Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR CONVERTING PNEUMATIC ENERGY INTO HYDRAULIC ENERGY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/068578
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for converting pneumatic energy into hydraulic energy, comprising at least one pneumatic cylinder (1) for relaxation of a pressurized gas and at least one hydraulic cylinder (7) mounted in a hydraulic circuit, wherein the pneumatic cylinder (1) and the hydraulic cylinder (7) are connected to each other by a transmission arrangement coupling a pneumatic piston (2) mounted in the pneumatic cylinder (1) with a hydraulic piston (8) mounted in the hydraulic cylinder (1). Improved efficiency can be achieved in that the transmission arrangement has a transmission ratio (i) which differs depending on the position of the pistons (2, 8).

Inventors:
PREINFALK MARKUS (AT)
Application Number:
PCT/AT2000/000119
Publication Date:
November 16, 2000
Filing Date:
May 04, 2000
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
TCG UNITECH AG (AT)
PREINFALK MARKUS (AT)
International Classes:
F04B9/135; F15B3/00; (IPC1-7): F15B3/00
Domestic Patent References:
WO1998017492A11998-04-30
Foreign References:
EP0857877A21998-08-12
GB2205369A1988-12-07
US4347701A1982-09-07
DE2322284A11973-11-22
CH63194A1914-01-16
DE2447799A11975-04-17
EP0711927A21996-05-15
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
Babeluk, Michael (Wien, AT)
Download PDF:
Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Umwandlung von pneumatischer Energie in hydraulische Energie mit mindestens einem Pneumatikzylinder (1, l a, Ib, Ic) zur Entspannung eines unter Druck stehenden Gases und mit mindestens einem Hydraulikzylinder (7), der in einem Hydrau likkreislauf angeordnet ist, wobei der Pneumatikzylinder (1) und der Hydraulikzylinder (7) durch eine Getriebeanordnung miteinander verbunden sind. die einen im Pneumatik zylinder (1,1 a, I b, I c) angeordneten Pneumatikkolben (2,2a, 2b, 2c) mit einem im Hy draulikzylinder (7) angeordneten Hydraulikkolben (8) koppelt, dadurch gekennzeich net, daß die Getriebeanordnung ein Übersetzungsverhältnis (i) aufweist, das in Abhän gigkeit von der Stellung der Kolben (2,2a, 2b, 2c ; 8) unterschiedlich ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsver hältnis (i) mit zunehmendem Arbeitshub des Pneumatikkolbens (2,2a, 2b, 2c) kon tinuierlich abnimmt, wobei es im Bereich des oberen Totpunkts (OT) des Pneumatik kolbens (2,2a, 2b, 2c) groß und im Bereich des unteren Totpunkts (UT) des Pneumatik kolbens (2,2a, 2b, 2c) klein ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstelleinrichtung (18) zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses (i) der Getriebean ordnung vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ge triebeanordnung einen Hebel (6,16) umfaßt, der einerseits mit dem Pneumatikkolben (2, 2a, 2b, 2c) und andererseits mit dem Hydraulikkolben (8) in Verbindung steht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (16) mit dem Pneumatikkolben (2,2a, 2b, 2c) über eine Gleitfuhrung (17) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (16) mit dem Pneumatikkolben (2,2a, 2b, 2c) über eine Rollenführung verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pneuma tikkolben (2,2a, 2b, 2c) mit zwei Hebeln (16) in Verbindung steht, die jeweils mit einem Hydraulikkolben (8) in Verbindung stehen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (16) im Bereich der Gleitflächen (17) miteinander verzahnt sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ver stelleinrichtung (18) vorgesehen ist, die als Mechanismus zur Verschiebung des Dreh punkts (13) des Hebels (16) ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Pneumatikkolben (2a, 2b, 2c) zur mehrstufigen Entspannung des Pneumatik mediums fest miteinander verbunden sind.
Description:
Vorrichtung zur Umwandlung von pneumatischer Energie in hydraulische Energie Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung von pneumatischer Energie in hydraulische Energie gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In einer Vielzahl von Anwendungsbereichen besteht das Bedürfnis, die Energie eines unter Druck stehenden Gases dazu zu verwenden, einem Hydraulikkreislauf Energie zuzufiihren.

