DE1803849A1

DE1803849A1 - Hydrospeicher mit schwimmendem Kolben

Info

Publication number: DE1803849A1
Application number: DE19681803849
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Adam Elmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-10-18
Filing date: 1968-10-18
Publication date: 1970-05-27
Also published as: GB1275575A; US3613734A

Description

Düsseldorf, den 14. Okt. 1968

Dipl.-'Ing. Adam Eimer
Düsseldorf
Charlottenstr. 87

Bezeichnungs

Hydrospeicher mit schwimmendem Kolben»

Gegenstand der Erfindung ist ein zylindrischer Hördrospeicher, in dem das federnde Gaspolster durch einen sohwimmenden Kolben von der Hydraulikflüssigkeit getrennt ist»

Vor Inbetriebnahme wird ein derartiger Speicher mit konpriaiertem Stickstoff gefüllt, u» sw. üblicherweise mit l/3 des au erwarteten höchsten Betriebsdruckes* da· heißt bei 240 atti Betriebsdruck mit 80 atü. Die« ist der sogenannte Fttlldruek des Speichers. Bei Inbetriebsetzung der hydraulischen Anlage» an die der Speicher angeschlossen ist, steigt der Druok in der Flüssigkeitszuleitung auf den Betriebsdruck an und die Flüssigkeit fliegt in den Speicher, den Kolben Tor sioh herschiebend. bis das eingeschlossene GFas denselben Druck aufweist, wLt die Flüssigkeit auf der Gegenseite des Kolbens· üblicherweise ändert sich dieser Druok in Abhängigkeit rom Arbeitstakt, se da8 der Kolben während des Betriebes sein· Lag· in sohwingendsr Bewegung ständig ändert» Sie Ausschläge des Kolben« klugen tob der tW und zu-flieSenden Flüssigkeitaaenge as» Sein« mittlere Lag· wird durch den mittleren Betriebsdruok »e st inet. Y«n& der mitt·· lere Betriebsdruok aus irgendwelchen Gründen Ms ix dl« KUi« des Fülldruckes herabsinkt, dann bewegt sich der Kolben im d«r ^: Fähe des flüssigkeitsseitigen Bodens» Is ksnn dann vorkommen, daß der Kolben »el größerer Entnahme τοη Flüssigkeit in «*in«r Schwingbewegung auf den Boden aufschlägt und so die Sicherheit des Betriebes beeinträchtigt» Insbesondere ist diese Gefahr gegeben, wenn vom Hydrospeicher große Flüssigkeitsaengen bei geringem Druckabfall gefordert werden (a.B· bei hydraulischen Pressen oder bei hydraulischen Hebevorrichtungen)· In solohen Fällen wird der Speicher nicht mit 1/3 des zu erwartenden

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Betriebedruckeβ vorgefüllt, sondern mit 2/3, in unserem Beispiel also mit 160 atü. Der Kolben iat dann schon von vornherein gezwungen, seine Schwingbewegungen in der Häh* de« flüssigkeitsseitigen Boden» au vollbringen·

Bin weiterer Nachteil der herkömmlichen Hydroepeicher »it schwimmendem Kolben besteht darin, daß aus ihnen die öaefüllung nach gewisser Betriebszeit entweicht· S* besteht daher die Notwendigkeit, den Gasdruck in regelmäßigem Abstand«» itx prüfen und Gas im Bedarfefalle nachzufüllen» Hervorgerufen, wird, diese missliche Begleiterscheinung dadurch,, daß bei StillstsÄd der hydraulischen Anlage (χ·Β· bei Betriebipausea) fier Hü®elgkeitadruck in den hydraulischen Leitungen unter d«n fUlldruok des Speichers absinkte Sobald dies aber eintritt» legt sich der Kolben an den flüssigkeiteeeitigen Boden an und im weiteren Verlauf des Druckabfall® entsteht ein Iruckgefälle awisehen dem (Jasdruck im Speicher und dem Flüssigkeitsdruck in der Jfe» Schlußleitung zur Anlage« Dieses Druckgefälle kann bei totalem Absinken des Flüssigkeitsdruokes bis sum atmosphärischen Druck die Größenordnung des Speicher-Fülldruckee» also in unserem Beispiel etwa 80 baw. 160 atü, erreichen» Schon eine get» kleine Lecketeile, die durch Abnutzung oder Terunreinigung der Kolben-Dichtungsringe entstehen kann, verursacht dann ein Durchsickern des Ctases in di® fltiesigkeitsleitung und führt sum Druckabfall im Hydroepeieher»

nachteilig iat weiterhin bei dieser 3peichergattung, insbesondere wenn sie in waagerechter Lage eingesetzt werden,, daß sich während der Betriebspauaen in ihnen Sinketoffe aua der Hydraulikflüssigkeit ablagern (s.B· Metallabrieb„ fers ohwit sun* gen uaw©), die' beim Anfahren unter die lolbendichtungiringe kommen können, diese beschädigen und sodann das Durchsickern des Gases ermöglichen·

