DE102007044907A1

DE102007044907A1 - Verfahren zum Betrieb einer hydropneumatischen Vorrichtung sowie Hydraulikflüssigkeitspumpe für die Wartung einer hydropneumatischen Vorrichtung

Info

Publication number: DE102007044907A1
Application number: DE102007044907A
Authority: DE
Inventors: Bernd Schad; Georg Gernert; Werner Motz; Eberhard Dietzel
Original assignee: Tox Pressotechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Tox Pressotechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2007-09-19
Filing date: 2007-09-19
Publication date: 2009-04-02
Also published as: US20090133393A1; CN101392768A

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betrieb einer hydropneumatischen Vorrichtung (1) zur Druckübersetzung mit einem Arbeitskolben und einem Übersetzerkolben (9) zur Druckübersetzung auf den Arbeitskolben sowie einem Speicherkolben (3) für eine Eilbewegung des Arbeitskolbens durch Verdrängen von Hydraulikflüssigkeit aus einem Speicherraum (12) vorgeschlagen, wobei eine Entlüftungsöffnung (13) im Speicherraum (12) vorgesehen ist, aus welcher bei einem Wartungsvorgang in den Speicherraum (12) eingeschleppte Luft abgelassen werden kann. Erfindungsgemäß wird für einen Betrieb, in welchem Krafthübe ausgeführt werden, das Hydraulikflüssigkeitsvolumen im Speicherraum (12) unter die Entlüftungsöffnung (13) im Speicherraum abgelassen. Des weiteren wird die Hydraulikflüssigkeitspumpe vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer hydropneumatischen Vorrichtung nach dem Obergebriff des Anspruchs 1 sowie eine Hydraulikflüssigkeitspumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
Stand der Technik:
Hydropneumatische Vorrichtungen zur Druckübersetzung mit einem Arbeitskolben und einem Übersetzerkolben sowie einem Speicherkolben, der auf einen mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Speicherraum wirkt, sind in vielfältigen Ausführungsformen bereits bekannt geworden. Der Speicherkolben dient dazu, pneumatisch, vergleichsweise schnell eine Eilbewegung des Arbeitskolbens durch Verdrängen von Hydraulikflüssigkeit aus dem Speicherraum herbeizuführen. Dadurch kann schnell eine Bewegung des Arbeitskolbens überbrückt werden, bei welchem der Arbeitskolben keine volle Kraft benötigt. Der Arbeitskolben wird durch die Eilbewegung vielmehr an eine Position verlagert, in welcher ein Krafthub stattfinden soll. Danach kann mittels des Übersetzerkolbens eine pneumatische Druckübersetzung in die Hydraulikflüssigkeit erfolgen, wodurch der Arbeitskolben mit voller Hubkraft eine Bewegung ausführt.
Regelmäßig kommt es bei hydropneumatischen Antriebseinheiten aufgrund von nebeneinander liegenden pneumatischen und hydraulischen Bereichen innerhalb des selben Gehäuses zu einem schleichenden Eintrag von Luftbläschen aus dem Pneumatikbereich in den Hydraulikbereich. Beispielsweise wird in den Speicherraum durch die Bewegung des Speicherkolbens Luft eingeschleppt. Dass dadurch sich im Speicherraum akkumulierende Luftvolumen führt aufgrund der Kompress-Sibilität der Luft dazu, dass der zum Aufbau eines Krafthubes benötigte Hochdruck erst nach dem Komprimieren des eingeschleppten Luftvolumens erreicht wird. Somit steht im Ergebnis mit zunehmender Lufteintragsmenge in die Hydraulikflüssigkeit nicht mehr der ursprünglich definierte Hubweg des Arbeitskolbens mit voller Hubkraft zur Verfügung.
Das eingeschleppte Luftvolumen ist daher von Zeit zu Zeit aus dem Speicherraum zu entfernen.
Aufgabe und Vorteile der Erfindung:
