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DE2155409A1 - Hydraulischer Kraftverstärker - Google Patents

Hydraulischer Kraftverstärker

Info

Publication number
DE2155409A1
DE2155409A1 DE19712155409 DE2155409A DE2155409A1 DE 2155409 A1 DE2155409 A1 DE 2155409A1 DE 19712155409 DE19712155409 DE 19712155409 DE 2155409 A DE2155409 A DE 2155409A DE 2155409 A1 DE2155409 A1 DE 2155409A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
working piston
valve
valve spindle
cylinder chamber
booster according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19712155409
Other languages
English (en)
Inventor
Dale A. Oconomowoc Wis. Knutson (V.St.A.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Enerpac Tool Group Corp
Original Assignee
Applied Power Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Power Industries Inc filed Critical Applied Power Industries Inc
Publication of DE2155409A1 publication Critical patent/DE2155409A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B9/00Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
    • F15B9/02Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
    • F15B9/08Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor
    • F15B9/10Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor in which the controlling element and the servomotor each controls a separate member, these members influencing different fluid passages or the same passage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Actuator (AREA)

Description

Or. KARL FRANKE Beg.-Nr. P
PA T f \ TA N M"A LT Dr . F/F
8 i\ir.\i;iiFA 90 8* 11* 1971
LORE1NZOMSTiUaSE 54
Applied Power Industries, Inc. Milwaukee, Wisconsin £5218, V.St.A.
Hydraulischer Kraftverstärker
BIe Erfindung betrifft einen hydraulischen Kraftverstärker mit einem Hydraulikzylinder, in dem ein Arbeitskolben unter Steuerung durch ein Steuerventil mittels Druckfluid axial verschiebbar geführt ist.
Die Erfindung führt zu einem Umwandlungssystem, das eine relativ kleine und beispielsweise von Hand eingebbare Eingangskraft mittels hydraulischer Servoverstärlfcung in eine große Ausgangskraft überführt, wobei das Übersetzungsverhältnis für eine mit der Eingangskraft vorgenommene mechanische Bewegung einerseits und eine dadurch mit der Auegangskraft ausgelöste mechanische Bewegung andererseits 1:1 beträgt.
Dabei liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für eine Bewegungsübertragung im Verhältnis 1 : 1 für die Wege eine Kraftverstärkung von hohem Ausmaß zu erreichen und dabei eine Bückwirkung von auegangsseitig angreifenden Gegenkräften auf den Steuereingang zu verhindern, solche Gegenkräfte also innerhalb des Verstärkers selbst aufzufangen, eine Notbetätigung von Hand zu ermöglichen und eine genaue Bewegungsübertragung auch ohne die Notwendigkeit eines Bückkopplungsgestänges zu gewährleisten.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Arbeitskolben eine kleinere erste und eine größere zweite Stirnfläche besitzt, die jeweils gemeinsam mit dem ihnen gegenüberstehenden Ende des Hydraulikzylinders eine erste bzw. eine zweite Zylinderkammer begrenzen, von denen die erste in ständiger Verbindung mit der Hochdruckseite eines Druckfluidsystems steht, und in einer axialen Bohrung eine koaxial dazu verschiebbare Ventilspindel enthält, die in einer ersten Stellung eine Verbindung zwischen der zweiten Zylinderkammer
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und der Hochdruckseite des Druckfluidsystems und in einer zweiten Stellung eine Verbindung zwischen der zweiten Zylinderkammer und der Niederdruckseite des Druckfluidsystems freigibt.
