DE267466C

DE267466C - Druckübersetzer, bestehend aus zwei einander steuernden hydraulischen treibvorrichtungen mit regelung des druckwasserverbrauchs gemäss dem arbeitswiderstande

Info

Publication number: DE267466C
Application number: DE1912267466D
Authority: DE
Inventors: Richard Heindl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1912-02-20
Filing date: 1912-02-20
Publication date: 1913-11-17

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

— M 267466 KLASSE 58«. GRUPPE

RICHARD HEINDL in WIEN.

Arbeitswiderstande.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. Februar 1912 ab.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf hydraulische Druckübersetzer jener Art, bei welchen von vorhandenem, z. B. in einem Akkumulator zur Verfügung stehendem Druckwasser einer bestimmten Spannung ununterbrochen ein Druckwasser erzeugt werden soll, das eine davon verschiedene ,Spannung besitzt. Die Erfindung selbst betrifft eine Steuerung für solche Druckübersetzer, die aus zwei einander wechselseitig steuernden, je aus einem Arbeits- und einem Hilfszylinder bestehenden Systemen gebildet sind, und besteht darin, daß hierbei das zu den beiden Seiten der Kolben des einen Systems befindliche Wasser von der zur Verfügung stehenden Spannung sowie von der geänderten Spannung über die Steuerzylinder und die Zu- und Ableitungen zu und von denselben mit dem gleichgespannten Wasser des anderen Systems in Verbindung steht. Dabei steht stets, das erzeugte Druckjvasser von geänderter Spannung wenigstens eines Systems mit der Verbrauchsstelle dieses Druckwassers in Verbindung, so daß· die Verbrauchsstelle ständig unter dem eingestellten Druck sich befindet.

Die Einrichtung zur Erzeugung von Druckwasser bestimmter, dem Zwecke entsprechend eingestellter Spannung mit Hilfe von vorhandenem Druckwasser gegebener Spannung ist bekannt. Ebenso ist es bekannt, zwei oder mehrere derartige Einrichtungen miteinander zu verbinden, um das erzeugte Druckwasser geänderter Spannung kontinuierlich zu erhalten. Eine solche bekannte doppelt wirkende Anordnung besteht aus zwei miteinander in Verbindung stehenden Zylindern, in denen sich je ein Kolben befindet, die durch ein Hebelsystem miteinander derart in Verbindung stellen und derart angeordnet sind, daß durch das dem einen Zylinder auf der einen Kolbenseite zugeführte Druckwasser auf der anderen Kolbenseite Druckwasser erzeugt wird, dessen Spannung durch die Wirkung des zweiten, des Hilfszylinders, infolge der Anordnung des Hebelsystems verändert wird. Dadurch, daß das Hebelsystem verstellbar angeordnet ist, kann die Einwirkung des Hilfszylinders auf den Hauptzylinder derart eingestellt werden, daß bei unveränderter Druckwasserspannung im speisenden Akkumulator die Spannung des von dem Druckübersetzer erhaltenen Druckwassers den Bedürfnissen entsprechend eingestellt werden kann.

Zwei solche doppelt wirkende Anordnungen können in bekannter' Weise derart miteinander verbunden werden, daß die Kolben der beiden Systeme sich gegenseitig steuern. Die besondere Ausbildung der Steuerungseinrichtung hierzu ist nun Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

In der Zeichnung ist diese Steuerung sehe-

matisch veranschaulicht. Es sind dabei die Kolben der beiden Systeme um den halben Kolbenweg gegeneinander versetzt, so daß, wenn die Kolben eines Systems sich in der Mittelstellung befinden, jene des anderen Systems in einer der Endstellungen stehen, in der die Unterbrechung der Verbindung zur Umsteuerung erfolgt. - Die beiden Systeme sind nur zur Erhöhung der Deutlichkeit nebeneinander dargestellt, während sie sich in der praktischen Ausführung hintereinander befinden, so daß die Kurbeln für die beiden . Kurbelschleifen an den Hauptkolbenstangen auf derselben Welle sitzend zu denken sind.

Diese Verbindung durch die Kurbelschleifen mit der gemeinsamen Welle hat jedoch keine Kraft zu übertragen und dient nur dazu, die Phasen der Kolben gegeneinander festzulegen.

