DE1525857A1

DE1525857A1 - Hydropneumatischer Speicher

Info

Publication number: DE1525857A1
Application number: DE19661525857
Authority: DE
Inventors: Kessler Dr-Ing Claus; Bohrdt Joachim Conrado; Gerhard Grieger; Hans-Joachim Perschau
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-12-09
Filing date: 1966-12-09
Publication date: 1969-12-04
Also published as: DE1525857B2; CH468592A; FR1545183A

Description

SIEMENS AmENGEiBLLdCHAM 1525857

Berlin und München

Aktenzeichen: P 15 25 857.8 Unser Zeichen: PLA 66/0185 Sm/Un

Hydropneumatischer Speicher

Die Erfindung befaßt aich mit einem hydropneumatischen Speicher. Solche Speicher bestehen üblicherweise aus einem druckfeaten Behälter aus Stahl, dessen Inneres durch eine Trennwand in zwei Räume geteilt ist. Die Trennwand ist beweglich. Sie ist entweder als Kolben ausgebildet (Kolbenspeicher) oder als Kunststoffmembran (Membran- oder Blasenspeicher).

Der eine Raum des Speichers wird entsprechend dem für den Speicher vorgesehenen Arbeitsdruck mit einem Gas» z.B. Stickstoff»

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gefüllt. Anschließend fördert eine Pumpe in den anderen R mam des Speicher bis zu einem gewünschten Betriebadruck die Hydraulikflüssigkeit, üblicherweise Mineralöl. Hierbei wird daa Gas zusammengedrückt und der Druck des Speichers erhöht. Die in dem unter Druck stehenden Gas gespeicherte Energie kann dann über die Hydraulikflüssigkeit abgegeben werden. Sie hängt bei gegebenen Druck von der Größe der Gasmenge ab. Die Energie, die auch als Arbeitsvermögen bezeichnet wird, kann sich somit ändern, wenn das Gas aus dem dafür vorgesehenen Baum des Speichers entweicht.

Zur Kontrolle der Gasmenge soll man nach der Seie 13 der von der Firma Bosch herausgegebenen Druckschrift "Bosch Hydroapeicher", vom Mai 1966, den sogenannten Gas vor spanndruck messen. Mit G_a-e vorspanndruck ist der Druck gemeint, den das Gas aufweist, wenn es daa gesamte Speichervolumen ausfüllt. Dieser Druck sinkt mit abnehmender Gasmenge.

Zum Messen des Vorspanndruckes geht man so vor, daß man den Speicher durch Öffnen des für die Hydraulikflüasigkeit vorgesehenen Ventils langsam entleert und hierbei den Druck der Hydraulikflüssigkeit mit einem an der Flüaaigkeitsleitung angebrachten Manometer überwacht. Ist die gesamte Hydraulikflüssigkeit aus dem Speicher herausgedrückt, so wird ein* am Speicher sitzendes Ventil selbsttätig geschloasan, unc! der Druck in · der Hydraulikleitung fällt dann plötzlich auf lull. Der vor dem

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Druckabfall am Manometer festgestellte Druck ist der sogenannte Vorspanndruck und, wie gesagt, ein Maß für die im Speicher vorhandene Gasmenge.

Das vorgenannte Verfahren besitzt den Vorteil, daß man ohne zusätzliche icile die Gasmenge bestimmen kann, denn ein Manometer zur überwachungs des Druckes der Hydraulikflüssigkeit ist üblicherweise am Speicher vorgesehen. Ebenso gehört ein Ablaßventil •zur notwendigen Ausrüstung eines solche Speichers. Es ist jedoch mühselig, den Speicher langsam zu entleeren und hierbei das Manometer zu beobachten. Vor allem aber ist diese Überwachung not wendigerweise mit einer Betriebsunterbrechung verbunden. Aus diesem Grunde kommt sie nicht für die hydraulischen Antriebe elektrischer ochaltgeräte in Betracht, die, sofern sie in Betrieb sind, ständig schaltbereit sein müssen.

Als Abhilfe hat man versucht, bei Kolbenspeichern die Kolbenstellung zu erfassen (DAS 1 223 185). Hierfür ist jedoch ein bestimmter mechanischer Aufwand erforderlich , der den Speicher unerwünscht verteuert. Darüber hinaus ist eine solche Überwachung nur dann zuverlässig, wenn sichergestellt ist, daß kein öl in den Gasraum eindringt. Hierdurch würde nämlich ein größeres Gasvolumen vorgetäuscht, als tatsächlich vorhanden ist, ohne daß die Überwachung dies feststellen könnte.