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Betrieb einer hydropneumatischen Vorrichtung der einleitenden Art zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und 4 gelöst.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Die Erfindung geht zunächst von einem Verfahren zum Betrieb einer hydropneumatischen Vorrichtung zur Druckübersetzung mit einem Arbeitskolben und einem Übersetzerkolben zur Druckübersetzung auf den Arbeitskolben sowie einem Speicherkolben für eine Eilbewegung des Arbeitskolbens durch Verdrängen von Hydraulikflüssigkeit aus dem Speicherraum aus, wobei eine Entlüftungsöffnung im Speicherraum vorgesehen ist, aus welcher beim Wartungsvorgang in den Speicherraum eingeschleppte Luft abgelassen werden kann. Der Kern der Erfindung liegt nun darin, dass für einen Betrieb, in welchem Krafthübe ausgeführt werden, das Hydraulikflüssigkeitsvolumen im Speicherraum unter die Entlüftungsöffnung im Speicherraum abgelassen wird. Dadurch wird in einem herkömmlichen Betrieb der hydropneumatischen Vorrichtung die Entlüftungsöffnung mit dem Speichervolumen nicht mehr überfahren, was zu einem verminderten Lufteintrag führt. Das hat zur Folge, dass das Intervall zwischen Wartungsvorgängen, bei welchen das Volumen des Speicherraums entlüftet wird, deutlich verlängert werden kann, was zu einem kostengünstigeren Betrieb der hydropneumatischen Vorrichtung führt.
Vorzugsweise wird beim Wartungsvorgang Luft aus dem Speicherraum soweit abgelassen, bis aus dem Speicherraum über die Entlüftungsöffnung Öl austritt. Sofern die Entlüftungsöffnung am höchsten Punkt des Speichervolumens liegt, ist dadurch sichergestellt, dass das komplette Luftvolumen im Speicherraum verdrängt wurde. Bei geschlossener Entlüftungsöffnung wird dann vorzugsweise durch Nachführen des Speicherkolbens das Hydraulikflüssigkeitsvolumen im Speicherraum unter die Entlüftungsöffnung abgelassen.
Ist in dieser Stellung der Arbeitskolben vollständig zurückgefahren ist sichergestellt, dass die Entlüftungsöffnung bei einem herkömmlichen Betrieb durch das abgelassene Hydraulikflüssigkeitsvolumen vom Speicherkolben nicht mehr erreicht wird. Bevorzugt sollte die Absenkung soweit erfolgen, dass eine Dichtung am Speicherkolben zum Speicherraum bei einem herkömmlichen Betrieb die Entlüftungsöffnung nicht mehr überfährt. Durch das Vermeiden eines Überstreichens der Entlüftungsöffnung durch die Dichtung wird ein Lufteintrag herabgesetzt.
Im Weiteren liegt ein Kerngedanke der Erfindung bei einer Hydraulikflüssigkeitspumpe für die Wartung einer hydropneumatischen Vorrichtung zur Druckübersetzung mit einem Arbeitskolben und einem Übersetzerkolben zur Druckübersetzung auf den Arbeitskolben sowie einem Speicherkolben für eine Eilbewegung des Arbeitskolbens durch Verdrängen von Hydraulikflüssigkeit aus einem Speicherraum darin, dass die Pumpe dazu ausgelegt ist, ein vorgegebenes Volumen aus dem Speicherraum abziehen zu können.
Damit wird es möglich, den Ablassvorgang von Hydraulikflüssigkeit aus dem Speicherraum schnell und effektiv vornehmen zu können.
In diesem Zusammenhang ist es überdies vorteilhaft, wenn die Pumpe auch dazu ausgelegt ist, ein abgezogenes Volumen an Hydraulikflüssigkeit auch aufnehmen zu können. Damit ist nicht erforderlich, dass eine Bedienperson gegebenenfalls mit unterschiedlichen Gerätschaften und offener Hydraulikflüssigkeit hantieren muss, um Hydraulikflüssigkeit aus dem Speicherraum an einen anderen Ort zu verlagern.
Zeichnungen:
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend unter Angabe weiterer Vorteile und Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen
1 in einem schematischen Ausschnitt einer hydropneumatischen Vorrichtung zur Druckübersetzung in Querschnittsansicht einen Speicherkolben mit mechanischer Federvorspannung und
2 in einer vergleichbaren Darstellung einen Speicherkolben mit „Luftfeder-„Beaufschlagung.
In 1 ist von einer hydropneumatischen Vorrichtung 1 ein Gehäuseabschnitt 2 dargestellt, in welchem sich ein Speicherkolben 3 bewegt. Der Speicherkolben 3 besitzt zu einer Innenwandung 2a des Gehäuses 2 Dichtungen 4, 5. Die Dichtungen 4, 5 trennen einen Luftbereich 6 von einem Bereich 7, der mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist. Der Speicherkolben 3 wird über eine Feder 8 in einer ständigen Vorspannung gehalten, mit welcher der Hydraulikflüssigkeitsbereich 7 entsprechend druckbeaufschlagt ist.
