DE1016525B - Hydraulische Kraftspeicheranlage fuer den Antrieb von durch Fluessigkeitsdruck betaetigte Vorrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kraftspeicheranlage für den Antrieb von durch Flüssigkeitsdruck betätigten Vorrichtungen, wie z. B. eine hydraulische Arbeitszelle oder ein Motor.

Derartige Anlagen weisen im allgemeinen eine Zahl von zusammenwirkenden Elementen auf, wie z. B. einen hydraulisch-pneumatischen Akkumulator, einen Flüssigkeitsbehälter, Steuerventile usw. Dies bedingt notwendigerweise eine große Zahl von Leitungen zur Verbindung dieser verschiedenen Elemente untereinander.

Die Erfindung besteht darin, daß jedes dieser zusammenwirkenden Elemente mit seinem Gehäuse unmittelbar an ein den Elementen gemeinsames Zwischenstück angeschlossen ist, wobei das Zwischenstück in seinem Inneren mit einem Kanalsystem versehen ist, das die einzelnen Elemente untereinander verbindet und das nach außen führende Öffnungen aufweist, durch welche die Druckflüssigkeit aus dem Akkumulator zu der zu betätigenden Vorrichtung bzw. zu Nebeneinrichtungen, wie ein Druckmeßgerät u. dgl., geleitet werden kann.

Die Erfindung ermöglich so die Herstellung einer kompakten einheitlichen Kraftspeicheranlage unter Fortfall aller Flüssigkeitsleitungen außer der zum Antrieb der zu betätigenden Vorrichtung und für die Rückführung der Flüssigkeit zur Kraftspeicheranlage notwendigen Leitungen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung seien an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, unter Auslassung von Teilen einer erfindungsgemäßen hydraulischen Speiseeinheit;

Fig. 1 a zeigt Einzelheiten der Anordnung der Fig. 1;

Fig. 2 ist ein Grundriß der in Fig. 1 gezeigten Einheit;

Fig. 3 ist ein Teilschnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 2, welcher im besonderen das Innere des Gehäuses, den Vorratsbehälter, den Tragblock, den Betätigungshebel und die Pumpe zeigt;

Fig. 4 ist ein lotrechter Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 2, welcher im besonderen Einzelheiten des Relaisventils und des Druckmessers zeigt;

Fig. 5 ist ein lotrechter Schnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 2, welcher die Pumpe und das Sicherheitsventil und insbesondere den Bügel des Pumpenhebels zeigt;

Fig. 5 a zeigt Einzelheiten der Fig. 5 ;

Fig. 6 bis 9 zeigen verschiedene Stellungen der gleitenden Organe des Relaisventils, und

Fig. 10 zeigt zwei um einen rechten Winkel gegeneinander gedrehte Ansichten einer Einzelheit der gleitenden Organe.

Hydraulische Kraftspeicheranlage
für den Antrieb von durch Flüssigkeitsdruck betätigte Vorrichtungen

Anmelder:
Jean Louis Gratzmuller, Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Müller-Börner, Patentanwalt,
Berlin-Dahlem, Podbielskiallee 68

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 9. Oktober 1950

Jean Louis Gratzmuller, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

In den Zeichnungen ist A ein hydraulisch-pneumatischer Akkumulator, B ein einen Vorratsbehälter bildendes Gehäuse und C der Halteblock der Einheit. Der Akkumulator A ist in eine zylindrische, mit Gewinde versehene Ausnehmung in der Unterseite des Halteblocks C geschraubt, während das Gehäuse B auf die Oberseite dieses Halteblocks mittels eines Randes

21 (Fig. 5) unter Zwischenschaltung einer Packung

22 aufgesetzt ist, wobei dieses Gehäuse an den Halteblock mit Hilfe von Bolzen M (Fig. 2) befestigt ist, welche in auf der Oberseite des Halteblocks C vorgesehene Gewindebohrungen eingeschraubt sind.

Auf der Oberseite des Gehäuses B ist der Hebel J einer Pumpe D angeordnet, welcher in einem an dem Gehäuse B um eine Achse 23 schwenkbaren Bügel / angebracht ist. Die eigentliche Pumpe D ist innerhalb des Gehäuses B angeordnet, wobei das untere Ende dieser Pumpe in eine in der Oberseite des Halteblocks C vorgesehene Gewindebohrung eingeschraubt ist.