Jedes der Systeme besteht aus dem Hauptzylinder i, i' und dem Hilfszylinder 2, 2.', in denen sich, die Kolben 3, 3' und 4, 4' bewegen. Die beiden Zylinder eines jeden Systems sind dadurch miteinander in Verbindung gebracht, daß der obere Teil eines jeden Zylinders mit . 25 dem unteren Teil des anderen durch j e ein Rohrstück 5, 5' sowie 6, 6' verbunden ist. In diesen Rohrstücken befinden sich nicht gesteuerte Ventile 35, 36, 38, 39 oder 35', 36', 38', 39', die bei den entsprechenden Bewegungen der Kolben einerseits die Verbindung der zusammenwirkenden Räume der Zylinder herbeiführen, anderseits ermöglichen, auf einer Seite der Hilfskolben Wasser ohne Druck anzusaugen. Die Kolbenstangen 7, 7' und 8, 8' sind gerade geführt und durch Hebel 9, 9' verbunden, die durch an den Kolbenstangen befindliche Hülsen 10, 10' und II, 11' hindurchgehen. Die Hebel 9,9' haben in den Gleitstücken 12, 12' ihre Drehpunkte, die in Führungen 13, 13' verstellbar und in den einzelnen Stellungen feststellbar sind, so daß das Über^ Setzungsverhältnis und mithin die Spannung des von der Anlage gelieferten Druckwassers im Vergleich mit jener im speisenden Akkunullator geändert werden kann. Die Kolbenstangen 7 und 7' der Hauptkolben 3 und 3' besitzen an den Enden je eine Kurbelschleife 14, 14', in denen die Zapfen 15, 15' der Kurbeln 16, 16' unmittelbar oder mittelbar durch einen Gleitstein geführt sind. Die Kurbeln 16, 16' der beiden Systeme sitzen auf einer und derselben Welle (in der Zeichnung der Deutlichkeit wegen getrennt dargestellt, 17 und 17'), so daß durch die Arbeitsbe\vegung

des einen Systems die Kolben des anderen Systems zwangläufig mitgenommen werden, damit für die kontinuierliche Erzeugung des Druckwassers mindestens eines der beiden Systeme sich in Arbeitsbewegung befindet.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Kurbeln der beiden Systeme um 90⁰ gegeneinander versetzt, so daß für die Umsteuerung des in der Endstellung befindlichen Systems der Kolben des anderen, diese Umsteuerung bewirkenden Systems sich in der Mittelstellung befindet. Da hierbei der die Umsteuerung bewirkende Kolben einen Weg zurücklegt, der fa.st gleich ist dem Bögen der Kurbelbewegung, und die Bewegung des umzusteuernden Kolbens der geringen Pfeilhöhe des Bogens der Kurbelbewegung entspricht, erfolgt die Umsteuerung rasch bei fast stillstehendem Kolben des umzusteuernden Systems in dessen Endstellungen. Diese Anordnung ist bekannt.

In der Verlängerung der Hauptzylinder 1, .1' sind die Steuerzylinder 18, i8' angeordnet. In jedem der letzteren befinden sich je zwei Kolben 19, 20 und 19', 20', die je durch eine Stange 21, 21' mit den Hauptkolben verbünden sind, so daß sie die Bewegung dieser von dem Druckwasser betätigten Kolben mitmachen. Durch die Kolben 19, 20 und 19', 20' wird jeder Steuerzylinder 18, 18' in drei Räume 22, 23, 24 und 22', 23', 24' geteilt. Die Endräume 22, 24 und 22', 24' sind durch Rohre 25 und 25' verbunden. Überdies stehen die oberen Räume 22,22' der beiden Steuerzylinder durch ein Rohr 26, 26' sowie die mittleren Räume 23, 23' durch ein Rohr 27, 27' miteinander in Verbindung. An das Rohr 27, 27' schließt sich bei dem Stutzen 28 die Zuleitung des Treibwassers z.iB. von einem speisenden Akkumulator her an, während das Rohr 26, 26' durch den Stutzen 29 mit der Ableitung des Druckwassers veränderter Spannung nach der Arbeitsstelle hin verbunden ist. Es wird also das Druckwasser des Akkumulators durch die Steuerzylinder den Systemen zugeführt, wie auch das Druckwasser veränderter Spannung über die Steuerzylinder zu der Verbrauchsstelle geführt wird, so daß das Treibwasser sowie das Wasser veränderter Spannung des einen Systems über die Steuerzylinder und die Zu- und Ableitungen zu und von denselben mit jenen gleicher Spannung des anderen Systems in Verbindung stehen.