Der erfindungsgemäß auegebildete Kraftverstärker setzt eine eingangsseitig beispielsweise mit einer Eingangskraft von 1 bis 10 kp eingegebene mechanische Bewegung mit einem Wegeverhältnis von 1:1 in eine ausgangsseitige mechanische Bewegung mit einer Ausgangskraft von beispielsweise 100 bis 1 000 kp um; er ermöglicht also beispielsweise die genaue Verstellung einer schweren Last mit Hilfe einer ge- _ ringen Steuerkraft. Dabei zeichnet er sich durch einen einfachen und ™ robusten Aufbau aus, der allen Beanspruchungen in Industrie und Fördertechnik gewachsen ist, läßt aber dennoch für den Notfall eines Ausfalls der Hydraulikkraft eine Betätigung von Hand zu. Darüber hinaus ermöglicht er eine genaue Bewegungsübertragung ohne die Zuhilfenahme von mechanischen Bückkopplungselementen, und schließlich fängt er alle von einer zu bewegenden Last ausgehenden Gegendrucke in seiner Servohydraulik auf und läßt sie nicht auf den Steuereingang durchschlagen. Dennoch entspricht die ausgangsseitige Bewegung der Last der eingangsseitigen Steuerbewegung nach Größe und Richtung der Wegstrecke genau.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die der ersten Zylinderkammer zugewandte erste Stirnseite des Arbeitskolbens halb so groß wie seine der zweiten Zylinderkammer zugewandte zweite Stirnseite.
In Weiterbildung der Erfindung kann der Arbeitskolben an einem Ende durch eine koaxial dazu aus dem Hydraulikzylinder nach außen geführte Kolbenstange, für die Abgabe der verstärkten Ausgangskraft verlängert und die Ventilspindel am gegenüberliegenden Ende des Arbeitskolbens mit einem Stellmechanismus für die Einleitung der zu verstärkenden Eingangekraft gekoppelt sein. Dabei gibt es sowohl für die Ausbildung des Stellaechanismus selbst als auch für seine Ankopplung an die Ventilspindel mehrere vorteilhafte Möglichkeiten. So kann der Stellmechanismus beispielsweise einen Handhebel enthalten, der mit der Ventilspindel über ein in beiden Sichtungen wirksames Stellkabel verbunden ist.
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Stattdessen kann der Stellmechanismus auch einen Schwenkhebel enthalten, an dem eine die Ventilspindel koaxial dazu verlängernde Ventilstange mit Abstand vom Schwenklager des Schwenkhebels angelenkt ist, und eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß der Stellmechanismus einen Kurbeltrieb enthält, der über eine zur Ventilspindel koaxiale und in einem axialen Gewinde im Hydraulikzylinder schraubbare Gewindespindel mit der Ventilspindel verbunden ist, so daß die Drehbewegung der Kurbel zu einer kombinierten Rotation und Translation der Gewindespindel und damit auch der Ventilspindel führt.
Empfehlenswert ist es ferner, den Hydraulikzylinder über ein Schwenklager mit einem feststehenden Träger zu verbinden; diese Art der Befestigung des Hydraulikzylinders sichert nämlich zum einen ein ausreichendes Widerlager für die abzugebende Ausgangskraft und schließt zum anderen unerwünschte Klemmerscheinungen aus.
Für die Ausbildung des Arbeitskolbens ist im Sinne der Erfindung eine Bauweise bevorzugt, bei der er zwei in seine mit der zweiten Zylinderkammer verbundene axiale Bohrung mündende Durchlässe enthält, von denen in jeder Stellung der Ventilspindel in der Bohrung höchstens einer freigebbar und der eine an die Hochdruckseite des Druckfluidsystems und der andere an dessen Niederdruckseite angeschlossen ist. Außerdem kann der Arbeitskolben zwei Ringstege aufweisen, die im Hydraulikzylinder zwischen der ersten und der zweiten Zylinderkammer eine dritte Zylinderkammer begrenzen, die zum einen mit der Niederdruckseite des Druckfluidsystems und zum anderen mit dem einen der beiden in die axiale Bohrung des Arbeitskolbens mündenden Durchlässe in ständiger Verbindung steht.