Die Aufgabe de» vorliegenden Erfindung besteht darin^ einen schwimmenden Kolben für Hydrospeicher zu schaffen, der

1) verhindert, daß Flüssigkeiteablagerungen unter die lolbendichtungsringe gelangen,

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2) nicht zulässt, daS die Gasfüllung bei beschädigten oder abgenutzten Kolbendichtungsringen entweicht und

3) ein hartes Aufschlagen auf den Gehäuseboden unmöglich macht·

Brfindungageaäß wird das dadurch erreicht, daß der Eolbtn neben den herkömmlichen Ftihrungs- und Dichtungaringen einen zusätzlichen Schmutaabetreifring erhält und einen kegeligen Hooker des Bodens aufweist, der beim Aufschlag des Kolbens in die Bodenöffnung für den FlUseigkeitsanschlufi eintritt und diese Öffnung im weiteren Verlauf seiner Bewegung allmählich versperrt· Die Anlegefläche des Kolbens ist nicht in herkömmlicher Weise am zylindrischen Teil des Kolbens ausgebildet, soniern an der Basis des kegeligen Hockers· In die Gegenfläche ist um die öffnung für die ein- und ausströmende Flüssigkeit im Gehäuseboden ein ruhender Dichtungsring eingelassen, der nur dann als Dichtung fungiert, wenn der Kolben durch den Gasdruck auf den Gehäuseboden gepresst ist. In dieser Lage bildet der Kolbenboden mit dem Gehnuseboden zusammen eine ringförmige Kammer, in der eine kleine Restmenge der Flüssigkeit eingeschlossen verbleibt. Sie dient als Flüssigkeitssperre gegenüber dem eingeschlossenen Gas» wodurch ein hermetischer Gaaabechluß gesichert ist.

Hydrospeicher mit schwimmenden Kolben, bei denen Aufschläge des. Kolbens auf den Gehäuseboden durch Düapfungseinrichtungen gemildert werden, sind bisher schon bekannt. Es ist auch eine Ausführungeform schon bek-innt, bei der die Öffnung für die Flüssigkeit nach dem Sindringen eines konischen DSapfungabolzena mittels einer Scheibe, die sich federnd auf dem Bolzen verschiebt, verschlossen wird. Diese Ausführung gewährleistet jedoch keinen hermetischen Abschluß, da die Scheibe auf den Bolzen bewegbar ist, «wischen beiden daher ein Spalt besteht, durch den Flüssigkeit durchsic.em kann. Zweck der Scheibe ist lediglich Dämpfung des Kolbenaufschlages. Die Aufgabe, zu verhindern, daß Flüssigkeitaablagerungen unter die Kolbandichtungaringe gelangen, liegt dieser Kolbenkonetruktion nicht zu Grunde, ebenso auch nicht die Aufgabe des hermetischen Verschlusses ^.ee-en Durchsickern des Gases. Es handelt sich

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daher um eine andere Ausführung mit anderer Aufgabe» als "bei der vorliegenden Erfindung, die eine Kombination und die Erfüllung der vorgenannten 3 Aufgaben sum Gegenstand hat·

Es ist weiterhin auch bekannt, mehrere oder mehrere Gruppen von Dichtungeringen auf einen Kolben anzuordnen* von denen eine Gruppe ale JHihrungsringe und die andere al· eigen ti i one Dichtungsringe dienen· Ti elf ach werden Juhrungeringe flüssigkeitsseitig angeordnet· Solange sie nicht abgenutst sind» streichen sie auch die Ablagerungen von dtr Sylinderwand ab» Dies ist jedoch nicht ihre-Aufgabe und sie tun dies auch nur in einer unvollkommenen- Art und "Weise* da sie weder Werkstoffs·

mä^ig noch der Porm nach für diese Punktion gssJucEfl sind*

speziellen Durch sie wurde daher die Benutzung von XX*xxJtixzx*«i*3cctxlsx Schmutzabstreifringen in Kolbenspeichern nicht vorweggenommen und auch nicht nahegelegt· .

