DE4024967A1 - Vorrichtung zur aufnahme und zur nachfolgenden abgabe von hydraulischer fluessigkeit aus einem hydraulischen system - Google Patents
Vorrichtung zur aufnahme und zur nachfolgenden abgabe von hydraulischer fluessigkeit aus einem hydraulischen systemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme und
anschließenden Abgabe hydraulischer Flüssigkeit aus einem
hydraulischen System mit einem Arbeitszylinder und mit einer
Speiseleitung zwischen einer Pumpe und dem Arbeitszylinder für die
Zuführung von unter hohem Druck stehender hydraulischer Flüssigkeit
innerhalb eines vorbestimmten Intervalls.
In solchen hydraulischen Systemen (SE 4 56 107) führt die Kolbenstange
des Arbeitszylinders einen schnellen Hub aus, der einen großen Strom
hydraulischer Flüssigkeit erzeugt, der von der Kolbenseite des
Arbeitszylinders in einen Niederdruck-Akkumulator gepreßt wird, wo er
zeitweise verbleibt, bis die Kolbenstange umkehrt und einen
langsameren Hub ausführt. Ein solcher Niederdruck-Akkumulator
arbeitet mit einer Gaskammer, die unter verhältnismäßig hohem Druck
steht, und sie muß deshalb in Übereinstimmung mit vorgeschriebenen
Standards für Druckkessel konstruiert sein, wobei es ferner
erforderlich ist, daß die Kammer für die Verwendung als Druckkessel
zugelassen ist.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß Gas aus der Gaskammer
auslecken, sich mit der hydraulischen Flüssigkeit vermischen und
Störungen des Betriebes hervorrufen kann.
Ziel der Erfindung ist die Ausschaltung des vorher verwendeten
Niederdruck-Akkumulators, um so irgendwelche Probleme mit dem
Auslecken von Gas zu vermeiden und einen Aufnahmezylinder zu
vermeiden, der als Druckkessel zugelassen werden muß. Außerdem soll
die Pumpwirkung des hydraulischen Systems verbessert werden.
Dies wird nach der Erfindung mit einer Vorrichtung der eingangs
genannten Art dadurch erreicht, daß ein Aufnahmezylinder mit einem
Kolben vorgesehen ist, welcher auf einer Seite einen Raum für die
Aufnahme von hydraulischer Flüssigkeit mit einem wesentlich
niedrigeren Druck als der hohe Druck vom Arbeitszylinder abgrenzt,
und welcher auf der anderen Seite eine Kammer abgrenzt, die Gas
unter niedrigem Druck enthält, daß ferner ein Hochdruckzylinder mit
einem Flüssigkeitsraum und einer darin beweglichen Vorrichtung zum
Verändern des Flüssigkeitsvolumens vorgesehen ist, wobei der
Flüssigkeitsraum mit der Speiseleitung verbunden ist, um dem
Flüssigkeitsraum hydraulische Flüssigkeit zuzuführen bzw.
hydraulische Flüssigkeit unter hohem Druck aus dem Flüssigkeitsraum
aufzunehmen, daß zwischen der Vorrichtung zur Änderung des
Flüssigkeitsvolumens in dem Hochdruckzylinder und dem Kolben in dem
Aufnahmezylinder eine Kolbenstange angeordnet ist, welche Bewegungen
von der Vorrichtung zur Änderung des Flüssigkeitsvolumens zum Kolben
und umgekehrt überträgt, und daß der vom Druck der hydraulischen
Flüssigkeit beeinflußte Bereich des Kolbens im Aufnahmezylinder
wesentlich größer ist als der vom Druck der hydraulischen Flüssigkeit
beeinflußte Bereich der Vorrichtung zur Änderung des
Flüssigkeitsvolumens.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an
Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine zeichnerische Darstellung der Verbindungen eines
hydraulischen Systems nach einem ersten Ausführungsbeispiel der
Erfindung, und zwar zeigt die Figur die Strömungsrichtungen
für den Fall, in dem die Kolbenstange eines Arbeitszylinders
einen schnellen Hub ausführt,
Fig. 2 eine Darstellung der Verbindungen gemäß Fig. 1 in einem
Endzustand des schnellen Hubes der Kolbenstange,
Fig. 3 eine Darstellung der Verbindungen gemäß Fig. 1, wobei die
Strömungsrichtungen für den Fall dargestellt sind, bei dem die
Kolbenstange ihren langsamen Hub in entgegengesetzter Richtung
ausführt,
Fig. 4 eine Darstellung der Verbindungen für ein hydraulisches System
nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei
die Strömungsrichtungen gezeigt sind, wenn die Kolbenstange
eines Arbeitszylinders einen schnellen Hub ausführt,
Fig. 5 eine Darstellung der Verbindungen gemäß Fig. 4, wobei die
Strömungsrichtungen für den Fall gezeigt sind, in dem die
Kolbenstange ihren langsamen Hub in entgegengesetzter
Richtung ausführt.
