HYDRAULIKANTRIEB FÜR EINEN DRUCKÜBERSETZER

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Druckübersetzer mit zwei Plungerkolben in einer Fluid- Hochdruckeinrichtung insbesondere für eine Anlage zum Wasserstrahlschneiden, welcher Drückübersetzer einen Hydraulikantrieb mit einer Hydraulikpumpe, welche je Umdrehung ein konstantes Volumen fördert, angetrieben von einem elektrischen Servoantrieb, wirkverbunden mit einer durch Messsignale regelbaren elektrischen Versorgung sowie Mittel zur Einstellung der Temperatur des Arbeitsfluids und Mittel zur Einspeisung von Arbeitsfluid umfasst.

[0002] Hydaulikantriebe für Druckübersetzer, die mit einem regelbaren Servoantrieb angetrieben werden, sind Stand der Technik.

[0003] In der AT 512 322 B1 ist beispielsweise ein Hydraulikantrieb offenbart, welcher eine Konstant-Förderstrom-Pumpe mit einem steuerbaren Servoantrieb, umfasst, durch welche Konstant-Förderstrom-Pumpe mittels eines Schaltblockes ein zwei Plungerkolben aufweisender Druckübersetzer mit Arbeitsfluid beaufschlagbar ist.

[0004] Eine Umschaltung einer Beaufschlagung der jeweiligen Arbeitskolbenflächen mit einem Arbeitsfluid, welches in der Regel mit einem Druck von etwa 300 bar von der Pumpe bereitgestellt wird, erfolgt, wie oben dargelegt, mittels eines Schaltblockes bzw. Umschaltblockes.

[0005] Ein Schaltblock zur abwechselnden Beaufschlagung der Arbeitskolbenflächen des Druckübersetzers stellt einerseits einen hohen bautechnischen Aufwand dar und kann andererseits insbesondere bei einer Umschaltung des unter Druck stehenden Arbeitsfluids Stöße in das hydraulische Hochdrucksystem einbringen, welche dadurch zusätzlich zur statischen Grundbelastung eine überlagerte mechanische Spitzenbeanspruchung der Teile bewirkt.

[0006] Es ist nun Aufgabe der Erfindung, einen hydraulischen Druckübersetzer einer Fluid-Hochdruckeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher zu geringen Druckschwankungen im Hochdrucksystem führt, derart die Spitzen der Materialbelastungen verringert und höhere Sicherheit gewährleistet, sowie die Anlagenkonzeption vereinfacht und wirtschaftliche Vorteile aufweist.

[0007] Diese Aufgabe wird durch Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Hydraulikpumpe bidirektional, also reversierbar, von einem Motor im Servobetrieb antreibbar ist, wobei die Regelung der elektrischen Versorgung des Motors im Servobetrieb mit Signalen von zumindest einer der Messeinrichtungen für Druck im Arbeitsfluid, für Druck im Hochdruckfluid und für eine Position des Plungerkolbens im Druckübersetzer steuerbar ist.

[0008] Die mit der Erfindung erreichten Vorteile sind insbesondere dadurch gegeben, dass eine alternative Beaufschlagung der jeweiligen Arbeitskolbenfläche eines Druckübersetzers mit Arbeitsfluid direkt von einer Hydraulikpumpe mit Konstant-Volumenförderung je Umdrehung, bidirektional angetrieben von einem Servoantrieb, erfolgt.

[0009] Eine Umschaltung eines unter Druck stehenden Arbeitsfluids mittels eines Schaltblockes gemäß dem Stand der Technik, welche naturgemäß Schläge verursachen kann, wird somit umgangen und erfindungsgemäß jeweils ein schonender Druckaufbau im Arbeitsfluid beim Anlauf eines Servoantriebs im Millisekunden oder geringen Zeitspannen bewerkstelligt.

[0010] Als weiterer Vorteil wird die Einfachheit der mechanischen Konzeption, die hohe Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit derartiger Hochdruckeinrichtungen gesehen. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Druckübersetzer beziehungsweise des erfindungsgemäßen Antriebes für einen Druckübersetzer wird erreicht, wenn im Bereich der Leitung des Arbeitsfluids zwischen Hydraulikpumpe und Druckübersetzer und/oder im Bereich einer Bereitstellung in einem Gefäß mindestens ein Wärmetauscher im Leitmittel und/oder im Gefäß zur Einstellung der Temperatur des Arbeitsfluids positioniert ist.

[0011] Derart können für einen schweren Betrieb eines Druckübersetzers gewünschte bzw. optimale Temperaturen des Arbeitsfluids eingeregelt werden.

