DE1502153C - Vorrichtung zum Aufladen eines Druckspeichers mit Druckgas für eine hydropneumatische Steuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft cine Vorrichtung zum Aufladen eines Druckspeichers mit Druckgas für eine hydropneumatische Steuerung, wobei der Druckspeicher einen Zylinder aufweist, in dem ein frei verschieblicher Trennkolben läuft, der im Zylinder eine Flüssigkeitskammer und eine Gaskammer trennt, die mit einem Druckgasspeicher als Teil des Druckspeichers, beispielsweise mit einer Gasflasche, verbunden ist, wobei zwischen dem Druckgasspeicher und der Gaskammer sowie mindestens einer zum Füllen des Druckspeichers dienenden Druckgasflasche ein Ventil eingeschaltet ist, mit einem Niederdruckbehälter für das hydraulische Druckmittel, einer zum Füllen der Flüssigkeitskammer dienenden Druckmittclpumpe und einem zwischen der Flüssigkeitskammer und dem Niederdruckbehälter eingeschalteten Auslaßhahn.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (französische Patentschrift 1 107 500) besteht das Ventil aus einem einfachen, von Hand zu betätigenden Absperrventil. Der Füllvorgang erfolgt in zwei Arbeitstakten. Zunächst wird der Zylinder mit der bzw. den Druckgasflaschen in Verbindung gebracht, wobei der Druckspeicher der Vorrichtung abgesperrt und der Auslaßhahn geöffnet ist. Der Zylinder füllt sich mit Druckgas. Anschließend werden der Auslaßhan und das Absperrventil geschlossen, worauf der Druckspeicher mit dem Zylinder in Verbindung gebracht wird. Das in diesem enthaltene Gas wird sodann durch die Füllung des Zylinders mit einem hydraulischen Druckmittel mit Hilfe einer Pumpe in den Druckspeicher gedrückt. Auf diese Weise kann das in der Druckgasflasche enthaltene Gas allmählich in den Druckspeicher übertragen werden, der so eine Gasfüllung unter einem Druck erhält, der den Druck des in der Druckgasflasche vorhandenen Gases übersteigt. Dieser Vorgang ist bei der bekannten Vorrichtung aber schwierig durchzuführen, da bei jedem Ladehub der hydropneumatischen Steuerung die Verbindung zur Druckgasflasche und die Verbindung zum Druckspeicher je einmal geöffnet und geschlossen werden muß. Der Füllvorgang wird damit zeitraubend. Er kann überdies nicht automatisiert werden.

Weiter ist die Verwendung von Rückschlagventilen bei Speicherladeeinrichtungen bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 055 909).

Es liegt die Aufgabe vor, das Aufladen eines Druckspeichers durch eine besondere Ausbildung des einerseits zwischen zwei Kammern des Druckspeichers und andererseits zwischen dem Druckspeicher und den zum Füllen des Druckspeichers dienenden Druckgasflaschen angeordneten Ventils insoweit zu erleichtern und zu automatisieren, als die Reduzier- bzw. Sperrventile an den Druckgasflaschcn nur bei Beginn des Aufladcns einmal, nicht aber bei jedem Arbeitstakt der Aufladung von Neuem geöffnet werden müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ventil in einem Ventilkörper einen Innenraum aufweist, der ständig mit der Gaskammer des den frei verschieblichen Trennkolben aufweisenden Zylinders in Verbindung steht und in dem ein Verschlußstückträger beweglich angeordnet ist, der ein in einer !-!ndstcllung die Verbindung zwischen dem Innenrauni und dem Druckgasspeichcr unterbrechendes Verschlußstück trägt, daß der Druckspeicher in dieser Stellung über zwei, vorzugsweise in der Achse des beweglichen Verschlußstückträgers angeordnete Rückschlagventile mit der zum Füllen des Druckspeichers vorgesehenen Druckgasflasche in Verbindung steht und daß der zwischen den beiden Rückschlagventilen liegende Raum ständig mit dem Innenraum des Ventils in Verbindung steht.