Die Fig. 1-3 zeigen die Verbindungen eines hydraulischen Systems
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das
hydraulische System enthält einen Arbeitszylinder 1 in Form eines
Differentialzylinders mit einem Kolben 2 und einer Kolbenstange 3, die
aus einem Ende des Arbeitszylinders 1 vorspringt. Das System ist so
ausgebildet, daß die Kolbenstange einen ersten schnellen Hub (gemäß
den Fig. 1 und 2) und einen zweiten, langsamen Hub in
entgegengesetzter Richtung (gemäß Fig. 3) ausführen kann. Die
Kolbenstange 3 kann beispielsweise mit einem bewegbaren Sieb in
einem nicht gezeigten Diffusor verbunden sein, der mit oder ohne
Überdruck in der Zellstoffindustrie verwendet wird, um das Sieb in
einer langsamen Bewegung und einer schnellen Bewegung in
entgegengesetzter Richtung zu bewegen.
Der Kolben 2 unterteilt den Arbeitszylinder 1 in eine erste Seite 4 und
eine zweite Seite 5. Der Arbeitszylinder 1 ist mit einer ersten Leitung
6 versehen, die mit der ersten Seite 4 verbunden ist, und er ist mit
einer zweiten Leitung 7 versehen, die mit der zweiten Seite 5
verbunden ist.
Der Arbeitszylinder 1 erhält hydraulische Flüssigkeit mit hohem Druck
über eine Speiseleitung 8, die mit einer nicht gezeigten Pumpe
verbunden ist, welche hydraulische Flüssigkeit in das hydraulische
System pumpt, so daß innerhalb eines vorbestimmten Intervalls ein
hoher Druck aufrechterhalten wird. Ferner ist zwischen der ersten
Leitung 6 und der zweiten Leitung 7 des Arbeitszylinders 1 ein
By-Pass 9 mit einem Ventil 10 vorgesehen, so daß die beiden Seiten 4,
5 des Arbeitszylinders miteinander verbunden werden können, um einen
Druckausgleich zu bewirken, wodurch die Kolbenstange 3 ihren
anderen, langsamen Hub gemäß Fig. 3 ausführt. Während des schnellen
Hubes gemäß den Fig. 1 und 2 wird das Ventil 10 im By-Pass 9
geschlossen gehalten.
Das hydraulische System enthält auch einen Hochdruck-Akkumulator 11,
der mit der Speiseleitung 8 verbunden ist. Der Hochdruck-Akkumulator
11 kann von irgendeiner geeigneten Konstruktion sein.