Für die Ventilspindel ist eine Ausbildung bevorzugt, bei der sie zwei tragende Flächen aufweist, die in der Gleichgewichtslage der Ventilspindel beide Durchlässe im Arbeitskolben gegen dessen axiale Bohrung und damit gegen die zweite Zylinderkammer absperren und bei Verschiebung der Ventilspindel aus dieser Gleichgewichtslage relativ zum Arbeitckolben je nach der Eichtung dieser Verschiebung den einen oder den anderen der Durchlässe für die axiale Bohrung im Arbeitskolben
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und damit für die zweite Zylinderkammer freigeben. Dabei kann die Verbindung für drei Zylinderkammern so getroffen werden, daß bei Gleichgewichtslage der Ventilspindel die drei Zylinderkainmern sämtlich voneinander getrennt sind, bei verschobener Ventilspindel dagegen die zweite Zylinderkammer je nach der Verschiebungsrichtung über die axiale Bohrung und jeweils einen der beiden Durchlässe im Arbeitskolben entweder mit der ersten oder mit der dritten Zylinderkaramer verbunden ist. Weiter können die tragenden Flächen der Ventilspindel die axiale Bohrung im Arbeitskolben in drei Ventilkammern aufteilen, von denen die mittlere mit der zweiten Zylinderkammer in ständiger Verbindung steht. Die beiden äußeren Ventilkammern sind dagegen bevorzugt in ständiger Verbindung mit der Niederdruckseite des Druckfluidsystems. Diese verschiedenen Verbindungen werden dabei am gunstigsten in der Weise ausgeführt, daß die mittlere Ventilkammer mit der zweiten Zylinderkammer über einen Kanal im Arbeitskolben verbunden ist, während die beiden äußeren Ventilkammern miteinander und mit der Niederdruckseite des Druckfluidsystems über einen axialen Kanal und eine Querbohrung in der Ventilspindel und einen Durchlaß im Arbeitskolben verbunden sind.
Zur Vermeidung jeglicher Gefahr für ein Verklemmen der Ventilspindel in der axialen Bohrung im Arbeitskolben können die tragenden Flächen der Ventilspindel durch rundumlaufende Nuten in mehrere Singstege aufgeteilt werden, zwischen denen dann rund um die Ventilspindel jeweils der gleiche Fluiddruck herrscht.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele veranschaulicht, die ihre Vorteile klar erkennbar werden lassen; dabei zeigen in der Zeichnung:
Fig. 1 und 1A eine schematisch gehaltene und teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftverstärkers,
Fig. 2 eine verkleinerte Ansicht einer ersten Ausführungsvariante für den Kraftverstärker von Fig. 1 und
Fig. 3 eine verkleinerte Ansicht einer weiteren Ausführungsvariante.
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Die Hauptteile des in Fig. 1 und 1A dargestellten Kraftverstärkers 10 sind ein von Hand betätigbarer Stellmechanismus 12 für die Eingabe einer Eingangekraft bzw. einer Eingangsbewegung, ein über ein Schwenklager 15 mit einem feststehenden Träger verbundener Hydraulikzylinder *\k und ein als Kniehebel 16 ausgebildetes Last- oder Arbeitsglied. Der Stellmechanismus 12 ist von bekannter Bauart und enthält einen Handhebel 18, der einem in beiden Sichtungen wirksamen Stellkabel (20) eine Longxtudxnalbewegung aufprägen kann.
Der Hydraulikzylinder 14 enthält eine axiale Bohrung 24, in der ein Arbeitskolben 26 hxnundhergehen kann, von dem eine Kolbenstange 28 durch eine stirnseitige Öffnung 29 und eine Dichtung 30 hindurch an einem Ende des Hydraulikzylinders 1Xk aus diesem heraus nach außen geführt ist. An ihrem freien äußeren Ende ist die Kolbenstange 28 über einen Gelenkzapfen J>k mit einem Schenkel 32 des Kniehebels 16 gelenkig verbunden. Der Scheitel 38 des Kniehebels 16 ist über einen Lagerzapfen 4-2 in einem feststehenden Lagerbock kO schwenkbar gelagert. Das freie Ende kk des Kniehebels 16 ist mit einer zu bewegenden Last verbunden, deren Bewegungsrichtung durch den Doppelpfeil A in Fig. 1A angedeutet ist. Je nach Art und Sichtung der einer solchen Last zu vermittelnden Bewegung kann gegebenenfalls auf den Kniehebel 16 verzichtet und das freie Ende der Kolbenstange 28 unmittelbar mit der Last verbunden werden.
