DE2626954A1

DE2626954A1 - Druckluftbetriebene hydraulikpumpe

Info

Publication number: DE2626954A1
Application number: DE19762626954
Authority: DE
Inventors: Heinz Ing Grad Aschermann; Ernst Dipl Ing Hoffmann; Siegfried Reimann
Original assignee: Schmidt & Co Kranz GmbH; Schmidt Kranz and Co GmbH
Current assignee: Schmidt & Co Kranz GmbH; Schmidt Kranz and Co GmbH
Priority date: 1976-06-16
Filing date: 1976-06-16
Publication date: 1978-01-05
Also published as: US4104008A; DE2626954C2; GB1521878A; FR2355180A1; FR2355180B1

Description

P ATE NTA N Vtf ALTE DR.-INQ. W. STUHLMANN — DIPL.-ING. R. WILLERT

DR.-ING. P. H. OIDTMANN 2626954

AKTEN-NR. 73/26471 463 BOCHUM. I5.6.I976 Postschließfach 24 BO

,hr Z..ch.n j*·™* °²³⁴'1⁴° ⁶¹

Bergstraße 1ΒΘ Telegr.i Stuhlmannpatent Schmidt, Kranz & Co. GmbH, Zweigniederlassung Zorge,

3*121 Z orge/Südharz

Druckluftbetriebene Hydraulikpumpe

Die Erfindung betrifft eine druckluftbetriebene Hydraulikpumpe mit einer hydraulischen und einer pneumatischen Schubkolbeneinheit, deren im Durchmesser verschieden groß bemessene Kolben miteinander verbunden sind,wobei der mit Druckluft beaufschlagbare größere Pneumatikkolben mittels eines Steuerschiebers hin- und herveriagerbar ist, der am Umfang durch radiale Nutenstege mit eingelegten Dichtringen voneinander getrennte Ringräume, eine Axialbohrung sowie eine von der Axialbohrung abzweigende Radialbohrung aufweist, und welcher in Abhängigkeit von seiner Betriebsstellung den Arbeitsraum des Pneumatikkolbens einerseits mit der Druckluftquelle und andererseits mit der Außenluft verbindet und wobei ferner ein mit einer Steuerstange in den Arbeitsraum hineinragender, ständig an die Druckluftquelle angeschlossener Hilfsschieber endseitig des Arbeitsraumes vorgesehen ist.

Die bekannten Bauarten einer Hydraulikpumpe dieser Gattung sind mit Bezug auf den pneumatisch betriebenen steuerungstechnischen Teil kompliziert und damit störungsanfällig ausgebildet. Der Steuerschieber ist relativ lang und weist am Umfang eine Vielzahl von zueinander axial versetzten Nutenstegen mit Dichtringen sowie mehrere durch die Nutenstege voneinander getrennte Ringräume auf. Die Axialbohrung durchsetzt den Steuerschieber nahezu auf seiner gesamten Länge, wobei zwei im Abstand voneinander vorgesehene Radialbohrungen die Axialbohrung jeweils mit einem umfangsseitigen Ringraum verbinden. Die Axialbohrung dient ausschließlich

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der Entfernung der Abluft. Die Verlagerung des Steuerschiebers mittels Druckluft wird einerseits über eine umfangsseitige Xreisringflache und andererseits über diejenige Stirnfläche des Steuerschiebers bewirkt, die der Mündung der Axialbohrung diametral gegenüberliegt. Entsprechend der Anzahl der umfangsseitigen Ringräume sind dann auch eine entsprechende Anzahl von Bohrungen bzw. Ringnuten im Gehäuse des Steuerschiebers notwendig. Der steuerungstechnische Teil ist daher sehr umfangreich und aufwendig, was zu großen Abmessungen auch der liydraulikpumpe selbst führt und ihren Anwendungsbereich damit einschränkt. Von Nachteil ist es darüber hinaus, daß der steuerungstechnische Teil einerseits für eine einfach wirkende und andererseits für eine doppelt wirkende Hydraulikpumpe gesondert ausgebildet werden muß. Die Fertigung wird damit verteuert und die Lagerhaltung der Einzelteile erschwert. Auch der hydraulische Teil der Pumpe ist kompliziert und folglich störungsanfällig, da er in der Regel aus geschmiedeten T- bzw. Doppel-T-Stücken mit eingesetzten Saug- und Druckventilen besteht, welche nur auf Spezialmaschinen mit der notwendigen Sorgfalt bearbeitet werden können.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine druckluftbetriebene Hydraulikpumpe der eingangs angegebenen Gattung zu schaffen, die sohwohl hinsichtlich des mit Druckluft beaufschlagten steuerungstechnischen Teils als auch des hydraulischen Arbeitsteils einfacher aufgebaut, problemloser zu fertigen und weniger störungsanfällig ist.