Da die Steuerung eines jeden Systems von dem Kolben des anderen Systems erfolgt und hierzu die Steuerz5'linder dienen, kommt für jedes System der Steuerzylinder in Betracht, der zu dem Hauptkolben des anderen Systems gehört. Es stehen also die Steuerzylinder mit den die Spannungsänderung bewirkenden Zylindern über Kreuz in Verbindung. Da das. treibende Druckwasser abwechselnd oberhalb und unterhalb der Kolben 3, 3' und 4, 4' geführt werden soll, sind von den Steuerzylindern 18, 18' je zwei Leitungen 30, 31 und 30', 31' erforderlich, die zu den Enden der Zy-

linder ι, 2 sowie ι', 2' führen. Die Entfernung der Ausgangsstellen dieser Leitungen 30, 31 sowie 30', 31' ,'an den Steuerzylindern 18, i8' ist derart bemessen, daß bei der Mittelstellung der Kolben 3, 3' die Steuerkolben 19, 20 und 19', 2o' je beide Ableitungen 30, 31 oder 30', 31' von den Räumen 23, 23' zwischen sich abschließen, die öffnungen der beiden Ableitungen 30, 31 und 30', 31' jedoch nur teilweise überdecken, so daß durch eine geringe Bewegung des Kolbens 3 oder 3' je nach dessen Bewegungsrichtung die eine oder andere der Leitungen 30, 31, 30', 31' mit dem Räume 23, 23' in Verbindung gelangt.

Bei der dargestellten Ausführungsform wird das Druckwasser vom speisenden Akkumulator durch die Räume 23, 23' zugeführt und werden die Leitungen 30, 31 sowie 30', 31' in. der Mittelstellung durch die Steuerkolben 19, 20 und 19', 20' von diesen Räumen abgeschlossen. Die Abnahme des Druckwassers veränderter Spannung, erfolgt durch die Räume 22, 24 und 22', 24' der Steuerzylinder 18, 18'. Es kann jedoch auch die Zuleitung des Akkumulatorwassers von dem Anschluß 29 her durch die Räume 22, 24 und 22', 24' und die Ableitung des erzeugten Preßwassers durch die Räume 23, 23' erfolgen, in welchem Falle die Anschlüsse der Leitungen 30, 31 und 30', 31' an die Steuerzylinder 18 und 18' derart angebracht sein müssen, daß in der Kolbenmittelstellung diese Räume 22, 24 und 22', 24' gegen die Leitungen 30, 31 und 30', 31' abgeschlossen sind.

Wie bereits erwähnt, sind die beiden Zylinder I, 2 und 1', 2' eines jeden Systems durch Rohrstücke 5, 6 und 5', 6' verbunden, welche Anschlüsse 34, 37 und 34', 37' besitzen, durch die Wasser angesaugt wird oder zufließen kann.

Die Rohrstücke 5, 5' stehen durch die Zwischenstücke 49, 49' mit den Räumen 40, 40' der Zylinder 1, i' oberhalb der Kolben 3, 3' sowie durch die Zwischenstücke 48, 48' mit den Räumen 42, 42' der Zylinder 2, 2' unterhalb der Kolben 4, 4' in Verbindung. Umgekehrt sind die Rohrstücke 6, 6' durch die Zwischenstücke 50, 50' mit den Räumen 41, 41' der Zylinder, ι, ι'' unterhalb der Kolben 3, 3' und durch die Zwischenstücke 51, 51' mit den Räumen 43, 43' der Zylinder 2, 2' oberhalb der Kolben 4, 4' verbunden. Jedes der Rohrstücke 5, 6 und 5', 6' enthält zwischen den Anschlüssen der Z\vischenstücke 49, 48 und 49',. 48' sowie 50, 51 und 50', 51' je ein Rückschlagventil 36 oder 39 sowie 36' oder 39', die sich von den Hilf szylindern 2, 2' gegen die Haupt- _ zylinder 1,1' öffnen. Ebenso ist jedes der Rohrstücke 5, 5' sowie 6, 6' gegen den An-

60. Schluß 34, 34' sowie .37, 37' der Saugleitung' des Wassers durch ein Rückschlagventil 35, 35' sowie 38, 38' abgeschlossen.