Diese Pumpe kann eine beliebige bekannte Bauart aufweisen. Bei dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel besteht der Kolben der Pumpe aus zwei Stangen 24, 25, zwischen welchen eine Kugel 26 angeordnet ist, wobei die gegenüberliegenden Seiten der Stangen 24, 25 mit geeigneten Ausnehmungen zur Aufnahme dieser Kugel versehen sind. Diese Anordnung macht die Ausrichtung der Stangen überflüssig und verhindert jede Klemmgefahr, da sie eine leichte Schrägstellung der Stange 25 gegenüber der eine geradlinige Be-

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wegung ausführenden Stange 24 bei einer Schwenkbewegung des Bügels / um die Achse 23 gestattet. Die beiden Stangen 24, 25 sind (Fig. 5 a) mit Hilfe von Verbindungslaschen 27 und eingesetzten Zapfen 28 aneinander gelenkig befestigt. Wenn der Hebel / im Uhrzeigersinn um die Achse 23 des Bügels / (Fig. 5) geschwenkt wird, wird die in dem Vorratsbehälter B enthaltene Flüssigkeit durch ein Filter 60 und durch die Öffnung N des Gehäuses B in die Pumpe gesaugt, während bei einer Schwenkung des Hebels gegen den Uhrzeigersinn diese Flüssigkeit durch einen Durchlaß 29 und ein Rückschlagventil 30 in den oberen Raum des Akkumulators A gefördert wird.

F ist ein Sicherheitsventil, welches den Durchlaß 29 steuert und dessen Feder 31 so bemessen ist, daß, wenn der Druck in dem Akkumulator einen vorausbestimmten Wert erreicht, die Kugel 33 von ihrem Sitz abgehoben wird und die durch den Auslaß 29 von der Pumpe D geförderte Flüssigkeit nicht in den Akkumulator gelangt, sondern durch Öffnungen 32 in den Behälter B fließt.

Der Durchlaß 29 ist von einer Seite aus in den Halteblock eingebohrt und ist durch einen Gewindestöpsel R verschlossen. Das Innengewinde, in welches der Stöpsel R eingeschraubt ist, kann auch dazu benutzt werden, um anstatt des Stöpsels einen Rohrverbinder aufzunehmen, der gestattet, außer der Pumpe D noch eine zusätzliche mechanische Pumpe zu benutzen. Der obere Raum des Vorratsbehälters B steht mit der Außenluft über einen mit einem Filter 34 versehenen Kanal H in Verbindung. Hierdurch soll das Entstehen eines Überdruckes in dem Vorratsbehälter vermieden werden. Der Auslaß dieses Kanals H ist nach unten gerichtet, um jedes Umherspritzen zu verhindern.

Es wird zweckmäßig ein Akkumulator^ benutzt, der eine allgemein zylindrische Form hat und als Ganzes mit seinem oberen Ende (Fig. 1) in den Tragblock C eingeschraubt werden kann.

Der Akkumulator A wird durch eine Öffnung 35 mit Druckluft, z. B. von 200 kg/cm², gefüllt. Diese Luft wird dann durch eine Flüssigkeit, z. B. öl, verdichtet, welche durch die Pumpe D mit einem Druck von z.B. 300kg/cm² in den Akkumulator gefördert wird; damit ist die Anlage betriebsbereit.

Der Wert des Druckes in dem Akkumulator wird durch einen Druckmesser geeigneter Bauart angezeigt, der mit dem oberen Raum des Akkumulators, in welchem sich das Drucköl befindet, in Verbindung steht.

Die Gewindebohrung P, in die der Druckmesser G eingesetzt wird, kann auch dazu benutzt werden, um zu dem Akkumulator A einen Hilfsakkumulator parallel zu schalten und die Leistung der Anordnung zu erhöhen. Das Gewinde des in die Öffnung geschraubten Rohrstückes ist zweckmäßig etwas konisch, um den Einbau des Druckmessers zu erleichtern.

