.

Bei der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gemäß dem Patentanspruch 2 wird der Vorteil erreicht. daß für ein anfängliches drucklcses Ausfahren des Arbeitskolbens durch Beaufschlagung mit Druckluft eine wesentlich höhere Ausfahrgeschwindigkeit erreicht wird, als die: möglich wäre, wenn der Arbeitskolben von Anfang an hydraulisch verschoben würde.In the advantageous embodiment of the invention according to claim 2, the advantage is achieved. that for an initial pressurized extension of the working piston by applying compressed air a significantly higher extension speed is achieved than: would be possible if the Working piston would be shifted hydraulically from the start.

Durch die Weiterbildung der Erfindung nach Patentanspruch 3 wird eine einwandfreie Verscniebbarkeit des einerseits außen innerhalb des Gehäuses und andererseits innen auf dem zyl ndrischen Fortsatz geffihrten Arbeitskolbens erreicht.Through the development of the invention according to claim 3, a perfect Verscniebbarkeit on the one hand outside inside the housing and on the other hand inside on the cylindrical extension Guided working piston reached.

Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention is illustrated in the following description of a preferred exemplary embodiment the drawing explained in more detail. In the drawing shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den hydropneumatischen Antrieb undF i g. 1 shows a longitudinal section through the hydropneumatic drive and

Fig.2 einen Querschnitt längs der Linie A-A der Fig. 1.FIG. 2 shows a cross section along the line AA in FIG. 1.

Der Antrieb weist ein Gehäuse 21 auf, in dem ein hohler Arbeitskolben 20 angeordnet ist. In das untere Ende des Arbeitskolbens 20 ist ein Flanschelement 28 eingesetzt, das von einem Stellring 2!9 gehalten wird.The drive has a housing 21 in which a hollow working piston 20 is arranged. In the lower one At the end of the working piston 20, a flange element 28 is inserted, which is held by an adjusting ring 2! 9.

Das Flanschelement 28 ist mit seiner inneren Bohrung auf einem länglichen zylindrischen Fortsatz einer Zwischenwand 27 verschiebbar angeordnet, wobei der Fortsatz mit einem Einlaß- und einem Auslaßventil für die Druckflüssigkeit versehen ist Das Einlaßventil umfaßt eine Kugel 13, einen Dorn 14 und eine Feder 15, während das Auslaßventil, wie aus F i g. 2 ersichtlich, Stahlkugeln 17 umfaßt, die von einer Feder 18 gehalten sind. Dai Einlaßventil trennt eine mit dem Niederdruckraum 11 im Innern des Arbeitskolbens 20 verbundene Kammer 12 von einem Pumpenzylinderraum 16, während das Auslaßventil einen zwischen der Zwischenwand 27 und der gegenüberliegenden Stirnwand des Arbeitskolbens 20 gelegenen Hochdruckraum 19 von dem Pumpenzylinderraum 16 trennt.The flange element 28 is with its inner bore on an elongated cylindrical extension of a Partition 27 slidably arranged, the extension with an inlet and an outlet valve for the pressure fluid is provided The inlet valve comprises a ball 13, a mandrel 14 and a spring 15, while the exhaust valve, as shown in FIG. 2, steel balls 17, which are held by a spring 18, are comprised are. The inlet valve separates one with the low pressure chamber 11 in the interior of the working piston 20 connected chamber 12 of a pump cylinder space 16, while the outlet valve one between the intermediate wall 27 and the opposite end wall of the working piston 20 located high pressure chamber 19 separates from the pump cylinder chamber 16.

In der Zwischenwand 27 ist ein hydraulischer Pumpkolben 22 gelagert, der als Hohlkolben mit einemIn the intermediate wall 27, a hydraulic pump piston 22 is mounted, which as a hollow piston with a