Für einen Eilhub wird der Speicherkolben 3 unter Beaufschlagung der Federkraft soweit verfahren (in 1 nach links verfahren), bis der eigentliche Krafthub stattfinden soll. Dann wird ein Übersetzerkolben 9 durch den Speicherkolben 3 hindurch in einen durch einen Dichtungsabschitt 10 abgeschlossenen Bereich des Hydraulikflüssigkeitsvolumen verfahren, um mit der vorgegebenen Hubkraft einen Krafthub auszuführen.
Der Dichtungsabschnitt 10 liegt in einer am Gehäuse 2 montierten feststehenden Wand 11. Zwischen der Wand 11 und dem Speicherkolben 3 ist ein Speicherraum 12 ausgebildet, der im optimierten Fall lediglich Hydraulikflüssigkeit enthält.
Da sich jedoch ein Lufteintrag in den Speicherraum 12 durch die Bewegung des Speicherkolbens 3 nicht vermeiden lässt, ist von Zeit zu Zeit eine Entlüftung des Speicherraums 12 erforderlich. Dies erfolgt über eine Entlüftungsöffnung 13.
Nach einem bekannten Entlüftungsvorgang wird nunmehr erfindungsgemäß über einen Öleinfüllnippel 14 das Ölvolumen im Speicherraum 12 soweit abgelassen, bis zumindest die Dichtung 4 gegebenenfalls auch die Dichtung 5 in Richtung Speicherraum betrachtet sich hinter der Entlüftungsöffnung 13 befindet.
Hierfür wird eine Ölpumpe mit einem Öleinfüllnippel 14 verbunden.
Eine nicht dargestellte Befüllpumpe ist vorzugsweise um eine zusätzliche Absenkvorrichtung erweitert. Damit hat der Anwender die Möglichkeit, nach dem Befüllen des Speicherraums 12 bis zu einem Ölaustritt aus der Entlüftungsöffnung 13 während eines Entlüftungsvorgangs anschließend durch Umschalten der Pumpe in den Absenkbetrieb eine definierte Menge Hydrauliköl über den Öleinfüllnippel 14 wieder zu entnehmen. Die hierfür notwendige und je nach Bauart einer hydropneumatischen Vorrichtung 1 gegebenenfalls unterschiedliche Ölmenge ist vorzugsweise für den Anwender unmittelbar auf der hydropneumatischen Vorrichtung vermerkt. Außerdem wird z. B. beim Absenken an der Pumpe über Anzeigemittel die entnommene Ölmenge angezeigt.
Durch das Absenken des Speicherkolbens 3 mit der Absenkvorrichtung ist ein nachträgliches Überfahren der Entlüftungsöffnung 13 bei entsprechender Vorgabe des Absenkvolumens nicht mehr möglich.
Durch den Wegfall des Überfahrens der Entlüftungsöffnung 13 können Entlüftungsintervalle gegenüber einem herkömmlichen Betrieb reduziert werden.
In 2 ist eine zur hydropneumatischen Vorrichtung 1 der 1 entsprechende hydropneumatische Vorrichtung 15 hergestellt. Der Unterschied zur hydropneumatischen Vorrichtung 1 besteht allerdings darin, dass ein Speicherkolben 16 nicht durch eine Feder 8 beaufschlagt ist, sondern durch pneumatischen Druck in einem Volumen 17 bewegt wird. Die verbleibenden Elemente entsprechend denen der hydropneumatischen Vorrichtung 1 und sind deshalb größenteils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Eine Dichtung 18 zur Innenwand 2a des Gehäuseabschnitts 2 ist in 2 kurz überhalb der Entlüftungsöffnung 13 positioniert, was den nicht abgesenkten Zustand unter die Entlüftungsöffnung 13 für den Speicherkolben 16 darstellt.
In 1 ist auch der nicht abgesenkte Zustand des Speicherkolbens 3 abgebildet.
Um die erfindungsgemäßen Vorteile nutzen zu können, findet eine Absenkung des Ölvolumens im Speicherraum 12 soweit statt, bis zumindest die Dichtung 18 in einer maximal ausgefahrenen Position des Speicherkolbens 16 sich in Blickrichtung zum Speicherraum 12 sich noch vor der Entlüftungsöffnung 13 befindet.
Damit wird ein Überfahren der Entlüftungsöffnung 13 durch die Dichtung 18 vermieden, womit ein hierdurch verursachter Lufteintrag nicht stattfindet.