Um die Dichtigkeit zwischen dem Akkumulator A und dem Tragblock C auf einfache Weise zu erhalten, ist in den oberen Teil der Wand des Akkumulators A ein Gewindeloch 36 eingebohrt, in 'welches eine Schraube 37 eingeschraubt wird, die eine Bleidichtung gegen das Gewinde 39 des Akkumulators A drückt. Wenn diese Bleidichtung durch die Wirkung der Schraube 37 plattgedrückt wird, verhindert sie jede Undichtigkeit längs des Gewindes. Diese Vorrichtung ist im einzelnen in Fig. la gezeigt. Zur Steuerung des Abflusses der in· dem Akkumulator A enthaltenen Druckflüssigkeit zu der Antriebsmaschine, welche mit Relaisventil B vorgesehen, das einerseits eine Betätigungsvorrichtung aufweist, die sich in dem oberen Teil von E befindet, und andererseits ein Hauptventil 1, das das Abfließen der Druckflüssigkeit des Akkumulators A zu dem Auslaß Q steuert. Das Ventil 1 wird durch eine Feder 61 auf seinen Sitz 64 gedrückt, deren Führung und Anschlag durch einen Stift 62 gewährleistet werden, der von einem Splint 63 gehalten wird. Der Körper des Relaisventils B ist in den Tragblock C eingeschraubt. Während dieses Einschraubens kommt dieser Körper mit einer konischen Fläche in Berührung, welche auf dem Sitz 64 vorgesehen ist, wodurch sein unteres Ende leicht aufgeweitet und die Abdichtung des Gewindes gewährleistet wird. Da es bei einigen Anwendungsarten, z. B. bei Anwurfvorrichtungen, erforderlich ist, mehrere Strömungsgeschwindigkeiten der Arbeitsflüssigkeit vorzusehen, wird das Ventil 1 durch ein Hilfsventil 4-5 vervollständigt, welches aus einer Kugel 4 besteht, die in einer Bohrung des Ventils 1 untergebracht ist und einen Sitz 4(z aufweist, sowie aus einem Stößel 5, der die Kugel von ihrem Sitz abheben kann. Der Stößel 5 ist mit einem Kopf 43 starr verbunden, der mit einem gewissen Spiel in eine am oberen Ende des Hauptventils 1 vorgesehene Bohrung 40 paßt. Wenn der Steuerdruckknopf K des Relaisventils niedergedrückt wird, wird ein weiteres Ventil 2-3 betätigt und die Kugel 4 durch den Kopf 43 und der Stößel 5 von ihrem Sitz gehoben, wodurch zunächst der von dieser Kugel gesteuerte Durchlaß von dem Akkumulator^ in die Bohrung 40 geöffnet wird, so daß die Flüssigkeit durch ein seitliches Loch 7 und den Ringraum 41 und den Durchlaß 42 zu dem Auslaß Q fließt.

Die Ventilvorrichtung 2-3 ist derart eingerichtet, daß sie in der geöffneten Stellung das Rückströmen der durch den Auslaß Q zum Antriebsgerät geführten Druckflüssigkeit zum Behälter erlaubt, und zwar über den gleichen Auslaß Q, dem Durchlaß 42, Raum 43, Bohrung 61 und die Öffnungen 52 und 53.

Die Durchflußmenge der Flüssigkeit wird durch ein genau bemessenes Loch 6 begrenzt, welches in einer die Bohrung des Ventils 1 verschließenden Scheibe angebracht ist.

Sobald der Stößel 5 genügend weit nach unten gedrückt ist (Fig. 4), wird der Boden 44 der Bohrung 40 verschlossen. Sobald der Kopf 43 die Schulter 44 berührt, öffnet er das Ventil 1 und kann nun die im Akkumulator befindliche Flüssigkeit zum Auslaß Q strömen.

Zur Verringerung der zur Betätigung des Ventils auf den Druckknopf K erforderlichen Kraft ist ein Servomechanismus oder Relais vorgesehen, welcher direkt den Druck des Akkumulators zur Erzielung der Verstellung des Ventils 1 benutzt. Dieser Servomechanismus besteht wesentlich aus einem Kolben 10, auf dessen obere Stirnseite mittels einer Leitung L der im oberen Raum des Akkumulators A herrschende Druck einwirkt. Da diese Druckfläche des Kolbens 10 größer als die Fläche des Ventils 1 ist, wird, sobald dieser Druck auf den Kolben 10 wirken kann, das Ventil 1 sofort geöffnet, und zwar ohne irgendeine Kraftanstrengung von Seiten der Bedienungsperson. Die Zuführung der Druckflüssigkeit zur oberen Stirnseite des Kolbens 10 sowie ihre Rückführung in den Vorratsbehälter erfolgen durch einen besonderen Verteiler 12.

Die Abdichtung an dem oberen Ende des Zylinders des Körpers des Relaisventils E wird durch eine Dichtungsscheibe 14 und eine Muter 15 erzielt. Eine

dem Tragblock bei Q in Verbindung steht, ist noch ein 70 Feder 13 gewährleistet mittels einer starren Scheibe

46 und einer durch diese Scheibe 46 unter Druck gesetzten plastischen oder elastischen Scheibe die Abdichtung an dem oberen Teil des Behälters B.