<f<f

Kolbenboden 36 ausgebildet ist Die Führung, in der sich der Pumpkolben 22 bewegt, ist mit einer Ringnut 34 versehen, die mit einer Bohrung 25 verbunden ist. Der Pumpkolben 22 wird in Arbeitsrichtung durch einen Druckluftkolben 2 angetrieben, der in einem Druckluft- s zylinder 5 angeordnet ist. In der Gehäusewand des Druckluftzylinders 5 ist eine bohrung 6 vorgesehen, die über eine Bohrung 4 im Boden des Druckluftzylinders 5 mit einer zur Speiseleitung 1 des Antriebs führenden öffnung 3 verbunden ist An ihrem anderen Ende ist die Bohrung i> über eine die Zwischenwand 27 und deren Fortsatz durchsetzende Bohrung 7 sowie ein an den Fortsatz anschließendes Rohr 8 mit einem oberen Raum 9 des Arbeitskoibens 20 verbunden, der zwischen dem Boden des Arbeitskolbens 20 und einem in den Arbeitskolben eingesetzten Trennkolben 10 besteht. The piston head 36 is formed. The guide in which the pump piston 22 moves is provided with an annular groove 34 which is connected to a bore 25 . The pump piston 22 is driven in the working direction by a compressed air piston 2 which is arranged in a compressed air cylinder 5. In the housing wall of the air cylinder 5, a bore 6 is provided, which is connected via a bore 4 in the bottom of the pneumatic cylinder 5 with a leading to the feed line 1 of the drive opening 3 at is other end of the bore i> a, the intermediate wall 27 and whose Bore 7 passing through the continuation and a pipe 8 connected to the continuation are connected to an upper space 9 of the working piston 20, which is located between the bottom of the working piston 20 and a separating piston 10 inserted into the working piston.

An der Außenfläche des Arbeitskolbens 20 ist eine Ringnut vorgesehen, in die ein Dichtungsring 33 eingesetzt ist. Der Arbeiiskolben ^Λ0 weist zwei Abschnitte 31, 32 unterschiedlicher Durchmesser auf; die dadurch erzeugte Stufe bildet mit dem Gehäuse 21 einen Ringraum 37, der über eine öffnung 30 an eine Druckluftleitung angeschlossen ist. An annular groove into which a sealing ring 33 is inserted is provided on the outer surface of the working piston 20. The working piston ^Λ 0 has two sections 31, 32 of different diameters; the step thus created forms, with the housing 21, an annular space 37 which is connected to a compressed air line via an opening 30.

Der Niederdruckraum 11 im Innern des Arbeitskolbens 20 ist über eine den zylindrischen Fortsatz der Zwischenwand 27 durchsetzende Bohrung 26, die Bohrung 25 und eine Leitung 24 mit dem Hochdruckraum 19 verbunden. Zwischen der Bohrung 25 und der Leitung 24 befindet sich ein Absperr-Nadelventil 23. Die den Pumpenzylinderraum 16 umgebende Ringnut 34 ist über die Bohrungen 25 und 26 mit dem Niederdruckraum il innerhalb des Arbeitskolbens 20 verbunden.The low-pressure chamber 11 in the interior of the working piston 20 is connected to the high-pressure chamber 19 via a bore 26 penetrating the cylindrical extension of the intermediate wall 27, the bore 25 and a line 24. A shut-off needle valve 23 is located between the bore 25 and the line 24. The annular groove 34 surrounding the pump cylinder chamber 16 is connected via the bores 25 and 26 to the low-pressure chamber il within the working piston 20.

Beim Betrieb gelangt die der Speiseleitung 1 zugeführte Druckluft an den Druckluftkolben 2 und gleichzeitig über die öffnung 3, die Bohrungen 4,6,7 und das Rohr 8 in den Raum 9 oberhalb des Trennkolbens 10. Wegen des anfangs geringen Luftdrucks wird der Druckluftkolben 2 zunächst noch nicht verschoben; dagegen übt der Trennkoiben 10 auf die in dem Niederdruckraum 11 befindliche Druckflüssigkeit einen Druck aus, so daß die Druckflüssigkeit das die Kammer 12 absperrende Ventil 13 öffnet und in den Pumpenzylinderraum 16 gelangt. Von dort strömt die Druckflüssigkeit weiter durch die in Fig.2 gezeigten Bohrungen 35, öffnet die von den Kugeln 17 gebildeten Auslaßventile und gelangt in den Hochdruckraum 19. Dadurch wird der Arbeitskolben 20 aui dem Gehäuse 21 ausgefahren.During operation, the compressed air supplied to the feed line 1 reaches the compressed air piston 2 and at the same time via the opening 3, the holes 4,6,7 and the tube 8 into the space 9 above the separating piston 10. Because of the initially low air pressure, the Compressed air piston 2 initially not yet moved; on the other hand, the Trennkoiben 10 exercises on the in the Low pressure chamber 11 located pressure fluid a Pressure off, so that the pressure fluid opens the valve 13 which shuts off the chamber 12 and enters the pump cylinder space 16 arrives. From there, the hydraulic fluid continues to flow through the bores shown in FIG 35, opens the outlet valves formed by the balls 17 and enters the high pressure chamber 19 the working piston 20 is attached to the housing 21 extended.