[0012] Wenn gemäß der Erfindung die Leitmittel bzw. Leitungen zwischen Hydraulikpumpe und Druckübersetzer jeweils Mittel zur Einspeisung von Arbeitsfluid in das System des Hydraulikantriebes aufweisen, kann jeweils bei einer Rückführung von Arbeitsfluid vom Druckübersetzer zur Hydraulikpumpe in diesem ein gegenüber der Umgebung geringer Überdruck eingestellt werden. Dadurch sind jeweils für die Druckseite des Hydraulikantriebes bzw. der Pumpe optimale Ausgangsbedingungen einstellbar. Geringe Überdruckwerte von 0 bis etwa 5 bar haben sich, gegebenenfalls zur Verhinderung einer Gasbildung, bewährt.

[0013] Beispiele der Erfindung, welche lediglich einen Ausführungsweg derselben darstellen sind in den Zeichnungen gezeigt und werden nachfolgend beschrieben.

[0014] Es zeigen

Fig. 1 einen Hydraulikantrieb eines Druckübersetzers mit Mittel zur Einspeisung von Arbeitsfluid in das System

Fig. 2 einen Hydraulikantrieb für einen Druckübersetzer mit Wärmetauscher

[0015] Zur leichteren Zuordnung der Teile und Komponenten in den Darstellungen soll die nachfolgende Bezugszeichenliste dienen.

1

Hydraulikantrieb

10

Arbeitsfluid

11

Pumpe

12

elektrischer Servoantrieb

13

Niederdruck-Messwertgeber

14

Hochdruck-Messwertgeber

15

Elektrische Anspeisung und Steuerung

16

Plungerkolbenwegermittler

2

Druckübersetzer

21

Versorgungseinrichtung für Hochdruckfluid

3

Hochdruckleitung

31

Pulsationsdämpfer

32

Druckentlastungsventil

4

Einspeiseanlage von Arbeitsfluid

40

Antriebsmotor der Einspeisepumpe

41

Einspeisemittel mit Rückschlagventil

42

Einspeisemittel mit Rückschlagventil

5

Wärmetauscher in der Einspeiseanlage

51

Wärmetauscher im Bereitstellungsgefäß

52

Wärmetauscher im Leitmittel

53

Wärmetauscher im Leitmittel

[0016] Fig. 1 zeigt eine Fluid-Hochdruckeinrichtung mit einem Hydraulikantrieb 1 für einen Druckübersetzer 2.

[0017] Eine Konstant-Förderstrom-Pumpe 11 ist von einem Servoantrieb 12 antreibbar. Eine gesteuerte Anspeisung 15 des Servomotors 12 regelt dessen Rotationsparameter und dessen Stillsetzung.

[0018] Unter Verwendung von Niederdruck-Messwertgeber 13 und/oder Hochdruck-Messwertgeber 14 und/oder Kolbenwegermittler 16 vom Druckübersetzer 2 wird der Motorbetrieb und derart die Förderung von Arbeitsfluid der Pumpe 11 und somit eine Beaufschlagung der jeweiligen Arbeitskolbenfläche des Druckübersetzers 2 programmgesteuert.

[0019] Eine Einspeiseanlage 4 für Arbeitsfluid weist beispielsweise eine Einspeisepumpe mit einem Antriebsmotor 40 auf, welche über Rückschlagventile 41, 42 mit den jeweiligen Leitmitteln zwischen der Hydraulikpumpe 11 und Druckübersetzer 2 verbunden ist.

[0020] Eine derartige Einspeiseanlage kann auch einen Wärmetauscher 5 aufweisen, mittels welchen die Temperatur des Arbeitsfluids im Bereitstellungsgefäß einregelbar ist.

[0021] Fig. 2 zeigt im Wesentlichen Teile eines Hydraulikantriebes 1 für einen Druckübersetzer 2 nach Fig. 1

[0022] Allerdings ist für eine erfindungsgemäße Kühlung des Arbeitsfluids eine unterschiedliche Ausführungsform dargestellt.

[0023] Ein Wärmetauscher 51 für das Arbeitsfluid kann im Bereich eines Bereitstellungsgefäßes 10 angeordnet sein und/oder die Leitmittel von der Hydraulikpumpe 11 zum Druckübersetzer 2 weisen jeweils einen Wärmetauscher 52, 53 auf.