Der im einzelnen in Fig. 6 bis 10 gezeigte Verteiler 12 enthält einen axialen Durchlaß 20-20 a- 20 b, welcher mit Durchlässen 46 α in Verbindung steht, die das Rückströmen der oberhalb des Kolbens 10 befindlichen Druckflüssigkeit in den Vorratsbehälter B erlauben, sowie radiale Durchlässe 47, die über einen oder mehrere Kanäle 48 mit dem Raum des Zylinders über dem Kolben 10 in Verbindung stehen, und radiale Durchlässe 49, die ebenfalls mit den Kanälen 48 in Verbindung stehen und mit den Durchlässen 46 über den oberen Teil des axialen Durchlasses 20 verbunden werden können. Dieser axiale Durchlaß weist drei Abschnitte verschiedenen Durchmessers auf. Der obere Abschnitt 20 reicht bis zu den radialen Durchlässen 49 herunter. Auf diesem folgt nach unten ein Abschnitt 20 α von größerem Durchmesser und der weiter nach unten reicht als die radialen Durchlässe 47, wobei auf diesen Abschnitt 20 a wiederum ein Abschnitt 20 & folgt, der einen noch größeren Durchmesser hat und dessen oberes Ende den Sitz für eine Kugel 18 bildet. Die Kugel 18 wirkt mit diesem Sitz so zusammen, daß sie ein Einlaßventil bildet.

In der axialen Bohrung 20 gleitet ein Stift 16, welcher genau in diese Bohrung paßt und einen Auslaßschieber bildet. An dem unteren Ende des Stiftes 16 ist eine weitere Kugel 19 angeordnet; zwischen dieser und der Kugel 18 ist ein zweiter Stift 17 angeordnet. Schließlich verhindert ein z. B. durch einen kleinen Stift gebildeter Anschlag 50 das Herausfallen der Kugel 18, wenn kein Druck herrscht.

Diese Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Wenn kein Druck herrscht, bleiben die verschiedenen bewegliehen Organe des Verteilers in der in Fig. 9 dargestellten Stellung, die ausschließlich durch die Wirkung der Schwerkraft erhalten wird. Sobald die Pumpe D betätigt wird und einen gewissen Druck in dem Akkumulator herstellt, wird die Kugel 18 nach oben gedrückt, da dieser Druck über die Leitung L unterhalb dieser Kugel wirksam wird. Die beweglichen Organe des Verteilers werden dann in die in Fig. 6 gezeigte Stellung gebracht. Die Kugel 18 wird auf ihren Sitz gedrückt und verhindert die Weiterleitung der Druckflüssigkeit durch den axialen Durchlaß 20a.

Wenn der Druckknopf K niedergedrückt wird, erfolgt eine Verschiebung der beweglichen Anordnung 16-19-17-18 nach unten, so daß diese in die in Fig. 7 dargestellte Stellung gelangt. In dieser Stellung wird die Kugel 18 von ihrem Sitz abgehoben, während der Durchlaß 20 immer noch durch den Stift 16 verschlossen ist. Die über den Durchlaß 20 b ankommende Druckflüssigkeit tritt durch den Durchlaß 20 a, die radialen Durchlässe 47-49 und die Kanäle 48 in den oberen Raum des Zylinders 45. Die Druckflüssigkeit kann nicht durch den Durchlaß 20 und die radialen Durchlässe 46 treten, da — wie erwähnt — der Stift 16 genau dichtend in den Durchlaß 20 paßt. Der Kolben 10 erfährt somit den gesamten im oberen Raum des Akkumulators herrschenden Druck, und die beweglichen Organe der Ventile, die sich in dem unteren Teil der Vorrichtung E befinden, werden verstellt.

