DE19628618A1 - Hydraulic pressure step-up device - Google Patents
Hydraulic pressure step-up deviceInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Druckübersetzer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a hydraulic pressure intensifier according to the preamble of claim 1.
Ein derartiger Druckübersetzer ist aus dem Buch "Fluidtechnik von A bis Z - Der Hydraulik Trainer Band 5" der Mannesmann Rexroth GmbH, RD 00 292/03.89, 1. Auflage 1989, ISBN 3-7830-0243-5, Seite 89 bekannt. In dem Bild D74 auf Seite 89 ist das Prinzip eines Druckübersetzers dargestellt. Ein primärseitiger Kolben ist über eine Kolbenstange mit einem sekundärseitigen Kolben starr verbunden. Die Durchmesser von Kolbenstange und sekundärseitigem Kolben sind gleich. Die Stirnfläche des primärseitigen Kolbens ist größer als die Stirnfläche des sekundärseitigen Kolbens. Der Druckübersetzer erhöht den Druck in dem sekundären Drucksystem gegenüber dem Druck in dem primären Drucksystem. Der Druckerhöhungsfaktor ergibt sich aus dem Verhältnis der Fläche des primärseitigen Kolbens zur Fläche des sekundärseitigen Kolbens. Der primär seitige Kolben befindet sich in einem primärseitigen Druckraum und der sekundärseitige Kolben befindet sich in einem sekundär seitigen Druckraum. Zur Trennung zwischen den beiden Druckräumen sind im Bereich der Kolbenstange Dichtungen vorgesehen. In dem primären und in dem sekundären Drucksystem kann daher mit gleichen oder mit unterschiedlichen Druckmitteln gearbeitet werden. Der sekundäre Druckraum des Druckübersetzers ist über Rohre oder Schläuche mit dem Druckraum des Verbrauchers verbunden. In dem sekundären Drucksystem herrschen Drücke in der Größenordnung von mehreren tausend bar. Die Rohre oder Schläuche, die den sekundärseitigen Druckraum mit dem Verbraucher verbinden, müssen daher für die entsprechenden Drücke dimensioniert werden, wobei die üblichen Sicher heits-Zuschläge zu berücksichtigen sind. Die Rohr- oder Schlauch verbindungen werden dadurch sehr aufwendig. Such a pressure intensifier is from the book "fluid technology from A to Z - The Hydraulic Trainer Volume 5 "by Mannesmann Rexroth GmbH, RE 00 292 / 03.89, 1st edition 1989, ISBN 3-7830-0243-5, page 89 known. In the picture D74 on page 89 the principle of a pressure intensifier is shown. A primary-side piston is over a piston rod with a piston on the secondary side rigidly connected. The diameter of Piston rod and secondary side piston are the same. The The face of the primary-side piston is larger than that Face of the piston on the secondary side. The pressure translator increases the pressure in the secondary pressure system over that Pressure in the primary pressure system. The pressure increase factor results from the ratio of the area of the primary side Piston to the surface of the secondary-side piston. The primary piston is located in a primary pressure chamber and the secondary piston is in a secondary sided pressure chamber. To separate the two pressure rooms seals are provided in the area of the piston rod. By doing primary and in the secondary printing system can therefore with same or worked with different pressure media will. The secondary pressure chamber of the pressure intensifier is over Pipes or hoses with the pressure chamber of the consumer connected. In the secondary pressure system there are pressures in the On the order of several thousand bar. The pipes or Hoses that connect the secondary pressure chamber with the Consumers must therefore connect for the appropriate Pressures are dimensioned using the usual safe surcharges are to be taken into account. The pipe or hose this makes connections very complex.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckübersetzer der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem keine Verbin dungsleitungen zwischen dem Druckübersetzer und dem Verbraucher erforderlich sind.The invention has for its object a pressure intensifier to create of the type mentioned, in which no verb cables between the pressure intensifier and the consumer required are.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Der erfindungsgemäße Druckübersetzer läßt sich direkt an dem Verbraucher anflanschen. Damit entfallen risiko behaftete Verbindungsleitungen zwischen dem sekundärseitigen Druckraum des Druckübersetzers und dem Druckraum des Verbrau chers. Außerdem verringert sich das sekundärseitige eingespannte Volumen und damit auch die hydraulische Feder. Dies führt zu einer Verbesserung des regelungstechnischen Verhaltens des Verbrauchers.This object is characterized by those in claim 1 Features resolved. The pressure intensifier according to the invention can be flanged directly to the consumer. This eliminates risk affected connecting lines between the secondary Pressure room of the pressure translator and the pressure room of the consumption chers. In addition, the clamped on the secondary side is reduced Volume and therefore also the hydraulic spring. this leads to an improvement in the control behavior of the Consumer.