Nach der Erfindung ist mit dem hydraulischen System eine besondere
Vorrichtung verbunden, die hydraulische Flüssigkeit aufnimmt und
danach wieder abgibt. Die Vorrichtung enthält einen Aufnahmezylinder
12 und einen Hochdruckzylinder 13, die miteinander zusammenarbeiten
und die in axialer Richtung miteinander ausgerichtet sind, so daß sie
eine funktionelle Einheit bilden. Der Endteil 14 des Aufnahmezylinders
12, der von dem Hochdruckzylinder 13 weg weist, ist mit einer Öffnung
15 versehen, die über eine Drainageleitung 16 mit der zweiten Seite 5
des Arbeitszylinders 1 über die zweite Leitung 7 verbunden ist. Die
Leitung 16 ist mit einem Ventil 32 versehen. Ferner ist die Öffnung 15
mit einer Abflußleitung 17 zur Abgabe von hydraulischer Flüssigkeit
vom Aufnahmezylinder 12 in einen Tank 18 verbunden, wenn die
Kolbenstange 3 des Arbeitszylinders 1 ihren zweiten, langsamen Hub
ausführt, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Ein Kolben 19 ist in dem
Aufnahmezylinder 12 für eine Verschiebung zwischen bestimmten
Endpositionen angeordnet. Der Aufnahmezylinder 12 ist an seinem dem
Hochdruckzylinder 13 zugewandten Ende durch eine starre Endwand 20
verschlossen. Der Kolben 19 und die Endwand 20 begrenzen zwischen
sich eine Kammer 21 mit veränderbarem Volumen. Die Kammer 21
enthält Gas, normalerweise Luft, unter niedrigem Druck, der sich in
Abhängigkeit von der Position des Kolbens 19 in dem Aufnahmezylinder
12 ändert. Auf der anderen Seite des Kolbens 19 und des Endabschnit
tes 14 wird ein Raum für die Aufnahme einer verhältnismäßig großen
Menge hydraulischer Flüssigkeit abgegrenzt, die vom Arbeitszylinder 1
in einer kurzen Zeitperiode während des schnellen Hubes eingepreßt
wird, wie es in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, während der Kolben
19 in Richtung auf seine Endposition in der Nähe der Endwand 20
(ohne Kontakt) gedrängt wird. Eine zentrale Ausnehmung 23 ist auf
der Seite des Kolbens 19 vorgesehen, welcher der Kammer 21 zugekehrt
ist, und zwar zu dem Zweck, hydraulische Flüssigkeit zu sammeln, die
von dem mit hydraulischer Flüssigkeit gefüllten Raum 22 in die
Gaskammer 21 lecken kann. Die Endwand 20 ist innen mit einem
axialen Drosselring 24 versehen. Die Ausnehmung 23 des Kolbens 19
und der Drosselring 24 sind einander angepaßt, so daß der
Drosselring 24 von der Ausnehmung 23 aufgenommen wird, wenn der
Kolben 19 in Richtung zur Endwand 20 gedängt wird, wodurch auf die
in der Ausnehmung 23 angesammelte Leckflüssigkeit ein zunehmender
Druck ausgeübt wird. Ein System von Kanälen 25 ist im Drosselring 24
und in der Endwand 20 vorgesehen, um die Leckflüssigkeit aus der
Ausnehmung 23 zu entfernen, wenn die Leckflüssigkeit unter
zunehmenden Druck gesetzt wird. Das Kanalsystem 25 kann zwei oder
mehr axiale Kanäle in dem Drosselring 24 einschließen, die
beispielsweise über einen Ringkanal mit einem Auslaßkanal in der
Endwand 20 verbunden sind. Ein Rückschlagventil 26 ist in dem
Kanalsystem 25, z. B. in dem Auslaßkanal, vorgesehen. Das
Kanalsystem 25 steht über eine Leitung 27 mit dem Tank 18 in
Verbindung.
Das maximale Volumen an hydraulischer Flüssigkeit, das vom
Arbeitszylinder 1 über die Leitung 7 und die Drainageleitung 16 in
den Aufnahmezylinder 12 gedrängt werden kann, ist so begrenzt, daß
der Kolben 19 eine kurze Strecke vor der Endwand 20 in seiner
obersten Position anhält, um einen mechanischen Kontakt zwischen dem
Kolben 19 und der Endwand 20 zu vermeiden.
Der Hochdruckzylinder 13 ist starr auf dem Aufnahmezylinder 12
montiert, so daß ihre Mittellinien zusammenfallen oder im wesentlichen
zusammenfallen. Der Hochdruckzylinder 13 kann beispielsweise mit
einem Flansch versehen sein, der mit einem Verschlußdeckel auf dem
Aufnahmezylinder 12 verschraubt wird, um eine einheitliche
Endwandkonstruktion 20 zu bilden. Der Flansch kann den Auslaßkanal
und den Ringkanal des Kanalsystems 25 für die Leckflüssigkeit
enthalten.