Druckluft ist beispielsweise als Energiespeicher für Fahrzeuge sehr gut geeignet. Für den An- trieb von Fahrzeugen sind jedoch Hydraulikmotoren besser geeignet als Pneumatikmotoren, so daß eine Umwandlung der pneumatischen Energie in hydraulische Energie notwendig ist.

Es sind Kolbenmaschinen bekannt, die dazu ausgebildet sind, die Druckluft zu entspannen und ein Hydraulikmedium zu fordern, um damit einen entsprechenden Antrieb zu versorgen.

Bei einer solchen Umwandlung treten jedoch verschiedene Probleme auf. Zum einen sinkt der Druck der Druckluft während eines einzelnen Arbeitshubes kontinuierlich ab. Im Hydraulik- kreislauf ist jedoch ein konstanter Druck erforderlich. Wenn daher die Querschnittsfläche der Kolben und die mechanische Übersetzung zwischen ihnen so eingerichtet wird, daß die am Pneumatikkolben anliegende Druckkraft auch am Ende des Arbeitshubes des Pneumatik- kolbens noch ausreicht, um den Hydraulikkolben zu bewegen, dann ist die entsprechende am Beginn des Arbeitshubes je nach den verwendeten Druckniveaus um ein Vielfaches größer.

Diese überschüssige Druckkraft ist im Grunde nicht nutzbar und letztlich verloren. Um diese Probleme zu mildern, sind mehrstufige Druckmultiplikatoren vorgeschlagen worden, die es ermöglichen, einen schwankenden Hydraulikdruck zuzulassen, so daß die entsprechenden Drücke wenigstens in Stufen aneinander angepaßt werden können. Andererseits besteht beim Betrieb eines Fahrzeugs, dessen Antriebsenergie in Druckluftflaschen gespeichert ist, das Problem, daß mit zunehmender Fahrstrecke der Druck in den Vorratsbehältem absinkt. Da es in Hinblick auf die Fahrleistungen unerwünscht ist, den Druck im Hydrauliksystem ebenfalls absinken zu lassen, sind auch hier Maßnahmen, wie etwa Druckmultiplikatoren, erforderlich, um die Funktion eines solchen Antriebs auch bei absinkendem Pneumatikdruck sicherzu- stellen.

Die oben beschriebenen Schaltungen und Vorrichtungen sind aufwendig und können dennoch den Wirkungsgrad nur in gewissen Grenzen anheben, da auch bei der Verwendung von Druckmultiplikatoren Verluste auftreten, die durch die Unterschiede zwischen den Druck- stufen und den tatsächlich vorliegenden Drücken bedingt sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Vorrich- tung der oben beschriebenen Art zu schaffen, die bei einem einfachen Aufbau einen hohen Wirkungsgrad aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Getriebeanordnung ein Übersetzungsverhältnis aufweist, das in Abhängigkeit von der Stellung der Kolben unter- schiedlich ist. Wesentlich an der vorliegenden Erfindung ist, daß der Pneumatikkolben und der Hydraulikkolben nicht direkt miteinander gekoppelt sind. sondern durch eine Getriebean- ordnung verbunden sind, die ein veränderliches Übersetzungsverhältnis aufweist. Dies be- deutet, daß eine Verschiebung des Pneumatikkolbens um eine bestimmte Wegstrecke in Ab- hängigkeit von der jeweiligen Stellung des Pneumatikkolbens eine Verschiebung des Hydrau- likkolbens in jeweils unterschiedlichem Ausmaß bewirkt. Das Übersetzungsverhältnis wird dabei möglichst so festgelegt, daß der während der Entspannung des Pneumatikmediums ab- sinkende Druck kompensiert wird. Vorzugsweise ist daher vorgesehen, daß das Überset- zungsverhältnis mit zunehmendem Arbeitshub des Pneumatikkolbens kontinuierlich abnimmt, wobei es im Bereich des oberen Totpunkts des Pneumatikkolbens groß und im Bereich des unteren Totpunkts des Pneumatikkolbens klein ist. Auf diese Weise kann sichergestellt wer- den, daß während des gesamten Arbeitshubs die über die Getriebeanordnung auf den Hydrau- likkolben ausgeübte Kraft größer ist als die Gegenkraft, die von dem unter dem Systemdruck stehenden Hydraulikmedium auf ihn ausgeübt wird, so daß eine kontinuierliche Funktion der Vorrichtung möglich ist. Andererseits wird der Unterschied zwischen diesen Kräften mög- lichst klein gehalten, um die Verluste zu minimieren.