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen gekennzeichnet. Der Druckraum des Verbrauchers ist gleichzeitig der sekundärseitige Druckraum des Druckübersetzers. Da der sekundärseitige Druckraum des Druckübersetzers entfällt und der Druckübersetzer direkt an den Verbraucher angeflanscht ist, ergibt sich eine sehr kompakte Baueinheit aus Drucküber setzer und Verbraucher. Die Kolbenstangen auf beiden Seiten des primärseitigen Kolbens erlauben eine zweiseitige Lagerung des primärseitigen Kolbens. Die Ausgestaltung des primärseitigen Kolbens als Kolben eines Gleichgangzylinders verbessert das Regelverhalten des primärseitigen Kolbens. Eine stirnseitige Sacklochbohrung in der zweiten Kolbenstange, in die der Sensor eines an dem Gehäuse gehaltenen Wegumformers eingeführt ist, erlaubt in einfacher Weise in Verbindung mit einem an der zweiten Kolbenstange gehaltenen Positionsgeber eine Erfassung der Position der miteinander verbundenen Kolben. Damit ist es möglich, dem Verbraucher definierte Druckmittelmengen zuzu führen. Der Wegumformer sowie dessen Sensor und Positionsgeber befinden sich außerhalb der Druckräume des Druckübersetzers.Advantageous developments of the invention are in the sub claims marked. The pressure room of the consumer is at the same time the secondary pressure chamber of the pressure intensifier. Since the secondary pressure chamber of the pressure intensifier is not required and the pressure intensifier flanged directly to the consumer is, a very compact unit results from Drucküber setters and consumers. The piston rods on both sides of the primary-side pistons allow double-sided mounting of the primary-side piston. The design of the primary Pistons as pistons of a synchronous cylinder improve this Control behavior of the primary-side piston. An end face Blind hole in the second piston rod into which the sensor a path converter held on the housing is inserted, allowed in a simple way in connection with one at the second piston rod held position sensor detection the position of the interconnected pistons. So that's it possible to add defined pressure medium quantities to the consumer to lead. The travel converter as well as its sensor and position transmitter are located outside the pressure intensifier's pressure rooms.
Die Erfindung wird im folgenden mit ihren weiteren Einzelheiten anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs beispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung einen an einen Verbraucher angeflanschten erfin dungsgemäßen Druckübersetzer.The invention will be described in more detail below based on an embodiment shown in the drawings example explained in more detail. The drawing shows in a schematic Representation of an invented flange-mounted to a consumer pressure intensifier according to the invention.
Die Zeichnung zeigt einen Druckübersetzer 1, der an einen Verbraucher 2 angeflanscht ist. In einem Gehäuse 3 des Druckübersetzers 1 sind ein primärseitiger Kolben 4 und ein sekundärseitiger Kolben 5 gehalten. Der primärseitige Kolben 4 ist mit dem sekundärseitigen Kolben 5 über eine Kolbenstange 6 verbunden. Der Durchmesser der Kolbenstange 6 ist gleich dem Durchmesser des sekundärseitigen Kolbens 5. Der Übergang zwischen der Kolbenstange 6 und dem sekundärseitigen Kolben 5 ist daher fließend. Der Bereich des Gehäuses 3 des Druck übersetzers 1, durch den der sekundärseitige Kolben 5 aus dem Gehäuse 3 herausgeführt ist, ist als Flansch 7 ausgebildet. Zwischen der Kolbenstange 6 und dem Flansch sind Dichtungen 8 bis 10 angeordnet. Eine weitere Dichtung 11 ist zwischen dem Flansch 7 und der Innenwand einer Bohrung 12 des Verbrauchers 2 angeordnet. Der primärseitige Kolben 4 ist auf der von dem sekundärseitigen Kolben 5 abgewandten Seite mit einer weiteren Kolbenstange 13 versehen. Die Kolbenstange 13 ist ebenfalls aus dem Gehäuse 3 des Druckübersetzers 1 herausgeführt. Zwischen dem Gehäuse 3 und der Kolbenstange 13 ist eine weitere Dichtung 14 angeordnet. Der Durchmesser der Kolbenstange 13 ist gleich dem Durchmesser der Kolbenstange 6. Das Gehäuse 3 mit dem primär seitigen Kolben 4 