Der Arbeitskolben 26 besitzt zwei Ringstege 46 und 48, die jeweils mittels eines in eine in ihren Umfang eingearbeitete Nut eingelegten 0-RLngee 49 bzw. 50 in der Bohrung 24 des Hydraulikzylinders 14 abgedichtet sind und so die Bohrung 2k in drei Zylinderkammern 52, 5k und 56 unterteilen. Von diesen drei Zylinderkammern 52, 5k und 56 steht eine erste, nämlich die in der Zeichnung rechte Zylinderkammer 5k über einen Einlaßkanal 58 mit einer Druckquelle für Druckfluid in ständiger Verbindung, sie ist also an die Hochdruckseite eines Druckfluidsystems angeschlossen und soll daher im folgenden kurz als Druckkammer 5k bezeichnet werden. Eine zweite Zylinderkammer, nämlich die in der Zeichnung linke Zylinderkammer 52 hat über einen Kanal 53 im Arbeitskolben 26 ständige Verbindung zu einer ein Steuerventil aufnehmenden axialen
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und zentralen Bohrung 62 im Arbeitskolben 26 und soll daher im folgenden kurz als Steuerkammer 52 bezeichnet werden. Die dritte und mittlere Zylinderkammer 56 steht über einen Auslaßkanal 60 in ständiger Verbindung mit einem Fluidtank, der die Niederdruckseite des Druckfluidsystems bildet, und soll daher im folgenden kurz als Tankkammer 56 bezeichnet werden. Die der Steuerkammer 52 zugewandte Stirnfläche A1 des Arbeitskolbens 26 ist doppelt so groß wie die der Druckkammer 5k zugewandte Stirnfläche A2.
In der Bohrung 62 im Arbeitskolben 26 ist eine nach Art eines Dreiwegehahnes arbeitende Ventilspindel 6k axial verschiebbar geführt W und durch einen Sprengring 99 am offenen Ende der Bohrung 62 gegen ein unbeabsichtigtes Herausziehen gesichert. Die Ventilspindel 6k weist drei tragende Flächen 7^f, 76 und 78 auf, die jeweils dicht an der Innenseite der Bohrung 62 anliegen und durch Schaftabschnitte und 80 mit geringerem Durchmesser voneinander geschieden sind. Die tragenden Flächen 7k, 76 und 78 begrenzen in der Bohrung 62 drei Ventilkammern 82, 88 und 95, von denen die beiden äußeren 82 und 95 über einen axialen Kanal 96 und eine daran anschließende Querbohrung in der Ventilspindel 6k miteinander und die mittlere 88 über den Kanal 53 $■& Arbeitskolben 26 mit der Steuerkammer 52 in ständiger Verbindung stehen.
Ein weiterer Schaftabschnitt 63 mit geringerem Durchmesser verbindet die Ventilspindel 6k mit einer Ventilstange 70, die so die koaxiale Fortsetzung der Ventilspindel 6k über die Bohrung 62 hinaus und durch die Steuerkammer 52 hindurch bildet und nach Durchqueren einer Öffnung 71 und einer Dichtung 73 im der Kolbenstange 28 abgewandten Ende des Hydraulikzylinders "\k dort in einem Anschlußstutzen 72 endet, wo sie mit dem Stellkabel 20 verbunden ist. Eine Verstellung des Handhebels 18 führt also über das Stellkabel 20 und die Ventilstange 70 zu einer entsprechenden Verschiebung der Ventilspindel 6k in der Bohrung 62.
Der Durchmesser der Ventilstange 70 ist gleich dem der tragenden Flächen 74, 76 und 78, und der Durchmesser des Schaftabschnitts 63
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entspricht dem der Schaftabschnitt 77 und 80. Damit befindet sich die Ventilspindel 6k im Druckgleichgewicht hinsichtlich des in der Steuerkammer 52 herrschenden Druckes, der in gleicher Weise auf die freien Stirnflächenjder Ventilstange 70 und der tragenden Fläche 7k wirkt.