Die Erfindung befaßt sich ebenfalls mit der Überwachung der Gasmenge in einem hydropneumatischen Speicher. Im Gegensatz

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zur "bekannten Anordnung bedient man sich dazu jedoch erfindungsgemäß einer überwachungseinrichtung zur Prüfung der im Speicher . vorhandenen Gasmengen, die beim betriebsmäßigen Nachfüllen der Hydraulikflüssigkeit vor der vollständigen Leerung des Speichers den Zusammenhang zwischen der in den Speicher gelangenden Füllmengen und dem Anstieg des Druckes im Speicher erfaßt. Dabei braucht der Speicher zur Füllung der Gasmengen nicht entleert zu werden. Außerdem kann die Überwachung ohne großen Aufwand automatisch erfolgen, weil der Speicher ohnehin von Zeit zu Zeit mit einer Pumpe nachgefüllt werden muß, wenn er im Betrieb benutzt wird. Hierbei kann die überwachungseinrichtung ein Signal liefern, wenn die Gasmenge nicht ausreicht.

Anders ist es dagegen bei einem aus der deutschen Auslegeschrift 1 228 874 bekannten hydropneumatisehen Speicher mit einer flexiblen Membran als Trennwand zwischen Gas und Flüssigkeit (Blasenspeicher). Zur Schonung der Blase sind in dem bekannten Speicher Trennwände vorgesehen, die die Verformung aer Blase bei entweder starkem Flüssigkeits- oder starkem Gasverlust begrenzen. Damit die Blase in solchen Grenzfällen aber auch durch den Druckunterschied nicht zu sehr beansprucht werden kann, ist eine Verbindung zwischen Gas- und Flüssigkeitsraum vorgesehen, die bei einer bestimmten Druckdifferenz geöffnet wird. Ein Maß für die Gasmenge im Speicher läßt sich aus diesem übertritt der Medien in den anderen Speicherteil jedoch nicht gewinnen, weil die Füllmenge, die dazu geführt hat, nicht bekannt ist. Im übrigen muß der Speicher dann ohnehin außer Betrieb genommen werden.

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Die Überwachungseinrichtung nach der Erfindung kann grundsätzlich

nach zwei Sichtungen hin ausgebildet sein. Es ist einmal möglich, daß die tJberwachungseinrichtung die einer bestimmten Füllmenge zugeordnete größte zulässige Druckdifferenz erfaßt. Je kleiner die Gasmenge, desto größer ist nämlich die Drucksteigerung pro Füllmenge. Zum anderen kann man so vorgehen, daß die Überwachungseinrichtung die einer bestimmten Druckdifferenz zugeordnete kleinste zulässige Füllmenge erfaßt.

Bei der Verwirklichung der zuerst genannten Ausführungsform kann man die bestimmte Füllmenge mit einer Pumpe mit einem definierten Fördervolumen aufbringen, z.B. durch einen einmaligen Hub einer Kolbenpumpe. Man kann aber auch eine Pumpe kleinerer Förderleistung pro Hub eine bestimmte Zeit lang

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arbeiten lassen, um .eine gewünschte Füllmenge zu erhalten. Dieses Verfahren ist besonders bei sehr hohen Drücken günstiger. Ferner kann man auch in die Fülleitu,ng dee Speichers eine Meßeinrichtung für die Füllmenge einbauen. Man ist dann von der Pumpe unabhängig, so daß eine eventuelle Abnutzung der Pumpe keine Verfälschung des MejJergebnisses hervorbringen kann.

Die genannte Meßeinrichtung wird zweckmäßig am Speicher angeordnet. Sie kann mit dem Speicher baulich vereinigt werden. Als Meßeinrichtung ist insbesondere ein Raum mit einer beweglichen Trennwand geeignet, die bei der Bewegung zwischen einer Ruhelage und einem Anschlag ein bestimmtes Volumen verdrängt. Das Ende der Verdrängungsbewegung kann man z.B. dadurch kenntlich machen, daß die Trennv/and beim Anlaufen an aen Anschlag die Fülleitung für den Speicher sperrt. Daraufhin stellt sich, wenn die Pumpe weiterfördert, in dem Raum vor der Trennwand ein steigender Druck ein, während der Druck im Raum hinter der Trennwand gleichbleibt. Die Differenz zwischen dem Anfangsdruck beim Pumpen und dem gleichbleibenden Enddruck nach dem Schließen der Fülleitung ist dann ein Maß für die im Jpeicher vorhandene Gasmenge, und zwar ist die Gasmenge umso größer, je kleiner die Druckdifferenz ist.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Trennwend beim Anlaufen an den Anschlag einen SignalschäL ter betätigt. In -diesem Moment kann wieder, gegebenenfalls automatisch,der Druck gemessen werden, so daß die für die Gaemenge kennzeichnende.