sowie den Kolbenstangen 6 und 13 bildet einen Gleichgangzylinder mit zwei Druckräumen 15 und 16. Die Druck mittelzufuhr zu dem Druckraum 15 erfolgt über einen nur schematisch dargestellten Druckmittelanschluß 17. Die Druck mittelzufuhr zu dem Druckraum 16 erfolgt über einen ebenfalls nur schematisch dargestellten Druckmittelanschluß 18. Eine Dichtung 19 dichtet den primärseitigen Kolben 4 gegenüber dem Gehäuse 3 ab. Das Druckmittel auf der Primärseite des Druckübersetzers 1 ist Hydraulikflüssigkeit.The drawing shows a pressure intensifier 1 which is flanged to a consumer 2 . A primary-side piston 4 and a secondary-side piston 5 are held in a housing 3 of the pressure booster 1 . The primary-side piston 4 is connected to the secondary-side piston 5 via a piston rod 6 . The diameter of the piston rod 6 is equal to the diameter of the piston 5 on the secondary side. The transition between the piston rod 6 and the secondary-side piston 5 is therefore fluid. The area of the housing 3 of the pressure booster 1 through which the secondary piston 5 is led out of the housing 3 is designed as a flange 7 . Seals 8 to 10 are arranged between the piston rod 6 and the flange. Another seal 11 is arranged between the flange 7 and the inner wall of a bore 12 of the consumer 2 . The primary-side piston 4 is provided with a further piston rod 13 on the side facing away from the secondary-side piston 5 . The piston rod 13 is also led out of the housing 3 of the pressure booster 1 . A further seal 14 is arranged between the housing 3 and the piston rod 13 . The diameter of the piston rod 13 is equal to the diameter of the piston rod 6 . The housing 3 with the piston 4 on the primary side and the piston rods 6 and 13 forms a synchronous cylinder with two pressure chambers 15 and 16 . The pressure medium supply to the pressure chamber 15 takes place via a pressure medium connection 17, which is only shown schematically. The pressure medium supply to the pressure chamber 16 takes place via a pressure medium connection 18, also shown only schematically. A seal 19 seals the primary-side piston 4 from the housing 3 . The pressure medium on the primary side of the pressure intensifier 1 is hydraulic fluid.
Der Verbraucher 2 besteht aus einem Unterteil 20 und einem Oberteil 21. Zwischen dem Unterteil 20 und dem Oberteil 21 befindet sich ein zu verformendes Blech 22. Die Bohrung 12 ist in dem Unterteil 20 des Verbrauchers 2 angeordnet. Der Flansch 7 des Gehäuses 3 des Druckübersetzers 1 ist mit einer Reihe von gleichmäßig über dem Umfang verteilten Schrauben mit dem Verbraucher 2 verbunden. Diese Schraubverbindung ist in der Zeichnung nur schematisch durch zwei strichpunktierte Linien 23 und 24 dargestellt. Der Flansch 7 des Druckübersetzers 1 und die Bohrung 12 im Unterteil 20 des Verbrauchers 2 begrenzen einen sekundärseitigen Druckraum 25, in den der sekundärseitige Kolben 5 des Druckübersetzers 1 ragt. Der Druckraum 25 ist über einen Kanal 26 mit einem weiteren Druckraum 27 verbunden. Der Druck raum 27 ist auf seiner Oberseite durch das zu verformende Blech 22 abgeschlossen. Das Oberteil 21 des Verbrauchers 2 ist als Werkzeugteil ausgebildet und mit einer Kontur 28 versehen, die das Blech 22 nach der Verformung annehmen soll. Das Unterteil 20 und das Oberteil 21 sind in an sich bekannter Weise zusammen gehalten. Das Druckmittel auf der Sekundärseite ist eine Wasser emulsion.The consumer 2 consists of a lower part 20 and an upper part 21 . A sheet 22 to be deformed is located between the lower part 20 and the upper part 21 . The bore 12 is arranged in the lower part 20 of the consumer 2 . The flange 7 of the housing 3 of the pressure intensifier 1 is connected to the consumer 2 by a series of screws distributed uniformly over the circumference. This screw connection is shown only schematically in the drawing by two dash-dotted lines 23 and 24 . The flange 7 of the pressure booster 1 and the bore 12 in the lower part 20 of the consumer 2 delimit a secondary-side pressure chamber 25 into which the secondary-side piston 5 of the pressure booster 1 projects. The pressure chamber 25 is connected to a further pressure chamber 27 via a channel 26 . The pressure chamber 27 is completed on its top by the sheet 22 to be deformed. The upper part 21 of the consumer 2 is designed as a tool part and is provided with a contour 28 , which the sheet metal 22 is to assume after the deformation. The lower part 20 and the upper part 21 are held together in a manner known per se. The pressure medium on the secondary side is a water emulsion.