In einer besonders begünstigten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Verstelleinrichtung zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses der Getriebeanordnung vor- gesehen ist. Auf diese Weise kann auch der abfallende Systemdruck im Pneumatikkreislauf berücksichtigt werden, wenn zunehmend Pneumatikmedium wie etwa Druckluft entnommen wird.

Als besonders einfache und konstruktiv günstige Lösung hat es sich herausgestellt, wenn die Getriebeanordnung einen Hebel umfaßt, der einerseits mit dem Pneumatikkolben und anderer- seits mit dem Hydraulikkolben in Verbindung steht. Dabei ist eine besonders gute Anpassung an den Druckverlauf dadurch möglich, daß der Hebel mit dem Pneumatikkolben über eine Gleitführung verbunden ist. Durch die Gestaltung der Geometrie der Gleitfläche werden die jeweils wirksamen Hebelarme festgelegt, die das Übersetzungsverhältnis bestimmen. Anstelle einer Gleitführung kann auch eine Rollenführung eingesetzt werden, bei der ein Wälzkörper, der an der Kolbenstange befestigt ist, auf einer entsprechenden Fläche am Hebel abrollt.

Alternativ zu diesen Lösungen ist auch eine Abrollbewegung des Hebels auf einer ent- sprechend geformten Gegenfläche möglich, wenn die auftretenden Pressungen beherrscht werden.

Das Auftreten seitlicher Kräfte an Gleitführungen kann weitgehend dadurch vermindert wer- den, daß ein Pneumatikkolben mit zwei Hebeln in Verbindung steht, die jeweils mit einem Hydraulikkolben in Verbindung stehen. Dabei wird die Stabilität insbesonders dadurch er- höht, daß die Hebel im Bereich der Gleitflächen miteinander verzahnt sind.

In Zusammenhang mit der obigen Ausführung ist es günstig, wenn eine Verstelleinrichtung vorgesehen ist, die als Mechanismus zur Verschiebung des Drehpunkts des Hebels ausgebil- det ist. Auf diese Weise kann auch die Anpassung an den abfallenden Druck im Pneumatik- system leicht vorgenommen werden.

In der Folge wird die vorliegende Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausfüh- rungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 schematisch den grundsätzlichen Aufbau der vorliegenden Erfindung, die Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung des Druckverlaufs und des Übersetzungsverhältnisses bei einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung, die Fig. 3 und 4 eine Ausführungsvariante der Erfindung in einem seitlichen Teilschnitt, die Fig. 5 eine Ansicht der Ausführungsvariante von Fig. 3 und 4, die Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die Fig. 7 ein Diagramm zur Erläuterung des Druckverlaufs und des Übersetzungsverhältnisses bei einer solchen Ausführungsvariante der Erfindung, die Fig. 8 eine Prinzipskizze des Aufbaus dieser Ausführungsvariante und die Fig. 9 schematisch eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung.

Die Fig. 1 zeigt einen Pneumatikzylinder 1 mit einem darin beweglich angeordneten Pneuma- tikkolben 2. Der Pneumatikzylinder 1 ist an einem Gelenk 3 abgestützt. Die Kolbenstange 4 des Pneumatikkolbens 2 ist über ein Gelenk 5 mit einem zweiarmigen Hebel 6 verbunden.

Ein Hydraulikzylinder 7 mit einem darin beweglich angeordneten Hydraulikkolben 8 ist in analoger Weise über ein Gelenk 9 abgestützt. Eine Kolbenstange 10 des Hydraulikkolbens 8 ist über ein Gelenk 11 mit dem Hebel 6 verbunden.

Der Druck des Pneumatikmediums im Pneumatikzylinder 1 übt auf den linken Hebelarm 6a des Hebels 6 eine Kraft aus, die im wesentlichen dem Produkt aus dem Druck und der Quer- schnittsfläche des Pneumatikkolbens 2 entspricht. Dadurch wird an dem Hebel 6, der im Punkt 13 abgestützt ist, ein Moment erzeugt, das dem Produkt dieser Kraft mit dem wirk- samen Abstand a entspricht. Der zweite Hebelarm 6b des Hebels 6 ist gegenüber der ge- dachten Verlängerung des Hebelarms 6a um einen Winkel a geneigt, der etwa 20° bis 30° beträgt. In dem Gelenk 11 wird eine Kraft auf den Hydraulikkolben 8 ausgeübt, die dem oben beschriebenen Moment gebrochen durch die wirksame Länge b des Hebelarms 6b entspricht.