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Druckdifferenz feststellbar ist. Man kann aber auch den Signalschalter so mit einem Manometer kombinieren, daß nur dann ein Signal gegeben wird, wenn beim Betätigen des Signalschalters ein bestimmter Druck überschritten ist. Dieses Signal kann unmittelbar als Anzeige dafür verwendet werden, daß die im Speicher enthaltene Gasmenge zu gering ist. Pur den Fall, daß der kritische Druck beim Fördern der bestimmten Füllmenge nicht erreicht ist, kann man, um eine maximale Füllung des Speichers zu sichern, in der Trennwand der Meßeinrichtung ein Ventil vorsehen, das beim Anlaufen an den Anschlag öffnet. Die Pumpe kann dann durch das geöffnete Ventil den Speicher v/eiter bis auf einen gewünschten Enddruck füllen.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß man ein bestimmtes Volumen zusätzlich einspritzt, indem man beispielsweise mit einem Kolben, der seinerseits hydraulisch betätigt werden kann, unabhängig von der sonst üblichen Pumpe Hydraulikflüssigkeit in den Speicher drückt. Hierbei kann man auch mit einem Differentialkolben arbeiten. Das Hineindrücken kann willkürlich geschehen, wobei die Drucksteigerung durch einfache Kontaktmanometer erfaßt werden kann. Die Schaltung der Kontaktmanometer kann zur Auslösung einer automatischen Überwachung mechanisiert werden, indem der Stellung des Kolbens ebenfalls Kontakte zugeordnet werden. Man braucht dann nur noch ein Kommando für den Beginn der Kolbenbewegung zu geben und erhält eine automatische Überprüfung mit Hilfe einer Zusatzeinrichtung, die unter Umständen zur Prüfung von Speichern wiederholt und an verschiedenen Stellen verwendet werden kann.

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Wie bereits erwähnt, kann man eine bestimmte Flüssigkeitsmenge auch dadurch nachfüllen, daß man eine mit einer Pumpenwelle ausgerüstete pumpe, z.B. eine periodisch arbeitende Kolbenpumpe mit geringem Hubvolumen eine bestimmte Zeit lang laufen . läßt. Die Fördermenge der Pumpe kann man bei dieser Ausführungsform der Erfindung aber auch als eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen der Pumpenv/elle über ein Getriebe erfassen, das eine Übersetzung ins Langsame ergibt. Bei einer einfachen Ausgestal- ^ tung wird von dem Getriebe während einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen der Pumpenwelle einmal ein Schalter betätigt. Die 6 c halb erbe tat igung kann sich periodisch wiederholen, wenn die langsame Welle des Getriebes wiederum eine Umdrehung gemacht · hat, die jeweils einer bestimmten Füllmenge entspricht. Hierbei kann man eine räumliche Trennung und damit einen freizügigen Aufbau durch eine elektrische Welle erhalten, über die das Getriebe mit dem Pumpenmotor gekoppelt wird.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden ver-P schiedene Ausführungsbeispiele beachrieben, die in der beilJejenden Zeichnung schematisch dargestellt sind.

Wie in Fig. 1 gezeichnet, soll der hydropneumatische Speicher 1 als Druckmittelquelle für den nicht dargestellten hydraulischen Antrieb eines elektrischen Leistungsschalters dienen, der über die Leitung 10 mit dem Speicher 1 verbunden ist. Der Speicher 1 kann ein Blasen- oder ein Kolbenspeicher sein. 8_ein Druck wird " durch ein Kortaktmanometer.2 überwacht. Zum Nachfüllen der

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Hydraulikflüssigkeit aus einem Sumpf 3 dient eine Pumpe 4, 'die mit dem Speicher 1 über die Fülleitung 5 verbunden ist. Die ^umpe ist beispielsweise eine Kobenpumpe, wie sie als Einspritzpumpe für Kraftfahrzeuge verwendet wird.