Die tragenden Flächen 7^1 76 und 78 der Ventilspindel 6k sind jeweils mit rundumlaufenden Nuten 75ι 77a bzw. 79 versehen, die dem Druckausgleich rund um die Ventilspindel 6k dienen und so eine einseitige Belastung der Ventilspindel 6k und damit deren Verklemmen in der Bohrung 62 verhindern.
Von der Druckkammer $k führt ein Durchlaß 90 sur Bohrung 62, und zwischen der Tankkammer $6 und der Bohrung 62 gibt es zwei weitere Durchlässe $k und 98, Von diesen Durchlässen dient der Durchlaß 98 lediglich der ständigen Verbindung der beiden äußeren Ventilkammern 82 und 95 mit dem Fluidtank als der Niederdruckseite des Druckfluidsystems über den Auslaßkanal 60. Die Durchlässe 90 und Sk sind dagegen als Meßdüsen ausgebildet und haben in Axialrichtung der Ventilspindel 6k den gleichen Abstand wie die einander zugewandten Stirnseiten von deren tragenden Flächen 76 und 78, zwischen denen die mittlere Ventilkammer 88 liegt.
Im Betriebe des dargestellten KraftVerstärkers 10 ergibt eine Bewegung des Handhebels 18 im Uhrzeigersinne oder gegen den Uhrzeiger eine entsprechende Longitudinalbewegung für das Stellkabel 20, das damit die Ventilspindel 6k in der Bohrung 62 nach rechts oder nach links verschiebt.
Bewegt sich die Ventilspindel 6k aus der in Fig. 1 dargestellten Gleichgewichtslage, in der ihre tragenden Flächen 76 und 78 sowohl den Durchlaß 90 als auch den Durchlaß 94 absperren, nach rechts, so bleibt der Durchlaß 9^ abgesperrt, der Durchlaß 90 dagegen wird freigegeben, und der hohe Fluiddruck der Druckquelle gelangt über den Durchlaß 90, die mittlere Ventilkammer 88 und den Kanal 53 in die Steuerkammer 52.B Dieser Druckanstieg in der Steuerkammer 52 führt wegen der die Größe der Stirnfläche A2 übersteigenden Größe der
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Stirnfläche Α1 zu einer Verschiebung des Arbeitskolbens 26 nach rechts. Diese Verschiebung des Arbeitskolbens 26 nach rechts hält so lange an, bis der Durchlaß 90 wieder durch die tragende Fläche 78 der Ventilspindel 6k abgesperrt wird, womit sich Ventilspindel 6k und Arbeitskolben 26 wieder in Gleichgewichtslage befinden.
Eine Bewegung der Ventilspindel 6k führt also zu einer entsprechenden Verschiebung der Kolbenstange 28 um eine gleiche Strecke, und das Bewegungsverhältnis liegt bei 1:1. Die Kolbenstange 28 wiederum bewirkt eine Verstellung des Kniehebels 16 und damit der Last in der gewünschten Richtung und um den gewünschten Betrag, wobei sich die durch den Hand- W hebel 18 ausgelöste Bewegung der Last unter der Servowirkung des hydraulischen Drucks im Druckfluidsystem vollzieht.
Durch den Einsatz des dargestellten Kraftverstärkers 10 in der oben beschriebenen Weise läßt sich eine am Stellkabel 20 anliegende Eingangskraft um das Zehnfache verstärken; beispielsweise ergibt eine Steuerkraft von 10 kp am Stellkabel 20 eine Stellkraft von 100 kp am Kniehebel 16.