Gemäß der Erfindung kennzeichnet sich die Lösung dieser Aufgabe dadurch, daß der Steuerschieber eine große und eine kleine stirnseitige Wirkfläche als Bestandteil von in eigenen Wirkräumen gleitenden Nutenstegen aufweist, von denen die kleine V/irkfläche über den Druckluft-Zufuhrkanal ständig mit der Druckluftquelle in Verbindung steht und die große Wirkfläche durch den Hilfsschieber

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an die Druckluftquelle und über einen absperrbaren Kanal an die Außenluft anschließbar ist und wobei ferner zwei gegen die große und die kleine Wirkfläche abgedichtete Ringräume am Umfang des Steuerschiebers vorgesehen sind, von denen der der kleinen Wirkfläche benachbarte Ringraum den Arbeitsraum des Pneumatikkolbens mit der Außenluft und der andere Ringraum die in die kleine V/irkfläche mündende Axialbohrung über die von dieser abzweigende Radialbohrung mit dem Arbeitsraum verbindet.

Was den steuerungstechnischen Teil anlangt, so ist es folglich mit der Erfindung gelungen, eine Bauart zu schaffen, die hinsichtlich ihrer wesentlichen Bestandteile sowohl für eine einseitig als auch für eine doppelseitig wirkende Pumpe verwendet werden kann. Die Steuerung ist einfach und übersichtlich aufgebaut und besitzt vergleichsweise geringe Abmessungen. Dadurch ist es möglich, die mit dieser Steuerung ausgerüsteten Pumpen in ihren Abmessungen bei gleicher Leistung kleiner zu bauen als die bislang bekannten Bauarten.

Der Steuerschieber ist sehr kurz und besitzt umfangsseitig lediglich zwei durch Nutenstege voneinander getrennte Ringräume, mit denen die umsteuerfunktionen des Pneumatikkibens sowohl bei einer einseitig als auch einer doppelseitig wirkenden Pumpe einwandfrei durchgeführt werdervkönnen. Auch ist nur eine relativ kurze Axialbohrung vorhanden, die den Steuerschieber über etwas mehr als die Hälfte seiner Länge durchsetzt. Die Axialbohrung mündet in der kleinen stirnseitigen Wirkfläche, welche dauernd unter dem Einfluß der Druckluft steht. Polglich ist auch die Axialbohrung immer mit der Druckluftquelle verbunden. Die Beaufschlagung der großen Wirkfläche auf der entgegengesetzten Stirnseite des Steuerschiebers ist in die Abhängigkeit der Betriebslage des Hilfsschiebers und damit des Pneumatikkolbens gestellt« Der Pneurnatikkolben steuert den Hilfssehieber um und bringt dadurch die große Wirkfläche des Steuerschiebers unter den Einfluß

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der Druckluft oder verbindet diese mit der Außenluft. Der Steuerschieber gleitet in einer zylindrischen Bohrung des Pumpen- oder eines besonderen Steuergehäuses, in die lediglich ein Abluftkanal für die Druckluft, ein Verbindungskanal zum Arbeitsraum und ein Verbindungskanal zum Hilfsschieber münden, sofern es sich um eine einseitig wirkende Pumpe handelt. Bei einer doppelseitig wirkenden Pumpe ist auch das andere Ende des Arbeitsraums durch einen Verbindungskanal an die zylindrische Steuerschieberausnehmung angeschlossen. Die große Wirkfläche als Bestandteil eines im Durchmesser vergrößerten Nutenstegs befindet sich dabei in einer endseitigen Vergrößerung der zylindrischen Ausnehmung.

Um zu gewährleisten, daß beim überfahren des Abluftkanals eine einwandfreie Abdichtung zwischen den die Frischluft und den die Abluft führenden Bauelementen vorhanden ist, sieht die Erfindung gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform vor, daß die beiden Ringräume durch drei zueinander parallele radiale Nutenstege und zwei von den Nutenstegen axial festgelegte Dichtringe voneinander getrennt sind.

Die Punktion der beiden in Längsrichtung des Steuerschiebers unmittelbar aufeinanderfolgenden Ringräume ist exakt bestimmt. Während der der kleinen Wirkfläche benachbarte Ringraum unabhängig von der Betriebsstellung des Steuerschiebers ständig an die Außenluft angeschlossen ist, d.h. zur Abführung der Luft aus dem Arbeitsraum des Pneumatikkolbens dient, ist der andere Ringraum über die Axial- und Radialbohrungen im Steuerschieber ständig mit der Druckluftquelle verbunden. In diesem Zusammenhang ist es dann gemäß der Erfindung ferner zweckmäßig, daß der der kleinen Wirkfläche benadhbarte Ringraum länger als der mit der Radialbohrung des Steuerschiebers in Verbindung stehende Ringraum bemessen und ständig über einen Kanal an die Außenluft angeschlossen ist. Statt nur einer Radialbohrung können auch mehrere, z.B. strahlenförmig

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in einer Querebene zwischen der Axialbohrung und dem kurzen Ringraum angeordnete Radialbohrungen vorgesehen sein.