Die Pumpe 4 ist mit einem Antriebsmotor 6 gekuppelt, der von einer nicht dargestellten Spannungsquelle über die Leitung 7 gespeist wird. Im Zuge der Leitung 7 liegt der Schaltkontakt 8 des Kontaktmanometers 2. Der Kontakt 8 schließt beim Absinken des Druckes bei einem Wert von z;B. 280 at und öffnet mit steigendem Druck bei 300 at.

Mit dem Kontakt 8 des Manometers 2 sind beim Ausführungsbeispiel zwei weitere Kontakte 11 und 12 gekoppelt, die ebenfalls an die Leitung 7 angeschlossen sind. Der Kontakt 11 ist ein Wischkontakt, der bei einem Druck von 280 at kurzzeitig geschlossen, sonst aber geöffnet ist. Er führt zu einem Zeitrelais I3o Das Relais schließt, wenn es Spannung bekommt, nach einer vorgegebenen Zeit von beispielsweise 30 Sekunden einen Kontakt 14, der mit dem Kontakt 12 in Reihe liegt. An den Kontakt 14 ist eine Hupe 15 angeschlossen. Der Kontakt 12 ist bei kleineren Drücken als 300 at geöffnet, bei höheren dagegen geschlossen.

Wenn der auf den Betriebsdruck gefüllte Speicher 1 sich durch Leckverluste an seinem Ventil oder dergleichen langsam entleert, so wird der Kontakt 8 geschlossen, sobald der Druck unter 280 at absinkt. Dadurch bekommt der Motor 6 Spannung. Er setzt die

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Pumpe 4 in Bewegung, bis der Druck 300 at erreicht. Überaohreitet der Druck diesen Wert, wird der Motor 6 vom Kontakt 8 ausgeschaltet.

Beim Absinken des Druckes auf 280 at schaltet außerdem der Kontakt 11 das Zeitrelais 13 ein« Das Zeitrelais schließt seinen Kontakt 14» der zur Hupe 15 führt, und öffnet ihn nach einer vorgegebenen Zeit. Diese Zeit ist so bemessen, daß bei ausreichender Gasmenge im Speicher 1 der Motor 6 noch läuft, weil der Druck noch nicht 3oo at erreicht hat. Pur diesen Fall ist der Kontakt 12 noch geöffnet, solange der Kontakt 14 geschlossen ist.

Ist die Gasmenge im Speicher 1 infolge von Leckverlusten des Gases aber zu kein geworden, so erreicht-der Druck 300 at, bevor das Zeitrelais seinen Kontakt 14 geöffnet hat. Die auf die Druckdifferenz von 20 atü bezogene Fördermenge der Pumpe 4 ist dann kleiner als der zulässige Grenzwert, der mit dem Zeitrelais 13 w vorgegeben wird. In diesem Fall gelangt Spannung über den Kontakt 12 und den Kontakt 14 des Zeitrelais 13 zur Hupe 15» Mithin wird bei unzureichender Gasfüllung ein dignal gegeben. Hierfür werden zusätzlich zu der normalen Einrichtung eines Hydraulikspeichers lediglich zwei weitere Kontakte des Manometers 2 und ein Zeitrelais 13 benötigt. Die Prüfung der Gemenge erfolgt selbsttätig bei jedem Nachfüllen des Speichers. Statt einer Hupe kann auch eine andere Meldung, z.B. ber ein Fall- · klappenrelais, vorgesehen we=«ä€a sein. Bei der Überwachung

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des Gasvolumens kommt es nicht auf die stellung einer Membran oder eines Kolbens an, die den Gasraum des Speichers 1 von dem mit Flüssigkeit gefüllten Teil trennt.

In der Pig. 2 ist angedeutet, daß zusätzlich zu der Pumpe 4 bei der Anordnung nach Fig. 1 noch eine Pumpe 20 mit einem eigenen Antriebsmotor 21 verwendet werden kann, wobei das elektrische Überwachungssystem im Prinzip das gleiche ist. Der Grund dieser * Anordnung liegt darin, daß für die Messung von Zeitdifferenzen, die den Gasinhalt kennzeichnen, bestimmte Fördermengen in bezug auf das Speichervolumen nicht überschritten werden könnan.. Ist nämlich das Fördervolumen in bezug auf den Speiche.· sehr groß, so ist die zum Nachfüllen benötigte Zeit entsprechend klein und eine Zeitdifferenz, die den Gasverlust berücksdbh tigt, noch kleiner und somit nur schlecht zu erfassen. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 besitzt deshalb außer der Pumpe 4, die nur für Leckverluste vorgesehen ist, für das Nachfüllen bei betriebsmäßigem Druckmittelverbrauch, also beim Betätigen des elektrischen Schalters, die zusätzliche Pumpe 20 mit einer größeren Förderleistung.