Der Hochdruckzylinder 13 enthält einen Raum 28 für hydraulische
Flüssigkeit unter hohem Druck. Der Flüssigkeitsraum 28 des
Hochdruckzylinders steht in ständiger Verbindung mit der
Speiseleitung 8 des hydraulischen Systems, und zwar über eine Leitung
29.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält eine Vorrichtung 30 für die
Änderung des Flüssigkeitsvolumens. Die Vorrichtung 30 ist so
angeordnet, daß sie in dem Hochdruckzylinder 13 hin und her
verschoben werden kann, um wahlweise das Volumen des
Flüssigkeitsraumes 28 des Hochdruckzylinders 13 herabzusetzen und zu
vergrößern, und zwar abhängig von dem ersten Hub bzw. dem zweiten
Hub des Arbeitszylinders 1 und den Bewegungen des Kolbens 19. Die
Vorrichtung 30 und der Kolben 19 in dem Aufnahmezylinder 12 sind so
angeordnet, daß sie über eine Kolbenstange 31 zusammenwirken, so
daß eine Verschiebung des Kolbens 19 in Richtung auf den
Hochdruckzylinder 13, der durch die in den Flüssigraum 22 des
Aufnahmezylinders 12 gepumpte hydraulische Flüssigkeit hervorgerufen
wird, zu einer entsprechenden Verschiebung der Vorrichtung 30 zur
Änderung des Flüssigkeitsvolumens führt, so daß eine Verschiebung
der Vorrichtung 30 zur Änderung des Flüssigkeitsraumes in Richtung
auf den Aufnahmezylinder 12, die durch die in den Flüssigkeitsraum
des Hochdruckzylinders 13 gepumpte hydraulische Flüssigkeit
hervorgerufen wird, zu einer entsprechenden Verschiebung des Kolbens
19 führt.
Nach einer bevorzugten Ausführung der Vorrichtung 30 zur Änderung
des Flüssigkeitsvolumens besteht diese aus einer kreisförmigen Stange
oder einem Tauchkolben mit geringerem Durchmesser als der
zylindrische Flüssigkeitsraum 28 des Hochdruckzylinders 13, so daß um
den Tauchkolben ein Schlitz gebildet ist. Wahlweise hat der
Tauchkolben 30 einen Durchmesser, der nur geringfügig kleiner ist als
der Durchmesser des Flüssigkeitsraumes 28, in welchem Falle an den
Gleitflächen Dichtungen vorgesehen sind. Wie sich aus den Zeichnungen
ergibt, können der Tauchkolben 30 und die Kolbenstange 31 ein und
dasselbe Konstruktionselement sein ohne sichtbaren Übergang zwischen
den beiden Funktionsteilen. Die Einheit aus Tauchkolben 30 und
Kolbenstange 31 ist gleitend in der Endwand 20 des Aufnahmezylinders
12 gelagert, und sie ist mit geeigneten Dichtungen abgedichtet. Die
hydraulische Flüssigkeit aus dem Hochdruckzylinder 13, die durch
diese Dichtungen auslecken kann, wird in der Ausnehmung 23 des
Kolbens 19 gesammelt und wird mit der anderen Leckflüssigkeit
entfernt, wie es später beschrieben wird. Die Kolbenstange 31 kann
zweckmäßig frei gegen den Kolben 19 anliegen, und zwar ohne
mechanische Verbindung zwischen den beiden Teilen.
Nach einer wahlweisen Ausführung der Erfindung kann die Vorrichtung
zur Änderung des Flüssigkeitsvolumens einen Kolben bilden, der von
der Kolbenstange 3 des Aufnahmezylinders 12 getragen wird. In diesem
Fall wird aber hinter dem Kolben, ähnlich wie in dem
Aufnahmezylinder 12, ein Gasraum gebildet.
Die Fig. 1 und 2 zeigen den Arbeitszylinder 1 in dem Zustand, in
dem die Kolbenstange 3 den ersten, schnellen Hub ausführt. Das Ventil
32 in der Drainageleitung 16 ist offen, während das Ventil 10 im
By-Pass 9 geschlossen ist. Hydraulische Flüssigkeit strömt in den
durch die Pfeile angezeigten Richtungen, und sie wird von der Speise
leitung 8 unter der Wirkung der Pumpe und des Hochdruck-
Akkumulators 11, aber auch von dem Hochdruckzylinder 13 über die
Leitung 29 durch die Wirkung des Tauchkolbens 30 in den
Arbeitszylinder 1 gedrängt, der wiederum mechanisch durch den Kolben
19 und die Kolbenstange 31 des Aufnahmezylinders 19 beeinflußt wird,
die in dem Flüssigkeitsraum 22 des Aufnahmezylinders 12 durch die
hydraulische Flüssigkeit erzeugt wird, die gleichzeitig von der
anderen Seite 5 (Kolbenseite) des Arbeitszylinders 1 eingepumpt wird.