Wird der erfindungsgemäße steuerungstechnisehe Teil bei einer Hydraulikpumpe angewendet, die nur einseitig wirkt und wo der Pneumatikkolben durch eine federnd elastische Rückstellkraft in die Ausgangsstellung zurückbewegt wird, sieht die Erfindung vor, daß der Pneumatikkolben mit einem zum Hydraulikkolben koaxialen Führungszapfen in einer zylindrischen Ausnehmung des Pumpengehäuses gleitet. Der Führungszapfen dient dabei zur Stabilisierung des Pneumatikkolbens, und zwar zusammen mit dem Hydraulikkolben, der in einem entsprechenden Zylinder der hydraulischen Schubkolbeneinheit gleitet.

Die zylindrische Ausnehmung für den Führungszapfen des Pneumatikkolbens hat darüber hinaus noch die Aufgabe, die Abluft aus dem Wirkraum der großen Wirkfläche des Steuerschiebers fortzuleiten. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung dann vor, daß der der großen Wirkfläche des Steuerschiebers zugeordnete Abluftkanal in die zylindrische Ausnehmung des Pumpengehäuses mündet. Der Führungszapfen bildet folglich nicht nur ein Stabilisierungsorgan für den Pneumatikkolben, sondern auch ein Sperrorgan für die die große V/irkfläche des Steuerschiebers beaufschlagende Druckluft während des überwiegenden Teils der Axialbewegung des Pneumatikkolbens .

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gedankens ist der den Eydraulikkolben aufnehmende Zylinder der hydraulischen Schubkolbeneinheit im Pumpengehäuse festgelegt und mit einer zapfenartigen Verlängerung aus dem Pumpengehäuse herausgeführt und ein je ein Saug- und ein Druckventil enthaltendes Ventilgehäuse ist auf diesen Verlängerungszapfen aufgeschoben und an diesem lösbar festgelegt. Der Zylinder der hydraulischen

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Schubkolbeneinheit bildet demnach einen lösbaren Bestandteil des Pumpengehäuses. Der aus dem Pumpengehäuse herausgeführte Zapfen ist vorzugsweise zylindrisch ausgebildet, auf den dann um 90 versetzt das Ventilgehäuse mit dem Druck- und dem Saugventil aufgeschoben und arretiert wird. Für den Fall einer doppelt wirkenden Kydraulikpumpe ist selbstverständlich auch der Zylinder des zweiten Hydraulikkolbens mit einer sapfenartigen Verlängerung aus dem gegenüberliegenden Sndabschnitt des Pumpengehäuses herausgeführt und dort, wie bei einer einfach wirkenden Puiape, mit einem aufgeschobenen Ventilgehäuse versehen. Die Druck- bzw. Saugventile jeder Seite sind dann miteinander leitungstechnisch verbunden.

Von besonderen Vorteil ist es dann noch in diesem Zusammenhang, daß gemäß der Erfindung das Ventilgehäuse durch Überleitungsbohrungen aufweisende, doppelkonisch gestaltete Kupplungsstücke sowie in das Ventilgehäuse von beiden Stirnseiten ehschraubbare Gewindemuffen an der zapfenartigen Verlängerung festlegbar ist. iiach dem Aufschieben des Ventilgehäuses auf die zapfenartige Verlängerung bzw. der Ventilgehäuse auf die zapfenartigen Verlängerungen werden endseitig konisch gestaltete Kupplungsstücke mit einem zylindrischen Mittelteil durch die hohlen Gewindeendabschnitte des Ventilgehäuses eingeführt und mit einem der beiden Konen in eine entsprechend ausgebildete Ausnehmung am Umfang der zapfenartigen Verlängerung eingesetzt. Der zylindrische Mittelteil der Kupplungsstücke liegt dabei in einer entsprechenden Bohrung eines Querstegs des Ventilgehäuses. Die Festlegung der Kujplungsstücke erfolgt anschließend durch Gewindemuffen, die in die Gewindeendabschnitte des Ventilgehäuses eingeschraubt werden und welche stirnseitig ehenfalls konisch gestaltete Flächenbereiche aufweisen, die sich dann an den zweiten Konus der Kupplungsstücke anlegen. Auf diese V/eise wird das Ventilgehäuse ohne zusätzliche Versehraubungen dicht an den Hydraulikzylinder befestigt.