1: Hydropneumatische Vorrichtung
2: Gehäuseabschnitt
3: Speicherkolben
4: Dichtung
5: Dichtung
6: Luftbereich
7: Bereich
8: Feder
9: Übersetzungskolben
10: Dichtungsabschnitt
11: Wand
12: Speicherraum
13: Entlüftungsöffnung
14: Öleinfüllnippel
15: Hydropneumatische Vorrichtung
16: Speicherkolben
17: Volumen
18: Dichtung

Claims

Verfahren zum Betrieb einer hydropneumatischen Vorrichtung (1, 15) zur Druckübersetzung mit einem Arbeitskolben und einem Übersetzerkolben (9) zur Druckübersetzung auf den Arbeitskolben somit einem Speicherkolben (3, 16) für eine Eilbewegung des Arbeitskolbens durch Verdrängen von Hydraulikflüssigkeit aus einem Speicherraum (12), wobei eine Entlüftungsöffnung (13) im Speicherraum (12) vorgesehen ist, aus welcher bei einem Wartungsvorgang in den Speicherraum (12) eingeschleppte Luft abgelassen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Betrieb, in welchem Krafthübe ausgeführt werden, das Hydraulikflüssigkeitsvolumen im Speicherraum (12) unter die Entlüftungsöffnung (13) im Speicherraum abgelassen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wartungsvorgang Luft aus dem Speicherraum soweit ausgeblasen wird, bis aus dem Speicherraum (12) über die Entlüftungsöffnung (13) Öl austritt.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Entlüftungsvorgang das Hydraulikflüssigkeitsvolumen im Speicherraum unter die Entlüftungsöffnung (13) abgelassen wird.
Hydraulikflüssigkeitspumpe für die Wartung einer hydropneumatischen Vorrichtung zur Druckübersetzung mit einem Arbeitskolben und einem Übersetzerkolben (9) zur Druckübersetzung auf den Arbeitskolben sowie einem Speicherkolben (3, 16) für eine Eilbewegung des Arbeitskolbens durch Verdrängen von Hydraulikflüssigkeit aus einem Speicherraum (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe dazu ausgelegt ist, ein vorgegebenes Volumen aus dem Speicherraum (12) abziehen zu können.
Hydraulikflüssigkeitspumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe dazu ausgelegt ist, ein abgezogenes Volumen an Hydraulikflüssigkeit aufnehmen zu können.