DE602004007792T2

DE602004007792T2 - Verfahren und vorrichtung zur druckluftbetätigung eines werkzeugs

Info

Publication number: DE602004007792T2
Application number: DE602004007792T
Authority: DE
Inventors: Mats Hedman
Original assignee: Cargine Engineering AB
Current assignee: Cargine Engineering AB
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2024-05-20
Also published as: WO2004104417A1; US7328575B2; CN100412369C; CN1791749A; US20060272324A1; ATE368182T1; JP2007511712A; SE0301457L; EP1625302A1; EP1625302B1; RU2353809C2; DE602004007792D1; ES2290715T3; SE0301457D0; KR20060012305A; RU2005136526A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für den pneumatischen Betrieb eines Werkzeugs. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Insbesondere betrifft sie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 5.
Die Erfindung ist auf alle Arten pneumatischer Vorrichtungen anwendbar, wie zum Beispiel Motoren und Werkzeuge, die mittels Luft oder irgendeines anderen Gases betrieben werden. Werkzeuge, auf die hier Bezug genommen wird, sollen in einem weiten Sinn verstanden werden, einschließlich von Vorrichtungen für irgendeine industrielle Verwendung, für den pneumatischen Betrieb von Fahrzeugen, für pneumatisch aktivierte Betätigungselemente für Motorventile, alle Arten von Werkzeugen usw.
"Im Wesentlichen geschlossen" bezieht sich auf einen Kreislauf, der so weit wie möglich geschlossen ist, das heißt, ein Kreislauf ist, durch den ein kontinuierlicher Druckfluidkanal vom Auslass des Kompressors durch das betriebene Werkzeug zum Einlass des Kompressors vorhanden ist. Vorzugsweise ist ein solcher Kreislauf frei von absichtlich angeordneten Passagen, durch die das Druckfluid in die umgebende Atmosphäre auslecken könnte.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Pneumatische Systeme umfassen normalerweise einen Kompressor zur Kompression eines Fluids, von Luft oder irgendeinem anderen Gas, und einen Behälter in Verbindung mit dem Kompressor, und eine Leitung zum Führen des Fluids zu einem oder mehreren Anwendungsstellen. Normalerweise ist die Anwendungsstelle ein luftbetriebenes Element, wie zum Beispiel ein luftbetriebenes Werkzeug oder ein luftbetriebener Motor.
Bei der Kompression von Luft wird Wärme erzeugt, die in derzeitigen pneumatischen Systemen normalerweise und im Allgemeinen an die Umgebung bereits übertragen wird, bevor die Luft die Anwendungsstelle erreicht hat. Es ist darauf hinzuweisen, dass in Verbindung mit einer so genannten adiabatischen Kompression (ohne irgendeinen Wärmeaustausch mit der Umgebung, und hier für Kolbenkompressoren, die in diesem Zusammenhang eine übliche Art von Kompressoren sind, als relevant angesehen) von Luft, die eine Temperatur von 300 K und einen Druck von 1 bar absolut bis zu 10 bar absolut aufweist, die endgültige Temperatur circa 579 K beträgt. Das Volumen der Luft an der Anwendungsstelle, das heißt, durch das Werkzeug, hat um (1 – 300/579) × 100 % = 48 % abgenommen, wenn die Temperatur an der Anwendungsstelle auf 300 K gefallen ist. Normalerweise ist die Übertragung von Wärme an die Umgebung nur ein starker Energieverlust. Gegebenenfalls wird die Kompressionswärme dazu verwendet, um Wasser zu erhitzen, was zu einer beträchtlichen Verbesserung der Gesamtwirtschaftlichkeit führt. Die Größe der Anlage, das heißt, die Größe des Kompressors, und seine Kapazität bleiben jedoch die gleiche. Der Behälter, der zur Bevorratung von Luft verwendet wird, sowie der Luftkanal, können bis zu einem gewissen Grad isoliert sein, was sich ebenfalls positiv auf die Verringerung des Energieverbrauchs auswirkt. Der Kompressor und der Behälter sind im Hinblick auf den Luftbedarf an der Anwendungsstelle und die Wärmeverluste dimensioniert.