Wirkt eine plötzliche Belastung von außen auf den Kniehebel 16 und führt zu einer Verschiebung des Arbeitskolbens 26, so gibt es dennoch keine Mickübertragung einer Bewegung auf den Stellmechaniemus 12 und seinen Handhebel 18. Dies ist hauptsächlich auf die Tendenz des Arbeitskolbens 26 zurückzuführen, ständig eine Gleichgewichtslage relativ zur Ventilspindel 6k einzunehmen, die eine feste Lage relativ zum Hydraulikzylinder 14 beibehält, solange sie nicht durch den Stellmechaniemus 12 verschoben wird. Wirkt daher beispielsweise eine nach abwärts gerichtete Last auf den Kniehebel 16, so wird die Kolbenstange 28 nach rechts gezogen. Da die Ventilspindel 6k ihre Lage beibehält, bewegt sich der Arbeitekolben 26 relativ zu ihr, und der Durchlaß 94 wird freigegeben, was zu einem Druckabfall in der Steuerkammer 52 und damit zu einem Druckunterschied zwischen der Steuerkammer 52 und der Druckkammer 5k führt. Der statische Fluiddruck der Druckquelle, der in der Druckkammer 5k herrecht, zwingt den Arbeitskolben 26 nach links, bis wieder Druckgleichgewicht herrscht und die tragenden Flächen 76 und 78 der Ventilspindel 6k sowohl den Durchlaß 90 als auch den Durchlaß ^k absperren.
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Der Abstand zwischen den Durchlässen 90 und 9h ist gleich dem Abstand zwischen den einander zugewandten Bändern der tragenden Flächen 76 und 78. Diese Abstandsbemessung vermeidet effektiv jeglichen toten Gang zwischen der Bewegung von Arbeitskolben 26 oder Ventilspindel 6h einerseits und der Freigabe der Durchlässe 90 bzw· 9h andererseits. Außerdem sind die lichten Weiten der Durchlässe 90 und $h relativ klein im Vergleich zum Hub des Arbeitskolbens 26 5 sie liegen beispielsweise bei 0,76 ram gegenüber 5I Hub. Infolge dieser geringen Durchmesser für die Durchlässe 90 und 9h und der Relation zwischen deren gegenseitigem Abstand einerseits und dem zwischen den Sandern der tragenden flächen 76 und 78 andererseits genügen bereits Verschiebungen von Arbeitskolben 26 oder Ventilspindel Sh relativ zueinander um sehr geringe Strecken, um in der Steuerkammer 52 die vollen Größen für Druckbe- oder -entlastung wirksam werden zu lassen. Die Druckänderung in der Steuerkammer 52 ist im Vergleich zur Bewegungsstrecke für Arbeitskolben 26 oder Ventilspindel 6h relativ groß.
Sollte sich ein Druckverlust im Hydrauliksystem einstellen, so verschiebt das Stellkabel 20 bei einer Bewegung nach rechts zunächst die Ventilspindel 6h bis zum rechten Ende der Bohrung 62 und sodann die Kolbenstange 28 ebenfalls nach rechts. Bei einer Bewegung des Stellkabels 20 nach links kommt zunächst das linke Ende der Ventilspindel Gh zur Anlage am Sprengring 99 in der Bohrung 62, und dann folgen der Arbeitskolben 26 und seine Kolbenstange 28 der weiteren Bewegung des Stellkabels 20 nach links. In beiden Sichtungen ist also auch bei Ausfall der Hydraulikkraft ein Notbetrieb mit Handkraft möglich.
In Fig. 2 und 3 sind zwei Ausführungsvarianten veranschaulicht, die sich von dem in Fig. 1 und 1A dargestellten Kraftverstärker nur in der Art der Einleitung der Steuerkraft unterscheiden.
Der in Fig. 2 gezeigte Stellmechanismus 120 besitzt einen Schwenkhebel 122, der an einem Ende in einem Schwenklager Λ2h gelagert ist. In einem in seinen mittleren Teil eingearbeiteten axial verlaufenden Schlitz 126 nimmt der Schwenkhebel 122 einen Lagerzapfen 128 auf, der seinerseits fest mit einer zur Ventilspindel 6h führenden Ventilstange
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verbunden ist. Die Arbeitsweise des Kraftverstärkers von Fig. 2 entspricht der des Kraft Verstärkers von Fig. 1 mit der Ausnahme, daß die Ventilspindel Sk in Pig. 2 durch Drücken oder Ziehen am Schwenkhebel 122 verschoben wird, das zu einer reziproken Bewegung der Ventilstange 170 und damit der Ventilspindel 6k führt. Der Schlitz 126 ermöglicht dabei eine Überführung der oszillatorischen oder Schwenkbewegung des Schwenkhebels 122 in eine Hinundherbewegung der Ventilspindel 64. Außerdem ist in Fig. 2 die zu bewegende Last unter Verzicht auf den Kniehebel 16 von Fig· 1 unmittelbar mit der Kolbenstange 28 verbunden.