Um zu vermeiden, daß die Pumpen 20 und 4 zugleich ansprechen, kann man der Pumpe 4 einen höheren Ansprechdruck geben als dem Schaltpunkt des Kontaktes 19 für die Pumpe 20. Außerdem kann man eine in der Fig. 2 nicht gezeichnete Verriegelung vorsehen, die die Pumpe 4 ausschaltet, wenn der Motor 21 läuft.

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Die in der Pig. 3 ohne die elektrische

Steuerung gezeichnete Anordnung entspricht im Prinzip der Anordnung nach Pig. 2. Aus Ersparnisgründen wird jedoch nur ein einziger Antriebsmotor 6 verwendet, der mit der Pumpe 4 und der 'Pumpe 20 über eine elektromagnetische Kupplung 22 bzw. 23 verbunden werden kann. Ein Rückschlagventil 24 bzw. 25 verhindert das Eindringen der Hydraulikflüssigkeit in die nicht arbeitende Pumpe.

Die elektrische Steuerung ger Anordnung nach Pig. 3 stimmt sinngemäß mit der Anordnung nach Pig. 2 überein. Zusätzlich zu der Erregung des Antriebsmotors 6 wird jedoch die Kupplung 22 eingelegt, wenn die Pumpe 4 zur Deckung von Leckverlusten in Betrieb gesetzt werden soll.

Die Anordnung nach den Fig. 4 und 5 erfaßt die Püllmenge nicht über die Fördermenge der Pumpe. In die Fülleitung 5 der nicht gezeichneten Pumpe ist am Speicher 1 ein Behälter 30 eingebaut, dessen Inneres durch eine Membran 31 in zwei Räume 32 und 33 getrennt ist. Vor dem Behälter 30 ist ein Manometer 35 und dahinter ein Manometer 36 an der Fülleitung angebracht.

Die Membran 31 verschiebt sich beim Nachfüllen des Speichers. Sie erreicht die dem Speicher 1 zugekehrte Öffnung 37 des Behälters 30, wie in Fig. 5 gezeigt ist, wenn ein bestimmtes Flüssigkeitsvolumen in den Speicher 1 hineingedrückt wurde. In diesem Augenblick steigt der am Manometer 35 ablesbare Druck

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stark an, wenn die Pumpe weiter fördert. Das Manometer 36 ,zeigt dagegen keine Druckerhöhung mehr. Der Enddruck des Manometers 36 ist ein Maß für die im Speicher 1 vorhandene Gasmenge .

Die in den Pig. 6 und 7 gezeigte Anordnung unterscheidet sich von der Anordnung nach den Pig. 4 und 5 durch den Ersatz der Membran 31 durch einen Kolben 40.

Die in den Pig.· 8 und 9 dargestellte Ausführungsform der Erfindung entspricht im Prinzip der Anordnung nach den Pig. 4 bis 7. Ein Unterschied besteht darin, daB das Manometer 36 auf der Gasseite des Speichers 1 angeordnet ist. Vor allem aber v/ird · die Membran 31 zugleich als Trennwand zwischen dem Gas- und dem Plüssigkeitsraum des Speichers benutzt. Dies ergibt eine beträchtliche Vereinfachung.

Die in den Pig. 4 bis 9 gezeichneten Anordnungen setzen voraus,

daß die Anfangslage der Membran 31 bzw. des Kolbens 40 vor äera f Pördern der Pumpe genau definiert ist. Um dies zu erreichen, kann man z.B. den Motor der Pumpe durch einen Kontakt steuern, der von der Membran oder dem Kolben betätigt wird.

In den Pig. 10 und 11 ist eine andere Möglichkeit dargestellt, bei der die Messung der Druckdifferenz in bezug auf eine konstante Füllmenge für den Speicher als Maß für die Gasmenge im üpeicher verwendet wird. Die Pig. 11 zeigt hierbei die elektrische Steuerung.