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hiermit ist der Vorteil verbunden, daß die konischen Kupplungsstücke den oder die Hydraulikzylinder einwandfrei gegen die Gewindemuffen abdichten. Es wird dadurch erreicht, daß die hydraulische Flüssigkeit in einem System von Bohrungen mit relativ kleinen Durchmessern gehalten wird. Dies hat dann den weiteren Vorteil, daß die Druckkräfte wegen der kleinen Durchmesser und der kleinen Flächen nicht übermäßig groß werden und folglich die Bauteile verhältnismäßig geringe Wandstärken erhalten können. Ähnlich ausgebildete, zusammensteckbare Bauarten sind zwar bekannt, dabei ist jedoch das Ventilgehäuse für die Saug- und Druckventile in der Querbohrung mit 0- und Stützringen abgedichtet. Diese 0- und Stützringe sind aber bei hohen Drücken starken Belastungen vor allem bei Stoßbetrieb ausgesetzt. Außerdem treten bei größeren Abmessungen erhebliche Zugkräfte am Hydraulikzylinder auf. Ferner ist es bekannt, ein Ventilgehäuse zusammen mit einem Hydraulikzylinder aus einem einzigen geschmiedeten T- bzw. Doppel-T-Stück zu bilden. Bei dieser Bauart bleibt auch die hydraulische Flüssigkeit in Bohrungen mit kleinen Querschnitten gefaßt. Die Schmiedeteile lassen sich aber wesentlich schwieriger herstellen und bearbeiten als die erfindungsgemäßen Steckkonstruktionen. Diese hat außerdem den weiteren Vorteil, daß sämtliche Einzelteile auf Automaten aus Stangenmaterial hergestellt werden können. Dennoch wird sicher vermieden, daß die Flüssigkeit aus dem eigentlichen Kreislauf heraustreten kann.

Bei einem doppelseitig beaufschlagbaren Pneumatikkolben sowie zwei mit diesem verbundene, in entgegengesetzte Richtungen weisende Hydraulikkolben und an beiden Stirnseiten des Arbeitsraums angeordneten Hilfsschiebern mit Steuerstangen ist es dann gemäß der Erfindung von Vorteil, daß die große Wirkfläche des Steuerschiebers über einen Kanal auch mit dem zweiten, einen Anschluß an die Außenluft aufweisenden Ililfsschieber verbunden

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ist, wobei eine Seite des Pneumatikkolbens über die Axial- und
Radialbohrungen im Steuerschieber sowie den kürzeren Ringraum
und die andere Seite des Pneumatikkolbens direkt an den Druckluft-Zufuhrkanal anschließbar sind.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine einfach wirkende druckluftbetriebene

Hydraulikpumpe im schematischen Längsschnitt in einer Endstellung,

Fig. 2 die hydraulikpumpe der Fig. 1 in der zweiten Endstellungj

Fig. 3 eine doppelt wirkende druckluftbetriebene
Hydraulikpumpe in einer Endstellung.und

Fig. k die Hydraulikpumpe der Fig. 3 in der anderen Endstellung.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Pumpengehäuse bezeichnet, das einen annähernd zentral gelegenen Arbeitsraum 2 aufweist. In diesem Arbeitsraum gleitet ein im Durchmesser großer, jedoch relativ schmaler, mit Druckluft beaufschlagbarer Pneumatikkolben 3, der umfangsseitig mittels eines Dichtringes 4 gegen die Wandung des Arbeitsraumes abgedichtet ist.

Der Pneumatikkolben 3 ist auf der einen Seite 6 mit einem
Führungszapfen 7 versehen, der in einer zylindrischen Ausnehmung 8 des Pumpengehäuses 1 gleitet. Die Ausnehmung steht mit der Außenluft in Verbindung. Auf der anderen Seite 9 ist der Pneumatik-

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kolben mit einem zylindrischen Hydraulikkolben 10 verbunden, der in einer zylindrischen Bohrung 11 eines Hydraulikzylinders 12 gleitet.

Der Hydraulikzylinder 12 ist in Verlängerung des Arbeitsraumes 2 in einer Ausnehmung 13 des Pumpengehäuses 1 eingesetzt und mit einer zapfenartigen Verlängerung 14 einseitig aus dem Pumpengehäuse herausgeführt. Die Festlegung des Hydraulikzylinders am Pumpengehäuse erfolgt durch den Peststellring 15· Zwischen einem Ringflansch 16 des Hydraulikzylinders und einer kreisringförmigen Nute 17 im Pneumatikkolben 3 ist eine Schraubendruckfeder 18 vorgesehen. Der Hydraulikzylinder ist zum Hydraulikkolben 10 hin durch eine Dichtung 19 und der Führungszapfen 7 des Pneumatikkolbens durch eine Dichtung 20 im Pumpengehäuse 1 gegenüber diesem abgedichtet.

Mit 21 ist eine Entlüftungsbohrung für den Arbeitsraum 2 bezeichnet.

Auf die aus dem Pumpengehäuse 1 herausgeführte zapfenartige Verlängerung 14 des Hydraulikzylinders 12 ist ein Ventilgehäuse 22 aufgeschoben. Die Längsachsen des Hydraulikzylinders uid des Ventilgehäuses kreuzen sich dabei rechtwinklig. Die Festlegung des Ventilgehäuses am Verlängerungszapfen erfolgt mittels doppelkonisch gestalteter Kupplungsstücke 23. Zu diesem Zweck sind in zwei Querstegen 24 des mit hohlen Gewindeendabschnitten 25 versehenen Ventilgehäuses Bohrungen 2'6 vorgesehen, in die der zylindrisch gestaltete Mittelteil der Kupplungsstücke eingesetzt ist. Einer der beiden konischen Endabschnitte, z.B. 27j der Kupplungsstücke greift in eine entsprechend konisch gestaltete Ausnehmung 28 am Umfang der zapfenartigen Verlängerung 14 ein, während der andere konische Endabschnitt 29 in den Gewindeendabschnitt 25 hineinragt. In diese Gewindeendabschnitte werden dann

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Gewindemuffen 30 eingeschraubt, die endseitig konische Innenflächen 31 aufweisen, die an den konischen Endabschnitten 29 der Kupp lungs stücke 23 zur Anlage gelangen. Auf diese V/eise wird das Ventilgehäuse 22 an der zapfenartigen Verlängerung 14 dichtend festgelegt.