Bei der in Fig. 3 gezeigten weiteren Ausführungsvariante besitzt der Stellmechanismus 270 für die Ventilspindel 64 eine Gewindespindel 272, die sich in einem Gewinde im Hydraulikzylinder 14 hin und her schrauben läßt} die kombinierte Dreh- und Längsbewegung der Gewindespindel 272 im Hydraulikzylinder 14 teilt sich der mit ihr verbundenen Ventilspindel Sk mit und wird durch Betätigung einer am freien Ende der Gewindespindel 272 angesetzten Handkurbel eines Kurbeltriebs 220 ausgelöst. Im übrigen entspricht die Arbeitsweise des Kraftverstärkers 10 in Fig. 3 der des Kraftverstärkers 10 von Fig. 1.
- Patentansprüche -
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Claims (14)

  1. Patentansprüche
    1J Hydraulischer Kraftverstärker mit einem Hydraulikzylinder, in dem ein Arbeitskolben unter Steuerung durch ein Steuerventil mittels Druckfluid axial verschiebbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet« daß der Arbeitskolben (26) eine kleinere erste und eine größere zweite Stirnfläche (A2 bzw. A1) besitzt, die jeweils gemeinsam mit dem ihnen gegenüberstehenden Ende des Hydraulikzylinders (14) eine erste bzw. eine zweite Zylinderkammer (54 bzw. 52) begrenzen, von denen die erste (54) in ständiger Verbindung mit der Hochdruckseite (58) eines Brück- ä fluidsysteme steht, und in einer axialen Bohrung (62) eine koaxial dazu verschiebbare Ventilspindel (64) enthält, die in einer ersten Stellung eine Verbindung (90) zwischen der zweiten Zylinderkammer (52) und der Hochdruckseite (58) des Druckfluidsystems und in einer zweiten Stellung eine Verbindung (94) zwischen der zweiten Zylinderkammer (52) und der Niederdruckseite (60) des Druckfluidsystems freigibt.
  2. 2. Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der ersten Zylinderkammer (54) zugewandte erste Stirnfläche (A2) des Arbeitskolbens (26) halb so groß ist wie seine der zweiten Zylinderkammer (52) zugewandte zweite Stirnseite (A1).
  3. 3· Kraftverstärker 2U|ch Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß I der Arbeitskolben- (2§J an einem Ende durch eine koaxial dazu aus dem Hydraulikzylinder (14) nach außen geführte Kolbenstange (28) für die Abgabe der verstärkern Ausgangskraft verlängert und die Ventilspindel (64) am gegenüberliegenden Ende des Arbeitskolbens (26) mit einem Stellmechanismus (12, 120, 270) für die Einleitung einer zu verstärkenden Eingangskraft gekoppelt ist.
  4. 4. Kraftverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellaechanismus (12) für die Einleitung der Eingangskraft einen Handhebel (18) enthält, der mit der Ventilspindel (64) über ein in beiden Richtungen wirksames Stellkabel (20) verbunden ist (Fig. 1).
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  5. 5. Kraftverstärker nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmechanismus (120) für die Einleitung der Eingangskraft einen Schwenkhebel (122) enthält, an dem eine die Ventilspindel (64) koaxial dazu verlängernde Ventilstange (170) mit Abstand vom Schwenklager (124) des Schwenkhebels (122) angelenkt ist (Fig. 2).