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An den Speicher 1 ist über die Leitung io der nicht dargestellte Schalterantrieb angeschlossen. Das Konfcaktmanometer 2 überwacht den Speicherdruck und steuert den Motor 6 für die Pumpe 4, die die unter Niederdruck im Sumpf 3 vorhandene Hydraulikflüssigkeit ansaugt, wenn der Antriebsmotor 6 eingeschaltet wird. In der Fülleitung 5 zwischen Pumpe und Speicher ist als Meßeinrichtung

46 für eine bestimmte Füllmenge ein Zylinder 47 eingebaut, in dem ein Kolben 48 als bewegliche Tr^ennw&ftd verschiebbar ist. Der

^ Kolben 48 ist mit einer Rundschnurdichtung 49 ausgerüstet. Er

enthält eine Bohrung 50, in der ein Kugelrückachlagventil 51 angeordnet ist. Ein Stößel 52 kann das Rückschlagventil öffnen, wenn der Kolben das dem Speicher 1 zugekehrte Ende des Zylinders

47 erreicht. Die Peder 53 drückt den Kolben 48 jedoch normalerweise in die dargestellte entgegengesetzte Endlage. Der Sumpf 3 ist mit dem Speicher 1 über ein Rückschlagventil 55 verbunden, das parallel zu Meßeinrichtung 46 liegt und über ein zweites Rückschlagventil 56 an die Leitung 10 führt. An der Meßeinrichtung 46 ist ein Schalter 60 vorgesehen, der über den Stöflel 61

betätigt wird, wenn der Kolben 48 seine dem Speicher zugekehrte Endlage erreicht.

Der in der Fig. 11 dargestellte Stromlaufplan der elektrischen Steuerung, die zu der Anordnung nach Fig. 10 gehört, zeigt den Antriebsmotor 6 mit dem zugehörigen Motorschütz 62. In der Leitung des Motorschützes liegt der Kontakt 63 eines Relais 64 und der Ruhestromkontakt 65 des Relais 66. Ein weiteres Relais 67 steuert die Hupe 15 über einen Kontakt 68.

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Der Kontakt 8 des Kontaktraanometers 2 ist bei Drücken von mehr als 280 at geöffnet, sonst geschlossen. Deshalb wird das Relais 64 erregt, wenn der Druck kleiner als 280 at ist. Das Relais 64 hat außer dem Kontakt 63 noch die Arbeitsstromkontakte 69, 70 und 71. Zu dem Relais 66 gehört der Ruhestromkontakt und die Arbeitsstromkontakte 73 und 74. Ferner enthält der Stromlaufplan den Kontakt 60 ale Darstellung des Schalters 60 in Fig. 10. Der Kontakt 60 ist normalerweise geschlossen. E_r wird geöffnet, wenn der Kolben 48 die dem .Speicher zugekehrte Endlage erreicht. Der Kontakt 12 ist bei Werten über 300 at geschlossen, bei kleineren Werten geöffnet. Ein Druckknopfschalter 75 dient zum Abschalten der Anordnung, vae im folgenden noch beschrieben v/ird.

Wenn der Kontakt 8 des Manometers 2 bei kleineren Druckwerten als 280 at schließt, erhält das Relais 64 über den Kontakt 72 Spannung. Es zieht an und geht über den Kontakt 70 in Selbsthaltung. Hierdurch wird über den Kontakt 63 das Motorschütz erregt. Der Motor 6 treibt die Pumpe 4, so daß der Speicher 1 gefüllt" wird. Wenn 'der Druck 300 at erreicht, schließt der Kontakt 12. Dadurch zieht das Relais 66 an, da der Kontakt 69 des Relais 64 geschlossen ist. Das Motorschütz 62 wird über den Kontakt 65 entregt, so daß der Motor ausgeschaltet wird. Wenn der Kolben 48 der Meßeinrichtung 46 bis dahin den Kontakt 60 geöffnet hat, also eine bestimmte Füllmenge in den Speicher gelangt ist, ist das Nachfüllen des Speichers beendet. Durch das Ansprechen des R_elais 66 wird nämlich der Huiieatromkontakt 72

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geöffnet, ao daß der Strompfad für das Relais 64 unterbrochen ist.

Für den Fall, daß die Gasmenge im Speicher 1 durch Leckverluste zu klein feeworden ist, wird ein Druck von 300 at jedoch erreicht, bevor der Kolben 48 bei seinem Hub den Schalter 60 geöffnet hat. In diesem Falle wird beim Schließen des Kontaktes 12 zwar auch der Motor 6 über den Kontakt 65 des Relais 66 abgeschaltet, zugleich kommt aber für das Relais 64 ein Strompfad über den Kontakt 73 und den Kont-akt 60 zustande, so daß das Relais 64 angezogen bleibt. Deshalb v/ird über den Kontakt 74 das Relais 67 erregt, das nunmehr den Kontakt 68 für die Hupe 15 , schließt. Es ertönt also ein Signal, das solange bestehen bleibt, bis der Stromifad für das Relais 64 mit dem Druckknopfschalter 75 unterbrochen wird. Die Überwachung der Gasmenge im Speicher erfolgt wiederum automatisch bei jedem Nachfüllen des Speichers.

Das Rückschlagventil 55 der in der Fig. 10 dargestellten An- ψ Ordnung hat nur den Zweck, im Ruhezustand der Pumpe 4 die Bewegung des Kolbens 48 vom Speicher zur Pumpe zu ermöglichen, ohne daß ein Unterdruck entsteht. Die Pumpe 4 muß dabei das vom Kolben verdrängte Öl durchlassen können. Andereinfalle muß eine ι öeignete Überbrückung der Pumpe vorgesehen werden.

In der Fig. 12 ist das hydraulische Schema, in Fig. 13 der zugehörige elektrische Schaltplan einer anderen Ausführung der Überwachungseinrichtung dargestellt, die ebenfalls mit einer einzigen ?umpe auskommt.

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Der Speicher 1, der die zum Schalter führende Leitung 10 apeiat, wird von einer Pumpe 4 über das Rückschlagventil 56 und ein Absperrventil 78 gefüllt. In der Saugleitung, die zum Sumpf 3 führt, sitzt ein Filter 79. Zwischen dem Ruckschlagvsntil 56 und dem Absperrventil 78 iat ein Überdruckventil 80 vorgesehen, dessen Auslaßleitung in den Sumpf 3 führt»

Mit dem Antriebsmotor 6 der Pumpe 4 ist ein Getriebe 83 gekoppelt, das die Motordrehzahl ins Langsame übersetzt. Das ™ Übersetzungsverhältsnis von z.B. 200 : 1 ist so gewählt, daß bei einer für das normale Nachfüllen von 280 auf 300 at erforderlichen Pumpendrehzahl eine mit der langsamen Welle des Getriebes 83 gekoppelte Scheibe 84 eine einzige Umdrehung ausführt. Nach der einen Umdrehung der Scheibe 84 wird ein Schalter 85 betätigt.

Der liotDr 6 ist,wie Pig. 13 zeigt, wiederum ein Drehetrommotor, der über das Schütz 62 betätigt wird. Zum Schütz 62 λ gehört ein Ruhestromkontakt 87 und ein Arbeiteetronkontakt 88.

Die Kontakte 8 und 11 des Kontaktmanometere 2 werdtn bei 280 at bzv/o bei 300 at geschlossen. Die Scheibe 84 öffnet den Kontakt 85, sobald sie aus der gezeichneten Lage gedreht wird, und schließt ihn wieder, wenn sie die gezeichnete Lage nach einer Umdrehung erneut erreicht. Mit dem Kontakt 8 ist ein Relais 90 in Reihe geschaltet, das zwei Ruhesromkontakte 91 und 92 auf- '.

weist. Der Kontakt 11 ist der Hupe 15 zugeordnet.

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Die Anordnung ist druck- und spannungslos gezeichnet. V/ird durch Einlegen eines nicht gezeichneten Hauptschalters die Steuerspannung angelegt, so erhält das Schütz 62 über die Kontakte 85, 92 und 87 Spannung und schaltet den Motor 6 ein. Gleichzeitig geht das Schütz 62 über den Kontakt 88 in Selbsthaltung. Per Motor 6 öffnet bei seiner Drehung über das Getriebe 83 den Kontakt 85 und schließt ihn nach 2oo Umdrehung der Pumpenwelle, wenn die Scheibe 84 wieder die

_ gezeichnete Stellung einnimmt. Dies ist solange bedeutungslos, bis der Druck 280 at übersteigt. Dann schließt nämlich der Kontakt 8 des Kontaktmanometers 2. In diesem Falle wird beim Schließen des Kontaktes 85 das Heiais 90 erregt, so daS über den Kontakt 91 das Schütz 62 abgeschaltet wird. Diese Schaltung ist als Ruhestromschaltung ausgeführt, d.h. das Heiais 90 bleibt erregt, solange der Druck 280 at oder mehr beträgt. Sinkt der Druck dann durch Leckverluste, so öffnet der Xontakt 8· Der Motor 6 kommt wieder, wie vorher beschrieben) in Gang. Sr läuft aber nur solange, bis der Xontakt 85 wieder achließt, well der

w Kontakt 8 dann wieder geschlossen iat, ao da· daa Belaia 90 er neut Spannung erhält. Im Hormalbetrieb wird aomit die Motorbe wegung durch den Hanometerkontakt 8 eingeleitet und durch den Kontakt 85 unterbrochen, wenn eine bestimmte Fördermenge in den Speicher gefördert wurde.

Wenn der Gasinhalt des Speichers abnimmt, ateigt der mit der Fördermenge der Pumpe hervorgerufene Enddruck. Im Grenzfall wird bei einer Umdrehung der Scheibe 84, also noch vor dem

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Schließen des Kontaktes 85, ein Druck von 300 at erreicht. In diesem Falle betätigt der Kontakt 11 des Manometers die Hupe 15. Dadurch ergibt sich wiederum eine selbststätige Überwachung der im Speicher vorhandenen Gasmenge, die bei Jedem Nachfüllen des Speichers 1 v/irksam ist.

13 Figuren

14 Ansprüche

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Claims

Patentansprüche

Hydropneumatischer Speicher, insbesondere für die hydraulische Betätigung elektrischer Schalter, der mit einer Pumpe zum Füllen des Speichers mit Hydraulikflüssigkeit und mit einem Manometer zum Messen des Speicherdruekes versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die im Speicher vorhandene Gasmenge durch eine Überwachungseinrichtung geprüft wird, die beim betriebsmäßigen Nachfüllen der Hydraulikflüssigkeit vor der vollständigen Leerung des Speichers den Zusammenhang zwischen der in den Speicher gelangenden Füllmenge und dem Anstieg des Druckes im Speicher erfaßt.

2. Hydropneumatischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung die einer bestimmten Füllmenge zugeordnete größte zulässige Druckdifferenz erfaßt.

3. Hydropneumatischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung die einer bestimmten Druckdifferenz zugeordnete kleinste Füllmenge erfaßt.

4. Hydropneumatischer Speicher nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine in die Fülleitung des Speichers (1) eingebaute Meßeinrichtung (30, 46) für die Füllmenge.

5. Hydropneumatischer Speicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (30, 46) am Speicher (1) angeordnet ist.

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6.) Hydropneumatischer Speicher nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Keßeinrichtung (30, 46) aus einem Baum , mit einer beweglichen Trennwand (31, 48) besteht, die bei der Bewegung zwischen einer Ruhelage und einem Anschlag ein bestimmtes Volumen verdrängt.

7.) Hydropneumatischer Speicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (31) beim Anlaufen an den Anschlag die Fülleitung (5) für den Speicher sperrt.

8.) Hydropneumatischer Speicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (48) beim Anlaufen" an den Anschlag einen Signalschalter (60) betätigt.

9.) Hydropneumatischer Speicher nach Anspruch. 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand ein Kolben (48) mit einem Ventil (51) ist, das beim Anlaufen an den Anschlag öffnet.

10.) Hydropneumatischer Speicher nach Anspruch 1 oder eines dar folgenden, gekennzeichnet durch eine Erfassung der Füllmenge durch die Überwachung der Pörderdauer der Pumpe (4).

11.) Hydropneumatischer Speicher nach Anspruch TO, dadurch gekennzeichnet, daß eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen der Pua-

ο penwelle über ein Getriebe (83) erfaßt wird, daa eine übersetzung

°^ ins Langsame ergibt.

co 12.) Hydropneumatischer Speicher nach Anspruch 11, dadurch ge- -^ kennzeichnet, daß von dem Getriebe (83) während mehrerer Umdrehungen der Pumpenwelle einmal ein Schalter (85) betätigt wird.

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13.) Hydropneumatischer Speicher nach Anspruch 11 oder 12, da durch gekennzeichnet, daß das Getriebe (83) mit dem Pumpenmotor (4) über eine elektrische Welle, gekoppelt ist.

14.) Hydropneumatiseher Speicher nach Anspruch 1, gekennzeich net durch eine zusätzliche Pumpe mit einem konstanten Fördervolumen, insbesondere eine Kolben- oder Membranpumpe.

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