Die Wirkungsweise der Steuerung ist bei der dargestellten Ausführungsform folgende: Es sei zunächst vorausgesetzt, daß Druckwasser für die Nutzleistung erzeugt werden soll, dessen Spannung geringer ist als jene im speisenden Akkumulator. Die Kolben des linken Kolbensystems befinden sich bei der dargestellten Stellung der Teile in ihrer Abwärtsbewegung. Das Akkumulatordruckwasser tritt durch den Stutzen 28 in das Rohr 27 und 27' und von diesem in die beiden Steuerzylinder 18, 18' in die Räume 23, 23' zwischen den Steuerkolben 19, 20, 19', 20'. Da hierbei die Steuerkolben 19, 20 des linken Systems beide Leitungen 30, 31 absperren, kann das Druckwasser zu dem rechten Druckübersetzer nicht gelangen. Das Druckwasser tritt jedoch in den Raum 23' zwischen den Steuerkolben 19' und 20', und. da diese mit den Kolben 3', 4' sich in der oberen Endstellung befinden, weiterhin durch die Leitung 30' in den Raum 40 des Hauptzylinders 1 des linken Druckübersetzers, den Kolben 3 daselbst abwärts bewegend. Der Kolben 4 des Hilfszylinders 2 bewegt sich infolge der Verbindung der Kolben durch das Hebelsystem in derselben Richtung und schiebt das unter ihm in dem Raum 42 befindliche Wasser durch das Zwischenstück 48, das Rohrstück 5, das Rückschlagventil 36 und Zwischenstück 49 in den Raum 40 oberhalb des Hauptkolbens hinüber. Das in dem Raum 42 des Hilfszylinders befindliche Druckwasser kann aber nur dann durch den Kolben 4 verdrängt werden, wenn dieses Wasser infolge der Hebelübersetzung dem Wasser im Raum 40 gegenüber einen Überdruck besitzt, damit es das Rückschlagventil 36 öffnen und gegen den in dem Raum 40 herrschenden Druck dortselbst eintreten kann. ' Das Rückschlagventil 35 wird dabei durch den herrschenden Druck geschlossen gehalten. Dadurch aber, daß das Wasser aus dem Raum 42 in den Raum 40 hinübergeschoben wird, ist der Bedarf an Treibwasser vom Akkumulator her um die dementsprechende Menge geringer.

Gleichzeitig mit diesen Vorgängen in der Verbindung der Räume 40, 42 wird durch den Druck in dem Raum 41 unterhalb des KoI-bens 3 im Hauptzylinder 1 das Ventil 39 in dem Rohrstück 6 geschlossen gehalten, so daß in dem Raum 43 des Hilfszylinders 2 oberhalb des Kolbens 4 kein Überdruck herrscht. Da aber der Kolben 4 sich in Abwärtsbewegung befindet, wird in dem Raum 43 eine Saugwirkung erzeugt, durch die Wasser aus dem Stutzen 37 eingesaugt werden kann, wobei sich das Ventil 38 öffnet. Dieses Wasser ist zunächst bloß Füllwaser und erfolgt die An-

saugung desselben zu dem Zwecke, die ganze Vorrichtung ständig mit Wasser gefüllt zu halten und die Kontinuität nicht zu unter-■ brechen.

Bei der weiteren Abwärtsbewegung des Kolbens 3 gibt der Steuerkolben 19 des Steuerzylinders 18 die Mündung der Leitung 31 frei, so daß das Druckwässer zu dem rechten System gelangen kann, dessen Kolben 3' dadurch von seiner Ruhelage in der oberen Endstellung in entgegengesetzte Bewegung gesetzt wird. Die ununterbrochene Lieferung von erzeugtem Druckwasser wird also gewahrt.

Das in dem Raum 41 unterhalb des Kolbens 3 befindliche Druckwasser von der der Stellung des Hebelsystems entsprechend veränderten Spannung tritt durch die Leitung 31' in den Raum 24' des Steuerzylinders 18', um durch das Rohr 25' in den Raum 22' und den Teil 26' des Verbindungsrohres zum Ableitungsstutzen 29 des Anschlusses an die Zuleitung zur Arbeitsstelle zu gelangen. Dieses erzeugte Druckwasser steht durch den Teil 26 .des Verbindungsrohres, die Räume 22, 24 und die Leitungen 30, 31 mit dem rechten System in Verbindung. Wenn die Kolben 3, 4 des linken Systems in die untere Endstellung gekommen sind, sind die Kolben 3', 4' des rechten Systems infolge der Kurbelverbindung in die Mittelstellung gekommen, und es wird von dem rechten System in gleicher Weise, wie vorstehend beschrieben, die Umsteuerung des linken Systems bei Stillstand von deren Kolben durch den rechten Steuerzylinder 18' herbeigeführt.

Der Kolben 3 bewegt sich nun aufwärts, wenn das Treibwasser durch die Leitung 31' dem Raum 41 des Zylinders 1 zugeführt wird, während das Druckwasser von geänderter Spannung aus dem Raum 40 und die Leitung 30' in den Raum 22' des Steuerzylinders 18' und aus diesem durch den Rohrteil 26' der Verbrauchsstelle zugeführt wird. Dieses Druckwasser veränderter Spannung kommt dortselbst mit dem von dem Zylinder i' gelieferten Druckwasser zum \^erbraucb, da ja wieder die beiden Systeme durch die Leitung 26, 26' in Verbindung stehen.