Wenn die Kolbenstange 3 des Arbeitszylinders 1 ihre oberste
Endposition erreicht, ändert sie ihre Richtung, um einen langsamen
Hub auszuführen, der damit begonnen wird, daß das Ventil 32 in der
Drainageleitung 16 geschlossen wird und das Ventil 10 in dem By-Pass
9 geöffnet wird. Auf diese Weise wird zwischen der zweiten Seite 5,
d. i. die Kolbenseite, und der ersten Seite 4, d. i. die
Kolbenstangenseite des Arbeitszylinders 1, ein Druckausgleich erreicht.
Da die Fläche des Kolbens 2 auf der Kolbenseite 5 größer ist als auf
der Kolbenstangenseite 4, werden der Kolben 2 und die Kolbenstange 3
nach abwärts bewegt, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, während
hydraulische Flüssigkeit nach rückwärts aus dem Arbeitszylinder 1
durch die Leitung 6 ausströmt. Diese hydraulische Flüssigkeit und die
hydraulische Flüssigkeit in der Speiseleitung 8 strömen durch den nun
offenen By-Pass 9, jedoch auch durch die Leitung 29 zum
Hochdruckzylinder 13, so daß sein Tauchkolben 30 hineingedrängt
wird, wenn die Kolbenstange 31 und der Kolben 19 nach abwärts in
den Aufnahmezylinder 12 gedrängt werden, was zu einer Abgabe von
hydraulischer Flüssigkeit zum Tank 18 führt, die vorher von dem
Aufnahmezylinder 12 gesammelt worden ist.
Der Hochdruckzylinder 13 und der Aufnahmezylinder 12 bilden so eine
doppelt wirkende Pumpeneinheit für die wahlweise Abgabe von
hydraulischer Flüssigkeit unter Druck von dem hydraulischen System
mit Hilfe der unter hohem Druck befindlichen hydraulischen Flüssigkeit
vom hydraulischen System und dann zur Zurückgabe hydraulischer
Flüssigkeit unter hohem Druck zum hydraulischen System mit Hilfe der
vom Arbeitszylinder 1 unter hohem Druck stehenden hydraulischen
Flüssigkeit. Während des langsamen Hubes des Arbeitszylinders 1, wie
es in Fig. 3 dargestellt ist, wird hydraulische Flüssigkeit unter
geringem Druck aus dem Aufnahmezylinder 12 zum Tank 18 ausgepumpt,
und zwar mit Hilfe der unter hohem Druck befindlichen hydraulischen
Flüssigkeit, die gleichzeitig von der Kolbenstangenseite 4 des
Arbeitszylinders 1 und der Speiseleitung 8 in den Hochdruckzylinder 13
gedrängt wird. Während des schnellen Hubes des Arbeitszylinders 1,
wie er in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, wird hydraulische
Flüssigkeit unter hohem Druck aus dem Hochdruckzylinder 13 zur
Kolbenstangenseite 4 des Arbeitszylinders 1 gepumpt, und zwar mit
Hilfe der unter niedrigem Druck stehenden hydraulischen Flüssigkeit,
die gleichzeitig von der Kolbenseite 5 des Arbeitszylinders 1 über die
Leitung 7 und die Drainageleitung 16 in den Aufnahmezylinder 12
gedrängt wird. Die hydraulische Flüssigkeit in dem Hochdruckzylinder
13 hat den gleichen Druck wie die hydraulische Flüssigkeit auf der
Druckseite des hydraulischen Systems, da der Hochdruckzylinder 13
stets in offener Verbindung mit der Speiseleitung 8 steht, und zwar
sowohl während des langsamen Hubes als auch während des schnellen
Hubes. Dieser Druck ändert sich innerhalb eines vorbestimmten
Intervalls, das durch ein die Pumpe beeinflussendes Steuersystem
geregelt wird, so daß dieses hydraulische Flüssigkeit in das
hydraulische System pumpt, sobald der Druck anfängt abzufallen.