Das aus Gehäuse 3 heraus geführte Ende der Kolbenstange 13 ist durch eine als Schutzrohr ausgebildete Kappe 29 abgedeckt. Die Kappe 29 ist mit dem Gehäuse 3 des Druckübersetzers 1 ver schraubt. Die Schraubverbindung ist in der Zeichnung durch strichpunktierte Linien 30 und 31 schematisch dargestellt. An der Stirnseite der Kappe 29 ist ein Wegumformer 32 durch eine weitere Schraubverbindung gehalten, die durch strichpunktierten Linien 33 und 34 schematisch dargestellt ist. Der Wegumformer 32 ist über die Kappe 29 an dem Gehäuse 3 gehalten. Der Wegumformer 32 ist mit einem Sensor 35 versehen, der in eine stirnseitige Sacklochbohrung 36 der Kolbenstange 13 ragt. In einer Aussparung an der Stirnseite der Kolbenstange 13 ist ein Positionsgeber 37, z. B. ein Permanentmagnet, gehalten. Die Lage des Positions gebers 37 in Bezug auf den Sensor 35 ist ein Maß für die Stellung des primärseitigen Kolbens 4. Der Positionsgeber 37 ist außerhalb des Gehäuses 3 angeordnet. The end of the piston rod 13 led out of the housing 3 is covered by a cap 29 designed as a protective tube. The cap 29 is screwed to the housing 3 of the pressure intensifier 1 . The screw connection is shown schematically in the drawing by dash-dotted lines 30 and 31 . On the end face of the cap 29 , a path converter 32 is held by a further screw connection, which is shown schematically by dash-dotted lines 33 and 34 . The path converter 32 is held on the housing 3 by the cap 29 . The travel converter 32 is provided with a sensor 35 which projects into an end blind bore 36 in the piston rod 13 . In a recess on the end face of the piston rod 13 is a position sensor 37 , for. B. a permanent magnet. The position of the position encoder 37 in relation to the sensor 35 is a measure of the position of the primary-side piston 4th The position sensor 37 is arranged outside the housing 3 .
Damit sich die Hydraulikflüssigkeit in dem primärseitigen Druckraum 16 und die Wasseremulsion in dem sekundärseitigen Druckraum 25 nicht vermischen, sind in dem Gehäuse 3 des Druckübersetzers 1 zwischen den Dichtungen 8 und 9 ein erster Leckflüssigkeitskanal 38 und zwischen den Dichtungen 9 und 10 ein zweiter Leckflüssigkeitskanal 39 angeordnet. Der Leck flüssigkeitskanal 38 führt zu einem Tank 40 für Hydraulik flüssigkeit und der Leckflüssigkeitskanal 39 zu einem Tank 41 für die Wasseremulsion. Die Tanks 40 und 41 befinden sich auf Atmosphärendruck. Die Dichtung 9 ist daher auf beiden Seiten mit demselben Druck beaufschlagt.Thus, the hydraulic fluid do not mix in the primary-side pressure chamber 16 and the water emulsion in the secondary-side pressure chamber 25, the pressure booster 1 between the gaskets 8 and 9, a first drain passage 38 and between the seals 9 and 10, a second drain channel 39 are arranged in the housing 3 . The leak liquid channel 38 leads to a tank 40 for hydraulic fluid and the leak liquid channel 39 to a tank 41 for the water emulsion. The tanks 40 and 41 are at atmospheric pressure. The seal 9 is therefore subjected to the same pressure on both sides.