Der auf das Hydraulikmedium im Hydraulikzylinder 7 ausgeübte Druck entspricht dieser Kraft gebrochen durch die Querschnittsfläche des Hydraulikkolbens 8.

In der Fig. 1 ist die Hebelanordnung etwa in einer Mittelstellung gezeigt. Es ist einsichtig, daß am Beginn des Arbeitshubes des Pneumatikkolbens 2 der Hebelann 6b etwa waagrecht ist, und somit das Übersetzungsverhältnis i, das proportional b/a ist, groß ist. Im Zuge des Ar- beitstaktes des Pneumatikkolbens 2 vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt wird die wirksame Länge b des Hebelarms 6b zunehmend kleiner, während die wirksame Länge a nur einer geringen Veränderung unterworfen ist. Im Bereich des unteren Totpunkts wird die wirk- same Länge b sehr klein, so daß das Übersetzungsverhältnis i ebenfalls sehr klein wird.

In der Fig. 2 wird anhand eines Diagramms die Wirkungsweise der Erfindung im einfachsten Fall einer einstufigen Entspannung erklärt. Auf der waagrechten Achse ist dabei der Kolben- weg s des Pneumatikkolbens 2 aufgetragen. Auf der senkrechten Achse sind der Druck p im Pneumatikzylinder 1 bzw. das Übersetzungsverhältnis i aufgetragen, wobei i, wie oben er- klärt, als differentielle Wegänderung des Hydraulikkolbens 8 gebrochen durch eine differen- tielle Wegänderung des Pneumatikkolbens 2 definiert ist.

Die obere in durchgezogenen Linien gezeichnete Kurve in Fig. 2 ist mit 100 bezeichnet und stellt den Druckverlauf im Pneumatikkolben 2 während des Arbeitstaktes dar. Im oberen Tot- punkt OT wird ein nicht dargestelltes Ventil geöffnet und der Pneumatikzylinder l mit einer Druckluftquelle verbunden, die einen ersten Arbeitsdruck p, zur Verfügung stellt. Diese Ver- bindung bleibt in einem ersten Abschnitt des Arbeitstaktes aufrecht, bis sich der Pneumatik- kolben 2 an einem Punkt s, befindet. Daher liegt zwischen dem oberen Totpunkt und s, der Arbeitsdruck pl im Pneumatikzylinder l vor. Im Falle eines druckluftbetriebenen Fahrzeuges könnte dies der maximale Druck des Druckbehälters von 300 bar sein. In dem vorbestimmten Punkt s, wird die Verbindung mit dem Druckbehälter unterbrochen und das Pneumatik- medium wird weiter entspannt. Der Punkt Sl ist dabei so gewählt, daß im unteren Totpunkt UT des Pneumatikkolbens 2 der Druck p, vorliegt, der einem unteren Systemdruck von bei- spielsweise 15 bar entspricht.

Die untere in durchgezogenen Linien gezeichnete Kurve 110 stellt den Druckverlauf dar, wenn der Druck p im Druckbehälter auf den Druck P2 abgesunken ist. In einem solchen Fall wird die Verbindung des Pneumatikzylinders l mit dem Druckbehälter länger aufrecht er- halten, nämlich bis zum Punkt s2. Dieser Punkt ist so gewählt, daß bei der nachfolgenden Ent- spannung ebenfalls im unteren Totpunkt UT etwa der Druck p, erreicht wird.

In der oberen Kurve 120, die mit unterbrochenen Linien gezeichnet ist, ist das Übersetzungs- verhältnis i über den Weg s des Pneumatikkolbens 2 aufgetragen. Der Maßstab ist dabei so gewählt, daß der erforderliche Druck im Hydraulikzylinder 7 dann erreicht wird, wenn der jeweilige Punkt auf der Kurve 120 über dem entsprechenden Punkt auf der Kurve 100 liegt.

Aus der Darstellung der Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Verlauf des Übersetzungsverhältnisses i (Kurve 120) dem Druckverlauf entsprechend der Kurve 100 so angepaßt ist, daß der Hydrau- likdruck stets erreicht oder überschritten wird, das Ausmaß der Überschreitung jedoch be- grenzt bleibt.