Die hydraulische Flüssigkeit in dem Aufnahmezylinder 12 hat einen
wesentlich geringeren Druck als in dem Hochdruckzylinder 13, da der
erstere sich auf der Drainageseite des hydraulischen Systems befindet
und in ständiger offener Verbindung mit dem Tank 18 steht.
Infolgedessen muß, um eine Entleerung des Hochdruckzylinders 13, der
hydraulische Flüssigkeit unter hohem Druck enthält, zu ermöglichen,
der Kolben 19 im Aufnahmezylinder 12 eine wesentlich größere Fläche
haben als die Fläche des Tauchkolbens 30 im Hochdruckzylinder 13.
Das Verhältnis dieser Flächen beträgt normalerweise etwa 10 : 1 bis
15 : 1, und zwar abhängig von den Druckbedingungen auf der
Druckseite und der Drainageseite des hydraulischen Systems.
In einer praktischen Ausführung des hydraulischen Systems, wie sie
oben beschrieben ist, wobei ein Druckdiffusor betrieben wird, wird auf
der Druckseite ein Druck aufrechterhalten, der zwischen 100 und 150
Bar variiert, und zwar in Abhängigkeit von der Position und der
Bewegungsrichtung des Kolbens 2 im Arbeitszylinder 1. Im allgemeinen
kann dieser Druck von etwa 80 Bar bis zu etwa 350 Bar betragen,
wobei ein bevorzugtes Druckintervall zwischen etwa 100 bis 180 Bar
liegt. Der Gasdruck in der Gaskammer 21 liegt zwischen 0,03 und 3
Bar, und zwar in Abhängigkeit von der Position des Kolbens 19. Der
Abgabedruck der hydraulischen Flüssigkeit im Aufnahmezylinder 12
wird so eingestellt, daß er sich zwischen 5 und 10 Bar verändert. Die
Fläche des Kolbens 19 beträgt 1018 cm2 und die des Tauchkolbens 30
78,5 cm2 entsprechend einem Flächenverhältnis von 13 : 1.
In den Fig. 4 und 5 sind die Verbindungen für ein hydraulisches
System nach einer zweiten Ausführung der Erfindung gezeigt. Die
gleichen Bezugszeichen werden für entsprechende oder ähnliche Teile
wie in dem obenbeschriebenen hydraulischen System verwendet. Die
besondere Vorrichtung für die Aufnahme hydraulischer Flüssigkeit ist
die gleiche wie diejenige, die in Verbindung mit den Fig. 1-3
beschrieben worden ist. Das hydraulische System enthält einen
Arbeitszylinder 41 in der Form eines doppelt wirkenden hydraulischen
Zylinders mit durchgehender Kolbenstange 43, die so ausgebildet ist,
daß sie einen ersten schnellen Hub (Fig. 4) und einen zweiten,
langsamen Hub (Fig. 5) ausführt. Die Kolbenstange 43 trägt einen
Kolben 42, welcher den Arbeitszylinder 41 in eine erste Seite 4 und
eine zweite Seite 5 unterteilt. Der Arbeitszylinder 41 besitzt eine erste
Leitung 6, die mit der ersten Seite 4 verbunden ist, und eine zweite
Leitung 7, die mit der zweiten Seite 5 verbunden ist. Die Speiseleitung
8 ist mit einem Richtungsventil 50 verbunden, mit dem auch die beiden
Leitungen 6 und 7 des Arbeitszylinders 14 und die Drainageleitung 16
verbunden ist, die mit dem Aufnahmezylinder 12 in Verbindung steht.
Ferner ist ein By-Pass 51 mit einem Ventil 52 vorgesehen, der
zwischen der Leitung 6 und der Drainageleitung 16 angeordnet ist.
Das Ventil 52 ist vorzugsweise ein Proportionalventil.
Fig. 4 zeigt den Arbeitszylinder 41 in dem Zustand, in dem seine
Kolbenstange 43 ihren ersten, schnellen Hub ausführt. Das
Richtungsventil 50 ist so eingestellt, daß die Speiseleitung 8 über die
Leitung 6 mit der ersten Seite 4 des Arbeitszylinders 41 verbunden
ist, während die zweite Seite 5 des Arbeitszylinders 41 über die
Leitung 7 und die Drainageleitung 16 mit dem Aufnahmezylinder 12
verbunden ist. Das Ventil 52 im By-Pass 51 ist geschlossen.