Es sind auch andere Verluste vorhanden, aber die mit Abstand wichtigste Verlustquelle besteht im Wärmeverlust. Der Wärmeverlust wirkt sich auf die Energieeffizienz negativ aus. Zum Betrieb eines Kompressors zur Zufuhr von zum Beispiel Druckluft an ein Werkzeug mit einer bestimmten Kraft ist eine übermäßige Menge an Energie erforderlich.
Dokument GB-A-190 800 449 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur pneumatischen Betätigung eines Werkzeugs, umfassend einen im Wesentlichen geschlossenen Druckfluidkreislauf, einen Kompressor zur Erhöhung des Drucks dieses Fluids, wobei der Kompressor einen Einlass und einen Auslass aufweist, ein durch das Druckfluid im Kreislauf betriebenes Werkzeug, durch das das Druckfluid im Kreislauf vom Auslass zum Einlass des Kompressors transportiert wird. Der durch den Kompressor erzeugte Druck und die durch das Werkzeug aufgenommene Belastung werden so geregelt, dass der Rückdruck des Druckfluids stromabwärts vom Werkzeug höher ist als der Druck der umgebenden Atmosphäre. Außer wenn der Rückführkanal vom Werkzeug zum Kompressor sehr lang ist, leidet die Vorrichtung jedoch an der Tatsache, dass das zurückfließende Druckfluid eine ziemlich hohe Temperatur aufweisen wird, die weit oberhalb der Temperatur der Umgebung liegt. Dies ergibt eine erhöhte Temperatur des komprimierten Fluids, das den Kompressor verlässt, und deshalb erhöhte Wärmeverluste auf Grund des Wärmeaustausches zwischen dem komprimierten Fluid und der Umgebung.
AUFGABENSTELLUNG DER ERFINDUNG
Aufgabenstellung der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, um dem Bedarf an Druckfluid, Luft oder einem anderen Gas zum Betrieb eines Werkzeugs zu entsprechen, während gleichzeitig die im Kreislauf auftretenden Wärmeverluste minimiert werden.
Eine weitere Aufgabenstellung der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, die die Verwendung eines Kompressors mit einer relativ geringen Kapazität, das heißt, einem geringen Verbrauch an Luftenergie, zum Betrieb eines spezifischen Werkzeugs benötigt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die primäre Aufgabenstellung der Erfindung wird durch das anfänglich definierte Verfahren mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definierten Merkmalen erzielt, und mit einer wie anfänglich definierten Vorrichtung mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 5 angegebenen Merkmalen.
Die Erfindung basiert auf der Schlussfolgerung, dass, wenn das erforderliche Druckfluid durch Kompression ohne gleichzeitige Temperaturerhöhung ausgebildet wird, die Wärmeverluste auf einen entsprechenden Grad verringert werden können, und der Kompressor wesentlich kleiner gemacht werden kann, was in vielen Fällen ein wichtiger Vorteil ist. Erfindungsgemäß wird der Temperaturanstieg durch den Kompressor sehr klein, wenn die Kompression von einem erhöhten Druck, der höher ist als der Druck der umgebenden Atmosphäre, ausgeführt wird, was zu bemerkenswert geringen Wärmeverlusten für einen bestimmten absoluten Druckanstieg fährt. Eine Voraussetzung ist es, dass die Umgebung, in der ein Kanal das Druckfluid vom Kompressor zum Werkzeug führt, eine bestimmte maximale Temperatur aufweist, die geringer ist als die Temperatur, die das Druckfluid nach Kompression von Atmosphärendruck bis zum gewünschten Druck aufweisen würde. Außerdem sollte die Länge des Kanals eine solche sein, dass sie einen Wärmeaustausch verursacht, der normalerweise die Temperatur des Druckfluids auf die Temperatur der Umgebung erniedrigen würde. Die Verwirklichung der Erfindung ergibt eine merklich niedrigere Kompressionstemperatur, Temperatur des komprimierten Gases, was zu einem Potential für abnehmende Wärmeverluste und steigende Wärmezufuhr führt.