Nach einer bestimmten Zeit muß die in die Vorrichtung geförderte Flüssigkeit wieder in den Vorratsbehälter B zurückgeführt werden. Hierfür muß die Verbindung zwischen dem Speisekreis und dem Akkumulator unterbrochen werden, während die Verbindung zwischen diesem Kreis und dem Vorratsbehälter B gleichzeitig hergestellt werden muß. Die Stellung der beweglichen Organe des Verteilers während der Rückführung der Flüssigkeit in den Vorratsbehälter ist in Fig. 8 gezeigt. Wenn der Druckknopf K losgelassen wird, drückt die Feder 11 diesen Knopf wieder in seine Anfangsstellung zurück, so daß der Stift 16 freigegeben wird. Der Druck gelangt dann, wie der Pfeil in Fig. 8 andeutet, in den Kanal 48, strömt durch die radialen Durchlässe 47-49 in den axialen Durchlaß 20 a und wirkt auf das untere Ende des Stiftes 16, welcher so nach oben verschoben wird. Wie aus Fig. 10 hervorgeht, kann die Kugel 19 niemals den Durchlaß 20 verschließen, so daß der Druck der Flüssigkeit frei auf den Stift 16 wirken und diesen nach oben d.rücken kann, bis er die Stellung der Fig. 8 erreicht hat. In dieser Stellung gibt er die Durchlässe 46 frei, durch welche die Flüssigkeit nun frei in den Vorratsbehälter B strömen kann. Sobald das Abströmen beendet ist, nehmen die beweglichen Organe wiederum die Stellung der Fig. 9 ein, bis Flüssigkeit wiederum in den Akkumulator gefördert wird.

Es ist noch zu bemerken, daß der beschriebene Verteiler jede Möglichkeit eines direkten Übertrittes von dem Akkumulator A in den Vorratsbehälter B ausschließt und gleichzeitig einen äußerst einfachen und billigen Aufbau aufweist, da er nur aus zwei geraden Stiften und zwei Kugeln besteht. Ferner ist der Hub des Druckknopfes so klein wie möglich gemacht. Durch die Zwischenschaltung des Stiftes 16 und der Kugel 19 ist dieser Hub gleich der Länge, auf welcher der axiale Durchlaß 20 dicht ist, vermehrt um den Aufwärtshub des Stiftes 16.

Da ferner der Querschnitt des Stiftes 16 kleiner ist als der Querschnitt des Durchlasses 20 α, ist die Kraft, welche auf den Druckknopf K ausgeübt werden muß, um die gleitenden Organe und das Ventil des Verteilers in der in Fig. 7 gezeigten Stellung zu halten, kleiner als die Kraft, welche erforderlich war, um diese in diese Stellung zu bringen. Es ist selbstverständlich, daß ein beliebiges System mit Dreiwegehahn an Stelle der oben beschriebenen Einrichtung benutzt werden kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (4)

1. Paten tans pro c η ε-1. Hydraulische Kraftspeicheranlage für den Antrieb von durch Flüssigkeitsdruck betätigten Vorrichtungen mit einem Flüssigkeitsbehälter, einer die Flüssigkeit aus diesem Behälter saugenden Pumpe, einem die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit unter einem vorbestimmten Druck speichernden hydraulisch-pneumatischen Akkumulator und einem den Auslaß der gespeicherten Druckflüssigkeit steuernden Ventil, dadurch gekennzeichnet, daß jedes dieser zusammenwirkenden Elemente (A, B, D, E) mit seinem Gehäuse unmittelbar an ein den Elementen gemeinsames Zwischenstück (C) angeschlossen ist, wobei das Zwischenstück in seinem Inneren mit einem Kanalsystem versehen ist, das die einzelnen Elemente untereinander verbindet und das nach außen führende öffnungen (Q, P) aufweist, durch welche die Druckflüssigkeit aus dem Akkumulator zu der zu betätigenden Vorrichtung bzw. zu Nebeneinrichtungen, wie ein Druckmeßgerät (C-), geleitet werden kann.
2. 2. Kraftspeicheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als ein weiteres Element ein Sicherheitsventil (F) mit seinem Gehäuse an dem Zwischenstück (C) befestigt ist.
3. 3. Kraftspeicheranlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Steuerventils (E), das Gehäuse der Pumpe (D) und das Gehäuse des Sicherheitsventils (F) im Gehäuse des Flüssigkeitsbehälters (B) eingeschlossen sind.
4. 4. Handbetätigtes Steuerventil, insbesondere für eine hydraulische Kraftspeicheranlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Kolben (10), auf dessen eine Seite über einen Kanal (L) der in einem Kraftspeicher (A) herr-

   sehende Flüssigkeitsdruck wirken kann, wobei die Fläche dieser Kolbenseite größer als die Fläche des Hauptventils (1) ist, das den das Starten des Motors bewirkenden Flüssigkeitsstrom steuert, und durch einen Verteiler (12), der durch Handbetätigungsmittel (K) gesteuert wird und einen Schieber für den Auslaß und ein Kugelventil für den Einlaß aufweist, wobei der Schieber und das Kugelventil im wesentlichen durch zwei Stifte (16,17) mit konstantem Querschnitt und zwei Kugeln (18,19) gebildet werden.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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