Hydraulische Flüssigkeit strömt in die durch Pfeile angezeigten
Richtungen, und sie wird von der Speiseleitung 8 durch die Wirkungen
der Pumpe und des Hochdruckakkumulators 11, aber auch von dem
Hochdruckzylinder 13 über die Leitung 29 durch die Wirkung des
Tauchkolbens 30, der seinerseits mechanisch durch den Kolben 19 und
die Kolbenstange 31 des Aufnahmezylinders 12 und hydraulisch durch
die Kraft gegen den Kolben 19, die in dem Flüssigkeitsraum 22 des
Aufnahmezylinders 12 durch die hydraulische Flüssigkeit, die
gleichzeitig von der zweiten Seite 5 des Arbeitszylinders 41 eingepumpt
wird, in den Arbeitszylinder 41 gedrängt.
Wenn die Kolbenstange 43 des Arbeitszylinders 41 ihre unterste
Endposition erreicht, ändert sie ihre Richtung, um einen langsamen
Hub auszuführen, der damit beginnt, daß das Ventil 52 in dem
By-Pass 51 geöffnet wird und das Richtungsventil 50 umgeschaltet
wird, so daß die Speiseleitung 8 mit der zweiten Seite 5 des
Arbeitszylinders 41 über die Leitung 7 verbunden wird, während die
erste Seite 4 des Arbeitszylinders 41 über die Leitungen 6, 51, 16 und
17 mit dem Tank 18 verbunden wird. Ein Druckabfall wird somit auf
der ersten Seite 4 des Arbeitszylinders 41 bewirkt, so daß der Kolben
42 nach aufwärts bewegt werden kann. Gleichzeitig strömt hydraulische
Flüssigkeit in der Speiseleitung 8 durch die Leitung 29 zum
Hochdruckzylinder 13, so daß dessen Tauchkolben 30 hineingedrängt
wird, während die Kolbenstange 31 und der Kolben 19 nach abwärts in
den Aufnahmezylinder 12 gedrängt werden, was zu einer Abgabe von
hydraulischer Flüssigkeit zum Tank 18 führt, die vorher vom
Aufnahmezylinder 12 gesammelt worden ist.
Der Hochdruckzylinder 13 und der Aufnahmezylinder 12 bilden somit
eine doppelt wirkende Pumpeneinheit, die abwechselnd hydraulische
Flüssigkeit unter niedrigem Druck vom hydraulischen System mit Hilfe
von hydraulischer Flüssigkeit unter hohem Druck vom hydraulischen
System abgibt und dann hydraulische Flüssigkeit unter hohem Druck
wieder an das hydraulische System zurückgibt, und zwar mit Hilfe von
hydraulischer Flüssigkeit unter niedrigem Druck vom Arbeitszylinder
41. Während des langsamen Hubes des Arbeitszylinders 41, wie es in
Fig. 5 gezeigt ist, wird hydraulische Flüssigkeit unter niedrigem Druck
aus dem Aufnahmezylinder 12 zum Tank 18 ausgepumpt, und zwar mit
Hilfe der unter hohem Druck stehenden hydraulischen Flüssigkeit, die
gleichzeitig von der Speiseleitung 8 in den Hochdruckzylinder 13
gedrängt wird. Während des schnellen Hubes des Arbeitszylinders 41,
wie es in Fig. 4 gezeigt ist, wird hydraulische Flüssigkeit unter hohem
Druck aus dem Hochdruckzylinder 13 mit Hilfe der hydraulischen
Flüssigkeit unter niedrigem Druck zur Speiseleitung 8 ausgepumpt,
wobei die hydraulische Flüssigkeit unter niedrigem Druck gleichzeitig
in den Aufnahmezylinder 12 gedrängt wird, und zwar von der zweiten
Seite 5 des Arbeitszylinders 41 und über die Leitung 7 und die
Drainageleitung 16 und das Richtungsventil 50.