Um eine brauchbare Arbeitsleistung von einem pneumatisch betriebenen Werkzeug zu erhalten, ist eine hohe Druckquelle und eine niedere Druckquelle erforderlich. In derzeitigen Systemen besteht die niedere Druckquelle aus der umgebenden Atmosphäre, mit einem Druck von circa 1 bar. Die hohe Druckquelle wird erhalten, wenn Luft aus der Atmosphäre auf einen bestimmten Druck, zum Beispiel 10 bar, wie im folgenden Beispiel, komprimiert wird. Ein pneumatisches Werkzeug wird durch die Differenz zwischen der hohen Druckquelle und der niederen Druckquelle betrieben, in diesem Falle circa 9 bar. Wenn die niedere Druckquelle zum Beispiel 11 bar betragen würde und die hohe Druckquelle 20 bar, dann wäre die gleiche Druckdifferenz vorhanden. Der Temperaturanstieg bei der Kompression von 1 bar auf 10 bar ist wesentlich größer als bei einer Kompression von 11 auf 20 bar. Im letzteren Fall ist deshalb das Potential für Wärmeverluste wesentlich geringer, weil der Temperaturanstieg bei der Kompression bemerkenswert niedrig wird. Das Druckverhältnis, das ist das Verhältnis zwischen der hohen Druckquelle und der niederen Druckquelle, ist im letzteren Fall (20/11) im Vergleich zum ersten Fall (9/1) gering. Je geringer das Druckverhältnis (30/21, 40/31) usw. ist, umso geringer wird der Temperaturanstieg. Während das Potential für Wärmeverluste aufgrund einer relativ niedrigen Temperatur nach der Kompression verringert wird, erhöht sich das Potential für die Wärmezufuhr.
Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens, die dazu beitragen, die Aufgabenstellung der Erfindung zu erzielen, werden in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 4 definiert. Wenn die Vorrichtung an einem Verbrennungsmotor oder einer anderen Wärme erzeugenden Komponente, die beim Betrieb eine Temperatur aufweist, die höher ist als die Temperatur der umgebenden Atmosphäre, vorgesehen ist oder eine solche umfasst, wird vorzugsweise entlang des Teils des Druckfluidkanals, der zwischen dem Kompressor und dem Werkzeug verläuft, ein Wärmeaustauscher angeordnet, um die Wärme vom Verbrennungsmotor oder der Wärme erzeugenden Komponente zum Druckfluid für eine weitere Verringerung der Wärmeverluste zu übertragen, oder sogar zum Erwärmen des Druckfluids.
Bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung, die dazu beitragen können, dass die Aufgabenstellung der Erfindung erzielt wird, sind in den abhängigen Ansprüchen 6 bis 8 definiert.
Weitere Merkmale und Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung angegeben.
Der vorstehend und nachstehend verwendete Ausdruck Fluid, allein oder als Teil eines anderen Worts, ist ein Gas oder ein Gasgemisch, vorzugsweise Luft.
In derzeitigen Kompressoranordnungen zum Betrieb eines Werkzeugs wird die Luft normalerweise aus der Atmosphäre entnommen und auf einen Enddruck im Bereich von 6 bis 10 bar absolut komprimiert. Wenn die Luft für den Betrieb eines Werkzeugs verwendet wurde, wird sie zur Atmosphäre zurückgeführt. Erfindungsgemäß wird die Luft nicht zur Atmosphäre zurückgeführt, sondern sie wird stattdessen in einem geschlossenen System zum Kompressor zurückgeführt. Für die Erfindung ist es charakteristisch, dass die zurückkehrende Luft einen Druck aufweist, der den Druck der Atmosphäre übersteigt. Als Ergebnis davon ist es zum Betrieb eines Werkzeugs erforderlich, dass die Luft beim Kompressor auf einen höheren Druck als durch ein offenes System mit Rückführung der Luft in die Atmosphäre komprimiert wird, um eine erforderliche Arbeitsleistung durch das Werkzeug zu erhalten. Erfindungsgemäß wird eine Leckage von Luft aus dem geschlossenen System mit Luft aus der Atmosphäre oder aus einem Vorratsbehälter kompensiert. Nachstehend werden die Vorteile mittels eines Beispiels aufgezeigt.