Von den zwei Rückschlagventilen sperrt also das eine den Rücklauf zur Druckgasflasche und das entsperrbare andere den Rücklauf aus dem aufzuladenden Druckspeicher. Es ist deshalb nicht mehr erforderlich, irgendwelche Hähne während des Aufladevorgangs bei jedem Arbeitshub zu betätigen. Die erforderliche Umsteuerung erfolgt vielmehr je nach den Druckverhältnissen selbsttätigt. Die Vorrichtung ist deshalb auch für eine automatische Aufladung des Druckspeichers gut geeignet.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Gegenstandes nach Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen aufgezeigt. So kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgestaltet sein, daß die Steuerung bei Anschluß des Leitungsverbindungsstückes zur Druckgasflasche an das Ventil selbsttätig betriebsbereit wird.

Tn der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt .

Fig. 1 schematisch eine Füllanlage für einen Druckspeicher,

F i g. 2 eine Einzelheit der Füllanlage nach F i g. 1 mit der Vorrichtung zum Aufladen des Druckspeichers und

Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Ansicht dieser Vorrichtung in einer anderen Betriebsstellung.

Fig. 1 zeigt eine Gasflasche 1, die den aufzuladenden Druckgasspeicher als Teil des diesen Druckgasspeicher und eine Gaskammer 6 umfassenden Druckspeichers darstellt. Die Gasflasche 1 ist mit einem Zylinder 2 über eine Leitung 4 verbunden. Im Zylinder 2 ist frei beweglich ein Trennkolben 5 geführt, der auf seiner einen Seite die mit dem Inneren der Gasflasche 1 in Verbindung stehende Gaskammer 6 und auf seiner anderen Seite eine Flüssigkeitskammer? aufweist. Wird die Gaskammer 6 mit Gas gefüllt, so kann durch einen Arbeitshub des Trennkolbens 5 das in der Gaskammer enthaltene Gas 6 komprimiert und in die Gasflasche 1 übertragen werden. Die Gasfüllung des Druckspeichers kann dabei unter höheren Druck gesetzt werden, als er ursprünglich in der Gaskammer 6 geherrscht hat. Die Flüssigkeitskammer 7 auf der anderen Seite des Trennkolbens 5 ist mit einem hydraulischen Druckmittel gefüllt. Sie ist dazu mit einem Niederdruckbehälter 8 verbunden, der zwei Ventile 9 und 10 und eine doppeltwirkende hydraulische Winde 11 sowie eine Pumpe 12 und einen Auslaßhahn 13 aufweist. Das. in den Druckspeicher zu überführende Gas befindet sich in einer Druckgasflasche 14 mit Hahn 15.

In die Verbindungslcilung des die Aufladung des Druckspeichers bewirkenden und der hydropneumatischen Steuerung dienenden Zylinders 2 mit der Gasflasche 1 wird ein Ventil 24 eingesetzt. An dieses Ventil 24 wird für das Aufladen des Druckspeichers eine Leitung 25 zur Verbindung mit der Druckgasflasche 14 angeschlossen.

F i g. 2 zeigt das Ventil 24 in seiner Arbeitslage beim Aufladen des Druckspeichers. Die das eine Volumen des Druckspeichers darstellende Gasflasche I trägt einen Ventilkörper 26, der durch eine Bodenmutier 27 verschlossen ist. Im Ventilkörper 26 ruht ein vorzugsweise konisches Verschlußstück 28

auf einem die Verbindung zur Gasflasche 1 darstellenden Ventilsitz 29 auf. Im Inneren des Ver- ' schlußstücks 28 ist ein Rückschlagventil durch eine Kugel 30 gebildet, der ein Sitz 31 zugeordnet ist. Die Kugel 30 wird von einer Feder 32 beaufschlagt, die sich an ihrem anderen Ende auf einem durchbrochenen Stopfen 33 abstützt. Dieser Stopfen 33 ist in das Verschlußstück 28 beispielsweise durch Einschrauben eingesetzt und weist einen Anschlag 34 für die Kugel 30 auf. ίο

Das Verschlußstück 28 wird von einem zylindrischen Verschlußstückträger 35 getragen. In seinem Inneren ist ein weiteres Rückschlagventil durch eine Kugel 36 gebildet, der ein Sitz 37 zugeordnet ist. Die Kugel 36 wird von einer Feder 38 beaufschlagt, die sich auf der von der Kugel abliegenden Seite auf einem durchbrochenen Stopfen 39 abstützt, der in den Verschlußstückträger 35 eingesetzt, beispielsweise eingeschraubt ist. Eine Verlängerung" des Stopfens 39 bildet einen Anschlag 40 für die Kugel 36.