Claims (11)
1. Vorrichtung zur Aufnahme und anschließenden Abgabe
hydraulischer Flüssigkeit aus einem hydraulischen System mit
einem Arbeitszylinder (1; 41) und mit einer Speiseleitung (8)
zwischen einer Pumpe und dem Arbeitszylinder (1; 41) für die
Zuführung von unter hohem Druck stehender hydraulischer
Flüssigkeit innerhalb eines vorbestimmten Intervalls, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Aufnahmezylinder (12) mit einem Kolben
(19) vorgesehen ist, welcher auf einer Seite einen Raum (22) für
die Aufnahme von hydraulischer Flüssigkeit mit einem wesentlich
niedrigeren Druck als der hohe Druck vom Arbeitszylinder (1; 41)
abgrenzt, und welcher auf der anderen Seite eine Kammer (21)
abgrenzt, die Gas unter niedrigem Druck enthält, daß ferner ein
Hochdruckzylinder (13) mit einem Flüssigkeitsraum (28) und einer
darin beweglichen Vorrichtung (30) zum Verändern des
Flüssigkeitsvolumens vorgesehen ist, wobei der Flüssigkeitsraum
(28) mit der Speiseleitung (8) verbunden ist, um dem
Flüssigkeitsraum (28) hydraulische Flüssigkeit zuzuführen bzw.
hydraulische Flüssigkeit unter hohem Druck aus dem
Flüssigkeitsraum (28) aufzunehmen, daß zwischen der Vorrichtung
(30) zur Änderung des Flüssigkeitsvolumens in dem
Hochdruckzylinder (13) und dem Kolben (19) in dem
Aufnahmezylinder (129) eine Kolbenstange (31) angeordnet ist,
welche Bewegungen von der Vorrichtung (30) zur Änderung des
Flüssigkeitsvolumens zum Kolben (19) und umgekehrt überträgt,
und daß der vom Druck der hydraulischen Flüssigkeit beeinflußte
Bereich des Kolbens (19) im Aufnahmezylinder wesentlich größer
ist als der vom Druck der hydraulischen Flüssigkeit beeinflußte
Bereich der Vorrichtung (30) zur Änderung des
Flüssigkeitsvolumens.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kolben (19) des Aufnahmezylinders (12) auf der in dem
Gasraum (21) liegenden Seite mit einer zentralen Ausnehmung (23)
versehen ist und daß die den Gasraum (21) abschließende
Endwand (20) mit einem entsprechenden Drosselring (24) versehen
ist, welcher von der Ausnehmung (23) des Kolbens (19) während
des Druckanstiegs aufgenommen werden kann, die mit aus dem
Raum (22) im Aufnahmezylinder ausleckender hydraulischer
Flüssigkeit und möglicherweise mit aus dem Raum (28) des
Hochdruckzylinders (13) auslaufender hydraulischer Flüssigkeit
gefüllt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Drosselring (24) und die Seitenwand (20) zur Entfernung von
ausleckender und sich in der Kolbenausnehmung sammelnder
hydraulischer Flüssigkeit von einem System (25) von Kanälen
durchsetzt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das vorbestimmte Druckintervall für die dem Arbeitszylinder (1; 41)
zugeführte hydraulische Flüssigkeit einen oberen Grenzwert von
etwa 350 Bar, vorzugsweise etwa 100 bis 180 Bar, hat, daß der
Gasdruck in der Kammer (21) des Aufnahmezylinders (12) sich
zwischen 0,03 und 3 Bar verändert, daß der Entleerungsdruck in
der hydraulischen Flüssigkeit im Aufnahmezylinder (12) so
eingestellt ist, daß er sich zwischen 5 und 10 Bar verändert, und
daß das Verhältnis zwischen den vom Flüssigkeitsdruck
beeinflußten Bereichen etwa 10 : 1 bis 15 : 1, vorzugsweise
13 : 1, beträgt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (3; 43) des Arbeitszylinders
(1; 41) mit einem bewegbaren Sieb eines Diffusors verbunden ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das hydraulische System einen
Hochdruckakkumulator (11) enthält.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder aus einem
Differentialzylinder (19) besteht.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder ein doppelt wirkender
hydraulischer Zylinder (419) mit durchgehender Kolbenstange (43)
ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Änderung des
Flüssigkeitsvolumens aus einem Tauchkolben (30) besteht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
der Tauchkolben (30) und die Kolbenstange (31) eine konstruktive
Einheit bilden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kolbenstange (31) ohne feste mechanische Verbindung am
Kolben (19) anliegt.
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