Im folgenden erfindungsgemäßen Beispiel wird gezeigt, wie das Potential für Wärmeverluste um einen bemerkenswerten Grad verringert werden kann. Eine adiabatische Kompression von Atmosphärenluft von 1 bar absolut und einer Temperatur von 300 K auf einen Druck von 10 bar absolut, das bedeutet eine Druckdifferenz von 9 bar, ergibt eine Endtemperatur von circa 579 K. Das Potential für Wärmeverluste bis zur Anwendungsstelle, die eine Umgebungstemperatur von 300 K aufweist, beträgt 579 minus 300, das heißt, 279 Grad. In einem erfindungsgemäßen geschlossenen System wird, wenn der Luftdruck 11 bar absolut und die Temperatur 300 K vor der adiabatischen Kompression auf 20 bar absolut beträgt, das bedeutet eine Druckdifferenz von 9 bar, eine Endtemperatur von circa 356 erhalten. Das Potential für Wärmeverluste bis zur Anwendungsstelle beträgt 356 minus 300, das sind 56 Grad. Im ersten Fall wird die Temperatur 279 Grad höher als die Temperatur der Umgebung, und im letzteren Fall wird sie 56 Grad höher. Der letztere erfindungsgemäße Fall ergibt ein merklich niedrigeres Potential für Wärmeverluste an die Umgebung. Gleichzeitig erhöht sich das Potential für eine Wärmezufuhr. Gemäß diesem Beispiel können Wärmequellen mit einer Temperatur von mehr als 356 K verwendet werden, um die Temperatur in der auf 20 bar komprimierten Luft zu erhöhen. Dies ergibt wieder einen Volumenanstieg, was bedeutet, dass eine kleinere Menge an Luft von 20 bar für einen bestimmten Zweck erzeugt werden muss, und das resultiert wieder in einer Verringerung der benötigten Kompressorleistung.
Bei Durchführung der Erfindung können Hubkolbenverdichter durch kleinere, zum Beispiel rotierende Kompressoren mit einer besseren Strömungskapazität, die aber zur Aufrechterhaltung der Effizienz bei einem vernünftigen Niveau arbeiten, ersetzt werden. Der erforderliche Hubraum sinkt mit erhöhtem Rückdruck, und dies ergibt wieder eine geringere Reibung und weniger Wärme übertragende Flächen. Vorzugsweise wird zum Erwärmen der Luft Abwärme oder irgendeine andere Wärmequelle verwendet, oder zumindest eine Minimalisierung ihres Abkühlens, bevor sie dem Arbeitsgerät zugeführt wird. Dann wird auch ein Abkühlen des Fluids vor der Kompression benötigt. Vorteilhafterweise wird Wärme aus der Rückluft wiedergewonnen, bevor die letztere schließlich vor ihrer Kompression abgekühlt wird (wenn die Temperatur höher ist als nach der Kompression, was resultieren könnte, wenn zu viel Wärme von der Wärmequelle stromaufwärts vom Werkzeug zugeführt würde) und bevor Wärme von der Wärmequelle zugeführt wird. Mit diesem Erwärmen und Abkühlen wird ein pneumatischer Energieumwandler präsentiert, und es wird durch zum Beispiel ein Arbeitsgerät oder eine Expansionsmaschine dank der externen Wärmezufuhr mehr Arbeit erzeugt als durch den Kompressor zugeführt. In einem geschlossenen System wird die Notwendigkeit der Entfernung von Kondenswasser minimiert.