Der zylindrische Verschlußstückträger 35 wird von radial gebohrten öffnungen 41 durchsetzt, die den Zwischen den Kugeln 30 und 36, die Rückschlagventile darstellen, befindlichen Raum mit dem Innenraum 42 des Ventilkörpers 26 verbinden. Dieser Innenraum 42 des Ventilkörpers 26 steht weiter über eine öffnung 43 und die Leitung 4 mit der Gaskammer 6 im Zylinder 2 in Verbindung. Der ' Verschlußstückträger 35 wird nach oben durch einen Zylinder 44 verlängert, der in der Bodenmutter 27 gleitend geführt ist.

Die von der Druckgasflasche 14 zum Ventil 24 geführte Leitung 25 ist mit einem Verbindungsstück 45 versehen, das in die Bodenmutter 27 des Ventilkörpers 26 einschraubbar ist. Eingeschraubt stößt das Verbindungsstück 45 den Zylinder 44 und damit über den Verschlußstückträger 35 das Verschlußstück 28 nach unten und drückt es auf den Ventilsitz 29 auf.

Das Füllen des Druckspeichers erfolgt auf folgende Weise: Bei stillstehender Pumpe 12 und geöffnetem Auslaßhahn 13 öffnet man den Hahn 15. Das in der Druckgasflasche 14 befindliche Druckgas hebt die Kugeln 30 und 36 von ihren Sitzen 31 bzw. 37 ab und fließt in die Gasflasche 1 über die Durchbrechungen des Stopfens 33 und in die Gaskammer 6 durch die öffnungen 41 und 43 und die Leitungen 4 ein. Dabei wird der frei bewegliche Trennkolben 5 im Zylinder 2 nach unten gedrückt.

Nun wird der Hahn 13 geschlossen und die Pumpe 12 in Betrieb gesetzt. Dadurch wird aus dem Niederdruckbehälter 8 das hydraulische Druckmittel in die Flüssigkeitskammer 7 gefördert. Dieses drückt den Trennkolben 5 im Zylinder 2 nach oben und verdichtet dabei das in der Gaskammer 6 befindliche Gas. Dieses wird über die Leitung 4 in den Innenraum 42 und über die öffnungen 41 in den Raum zwischen den beiden Rückschlagventilen, also zwischen den Kugeln 30 und 36 gedrückt. Da der dabei entstehende Druck größer ist als der Druck in der Druckgasflasche 14, wird nun die Kugel 36 auf ihren Sitz 37 gepreßt, die Kugel 30 aber von ihrem Sitz 31 abgehoben. Das Gas wird in die Gasflasche 1 eingedrückt. Hat der Trennkolben 5 seine höchste Stellung im Zylinder 2 erreicht, so wird durch öffnen des Hahnes 13 das hydraulische Druckmittel aus der FUissigkeitskammcr 7 im Zylinder 2 wieder in den Niederdruckbehälter 8 rücküberführt und gleichzeitig durch das Gas in der Gasflasche 1 die Kugel 36 von ihrem Sitz 37 abgehoben und der Trennkolben 5 im Zylinder 2 nach unten gedruckt. Der höhere Druck in der Gasflasche 1 bleibt bestehen, da er, sobald er größer ist als der Druck in der Druckgasflasche 14, die Kugel 30 in Anlage auf ihrem Sitz 31 hält. -

Der Vorgang wird nun wiederholt, bis der gewünschte Druck in der Gaskammer 6 und in der Gasflasche 1 erzielt ist.

Fig. 3 zeigt, wie nach dem Trennen der Druckgasflasche 14 bzw. des am Ende der Leitung 25 vorgesehenen Verbindungsstücks vom Ventil 24 der am Verschlußstückträger 35 ausgebildete Zylinder 44 unter dem auf das Verschlußstück 28 einwirkenden Druck nach oben gleitet, bis der ringförmige Absatz zwischen dem Zylinder 44 und dem Verschlußstückträger 35 an der Bodenmutter 27 zur Anlage kommt. Das Verschlußstück 28 hebt dabei von seinem Ventilsitz 29 ab. Dadurch ist in der in F i g. 3 gezeigten Stellung eine ständige Verbindung zwischen der Gaskammer 6 im Zylinder 2 und der Gasflasche 1 sichergestellt. Das zuvor von oben in die Bodenmutter 27 eingesetzte Verbindungsstück 45 der Leitung 25 wird in dieser Stellung durch einen vollwandigen Stopfen 46 ersetzt, der mit einer an der Bodenmutter 27 anliegenden Dichtung 47 versehen ist. Die hydropneumatische Steuerung ist in dieser Stellung betriebsbereit.