Ansprüche

1. Hydraulischer Druckübersetzer (2) mit zwei Plungerkolben, welcher Druckübersetzer (2) einen Hydraulikantrieb (1) mit einer Hydraulikpumpe (11), welche je Umdrehung ein konstantes Volumen fördert, angetrieben von einem elektrischen Servoantrieb (12), wirkverbunden mit einer durch Messsignale regelbaren elektrischen Versorgung (15) sowie Mittel zur Einstellung der Temperatur des Arbeitsfluids und Mittel zur Einspeisung von Arbeitsfluid umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe (11) bidirektional, also reversibel von einem Motor (12) im Servoantrieb antreibbar ist, wobei die Steuerung der Regelung der elektrischen Versorgung (15) des Motors (12) im Servoantrieb mit Signalen von zumindest einer der Messeinrichtungen für Druck im Arbeitsfluid (13), für Druck im Hochdruckfluid (14) und für Position des Plungerkolbens im Druckübersetzer steuerbar ist.

2. Hydraulischer Druckübersetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Leitung des Arbeitsfluids zwischen Hydraulikpumpe (11) und Druckübersetzer (2) und/oder im Bereich einer Bereitstellung desselben Arbeitssfluids in einem Gefäß (10) mindestens ein Wärmetauscher (W) (51,52,53) im Leitmittel und/oder im Gefäß (10) zur Einstellung der Temperatur des Arbeitsfluids positioniert ist.

3. Hydraulischer Druckübersetzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitmittel von Arbeitsfluid zwischen Hydraulikpumpe (11) und Druckübersetzer (2) jeweils Mittel (41,42) zur Einspeisung von Arbeitsfluid in das System des Hydraulikantriebes (1) aufweisen.

4. Verwendung eines hydraulischen Druckübersetzers (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für eine Anlage zum Wasserstrahlschneiden.

Claims

1. Hydraulic pressure intensifier (2) with two plungers, which pressure intensifier (2) comprises a hydraulic drive (1) with a hydraulic pump (11), which conveys a constant volume per revolution, driven by an electric servo drive (12), operatively connected to an electrical supply (15), which can be controlled by measuring signals, as well as to means for adjusting the temperature of the working fluid and to means for feeding the working fluid, characterised in that the hydraulic pump (11) can be bidirectionally driven, i.e. reversibly driven by a motor (12) within the servo drive, wherein the controller for regulating the electrical supply (15) for the motor (12) within the servo drive can be controlled by means of signals from at least one of the measuring devices for pressure within the working fluid (13), for pressure within the high pressure fluid (14), and for the position of the plunger within the pressure intensifier.

2. Hydraulic pressure intensifier according to claim 1, characterised in that at least one heat exchanger (W) (51,52,53) is positioned in the guide means and/or in the vessel (10) for adjusting the temperature of the working fluid in the region of the working fluid line between the hydraulic pump (11) and the pressure intensifier (2) and/or in the region of a feed for the same working fluid in a vessel (10).

3. Hydraulic pressure intensifier according to claim 1 or 2, characterised in that the guide means for working fluid between the hydraulic pump (11) and the pressure intensifier (2) each have means (41,42) for feeding working fluid into the hydraulic drive (1) system.

4. Use of a hydraulic pressure intensifier (2) according to any of claims 1 to 3 for a water jet cutting system.

Revendications

1. Multiplicateur de pression hydraulique (2) avec deux pistons plongeurs, lequel multiplicateur de pression (2) comprend un entraînement hydraulique (1) avec une pompe hydraulique (11), laquelle refoule un volume constant par tour, entraînée par une servocommande électrique (12), en liaison active avec une alimentation électrique (15) réglable par signaux de mesure, ainsi que des moyens de réglage de la température du fluide de travail et des moyens d'alimentation du fluide de travail, caractérisé en ce que la pompe hydraulique (11) peut être entraînée de manière bidirectionnelle, donc réversible, par un moteur (12) dans la servocommande, dans lequel la commande de la régulation de l'alimentation électrique (15) du moteur (12) dans la servocommande peut être commandée avec des signaux provenant d'au moins un des dispositifs de mesure pour la pression dans le fluide de travail (13), pour la pression dans le fluide haute pression (14) et pour la position du piston plongeur dans le multiplicateur de pression.

2. Multiplicateur de pression hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au niveau de la conduite du fluide de travail entre la pompe hydraulique (11) et le multiplicateur de pression (2) et/ou au niveau d'une mise à disposition du fluide de travail dans un récipient (10), au moins un échangeur de chaleur (W) (51, 52, 53) est positionné dans le moyen de guidage et/ou dans le récipient (10) pour le réglage de la température du fluide de travail.

3. Multiplicateur de pression hydraulique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de guidage du fluide de travail entre la pompe hydraulique (11) et le multiplicateur de pression (2) présentent respectivement des moyens (41, 42) pour l'injection de fluide de travail dans le système de l'entraînement hydraulique (1).

4. Utilisation d'un multiplicateur de pression hydraulique (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 pour une installation pour la découpe au jet d'eau.

Zeichnung