Weitere Aufgabenstellungen und Merkmale der Erfindung werden in der nachstehenden detaillierten Beschreibung und in den abhängigen Patentansprüchen präsentiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachstehend wird die Erfindung detaillierter durch Beispiele unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen bedeuten:
1 eine schematische Darstellung eines pneumatischen Kreislaufs einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 eine schematische Darstellung eines pneumatischen Kreislaufs einer Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
3 eine schematische Darstellung eines pneumatischen Kreislaufs einer Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
4 eine schematische Darstellung eines pneumatischen Kreislaufs einer Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt eine Vorrichtung 1 mit einem im Wesentlichen geschlossenen Druckfluidkreislauf 2, der mindestens einen Kompressor 5 aufweist, der Fluid mit einem geringen Kompressionsverhältnis und einem hohen Druck komprimiert und einpumpt. Das Fluid wird bei der Kompression durch den Kompressor 5 von seinem Einlass 4 zu seinem Auslass 3 geführt. Das Verhältnis zwischen dem Druck am Auslass 3 und dem Druck am Einlass 4 ist für einen bestimmten absoluten Druckanstieg im Kompressor im Vergleich zu derzeitigen Verfahren/Vorrichtungen bemerkenswert gering, weil der Druck am Einlass 4 den Druck der umgebenden Atmosphäre übersteigt, und weil derzeitige Vorrichtungen mit einem Einlassdruck arbeiten, der im Allgemeinen dem Druck der umgebenden Atmosphäre entspricht. Vorzugsweise ist der Einlassdruck um das 1,5-fache, insbesondere um das 2,0-fache höher als der Druck der umgebenden Atmosphäre.
Das Fluid wird vom Kompressor 5 durch einen Kanal zum Einlass 7 von mindestens einem fluidbetriebenen Werkzeug 8 geführt. Das Werkzeug 8 kann einen Hubkolben aufweisen, wie zum Beispiel in einer Kolbenexpansionsmaschine oder einem pneumatisch betriebenen Betätigungselement zum Betrieb der Ventile in einem Verbrennungsmotor. Im Allgemeinen ist das Werkzeug 8 ein Motor, ein Arbeitsgerät oder irgendeine andere Vorrichtung, die pneumatisch betrieben wird. Der Druck im Kanal 6 ist im Wesentlichen am Auslass 3 des Kompressors der gleiche wie am Einlass 7 des Werkzeugs 8. Das Fluid wird durch das Werkzeug 8 zu einem Auslass davon geführt. Im Werkzeug 8 erzeugt das zugeführte Fluid Arbeitsleistung, wenn es durch dieses Element zum Auslass 9 strömt. Durch einen Kanal 10 steht der Auslass 9 in Verbindung mit dem Einlass 4 des Kompres sors 5. Die Arbeit wird durch Druckdifferenz zwischen dem Fluid im Kanal 6 zwischen dem Kompressor und dem Werkzeug und dem Fluid im Rückführkanal 10 und/oder durch die Expansion eines Fluids vom Kanal über den Einlass 7 zum Kanal 10 über den Auslass 9 ausgebildet. Im Kanal 10 ist der Druck am Auslass 9 des Werkzeugs im Wesentlichen der gleiche wie am Einlass 4 des Kompressors 5. Über den Rückführkanal 10 wird das Fluid vom Auslass 9 des Werkzeugs zum Einlass 4 des Kompressors zurückgeführt. Über einen weiteren Einlass 11 im Kompressor 5 oder im Rückführkanal 10, oder alternativ, zum Kanal 6, wird Fluid als Ergänzung zum Fluid, das aus dem System austritt, zugeführt. Dieses Ersatzfluid wird aus der Atmosphäre oder aus einem Vorratsbehälter 12 entnommen, in dem der Druck vorzugsweise höher ist als in der umgebenden Atmosphäre. 2 zeigt eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung gemäß 1. Neben dem ersten Kompressor 5 weist die Vorrichtung nach 2 auch einen zweiten Kompressor 13 auf. Der zweite Kompressor 13 ist so angeordnet, dass Fluid, das der Menge an Fluid, das aus dem System, das ist die Vorrichtung 1, ausleckt, an den ersten Kompressor zugeführt wird, entweder indirekt über den Rückführkanal 10 oder direkt. Durch den Einlass 14 des zweiten Kompressors 13 wird Fluid aus der umgebenden Atmosphäre oder aus einem Vorratsbehälter 12 angesaugt und durch den Kompressor 13 über einen Auslass 15 zum ersten Kompressor 5 zur weiteren Kompression im letzteren geführt.