  6. 6. Kraftverstärker nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmechanismus (270) für die Einleitung der Eingangskraft einen Kurbeltrieb (220) enthält, der über eine zur Ventilspindel (64) koaxiale und in einem axialen Gewinde im Hydraulikzylinder (i4) schraubbare Gewindespindel (272) mit der Ventilspindel (64) verbunden ist.(Fig. 3).
  7. 7. Kraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikzylinder (14) über ein Schwenklager (I5) mit einem feststehenden Träger verbunden ist.
  8. 8. Kraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (26) zwei in seine mit der zweiten Zylinderkammer (52) verbundene axiale Bohrung (62) mündende Durchlässe (90 und 9*0 enthält, von denen in jeder Stellung der Ventilspindel (6*0 in der Bohrung (62) höchstens einer freigebbar und der eine (90) an die Hochdruckseite (58) des Druckfluidsystems und der andere (94) an dessen Niederdruckeeite (60) angeschlossen ist.
  9. 9. Kraftverstärker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (26) zwei Bingstege (46 und 48) aufweist, die im Hydraulikzylinder (14) zwischen der ersten und der zweiten Zylinderkammer (54 bzw. 52) eine dritte Zylinderkammer (56) begrenzen, die zum einen mit der Niederdruckseite (60) des Druckfluidsystems und zum anderen mit dem einen (9*0 der beiden in die axiale Bohrung (62) des Arbeitskolbens (26) mündenden Durchlässe (90 und 91O in ständiger Verbindung steht.
  10. 10. Kraftverstärker nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilspindel (64) zwei tragende Flächen (76 und 78) aufweist, die in der Gleichgewichtslage der Ventilspindel (64) beide Durchlässe
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    (90 und 94) im Arbeitskolben (26) gegen dessen axiale Bohrung (62) und damit gegen die zweite Zylinderkammer (52) absperren und bei Verschiebung der Ventilspindel (64) aus dieser Gleichgevd.chtslage relativ zum Arbeitskolben (26) je nach der Sichtung dieser Verschiebung den einen (90) oder den anderen (94) der Durchlässe (90 und 94) für die axiale Bohrung (62) im Arbeitskolben (26) und damit für die zweite Zylinderkammer (52) freigeben.
  11. 11. Kraftverstärker nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Gleichgewichtslage der Ventilspindel (64) die drei Zylinderkammern (52, 5^ und 56) sämtlich voneinander getrennt sind, bei verschobener Ventilspindel (64) dagegen die zweite Zylinderkammer (52) je nach der Verschiebungsrichtung über die axiale Bohrung (62) und jeweils einen der beiden Durchlässe (90 oder 94) im Arbeitskolben (26) entweder mit der ersten (54) oder mit der dritten (56) Zylinderkammer verbunden ist.
  12. 12. Kraftverstärker nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die tragenden Flächen (76 und 78) der Ventilspindel (64) die axiale Bohrung (62) im Arbeitskolben (26) in drei Ventilkammern (82, 88 und 95) aufteilen ,von denen die mittlere (88) mit der zweiten Zylinderkammer (52) in ständiger Verbindung steht.
  13. 13. Kraftverstärker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Ventilkammern (82 und 93) iß ständiger Verbindung mit der Niederdruckseite (60) des Druckfluidsystems stehen.
  14. 14. Kraftverstärker nach Anspruch 12 oder 13« dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Ventilkammer (88) mit der zweiten Zylinderkammer (^2) über einen Kanal (53) im Arbeitskolben (26) verbunden ist, während die beiden äußeren Ventilkammern (82 und 95) miteinander und mit der Niederdruckseite (60) des Druckfluidsystems über einen axialen Kanal (96) und eine Querbohrung (97) in der Ventilspindel (64) und einen Durchlaß (98) im Arbeitskolben (26) verbunden sind.
    209820/0743
    15· Kraftverstärker nach, einem der Ansprüche 1 bis 1*t, dadurch gekennzeichnet, daß die tragenden Flächen (76 und 78) der Ventilspindel (6^) durch rundumlaufende Nuten (77a bzw. 79) in mehrere Eingstege aufgeteilt sind.
    209820/0743
    Leerseite
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