Zu Beginn eines Umformvorganges befindet sich der Kolben 4 und damit auch der Kolben 5 in der linken Endstellung. Die Druck räume 25 und 27 sind mit Wasseremulsion gefüllt, das Blech 22 verschließt den Druckraum 27. Wird dem Druckraum 15 über den Druckmittelanschluß 17 Hydraulikflüssigkeit zugeführt und entsprechend aus dem Druckraum 16 Hydraulikflüssigkeit über den Druckmittelanschluß 18 abgeführt, verschiebt sich der Kolben 4 in Richtung auf die rechte Endstellung. Der Kolben 5 verschiebt sich in gleicher Weise und baut in den durch den Kanal 26 ver bundenen Druckräumen 25 und 27 des Verbrauchers 2 einen Druck auf, der das Blech 22 in die Kontur 28 des Oberteils 21 drückt. Der auf das Blech 22 wirkende Druck ist dabei gleich dem Druck in dem Druckraum 15 multipliziert mit dem Quotient aus der in axialer Richtung mit Druck beaufschlagten Fläche des primär seitigen Kolbens 4 und der in axialer Richtung mit Druck beauf schlagten Fläche des sekundärseitigen Kolbens 5. Die Kraft, mit der das Oberteil 21 das Blech 22 auf das Unterteil 20 preßt, ist so stark, daß eine metallische Dichtung zwischen dem Unterteil 20 und dem Blech 22 erfolgt und keine Wasseremulsion aus dem Druckraum 27 austritt.At the beginning of a forming process, the piston 4 and thus also the piston 5 are in the left end position. The pressure rooms 25 and 27 are filled with water emulsion, the sheet 22 closes the pressure chamber 27 . If hydraulic fluid is supplied to the pressure chamber 15 via the pressure medium connection 17 and hydraulic fluid is correspondingly discharged from the pressure chamber 16 via the pressure medium connection 18 , the piston 4 moves in the direction of the right end position. The piston 5 moves in the same way and builds up a pressure in the pressure chambers 25 and 27 of the consumer 2 connected by the channel 26 , which presses the sheet 22 into the contour 28 of the upper part 21 . The pressure acting on the sheet 22 is equal to the pressure in the pressure chamber 15 multiplied by the quotient of the area of the primary-side piston 4 which is pressurized in the axial direction and the area of the secondary-side piston 5 which is pressurized in the axial direction. The force with which the upper part 21 presses the sheet 22 onto the lower part 20 is so strong that a metallic seal takes place between the lower part 20 and the sheet 22 and no water emulsion emerges from the pressure chamber 27 .
Die Messung der Position des Kolbens 4 - und damit auch des Weges des Kolbens 5 - erlaubt es, bei der Verformung des Bleches 22 das in den Druckkammern 25 und 27 sowie dem Kanal 26 einge schlossene Volumen um einen vorgebbaren Wert zu vergrößern. The measurement of the position of the piston 4 - and thus also the path of the piston 5 - allows the volume enclosed in the pressure chambers 25 and 27 and the channel 26 to be enlarged by a predeterminable value during the deformation of the sheet 22 .
Das Unterteil 20 des Verbrauchers 2 kann auch so ausgestaltet werden, daß der Druckraum 25 und der Kanal 26 entfallen. In diesem Fall ragt der sekundärseitige Kolben 5 direkt in den Druckraum 27.The lower part 20 of the consumer 2 can also be designed such that the pressure chamber 25 and the channel 26 are omitted. In this case, the piston 5 on the secondary side projects directly into the pressure chamber 27 .
Der erfindungsgemäße Druckübersetzer ist besonders für die Hochdruckerzeugung bei der Kaltverformung von Blechen oder Rohren geeignet. Er läßt sich in gleicher Weise auch in andere Hochdruckverbraucher integrieren, die eine verbraucherseitige Ausnehmung für eine Aufnahme des sekundärseitigen Kolbens des Druckübersetzers aufweisen und die mit einer Anschlußfläche für den Flansch des Gehäuses des Druckübersetzers versehen sind.The pressure intensifier according to the invention is particularly suitable for High pressure generation in the cold forming of sheet metal or Suitable for pipes. It can be divided into others in the same way Integrate high pressure consumers, which is a consumer side Recess for receiving the piston on the secondary side Have pressure intensifier and with a pad for the flange of the pressure intensifier housing are provided.
Claims (6)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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DE19628618A DE19628618A1 (en) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | Hydraulic pressure step-up device |
Publications (1)
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DE19628618A1 true DE19628618A1 (en) | 1998-01-22 |
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Family Applications (1)
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DE19628618A Withdrawn DE19628618A1 (en) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | Hydraulic pressure step-up device |
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