Unterhalb der Kurve 120 ist eine weitere Kurve 130 für das Übersetzungsverhältnis i aufge- tragen, das für den Druckverlauf entsprechend der Kurve 110 ausgebildet ist. Dieses Überset- zungsverhältnis kann realisiert werden, indem der Drehpunkt 13 des Hebels 6 so verschoben wird, daß der Hebelarm 6a länger wird und der Hebelarm 6b kürzer wird.

In den Fig. 3 und 4 ist eine konstruktive Ausführungsform einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Dabei ist zur zweistufigen Entspannung der Druckluft ein doppeltwirkender Pneumatikzylinder la als Niederdruckzylinder zwei Hoch- druckzylindern I b und I c nachgeschaltet. Der Pneumatikzylinder la ist mit einem Kolben 2a versehen, der eine Kolbenstange 4 aufweist, über die er mit in der Fig. 3 nicht dargestellten Kolben 2b und 2c in Verbindung steht.

An einem Ende der Kolbenstange 4 sind Gleitsteine 15 schwenkbar angeordnet. Die Gleit- steine 15 stützen sich auf Gleitflächen 17 zweier Hebel 16 ab. An dem Hebel 16 ist jeweils ein Hydraulikzylinder 7 befestigt. In der Fig. 3 ist der Zustand der Vorrichtung im oberen Tot- punkt der Pneumatikkolben 2a, 2b, 2c dargestellt. Es ist ersichtlich, daß die wirksame Länge a auf der Pneumatikseite klein ist gegenüber der wirksamen Länge b auf der Hydraulikseite.

Daher ist das Übersetzungsverhältnis i groß. In der Fig. 4 ist der Zustand im unteren Totpunkt der Pneumatikkolben 2a, 2b, 2c dargestellt. Die Gleitsteine 15 befinden sich dabei bereits am Ende der Gleitfläche 17, so daß die wirksame Länge a auf der Pneumatikseite groß ist. Da- durch ist das Übersetzungsverhältnis i klein. Auf diese Weise wird die in der Fig. 2 darge- stellte Charakteristik erreicht. Durch eine entsprechende Krümmung der Gleitfläche und die sonstige Ausbildung der Geometrie des Hebels 16 kann der Verlauf des Übersetzungsverhält- nisses optimal an die jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werden.

Weiters ist in den Fig. 3 und 4 eine Verstelleinrichtung 18 mit einem Verstellmotor 18a ge- zeigt, mit der der Drehpunkt 13 des Hebels 16 verschoben werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, den Verlauf des Übersetzungsverhältnisses i zu verändern, um so beispielsweise von der Kurve 120 der Fig. 2 auf die Kurve 130 zu kommen.

In der Fig. 5 ist ein verzahnter Bereich 19 ersichtlich, in dem die Hebel 16 miteinander ein- greifen. Auf diese Weise wird eine besondere Stabilität der Vorrichtung erreicht.

In der Fig. 6 ist ein grundsätzliches Schaltungsdiagramm für die erfindungsgemäße Vorrich- tung dargestellt. Aus einem Druckluftbehälter 20 wird Druckluft entnommen und über nicht dargestellte Steuerventile den Pneumatikzylindern lb und Ic und in der Folge auch la zuge- führt. Über die oben bereits beschriebene Anordnung der Hebel 16 werden die Hydraulik- zylinder 7 betätigt. Diese stehen über Hydraulikleitungen 21 mit einer Gleichrichterschaltung 22 in Verbindung, die aus vier Rückschlagventilen 23 besteht. Geringfügige Druckschwan- kungen werden in einem Hochdruckausgleichsbehälter 24 und einem Niederdruckausgleichs- behälter 25 aufgefangen. Mit 26 ist schematisch eine hydraulische Arbeitsmaschine, wie z. B. ein Hydraulikmotor, bezeichnet.