Wie ferner zu erkennen ist, besitzen die Gewindemuffen 30 in den freien Endabschnitten Innengewindeabschnitte 32 zum Anschluß von liydraulikleitungen und in Verlängerung dieser Gewindeabschnitte zentrale Bohrungen 33 _s in denen die Saug- und Druckventile angeordnet sind. Während auf der einen Seite (linke Seite der Zeichnung) eine Kugel 34 durch eine Feder 35 gegen die Mündung einer v/eiteren zylindrischen c-ohrung 36 der Gewindemuffe angedrückt wird, wobei sich die Feder an dem Kupplungsstück 23 abstützt, ist in der andere Gewindemuffe 30 eine Kugel 37 gegen die Hündung der Überleitungsbohrung 33 in dem Kupplungsstück 23 federnd angedrückt. Hierbei stützt sich das andere Ende der Druckfeder 39 auf der inneren Stirnseite der Gewindemuffe ab.

Parallel zur Längsachse des Pneumatikkolbens 3 bzw. des Iiydraulikkolbens 10 ist in einer entsprechenden Ausnehmung '10 des Pumpengehäuses 1 ein Ililfsschieber 4l gelagert, dessen Steuerstange 42 unter dem Einfluß einer sich an einer Stellschraube 44 abstützenden Schraubendruckfeder 43 in den Arbeitsraum 2 hineinragt. Der Ililfsschieber ist gegen den Arbeitsraum hin abgedichtet.

Parallel zur Längsachse des hilfsschiebers 41 sowie des Pneumatik- bzw. des hydraulikkolbens ist ferner in einer weiteren zylindrischen Ausnehmung 45 des Pumpen- oder eines gesonderten

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oteuergehäuBs (aus Gründen der übersichtlichkeit/äas Pumpengehäuse 1 angenommen) ein Steuerschieber 46 axial verlagerbar vorgesehen. Die kanalartige zylindrische Ausnehmung steht unmittelbar

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mit einer Druckluftquelle in Verbindung.

Der Steuerschieber 46 weist eine kleine Wirkfläche 47 auf, deren Außendurchniesser dem Durchmesser des Zufuhrkanals 45 entspricht. Die Wirkfläche bildet Bestandteil eines radial abstehenden Nutensteges 48, der mit einem weiteren Nutensteg 49 einen Dichtring 50 axial festlegt, der gegen die Wandung 51 des Zufuhrkanals anliegt. An den iJutensteg 49 schließt sich ein Ringraum 52 an, der gegenüber einem in axialer Richtung des Steuerschiebers unmittelbar folgenden Ringraum 53 durch drei umlaufende, radial abstehende Nutenstege 54, 55, 56 mit zwei axial festgelegten, sich gegen die Wandung des Zufuhrkanals anlegenden Dichtringen 57 getrennt ist. Der Ringraum 53 ist axial kürzer als der Ringraum 52 bemessen. Der Ringraum 53 ist auf der anderen Seite durch einen Nutensteg 58 begrenzt, der zusammen mit einem v/eiteren Nutensteg 59 einen gegen die Wandung 51 des Zufuhrkanals 45 anliegenden Dichtring 60 axial festlegt.

In axialer Distanz von dem zuletzt erwähnten Nutensteg 59 sind zwei weitere im Durchmesser größere Nutenstege 61, 62 vorgesehen, die zwischen sich ebenfalls einen Dichtring 63 axial festlegen. Diese Nutenstege gleiten in einem gegenüber dem Druckluft-Zufuhrkanal 45 im Durchmesser größeren endseitigen Wirkraum 64, wobei der Nutensteg 62 stirnseitig eine große Wirkfläche 65 aufweist.

In den kurzen Ringraum 53 münden vier um 90 zueinander versetzte Radialbohrungen 66, welche von einer zentralen Axialbohrung 67 ausgehen, v;elche sich über etwas mehr als die Hälfte der Länge des Steuerschiebers 46 erstreckt und in die kleine stirnseitige Wirkflache 47 mündet.

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In der in Fig. 1 gezeichneten Betriebsstellung der Pumpe @iengt die Druckluft über den Zufuhrkanal 45 und die Axialbohrung 67 zu den Radialbohrungen 66 und von dort über den Kanal 68 auf die eine Seite 6 des Pneumatikkolbens 3 und verlagert diesen entgegen der Rückstellkraft der Schraubendruckfeder 18 in die andere Endstellung gemäß Fig. 2. Dabei führt der Kydraulikkolben 10 eine Pumpbewegung durch, die das vorher über das Saugventil 34, 35 in die Zylinderbohrung 11 angesaugte hydraulische Medium nunmehr über das Druckventil 37» 39 weiterfördert.