3 zeigt eine alternative Ausführungsform von 1 und 2. Die Vorrichtung nach 3 weist mindestens einen Wärmeaustauscher 16 auf, der eine Temperatur aufweist, die höher ist als die der umgebenden Atmosphäre, und mittels dem das Fluid im Kanal erwärmt oder zumindest daran gehindert wird, im gleichen Maß abzukühlen wie wenn nur die umgebende Atmosphäre es erlaubt hätte, den Kanal 6 mit seinem Druckfluid abzukühlen. Die Vorrichtung weist auch einen Wärmeaustauscher 17 auf, der eine Temperatur aufweist, die niedriger ist als die der umgebenden Atmosphäre oder der eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit in Bezug auf die umgebende Atmosphäre aufweist und mit dem das Fluid im Rückführkanal 10 rascher abgekühlt wird als dies der Fall wäre, wenn dies nur durch die umgebende Atmosphäre bewirkt würde. Die zum ersten Wärmeaustauscher 16 zugeführte und für den Wärmeaustauscher verwendete Wärme kann aus Abwärme bestehen, zum Beispiel den Abgasen aus einem Verbrennungsmotor oder einem Verdampfer oder aus irgendeinem industriellen Verfahren. Wärme kann auch aus irgendeiner anderen Wär mequelle für den Zweck des Betriebs der Vorrichtung 1 als pneumatischer Energieüberträger zugeliefert werden.
Das Kühlmedium im zweiten Wärmeaustauscher kann zum Beispiel eine Flüssigkeit wie zum Beispiel Wasser sein, die eine niedrigere Temperatur und/oder eine höhere Wärmekapazität als Luft der Atmosphäre, die den Rückführkanal umgibt, aufweist.
4 zeigt eine alternative Ausführungsform der 3, worin ein Wärmeaustauscher 18 zur Wiedergewinnung von Wärme aus dem Fluid im Rückführkanal 10 zum Fluid im Kanal 6 angeordnet ist, wobei der Wärmeaustauscher durch den Kanal 6 zwischen dem Auslass 3 des Kompressors 5 und dem Einlass 7 des Werkzeugs 8 bereitgestellt wird. Der Wärmeaustauscher 18 ist im Kanal 6 stromaufwärts von der Stelle des Kanals, bei dem der erste Wärmeaustauscher 16 zur Wärmezufuhr angeordnet ist, angeordnet.
Nach einer spezifischen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Vorrichtung im Zusammenhang mit einem Verbrennungsmotor vorgesehen. Das Werkzeug umfasst ein oder mehrere pneumatische, das heißt, ohne Nockenwelle, betriebene Antriebselemente für die Einlass- und Auslassventile des Zylinders des Motors. Der erste Kompressor 5 ist ein Hubkolbenverdichter oder ein Schraubenverdichter. Wenn der Motor einen Kompressor zur Kompression der Luft, die zusammen mit dem Brennstoff bei der Verbrennung verwendet wird, aufweist, bildet dieser Kompressor vorzugsweise den zweiten Kompressor nach der Erfindung. Der erste Wärmeaustauscher ist vorzugsweise mit dem Abgassystem verbunden, um heiße Abgase als Wärmeaustauschmedium zu verwenden.