Sobald der Arbeitskolben 20 auf Widerstand stößt, steigt der Druck der Druckluft, und der Druckluftkolben 2 wird in Bewegung gesetzt. Dabei wird der hydraulische Pumpkolben 22 in den Pumpenzylinderraum 16 hineinbewegt, so daß die darin befindliche Druckflüssigkeit durch die Bohrungen 35 und die Auslaßventile in den Hochdruckraum 19 gedrückt und der Arbeitskolben 20 gegen den Widerstand nach oben bewegt wird.As soon as the working piston 20 encounters resistance, the pressure of the compressed air rises, and so does the compressed air piston 2 is set in motion. The hydraulic pump piston 22 is thereby moved into the pump cylinder space 16 moved in, so that the pressure fluid located therein through the bores 35 and the Exhaust valves pressed into the high pressure chamber 19 and the working piston 20 upwards against the resistance is moved.

Der beschriebene Vorgang wiederholt sich zyklisch im Rhythmus der Betätigung des Druckluftkolbens 2, wobei die Druckflüssigkeit aus dem Niederdruckraum 11 in den Hochdruckraum 19 gepumpt wird. Im Moment der Unterbrechung der Zuführung von Druckluft durch die Speiseleitung I hält der Druckluftkolben 2 an. Dabei hält auch der Arbeitskolben 20 an. Der Druckluft-Überdruck im Innern des Antriebs sinkt durch Angleich an die Umgebung ab. Die in dem Ringraum 37 enthaltene Druckluft wirkt ständig in rückstellender Richtung auf den Arbeitskolben 20.The process described is repeated cyclically in the rhythm of the actuation of the compressed air piston 2, wherein the pressure fluid is pumped from the low pressure chamber 11 into the high pressure chamber 19. At the moment the interruption of the supply of compressed air through the feed line I stops the compressed air piston 2. Included the working piston 20 also stops. The compressed air overpressure inside the drive decreases as a result of equalization the environment. The compressed air contained in the annular space 37 acts constantly in a restoring direction the working piston 20.

Wird nun das Nadelventil 23 geöffnet, so wird der Hochdruckraum 19 mit dem Niederdruckraum 11 verbunden, und die Druckflüssigkeit strömt aus dem Hochdruckraum 19 durch die Leitung 24 und die Bohrungen 25 und 26 in den Niederdruckraum 11 zurück. Dadurch wird der Arbeitskolben 20 wieder in das Gehäuse 21 eingefahren, bis er schließlich seine Ausgangslage einnimmt.If the needle valve 23 is now opened, the high-pressure space 19 becomes the low-pressure space 11 connected, and the pressure fluid flows from the high pressure chamber 19 through the line 24 and the Bores 25 and 26 back into the low-pressure chamber 11. As a result, the working piston 20 is back in the housing 21 retracted until it finally assumes its starting position.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Hydropneumatic drive with a hydraulic working piston arranged in a common housing and a pneumatically operated pressure booster consisting of a compressed air piston and a hydraulic pump piston connected to it in a non-positive manner, the higher pressure of which is transmitted to the working piston by hydraulic fluid, the pump piston being the hydraulic fluid from Conveys a low-pressure chamber into a high-pressure chamber, is guided in an intermediate wall arranged in the housing between the working piston and the compressed-air piston, provided with a cylindrical extension and dips into a pump cylinder chamber, which can be alternately connected to the low-pressure chamber and the high-pressure chamber through openings provided with check valves is, wherein the working piston has a cavity and wherein bores provided with a valve are provided for the return of the pressure fluid from the high pressure chamber into the low pressure chamber, characterized in that, that the cavity (11) of the working piston (20) is designed as a low-pressure chamber into which the cylindrical extension of the partition (27), in which the pump cylinder chamber (16) is arranged, extends, that the working piston (20) on the cylindrical extension is guided, the high pressure chamber (19) between the working piston (20) and the partition (27), and that the bores (25, 26) are provided for Rückleiturig the pressure fluid in the partition (27) and its cylindrical extension.

2. Hydropneumatic drive according to claim i. characterized in that as a low-pressure chamber of the working piston (20) formed cavity (11) a separating piston (10) is inserted, whereby a space (9) is formed between the separating piston (10) and the bottom of the working piston (20), which Via bores (4, 6, 7) in the housing (21) of the drive, in the partition (27), in the cylindrical Extension and a tube (8) adjoining the cylindrical extension, which passes through a bore of the Separating cylinder (10) leads, can be acted upon with compressed air.

3. Hydropneumatic drive according to claim 1 or 2, characterized in that for guidance of the working piston (20) on the cylindrical extension a flange element (28) is used, which axially with the working piston (20) is non-positively connected and can be displaced radially to the working piston (20).