In der Fig. 8 ist die Schaltung der obigen Ausführungsvariante auf der Pneumatikseite näher dargestellt. Über Anschlüsse 30b und 30c, die nicht dargestellte Schaltventile aufweisen, wer- den erste Räume 32b, 32c der Hochdruckzylinder lb bzw. lc abwechselnd mit Druckluft be- aufschlagt. Über eine nicht dargestellte Verbindung in der Kolbenstange 4 steht ein weiterer Raum 31b des Zylinders lb hinter dem Kolben 2b mit dem ersten Raum 32c des Hochdruck- zylinders I c in Verbindung. Gleiches gilt für einen in der Fig. 8 nur angedeuteten Raum 31 c hinter dem Kolben 2c, der mit dem ersten Raum 32b des Zylinders lb in Verbindung steht. In der Fig. 8 ist eine Stellung gezeigt, in der die Bewegung der Kolben 2a, 2b, 2c nach rechts beginnt. Über den Anschluß 30b wird Druckluft in den ersten Raum 32b des Zylinders lb und über die Kolbenstange 4 in den Raum 31c des Zylinders lc einströmen gelassen. Dadurch werden die Kolben 2b und 2c nach rechts gedrückt. Gleichzeitig wird über ein Ventil 33b, das über ein Schaltorgan 34b betätigt wird, der weitere Raum 31b des Zylinders lb mit dem Zy- linder la verbunden. In diesem Raum 31b liegt zu diesem Zeitpunkt Druckluft vor, die unter einem mittleren Druck von beispielsweise 80 bar steht. Dadurch wird der Kolben 2a nach rechts gedrückt, wodurch eine zusätzliche Kraft auf die Kolbenstange 4 ausgeübt wird. Der Zylinder 2a ist so ausgelegt, daß sein Inhalt am Ende eines Arbeitshubes einen vorbestimmten Minimaldruck von beispielsweise 15 bar aufweist. Über Ventile 35b, 35c, die über Schalt- organe 36b, 36c betätigt werden, wird die entspannte Druckluft ausgeschoben.

In der Fig. 7 ist in einem Diagramm der Verlauf der auf die Kolbenstange 4 ausgeübten Kraft F dargestellt. Die Kraft F ist die Summe der auf die Kolben 2a, 2b, 2c ausgeübten Kräfte, die wiederum aus dem Produkt des jeweiligen Querschnittsfläche und dem anliegenden Druck ableitbar sind. Die Kurve 200 stellt den Verlauf der Kraft bei vollem Speicherdruck dar. Bis zum Punkt s, verläuft die Kurve flach, da auf der Hochdruckseite des Kolbens 3b bzw. 3c ein konstante Druck anliegt, wie dies in Zusammenhang mit der Fig. 2 erklärt worden ist. Insge- samt nimmt die Kraft k jedoch ab, da die auf den Kolben 2a ausgeübte Kraft proportional zum Druck im Zylinder la abnimmt. Zwischen dem Punkt s, und UT fällt die Kurve 200 zunächst steiler ab. Die Kurve 210 gilt für einen geringeren Ausgangsdruck und trifft in dem Punkt s2 die Kurve 200 und verläuft von da an im wesentlichen gleich bis UT.

Durch die Entspannung in zwei Stufen kann eine geringere Belastung der Schaltelemente er- reicht werden, so daß eine robustere und kostengünstigere Ausführung möglich ist.

In der Fig. 9 ist eine weitere mögliche Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt. Unter- schiedlich zu der Ausführungsvariante der Fig. 1 ist, daß der Hebel 6 eine Abrollfläche 41 aufweist, die auf einer festen Fläche 40 abrollt. Durch die Gestaltung der Flächen 40 und 41 können die wirksamen Hebelarme so verändert werden. daß die entsprechenden Überset- zungsverhältnisse erreicht werden.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, in einer Kolbenmaschine den Druck eines Pneumatikmediums so umzusetzen, daß in einem entsprechenden Hydraulikkreislauf ein konstanter Arbeitsdruck erzielbar ist. Durch die optimale Anpassung des Übersetzungsver- hältnisses und der entsprechenden Drücke können Verluste weitgehend vermieden werden.

Der Einsatz von Druckmultiplikatoren und dgl. ist nicht erforderlich. Es ist offensichtlich, daß die Vorrichtung der oben beschriebenen Art auch für eine mehrstufige Entspannung des Hy- draulikmediums einsetzbar ist. Dadurch können die Druckstufungen verringert werden und es kann zwischen den Stufen dem Pneumatikmedium Wänne zugeführt werden, um die Verluste zufolge einer nicht isothermen Entspannung zu verringern.




 
Previous Patent: SIDE CHANNEL MACHINE

Next Patent: DISPLAY DEVICE