Bei den Stellungen der Hauptkolben 3, 3' unterhalb der Mittelstellung werden also durch die Räume 23 und 23' zwischen den Steuerkolben 19, 20 oder 19', 20' die Leitungen 31, 31' mit der Zuleitung 28, 27, 27' verbunden, während das erzeugte Druckwasser veränderter Spannung durch die Leitungen 30, 31' direkt in die Räume 22, 22' und zur Verbrauchsstelle geleitet wird.

Soll Druckwasser erzeugt werden, dessen Spannung größer ist als jene im speisenden Akkumulator, in welchem Falle die Drehpunkte 12, 12' der Hebel 9, 9' sich zwischen den Hülsen 10, 11 sowie 10', 11' befinden, so herrscht jedesmal im Hilfszylinder der höhere Druck, und es darf die Druckwasserzuleitung vom Akkumulator nicht ziim Hauptzylinder erfolgen, sondern muß zu der entgegengesetzten Seite des Hilfszylinders bewirkt werden. Zu diesem Zwecke ist an dem Ende der Leitungen 30, 30', 31, 31' je ein Umstellorgan 32, 32', 33, 33' angeordnet, an das sich je zwei Zweigleitungen 46 und 44, 46' und 44', 47 und 45, 47' und 45' anschließen. Durch die Zweigleitungen 46, 47 und 46', 47' sind die Zuleitungen 30', 31' und 30, 31 mit den beiden Seiten der Hauptzylinder 1, i' und durch die Zweigleitungen 44, 45 und 44', 45' mit den entgegengesetzten Seiten der Hilfszylinder 2, 2' verbunden. An der Verzweigungsstelle der Leitungen 30, 31, 30', 31' sind Umschaltorgane 3²> 33» 3²'» 33' angeordnet. Befinden sich diese Umschaltorgane in der dargestellten Stellung, so stehen die Leitungen 30, 31, 30', 31' mit den Hauptzylindern 1,1' in Verbindung, und es wird, wie vorstehend beschrieben, Druckwasser geringerer Spannung erzeugt. Soll aber Druckwasser höherer Spannung als jene im speisenden Akkumulator erzeugt werden, so werden die Umstellorgane 32, 32', 33, 33' derart umgestellt, daß die Leitungen 30, 31,30'» 31' nicht mit den Räumen 40, 41 oder 40', 41' der Hauptzylinder 1, i', sondern mit den Räumen 42, 43 oder 42', 43' der Hilfszylinder in Verbindung stehen. Im übrigen vollzieht sich in diesem Falle das Spiel in gleicher Weise, nur wird das Druckwasser höherer Spannung sodann von dem Hilfszylinder abgenommen.

Ein Fall, wo abwechselnd Druckwasser höherer und niederer Spannung erzeugt werden soll, kann beispielsweise bei hydraulischen Kranen eintreten. Bei der Hebung der Last wird Druckwasser vom Akkumulator zugeführt und auf die der Last entsprechende Größe reduziert. Die Last wird gehoben. Wird die Last nun gesenkt, so wirkt diese als Belastungsgewicht für das in dem System enthaltene Wasser und kann die niedergehende Last dazu verwendet werden, das Wasser auf die Akkumulatorspannung, also eine höhere Spannung übersetzt, in diesen zurückzupressen. Hierbei muß noch eine Anordnung vorgesehen sein, die Verbindung der Anschlüsse an die Stutzen 28 und 29 umzuschalten, da hierbei Akkumulator und Verbrauchsstellen ihre Rollen tauschen.

.Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Steuerkolben mit den Arbeitskolben direkt verbunden. Es kann jedoch auch die Verbindung von Steuerkolben und Hauptkolben in-

direkt erfolgen, ζ. B. durch ein auf der Welle 17 sitzendes Exzenter, das gegen die Kurbeln 16, 16' entsprechend versetzt ist.

Claims

Patent-Anspruch:

Druckübersetzer, bestehend aus zwei einander steuernden' hydraulischen Treibvorrichtungen mit Regelung des Druckwasserverbrauchs gemäß dem Arbeits\viderstande, dadurch gekennzeichnet, daß durch die an die Arbeitskolben (3, 3') angeschlossenen und wechselseitig umgeschalteten Steuerorgane (19, 20; 19', 20') gleichzeitig sowohl das Treibwasser als auch das erzeugte Druckwasser geleitet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.