Man erkennt, daß eine derartig ausgebildete Vorrichtung zum Aufladen des Druckspeichers einer hydropneumatischen Steuerung außer den für den normalen Betrieb des hydropneumatischen Steuerantriebes notwendigen Elementen, nur eine Druckgasflasche und ein besonders ausgebildetes Ventil benötigt. Die Vorrichtung ist billig und hat einen erheblich verminderten Platzbedarf. Außerdem ermöglicht sie, ausgehend von der Druckgasflasche, ein automatisches Füllen des Druckspeichers. Hierbei bleibt der Hahn der Druckgasflasche während des gesamten Aufladevorgangs geöffnet.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufladen eines Druckspeichers mit Druckgas für eine hydropneumatische Steuerung, wobei der Druckspeicher einen Zylinder aufweist, in dem ein frei verschieblicher Trennkolben läuft, der im Zylinder eine Flüssigkeitskammer und eine Gaskammer trennt, die mit einem Druckgasspeicher als Teil des Druckspeichers, beispielsweise mit einer Gasflasche, verbunden ist, wobei zwischen dem Druckgasspeicher und der Gaskammer sowie mindestens einer zum Füllen des Druckspeichers dienenden Druckgasflasche ein Ventil eingeschaltet ist, mit einem Niederdruckbehälter für das hydraulische Druckmittel, einer zum Füllen der Flüssigkeitskammer dienenden Druckmiltelpuinpe und einem zwischen der Flüssigkeitskamnicr und dem Niederdruckbehälter eingeschalteten Auslaßhahn, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (24) in einem Ventilkörper (26) einen Innen rau in (42) aufweist, der ständig mit der Gaskammer (6) des den frei verschieblichen Trennkolben (5) aufweisenden Zylinders (2) in Verbindung steht und in dem ein Verschlußstückträger (35) beweglich angeordnet ist, der ein in einer Endstellung die Verbindung zwischen dem Innenraum (42) und dem Druckgasspcicher (1) unterbrechendes Ver-

schlußstück (28) trägt, daß der Druckspeicher (1, 6) in dieser Stellung über zwei, vorzugsweise in der Achse des beweglichen Verschlußstückträgers (35) angeordnete Rückschlagventile (30, 36) mit der zum Füllen des Druckspeichers vorgesehenen Druckgasflasche (14) in Verbindung steht und daß der zwischen den beiden Rückschlagventilen (30, 36) liegende Raum ständig mit dem Innenraum (42) des Ventils (24) in Verbindung steht. ίο

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (28) beim Anschließen des Verbindungsstückes (45) einer das Ventil (24) mit der Druckgasflasche (14) verbindenden Leitung (25) an das Ventil (24) den Druckgasspeicher. (1) mechanisch schließt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußstückträger (35) und das Verschlußstück (28) Drehteile sind, die miteinander fluchtende Bohrungen haben, die sie vollkommen durchsetzen und deren Achse in Bewegungsrichtung des Verschlußstückes (28) verläuft.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitze (31, 37) der Rückschlagventile (30, 36) als Bohrungen unterschiedlicher Durchmesser in dem Verschlußstückträger (35) bzw. im Verschlußstück (28) ausgebildet sind und derart angeordnet sind, daß die Schließbewegung beider Ventile eine zur Schließbewegung des Verschlußstückes (28) .entgegengesetzte Richtung hat. ^;

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Innenraum (42) des Ventils (24) und dem zwischen den beiden Rückschlagventilen (30, 36) befindlichen Raum durch radial im Verschlußstückträger (35) verlaufende öffnungen (41) hergestellt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rückschlagventil (30,36) aus einer Kugel besteht, wobei jede Kugel von einer Feder (32, 38) belastet ist und jede Feder (32, 38) an ihrem von der jeweiligen Kugel abgewandlen Ende auf einem durchbrochenen Stopfen (33, 39) aufliegt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufladen des Druckspeichers und dem Abmontieren des Verbindungsstücks (45) vom Ventil (24) dieses Verbindungsstück durch einen Stopfen (46) ersetzt ist, der unter gleichzeitigem öffnen des Verschlußstückes (28) zum Druckgasspeicher (1) die Abdichtung des Ventils (24) gewährleistet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen