DE10161475A1

DE10161475A1 - Speicher-Anschlußblock

Info

Publication number: DE10161475A1
Application number: DE10161475A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Kirchhoff-Stewens
Original assignee: ROETELMANN GmbH
Current assignee: ROETELMANN GmbH
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2002-07-04
Anticipated expiration: 2021-12-14
Also published as: DE10161475C2; DE20021297U1

Abstract

Ein Speicher-Anschlußblock 3 für einen hydraulischen Druckspeicher 1 mit Anschlüssen S, P, T zum Anschließen eines Speichergefäßes 2, einer Hydraulikpumpe 11 sowie eines Tanks 12 und mit einem 3-Wege-Hahn 8 zum Absperren und Entlasten des Speichergefäßes 2, ist dadurch bestimmt, daß das Absperrorgan 9 des 3-Wege-Hahns 8 nach Art einer Kugel ausgebildet ist, deren Schaltwelle zum ortsfesten Anordnen des Absperrorgans 9 zentrisch gelagert ist und dessen die Bohrungsmündungen aufweisende Umfangsfläche an jeweils einer jedem Abgang zugeordneten Dichtungsanordnung D¶1¶-D¶3¶ anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Speicher-Anschlußblock für einen hydrauli schen Druckspeicher mit Anschlüssen zum Anschließen eines Speicher gefäßes, einer Hydraulikpumpe sowie eines Tanks und mit einem 3- Wege-Hahn zum Absperren und Entlasten des Speichergefäßes.

Speicher-Anschlußblöcke für hydraulische Druckspeicher werden einge setzt, um bei hydraulischen Systemen ohne den Einsatz großer Pumpen rasch die benötigte Energiemenge bereitstellen zu können. Beispielsweise werden derartige hydraulische Druckspeicher bei Pressen eingesetzt. Ein solcher hydraulischer Druckspeicher ist ein durch eine Membran zweige teiltes abgeschlossenes Gefäß mit einem Einlaß, um in die eine Kammer des Gefäßes das hydraulische Medium einbringen zu können. Die andere Kammer des Druckspeichers ist mit einem Gas, beispielsweise Stickstoff gefüllt. Mit einer relativ kleinen Pumpe kann das pneumatische Medium in dem Druckspeicher durch Einbringen des hydraulischen Mediums unter Druck gesetzt werden, der dann zum Betreiben eines bestimmten Ver brauchers durch eine Speicherentlastung unmittelbar zur Verfügung ge stellt werden kann. Bei größeren hydraulischen Anlagen können auch mehrere derartiger Druckspeicher parallel zueinander angeordnet sein.

Bei vorbekannten Speicher-Anschlußblöcken sind 3-Wege-Hähne einge setzt, die als Kugelhähne mit schwimmender Kugel ausgebildet sind. Bei derartigen Hähnen erfolgt eine Abdichtung des Absperrorgans - der Kugel - gegenüber den Dichtungen der einzelnen Abgänge durch den auf das Absperrorgan wirkenden Druck in der beaufschlagten Leitung, durch den das Absperrorgan in seinen abgedichteten Sitz in die jeweilige der druck beaufschlagten Seite gegenüberliegende Dichtschale eingepreßt wird. Voraussetzung ist, daß eine Leitung druckbeaufschlagt und die andere Leitung drucklos oder zumindest einen geringeren Druck aufweist. Das Absperrorgan ist aus diesem Grunde mit einem bestimmten Spiel an die Drehbewegung der Schaltwelle gekoppelt, damit in Abhängigkeit von der Schaltstellung des Hahnes das Absperrorgan an der jeweils entsprechen den Dichtschale anliegen kann.

Die Bohrung im Absperrorgan ist zumeist L-förmig ausgebildet; es sind jedoch auch T-Bohrungen bekannt.

Bei Speicher-Anschlußblöcken mit einem solchen 3-Wege-Hahn kann der Speicher-Anschlußblock grundsätzlich in zwei unterschiedliche Zustände geschaltet werden, wobei einer der Betriebsstellung entspricht, in der der 3-Wege-Hahn in eine Stellung geschaltet ist, in der eine Flüssigkeitsver bindung zwischen der Pumpe und dem Speichergefäß besteht. Die zweite Stellung des Hahnes eines solchen Speicher-Anschlußblockes ist die Entlastungsstellung, bei der eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Speichergefäß und dem Tank für das hydraulische Medium besteht. In dieser Stellung ist das Speichergefäß von der Pumpe abgesperrt.

Um einen einwandfreien Betrieb eines solchen Speicher-Anschlußblockes ohne Leckage gewährleisten zu können, befindet sich der Pumpenan schluß und der dem Druckspeicher zugeordnete Anschluß des Anschluß blockes in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet. Diese Umlen kung hat jedoch einen Druckverlust zum Nachteil. Vorteilhaft bei einem solchen Speicher-Anschlußblockes mit einem 3-Wege-Hahn gegenüber einem Speicher-Anschlußblock mit einem 2-Wege-Hahn ist jedoch, daß eine automatische Entlastung des Speichergefäßes bei einem Absperren von der Pumpe eintritt. Gleichwohl besteht bei einem Speicher- Anschlußblock mit einem 2-Wege-Hahn, der ebenfalls als Kugelhahn mit schwimmender Kugel ausgebildet ist, die Möglichkeit, die Anschlüsse für das Speichergefäß und die Pumpe einander bezüglich des Hahnes ge genüberliegend anzuordnen, so daß aus schalttechnischen Gründen eine Umlenkung des Flüssigkeitsstromes und somit ein damit einhergehender Druckverlust wie bei einem 3-Wege-Hahn vermieden ist.

Das Speichergefäß einer solchen hydraulischen Anlage ist in Zeitabstän den zu warten. Bei einer solchen Wartung muß die Hydraulikpumpe abge schaltet werden, um eine Leckage im Speicher-Anschlußblock zu verhin dern. Dies ist insbesondere dann unerwünscht, wenn bei einem hydrauli schem System mehrere Druckspeicher parallel geschaltet sind und bei einer Wartung eines einzelnen Speichergefäßes die Hydraulikpumpe zum Weiterbetreiben der Anlage nicht abgeschaltet werden soll.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten gattungsgemä ßen Speicher-Anschlußblock dergestalt weiterzubilden, daß durch diesen nicht nur die Vorteile vorbekannter Speicher-Anschlußblöcke mit einem 2- Wege-Hahn bzw. mit einem 3-Wege-Hahn vereint sind, sondern bei dem ebenfalls eine Wartung des Speichergefäßes erfolgen kann, ohne daß zu diesem Zweck die Hydraulikpumpe abgeschaltet werden muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Absper rorgan des 3-Wege-Hahns nach Art einer Kugel ausgebildet ist, deren Schaltwelle zum ortsfesten Anordnen des Absperrorgans zentrisch gela gert ist und dessen die Bohrungsmündungen aufweisende Umfangsfläche an jeweils einer jedem Abgang zugeordneten Dichtungsanordnung an liegt.

Bei dem erfindungsgemäßen Speicher-Anschlußblock ist im Gegensatz zum vorbekannten Stand der Technik ein abgedichteter Sitz des nach Art einer Kugel ausgebildeten Absperrorgans in jeder Stellung des Hahns gewährleistet. Erreicht wird dies dadurch, daß die Schaltwelle starr mit dem Absperrorgan verbunden oder an dem Absperrorgan angeformt und zentrisch gelagert ist. Die die Bohrungsmündungen aufweisende Um fangsfläche des Absperrorgans liegen an jeweils einer jedem Abgang zu geordneten Dichtungsanordnung an, wobei zweckmäßigerweise eine Te leskopdichtung mit einer an der Umfangsfläche anliegenden Dichtschale mit einer konisch nach innen geneigten Fläche und mit einem sich an schlußseitig abstützenden elastischen Dichtring vorgesehen ist. Durch Einsatz eines solchen 3-Wege-Hahns kann der Speicher-Anschlußblock in unterschiedliche Schaltstellungen gebracht werden, ohne daß das Pro blem einer Leckage auftritt. Folglich können beispielsweise auch die An schlüsse für das Speichergefäß und die Pumpe bezüglich des Hahns ge genüberliegend angeordnet sein, um einen schaltungstechnisch beding ten Druckverlust nicht hinnehmen zu müssen. Durch Einsatz eines sol chen 3-Wege-Hahnes kann jedoch auch die Hydraulikpumpe von dem Speichergefäß ohne Leckage abgesperrt werden, so daß eine Entlastung des Speichergefäßes auch bei laufender Hydraulikpumpe vorgenommen werden kann. Ferner besteht die Möglichkeit, den Speicher-Anschlußblock in weitere zweckmäßige Schaltstellungen zu bringen, beispielsweise eine solche, in der eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der Pumpe und dem Speichergefäß und dem Tankanschluß, beispielsweise zum Spülen oder Entlüften des Systems gegeben ist. Ferner kann die Pumpe drucklos be trieben werden, wenn eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der Pumpe und dem Tank hergestellt und der Anschluß zum Speichergefäß abge sperrt ist.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Speicher-Anschlußmodul mit schematisiert dargestellten weiteren hydraulischen Elemen ten,

Fig. 2. einen Querschnitt durch den Speicher-Anschlußblock der Fig. 1,

Fig. 3a-e eine schematisierte Darstellung des 3-Wege-Hahns des Speicher-Anschlußblockes der Fig. 1 und 2 in unter schiedlichen Schaltstellungen.

Teil eines nicht näher dargestellten hydraulischen Systems ist ein hydrau lischer Druckspeicher 1 bestehend aus einem druckfesten Speichergefäß 2 und einem Speicher-Anschlußblock 3. Das Speichergefäß 2 ist durch eine Membran 4 gekammert, wobei in der in Fig. 1 oberen Kammer 5 Gas und in der unteren Kammer 6 das zum Betreiben des hydraulischen Systems eingesetzte hydraulische Medium vorgesehen ist. Das Speicher gefäß 2 ist in seiner in Fig. 1 dargestellten Ausbildung druckbeauf schlagt, so daß das in der Kammer 5 befindliche Gas - Stickstoff - unter Druck steht. Die Kammer 6 weist einen Anschluß 7 auf, der mit einem dem Speichergefäß 2 zugeordneten Anschluß S des Anschluß- Speicherblocks 3 verbunden ist.

Der Speicher-Anschlußblock 3 umfaßt einen 3-Wege-Kugelhahn 8 mit geführter Schaltwelle, dessen Absperrorgan 9 eine T-Bohrung 10 auf weist. Der Speicher-Anschlußblock 3 umfaßt ferner mehrere Anschlüsse, zum einen den Anschluß S für das Speichergefäß 2, des weiteren einen Anschluß P, an dsm die hydraulische Pumpe 11 des Systems ange schlossen ist, sowie einen Anschluß T, der mit dem Tank 12 des hydrauli schen Systems in Flüssigkeitsverbindung steht. Die Anschlüsse P und S sind einander bezüglich des 3-Wege-Kugelhahns 8 diametral gegenüber liegend angeordnet, so daß ohne Druckverlust der durch die hydraulische Pumpe 11 bereitgestellte Druck in das Speichergefäß 2 eingebracht wer den kann. In dem Speicher-Anschlußblock 3 ist ferner ein nicht näher dar gestelltes Druckbegrenzungsventil in eine Bohrung 13 eingesetzt, die wiederum über entsprechende Kanäle mit dem Anschluß S und dem An schluß T den 3-Wege-Kugelhahn überbrückend in Verbindung steht.

Das Absperrorgan 9 des 3-Wege-Kugelhahns 8 liegt an an jeweils einer Dichtungsanordnung D₁-D₃, an von denen ein Ausschnitt der Dichtungs anordnung D₁ in der Vergrößerung gezeigt ist. Die Dichtungsanordnung D₁ und dementsprechend auch die beiden anderen Dichtungsanordnun gen D₂ und D₃ bestehen jeweils aus einer Dichtschale 14 mit einer nach innen geneigten konischen Fläche 15 und einem elastischen Dichtring 16. Der Dichtring 16 und der hintere Teil der Dichtschale 14 sind in eine Auf nahmenut des Anschlusses P eingesetzt. Mit der die Bohrungsmündun gen aufweisenden Umfangsfläche liegt das Absperrorgan 9 an der dem Absperrorgan 9 zugewandten Seite der Dichtschale 14 unter gleichblei benden Anpreßbedingungen an. Die Dichtung D₁ ist durch die Kombinati on der Dichtschale 14 und dem elastischen Dichtring 16 als Teleskop dichtungsanordnung anzusprechen.

An das Absperrorgan 9 angeformt ist eine Schaltwelle 17 - wie aus Fig. 2 ersichtlich. Die Schaltwelle 17 ist ihrerseits zentrisch in dem Speicher- und Absperrblock 3 um ihre Längsachse drehbar gelagert. Das aus dem Spei cher-Anschlußblock 3 herausragende Ende der Schaltwelle 17 weist ei nen Vierkantkopf 18 zum Aufsetzen eines in den Figuren nicht darge stellten Schalthebels auf.

Fig. 1 und entsprechend symbolisiert auch Fig. 3a zeigen den 3-Wege- Kugelhahn 8 in der Betriebsstellung des hydraulischen Druckspeichers 1, in der kontinuierlich von der Pumpe 11 über den Pumpenanschluß P in das Speichergefäß 2 über den Speicheranschluß S das hydraulische Me dium gefördert wird. Durch die gegenüberliegende Anordnung zwischen dem Pumpenanschluß P und dem Speicheranschluß S erfolgt kein schaltungstechnisch bedingter Druckverlust. Auf eine Druckentlastung des Speichergefäßes 2 zum Betreiben eines entsprechenden Aktors oder zum Aufrechterhalten eines vorgegebenen Druckes wird im Rahmen dieser Ausführungen nicht eingegangen.

In einer zweiten Stellung des 3-Wege-Hahns (vgl. Fig. 3b) erfolgt eine manuelle Entlastung des Speichergefäßes 2, da über die Bohrung 10 nunmehr der Speicheranschluß S mit dem Tankanschluß T verbunden ist. Der Pumpenanschluß P ist abgesperrt. Durch die Abdichtung des Absper rorgans 9 gegenüber jedem Anschluß S, P oder T in jeder Stellung des 3- Wege-Kugelhahns 8 ist in dieser Stellung keine Leckage zu befürchten. Dies bedeutet, daß auch in dieser in Fig. 3b gezeigten Stellung des 3- Wege-Kugelhahns 8 die Pumpe 11 weiter betrieben werden kann.

Fig. 3c zeigt schematisiert eine Stellung des 3-Wege-Kugelhahns 8, in der ein Entlüften des Systems oder auch ein Spülen möglich ist. Durch die T-Bohrung 10 stehen in dieser Stellung alle drei Anschlüsse S, P und T miteinander in Flüssigkeitsverbindung.

Fig. 3d zeigt den 3-Wege-Kugelhahn 8 in einer Stellung, in der die Pum pe 11 drucklos betrieben werden kann. In dieser Stellung ist in Flüssig keitsverbindung der Pumpenanschluß P und der Tankanschluß T, wäh rend der Speicheranschluß S abgesperrt ist.

Fig. 3e zeigt den 3-Wege-Kugelhahn 8 in einer Stellung, in der alle An schlüsse P, T, S versperrt sind. So kann das System abgesperrt werden, wobei der Druck im Speicher verbleibt.

Aus der Darstellung und der Beschreibung der Erfindung wird deutlich, daß der erfindungsgemäße Speicher-Anschlußblock erhebliche Vorteile gegenüber dem vorbekannten Stand der Technik aufweist, insbesondere auch dadurch bedingt, daß nunmehr zusätzliche Schaltstellungen gestat tet sind, indem ein Druckaufbau im Speichergefäß bei Einsatz eines 3- Wege-Hahns ohne einen schaltungstechnisch bedingten Druckverlust er folgen kann und indem bei einem Absperren des Pumpenanschlusses gegenüber den anderen Anschlüssen eine automatische Speichergefä ßentleerung erfolgen kann.

Bezugszeichenliste

1

Hydraulischer Druckspeicher

2

Speichergefäß

3

Speicher-Anschlußblock

4

Membran

5

Kammer

6

Kammer

7

Anschluß

8

3-Wege-Kugelhahn

9

Absperrorgan

10

T-Bohrung

11

Pumpe

12

Tank

13

Bohrung

14

Dichtschale

15

Fläche, konisch

16

Dichtring

17

Schaltwelle

18

Vierkantkopf
D₁

-D₃

Dichtungsanordnung
P Anschlußpumpe
S Anschlußspeichergefäß
T Anschlußtank

Claims

1. Speicher-Anschlußblock für einen hydraulischen Druckspeicher (1) mit Anschlüssen (S, P, T) zum Anschließen eines Speichergefäßes (2), einer Hydraulikpumpe (11) sowie eines Tanks (12) und mit ei nem 3-Wege-Hahn (8) zum Absperren und Entlasten des Spei chergefäßes (2), dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (9) des 3-Wege-Hahns (8) nach Art einer Kugel ausgebildet ist, de ren Schaltwelle (17) zum ortsfesten Anordnen des Absperrorgans (9) zentrisch gelagert ist und dessen die Bohrungsmündungen aufweisende Umfangsfläche an jeweils einer jedem Abgang zuge ordneten Dichtungsanordnung (D₁-D₃) anliegt.

2. Speicher-Anschlußblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß jede Dichtungsanordnung (D₁-D₃) aus einer an der Um fangsfläche des Absperrorgans (9) anliegenden Dichtschale (14) mit einer konisch nach innen geneigten Fläche (15) und aus einem elastischen Dichtring (16) besteht.

3. Speicher-Anschlußblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Bohrung des 3-Wege-Hahns (8) als T- Bohrung (10) ausgeführt ist.

4. Speicher-Anschlußblock nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß der dem Speichergefäß (2) zugeordnete Anschluß (S) und der der Pumpe (11) zugeordnete Anschluß (P) des Speicher- Anschlußblockes (3) einander bezüglich des 3-Wege-Hahns (8) diametral gegenüberliegend angeordnet sind, so daß zwischen beiden eine druckverlustfreie Flüssigkeitsverbindung herstellbar ist.

5. Speicher-Anschlußblock nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß in einer den 3-Wege-Hahn (8) über brückenden Leitung zwischen dem Speichergefäß (2) und dem Tank (12) in dem Speicher-Anschlußblock (3) ein Druckbegren zungsventil angeordnet ist.

6. Speicher-Anschlußblock nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß dem Speicher-Anschlußblock ein elektromagnetisches Entlastungsglied zugehörig ist.