Ein Hydrospeicher mit schwimmendem Kolben, der die gestellten" Erfindungsaufgaben erfüllt, zeigt beiliegende Zeichnung·

Die einzelnen Positionanummern bezeichnen»

1 den G-ehäuseboden,. 2 das flüs.jigkeitsseitige Anschlußgewind·, 3 den Gehäusezylinder, 4 den Gehäusedeckel mit dem Gasfttllventil 5 und der Verschlußkappe 6, 7 bezeichnet den Kolben mit den Dichtrings ringen 8_f den Führungsringen 9 und dem Sohmut*- abstreifrlag 10, 11 bezeichnet einen kegeligen Höcker des * Kolbenbodens, 12 die Anlegefläche*des Kolbens, 13 die Anlege» fläche des Oehäusebodens, 14 ein in dem Gehäuaeboden ruhender Dichtungsring, 15 ein in den §ehäuseboden eingearbeitetes Äiok-Bchlagventil, 16 die EiB- und Auslassöffnung für die Flüssigkeit.

Der Gehäuseboden 1 ist achalenartig ausgehöhlt· Me iingegefläche 13 des ffefeiuaebodens ist unmittelbar um die Öffnung für die ein- ub£ ausströmende Flüssigkeit 16 angeordnet© Ia der Anlegefläche 13 ist eine !Tat zur Aufnahme ä&& Dichtungsringes 14 einge-äT'lseitet· Hs Bichtungselement kann ein ü-ling, oder auch ein apeaiell für diesen Zweck gestalteter Fu.t-Hing_ verwendet werden«

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Beim Entleeren des ffydrospeichers bewegt sich der Kolben 7 in Richtung auf den Gehäuseboden. 1· Bei seinem Aufsetzen tritt der kegelige Höcker 11 mehr und mehr in die Öffnung für die ausströmende Flüssigkeit 16 und drosselt somit den ÄiokfluS der im Inneren verbliebenen Restflüssigkeit· Die Bewegung dee Kolbens wird somit verlangsamt, sein Aufschlag auf den GtoMuseboden gemildert· Die Anlegefläche 12 des Kolbens 1 legt sich auf die AnIegefHache 13 des Grehäusebodens und !rückt den O-Ring 14 um das M«J3 17 zusammen· Der O-Ring 14 empfängt damit seine dichtende Punktion und sperrt den gesamten Speicherrsum hermetisch ab· , "

Die konische Aushölung des Bodens 1 und die entsprechende Partie des Kolbens 7 sind 3ο geformt, daß beim Anlegen des Kolbens 7 auf den Boden 1 zwischen beiden eine ringförmige Kammer 18 entsteht· (Die strichpunktierte Linien bezeichnen die Konturen des Kolbens in -angelegter lage)· In der Kammer 18 verbleibt nach Absperrung durch den O-Ring 14 ein Rest der Hydraulikflüssigkeit, Sie bildet eine !Flüssigkeitssperre gegenüber dem eingeschlossenen (Jas und sichert somit die Absperrung des O-Ringes. ■

In dem Boden 1 ist ein Rückschlagventil 15 eingebaut. Ba gestattet nicht der in der Kammer 18 eingeschlossenen Flüssigkeit den Rückfluß in die Anschlußleitung· Bei Inbetriebnahme der hydraulischen Anlage, also bei ansteigendem Betriebsdruck, ermöglicht es aber den Zufluß der Flüssigkeit in die lamaer 18 und erleichtert damit daa Abheben des Kolbens 7 von dem O-Ring 14.

In Betracht gezogene Druckschrifteni ·

1) USA Pat. Kr.r 2,934,093

2) Zeitschrift "Oelhydraulik und Pneumatik" 8 (1964) Nr. 4, Seite 135, Bild 4.

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Claims

Patentanspruch t

1.) Zylindrischer Hydrospeicher, in dem das federnde Gaspolster durch einen schwimmenden, mit Dichtungs- und Fuhrungsringen (8 und 9) versehenen Kolben von der Hydraulikflüssigkeit getrennt ist gekennzeichnet dadurch, daß der Solben (7) einen zusätzlichen Schmutzabetreifring (10) erhält und einen kegeligen Höcker (11) des Bodens aufweist» der bei maximaler Flüssigkeitsentnahme in die Auslassöffnung 16 eintritt und um dessen Basis die Anlegefläche (12) des EToI-bens (7) ausgebildet ist und, daß dieser Anlegefläche eine Gegenfläche (13) in der schalenartigen Aushöhlung des Gehäusebodens (1) zugeordnet ist, in die ein ruhender Dichtungsring (14) eingelassen ist, der nur dann als Dichtung.^ fungiert, wer_n der Kolben (7) durch den Gasdruck auf die Auflegefläche (13) des G-ehäusebodena (1) gepresst ist und in dieser Lage d'-uon der Kolbenboden mit dem Gehäuseboden zusammen eine ringförmige Kammer.(18) bildet, in der eine Restmenge der Flüssigkeit verbleibt, die als Flüssigkeitssperre gegenüber dem eingeschlossenen Gas dient.

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