Es ist einzusehen, dass eine Vielzahl von Alternativen der vorstehenden Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für einen Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich sein werden, ohne sich vom Schutzumfang der Erfindung zu entfernen, da die letztere in den anliegenden, durch die Beschreibung und die anliegenden Zeichnungen gestützten Patentansprüche definiert wird.

Claims

Verfahren zum Steuern einer Druckfluidströmung in einer pneumatischen Vorrichtung (1), die aufweist – einen im Wesentlichen geschlossenen Druckfluidkreislauf (2), – mindestens einen Kompressor (5) zur Erhöhung des Drucks des Druckfluids im Kreislauf, wobei der Kompressor einen Einlass (4) und einen Auslass (3) aufweist, – ein durch das Druckfluid im Kreislauf betriebenes Werkzeug (8), durch das das Druckfluid im Kreislauf vom Auslass (3) zum Einlass (4) des Kompressors (5) transportiert wird, – worin ein durch den Kompressor (5) ausgebildeter Druck und eine Belastung am Werkzeug (8) so gesteuert werden, dass stromabwärts vom Werkzeug (8) ein Rückdruck im Kreislauf erhalten wird, der den Druck der umgebenden Atmosphäre übersteigt, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreislauf einen Rückführkanal (10) aufweist, und dass ein Wärmeaustauscher (17) verwendet wird, um das im Rückführkanal (10) vorhandene Druckfluid zu kühlen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kompensation von Druckfluidverlusten im Kreislauf ein Druckfluid von einer Druckfluidquelle (12) stromabwärts vom Werkzeug (8) dem Kreislauf zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreislauf einen Druckfluidkanal (6) aufweist, der vom Kompressor (5) zum Werkzeug (8) verläuft, und dadurch, dass der Kanal zum Zweck der Verringerung des Wärmeaustauschs zwischen dem Druckfluid und der Umgebung isoliert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreislauf einen Druckfluidkanal (6) aufweist, der vom Kompressor (5) zum Werkzeug (8) verläuft, und dadurch, dass Wärme aus einer externen Wärmequelle (16) zum Zweck der Aufrechterhaltung oder Erhöhung der Temperatur des Druckfluids in diesem Kanal zugeführt wird.
Vorrichtung für die pneumatische Betätigung eines Werkzeugs, umfassend – einen im Wesentlichen geschlossenen Druckfluidkreislauf (2), – mindestens einen Kompressor (5) zur Erhöhung des Drucks des Druckfluids im Kreislauf, wobei der Kompressor (5) einen Einlass (4) und einen Auslass (3) aufweist, – ein durch das Druckfluid im Kreislauf betriebenes Werkzeug (8), durch das das Druckfluid im Kreislauf vom Auslass (3) zum Einlass (4) des Kompressors (5) transportiert wird, worin der durch den Kompressor (5) und die durch das Werkzeug (8) angenommene Belastung so eingestellt werden, dass der Rückdruck des Druckfluids stromabwärts vom Werkzeug (8) höher ist als der Druck der umgebenden Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen mittels des Rückführkanals (10) angeordneten Wärmeaustauschers (17) zum Kühlen des Druckfluids im Rückführkanal (10) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Druckfluidquelle (12) aufweist, durch die das Druckfluid zu einem Einlass des Kompressors (5) geführt wird, wobei der Druck in der Druckfluidquelle (12) höher ist als der Druck im Rückführkanal (10).
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Wärmeaustauscher (16) aufweist, über den Wärme zwischen dem Druckfluid im Kreislauf stromabwärts vom Kompressor (5) und stromaufwärts vom Werkzeug (8) und einer externen Wärmequelle ausgetauscht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung an einem Verbrennungsmotor vorgesehen ist und dass die Wärmequelle ein(e) durch den Verbrennungsmotor erwärmtes Fluid oder Substanz aufweist.