Bei der Bewegung des Pneumatikkolbens 3 folgt die Steuerstange 42 des Hilfsschiebers 41 dem Kolben 3 so lange nach, bis der Teller 69 am Dichtkörper 70 zur Anlage gpLangt. Dadurch wird der Kanal 71» welcher ständig mit dem Druckluft-Zufuhrkanal 45 in Verbindung steht, von dem Verbindungskanal 72 zur großen V/irkfläche 65 des Steuerschiebers 46 getrennt. Die Druckluft steht nunmehr allein an der kleinen Wirkfläche 47 an. Sie kann jedoch noch nicht wirksam werden, da die im großen Uirkraum 64 anstehende Luft nicht über den Kanal 73 abströmen kann, v/eil die Mündung dieses Kanals noch durch den Führungszapfen 7 des Pneumatikkolbens versperrt ist. Erst, wenn das freie Ende des Führungszapfens die Mündung des Kanals 73 überfahren hat (Fig. 2), kann der Steuerschieber 46 die Luft aus dem Wirkraum 64 über den Kanal 73 uad die zylindrische Ausnehmung 8 nach außen drücken.

Der Steuerschieber verlagert sich dabei in die Endstellung gemäß Fig. 2. In dieser Endstellung wird der zum Arbeitsraum 2 des Pneumatikkolbens 3 führende Kanal 68 von dem Ringraum 53 getrennt und nach dem Überfahren durch die die Ringräume 52 und 53 trennenden Nutenstege 54 bis 56 über den längeren Ringraum 52 mit dem Abluftkanal 74 verbunden. Der Arbeitsraum des Pneumatikkolbens steht dadurch mit der Aßenluft in Verbindung. Die

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Schraubendruckfeder 18 kann jetzt wirksam werden und den Pneumatikkolben wieder in die andere Endstellung gemäß Fig. 1 zur ü ck ve rl age rn.

Dabei überfährt der Führungszapfen 7 des Pneumatikkolbens 3 zunächst die Mündung des Kanals 73 und sperrt diesen gegen die Außenluft ab. Kurz vor Erreichen der Endstellung gelangt der Pneumatikkolben dann mit der Steuerstange 42 des Hilfsschiebers 41 in Kontakt und verlagert diese in die andere Endstellung gemäß Fig. 1. Hierbei kann nunmehr die über den Druckluft-Zufuhrkanal 45 anstehende Druckluft über den Kanal 71 und den Kanal 72 auf die große Wirkfläche 65 des Steuerschiebers 46 gelangen und schiebt diesen nunmehr in die Stellung gemäß Fig. 1 zurück. Dabei wird nunmehr wieder der Abluftkanal 74 von dem zum Arbeitsraum 2 führenden Kanal 68 getrennt. Nachdem die mittleren Nutenstege 54 bis 56 die Mündung dieses Kanals überfahren haben, wird der Kanal 68 über den kürzeren Ringraum 53> die Radialbohrungen 66 und die Axialbohrun^ 67 mit dem Druckluft-Zufuhrkanal 45 verbunden und ein neues Arbeitsspiel kann beginnen.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte doppelt wirkende Hydraulikpumpe besitzt ebenfalls ein Pumpengehäuse 1 mit einem zentralen Arbeitsraum 2^ffür einen Pneumatikkolben 3'. Der Pneumatikkolben ist durch eine umfangsseitige Dichtung 4 gegenüber der Wandung 5' des Arbeitsraumes abgedichtet. Beidseitig des Pneumatikkolbens erstrecken sich zwei Hydraulikkolben 10', 10'' in entsprechenden Hydraulikzylindern 12 - von denen nur der Zylinder für den Hydraulikkolben 10^f dargestellt ist -, die mit zapfenartigen Verlängerungen 14 aus dem Pumpengehäuse 1 herausgeführt sind. Die Hydraulikzylinder, die zapfenartigen Verlängerungen und die auf diese zapfenartigen Verlängerungen aufgesetzten Ventilgehäuse 22 entsprechen einschließlich den Ventil-Einbauten identisch den Ausbildungen, wie sie anhand der Ausfüh-

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rungsform der Pig. 1 und 2 beschrieben worden sind. Insoweit kann auf eine nochmalige Beschreibung dieser Bauteile verzichtet werden.

Auch die Ausbildung des Steuerschiebers 46 und dessen Anordnung im Pumpengehäuse 1 entspricht identisch denjenigen der Ausführungsform der B¹Xg. 1 und 2. Lediglich ergänzend zu der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 kommt bei der Ausführung form der Fig. 3 und 4 aufgrund der doppelt wirkenden Pumpe ein weiterer Kilfsschieber 41' am anderen Ende des Arbeitsrauines 2^f hinzu. Aber auch dieser Hilfsschieber 41' ist wie der anahand der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 beschriebene Hilfsschieber 41 aufgebaut.

In der Darstellung der Fig. 3 steht die Druckluft in dem Druckluft-Zufuhrkanal 45 an der kleinen Wirkfläche 47 des Steuerschiebers 46 an und hat diesen in die gezeichnete Endstellung verschoben. In dieser Endstellung befindet sich der Hilfsschieber 41 in der Schließstellung, so daß die über den Kanal ¹Jl am Hilfsschieber anstehende Druckluft nicht zur großen Wirkfläche 65 des Steuerschiebers gelangen kann.

Ferner steht die Druckluft aus dem Druckluft-Zufuhrkanal über einen Kanal 75 im Pumpengenäuse 1 auf der Seite 9' des Pneuiuatikkolbens 3¹ an. Die andere Seite 6' des Pneumatikkolbens steht über den Kanal 68 und den langen Ringraum 52 mit dem Abluftkanal 74 in Verbindung. Dadurch kann der Pneumatikkolben in die andere Endstellung gemäß Fig. 4 bewegt werden.

Hierbei folgt zunächst die Steuerstange 42' des Hilfsschiebers 41' dem Pneumatikkolben 3' nach. Der Hilfsschieber 41' gelangt in die Schließstellung gemäß Fig. 4. Kurz bevor^Ser Pneumatikkolben in die andere iindstellung g^Langt, kontaktiert er

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die Steuerstange 42 des dortigen Hilfsschiebers 41 und verschiebt über diese Steuerstange den Schieberteller 69 soweit entgegen der Rückstellkraft der Schraubendruckfeder 43, bis die über den Kanal Jl am Kilfsschieber 41 anstehende Druckluft nunmehr in den Kanal 72 gelangen kann und damit an der großen Wirkfläche 65 des Steuerschiebers 46 ansteht.

Der Steuerschieber wird in die Endstellung gemäß Fig. 4 überführt, v/obei der die kleine Wirkfläche 47 enthaltende Uutensteg 48 zusammen mit dem Nutensteg 49 und dem dazwischen festgelegten Dichtring 50 den Kanal 75 zwischen dem Druckluft-Zufuhrkanal 45 und dem Arbeitsraum 2' sperrt. Anschließend steht dieser Kanal 75 über den langen Ringraum 52 mit dem Abluftkanal 74 in Verbindung.

Gleichzeitig wird durch die mittleren Nutenstege 54 bis 56 zwischen den beiden Ringräumen 52 und 53 der zum anderen Ende des Arbeitsrauines 2' führende Kanal 68 von dem Abluftkanal 74 getrennt ind stattdessen mit dem kürzeren Ringraum 53 und damit über die Radialbohrungen 66 sowie die Axialbohrung 67 im Steuerschieber 46 mit der Druckluftquelle verbunden.

Daraufhin bewegt sich der Pneumatikkolben 3' wieder in Richtung zur Endstellung gemäß Fig. 3_S wobei ihm zunächst die Steuerstange 42 des Hilfsschiebers 41 unter dem Einfluß der Schraubendruckfeder 43 folgt, und zwar so lange, bis der Hilfsschieber die Schließstellung erreicht und den Kanal Jl vom Kanal 72 trennt. Die weiterhin allein an der kleinen Wirkfläche 47 anstehende Druckluft kann jedoch noch nicht den Steuerschieber 46 in die Endstellung gemäß Fig. 3 überführen, weil sich der andere liilfsschieber 41' noch in der Schließstellung befindet.

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Erst kurz vor Erreichen der Endstellung gemäß Fig. 3 bewegt der Pneumatikkolben 3' die Steuerstange 42' des Hilfsschiebers 4l^f aus der gezeichneten Stellung gemäß Fig. 4 entgegen der Rückstellkraft der Schraubendruckfeder 43' in die Stellung gemäß Fig. 3 und verbindet damit den Kanal 76 mit dem zur Außenluft führenden Kanal 77· Nunmehr kann die im großen Wirkraum 64 anstehende Luft über die Kanäle 72 und 76, den Hilfsschieber 41' und den Kanal 77 entweichen, wobei sich der Steuerschieber in die Enstellung gemäß Fig. 3 verlagert und ein weiteres Arbeitsspiel der Pumpe folgen kann.

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Claims

DR.-ING. W. STUHLMANN — DIPL.-ING. R. WILLERT DR.-ING. P. H. OIDTMANN *. 73/26471 Ihr Zeichen Schmidt, Kranz & Co. GmbH Zweigniederlassung Zorge 3421 Zorge/Südharz Patentansprüche: 483 BOCHUM,15 .6 .1976 Postschließfach 24 SO Fernruf O234/1 4O 61 Bergstraße 159 Telagr.: Stuhlmannpatent XR/och

1.) üruckluftbetriebene Ilydraulikpumpe mit einer hydraulischen und einer pneumatischen Schubkolbeneinheit, deren im Durchmesser verschieden groß bemessene Kolben miteinander verbunden sind, wobei der mit Druckluft beaufschlagbare größere Pneumatikkolben mittels eines Steuerschiebers hin- und herverlagerbar ist, der am Umfang durch radiale Nuteröbege mit eingelegten Dichtringen voneinander getrennte Ringräume, eine Axialbohrung sowie eine von der Axialbohrung abzweigende Radialbohrung aufweist, und welcher in Abhängigkeit von seiner Betriebsstellung den Arbeitsraum des PneunatikKolbens einerseits mit der Druckluftquelle und andererseits mit der Außenluft verbindet und wobei ferner ein mit einer Steuerstange in den Arbeitsraum hineinragender, ständig an die Druckluftquelle angeschlossener Hilfsschieber endseitig des Arbeitsraumes vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuerschieber (46) eine große und eine kleine stirnseitige V/irkfläche (65, 47) als Bestandteil von in eigenen Wirkräumen (64, 45) gleitenden Nutenstegen (62, 48) aufweist, von denen die kleine Wirkfläche (47) über den Druckluft-Zufuhrkanal (45) ständig mit der Druckluftquelle in Verbindung steht und die große Wirkfläche (65) durch den Hilfsschieber (41) an die Druckluftquelle und über einen absperrbaren Kanal (73> 76) an die Außenluft anschließbar isc und wobei ferner zwei gegen die große und die kleine Wirkfläche (65, 47) abgedichtete Ringräume (52, 53) am Umfang des Steuerschiebers (46) vorgesehen sind,

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von denen der der kleinen Wirkfläche (47) benachbarte Ringraum

(52) den Arbeitsraum (2, 2^f) des Pneunatikkolbens (3_a 3¹ ) mit der Außenluft und der andere Ringraum (53) die in die kleine Wirkfläche (47) mündende Axialbohrung (67) über die von dieser abzweigende Radialbohrung (66) mit dem Arbeitsraum (2, 2') verbindet.

2. Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Ringräume (52, 53) durch drei zueinander parallele radiale Hutenstege (54, 55₃ 56) und zwei von den tiutenstegen (54, 55, 56) axial festgelegte Dientringe (57) voneinander getrennt sind.

3. hydraulikpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der der kleinen Wirkfläche (47) benachbarte Ringraum (52) langer als der mit der Radialbohrung (66) des Steuerschiebers (46) in Verbindung stehende Ringraum

(53) bemessen und ständig über einen Kanal (74) an die Außenluft angeschlossen ist.

4. Hydraulikpumpe nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, mit einem einseitig gegen eine federnd elastische Rückstellkraft mit Druckluft beaufschlagbaren Pneumatikkolben, dadurch gekennzeichnet , daß der Pneumatikkolben (3) mit einem zum HydrauüLkkolben (10) koaxialen Führungszapfen (7) in einer zylindrischen Ausnehmung (ö) des Pumpengehäuses (1) gleitet.

5. xiydraulikpumpe nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet , daß der der großen Wirkfläche (65) ues Steuerschiebers (45) zugeordnete Abluftkanal (73) in die zylindrische Ausnehmung (δ) des Pumpengehäuses (1) mündet.

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6. hydraulikpuir.pe nach Anspruch 1, ύ a d u r c η g c kennzeichnet, daß der den liyaraulikkolben (IG, 10', 10'') aufnehmende Zylinder (12) der hydraulischen ^chubkolbeneinheit im Pumpengehäuse (1) festgelegt und l.iit einer zapfenartigen Verlängerung (14) aus deia Puinpen^ehäuse (1) iie raus ge führt ist und daß ein je ein Saug- und ein Druckventil (34, 3fj bzw. 37j 39) enthaltendes Ventilgehäuse (22) auf diesen Verlängerungszapfen (14) aufgeschoben und an diesen lösbar festgelegt ist.

7. Hydraulkpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventilgehäuse (22) durch Überleitungsbohrungen (3Cj) aufweisende, doppelkonisch gestaltete Kupplungsstücke (23) sowie in das Ventilgehäuse (22) von beiden ■Stirnseiten einschraubbare Gewindemuffen (30) an der zapfenartigen Verlängerung (14) festlegbar ist.

δ. Hydraulikpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis J>, 6 oder 7, mit einem doppelseitig beaufschlagbaren Pneumatikkolben sowie zwei mit diesem verbundene, in entgegengesetzte Richtungen weisende Hydraulikkolben und an beiden Stirnseiten des Arbeitsraumes angeordneten Ililfsschiebern mit Steuerstangen, dadurch gekennzeichnet , daß die große Wirkfläche (65) des Steuerschiebers (46) über einen Kanal (76) auch mit dem zweiten₃ einen Anschluß (77) an die Außenluft aufv/eisenden Hilfsschieber (41* ) verbunden ist, wobei eine Seite (6') des Pneumatikkolbens (3^T) über die Axial- und Radialbohrungen (67, 66) im Steuerschieber (46) sowie den kürzeren Ringraum (53) und die andere Seite (9^!) des Pneumatikkolbens (3') direkt an den Druckluft-Zufuhrkanal (45) anschließbar sind.

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