Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckerzeuger einer Prüf- oder Kalibriervorrichtung für ein fluidtechnisches Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf eine Prüf- oder Kalibriervorrichtung für ein fluidtechnisches Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13 und ein Prüf- oder Kalibrierverfahren gemäß Anspruch 16.The invention relates to a pressure generator of a test or calibration device for a fluid power component according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a test or calibration device for a fluid power component according to the preamble of claim 13 and a test or Calibration method according to claim 16.
Fluidtechnische Bauteile, wie beispielsweise Rohrleitungen, Verbindungen, Abzweigungen, Sensoren oder Ventile, werden meist unter einem Betriebsdruck betrieben, der unterhalb (Unterdruckbauteile) oder oberhalb (Überdruckbauteile) eines umgebenden, beispielsweise atmosphärischen Druckes liegt. Um den sicheren Betrieb eines fluidtechnischen Bauteils zu gewährleisten, wird dieses in der Regel einer Druckprüfung unterzogen, bei welcher das Bauteil einem Druck (Prüfdruck) ausgesetzt ist, der zumindest dem Betriebsdruck entspricht oder der deutlich darüber (Überdruckbauteile) oder darunter (Unterdruckbauteile) liegt. Hierdurch wird ermittelt, ob oder inwiefern das fluidtechnische Bauteil die gestellten Anforderungen erfüllt.Fluid power components, such as pipelines, connections, branches, sensors or valves, are usually operated under an operating pressure below (vacuum components) or above (pressure components) of a surrounding, for example, atmospheric pressure. In order to ensure the safe operation of a fluidic component, this is usually subjected to a pressure test in which the component is exposed to a pressure (test pressure) that corresponds at least to the operating pressure or significantly higher (positive pressure components) or lower (vacuum components). This determines whether or to what extent the fluid power component meets the requirements.
Manche fluidtechnischen Bauteile, insbesondere solche, die eine Überwachungsfunktion wahrnehmen, wie beispielsweise Sensoren, müssen bei einem oder mehreren bestimmten Drücken (Kalibrierdruck) kalibriert werden. Beim Kalibrieren werden insbesondere die Unterschiede zwischen Soll-Eigenschaften und Ist-Eigen-schalten des Bauteils ermittelt, beispielsweise dem Unterschied zwischen Soll- und Ist-Messwerten, wodurch anschließend ein Einstellen, Justieren oder Eichen des fluidtechnischen Bauteils erfolgen kann.Some fluid power components, especially those that perform a monitoring function, such as sensors, must be calibrated at one or more particular pressures (calibration pressure). During calibration, in particular the differences between desired properties and actual intrinsic switching of the component are determined, for example, the difference between desired and actual measured values, which can then be followed by adjusting, adjusting or calibrating the fluidic component.
Der Prüf- oder Kalibrierdruck kann hierbei beispielsweise dem Betriebsdruck, dem maximal zulässigen Betriebsdruck oder einem oder mehreren vorgegebenen Arbeitsdrücken des fluidtechnischen Bauteils entsprechen.The test or calibration pressure may in this case correspond, for example, to the operating pressure, the maximum permissible operating pressure or one or more predetermined working pressures of the fluidic component.
Aus der DE 10 2007 008 612 A1 ist eine Testvorrichtung und ein Verfahren zur Überprüfung von Einspritzkomponenten bekannt, mittels welcher ein Betrieb oder bestimmte Betriebszustände einer Einspritzkomponente, wie beispielsweise eines Injektors oder einer Düsenhalterkombination eines Verbrennungsmotors, nachgebildet werden können. Zur Erzeugung eines hierfür benötigten Prüfdruckes bzw. Prüfdruckverlaufs wird eine Common-Rail-Hochdruckpumpe vorgeschlagen, welche ein Puffervolumen mit Druck versorgt. Die Common-Rail-Hochdruckpumpe wird hierbei von einer Steuereinheit angesteuert, so dass diese den Druck und/oder die Durchflussrate der Pumpe steuert. An das Puffervolumen ist ein Ventil oder eine Drossel angeschlossen, deren Durchflussrate ebenfalls gesteuert werden kann.From the DE 10 2007 008 612 A1 a test device and a method for checking injection components is known, by means of which an operation or specific operating states of an injection component, such as an injector or a nozzle holder combination of an internal combustion engine, can be simulated. To generate a test pressure or Prüfdruckverlaufs required for this purpose, a common rail high-pressure pump is proposed, which supplies a buffer volume with pressure. The common rail high pressure pump is controlled by a control unit so that it controls the pressure and / or the flow rate of the pump. The buffer volume is connected to a valve or a throttle whose flow rate can also be controlled.
Zur Erzeugung eines hochgenauen Druckes, wie er insbesondere zur Kalibrierung von fluidtechnischen Bauteilen notwendig ist, eignet sich eine solche Vorrichtung auf Grund des hierbei notwendigen hohen Steuerungs- oder Regelungsaufwandes nur bedingt. Des Weiteren arbeiten Common-Rail-Hochdruckpumpen in der Regel mit einem oder mehreren Pumpenkolben, welche das geförderte Fluid stoßweise in ein Puffervolumen (Common-Rail) fördern. Hierdurch bilden sich stromabwärts der Pumpenkolben Druckschwingungen aus, die zwar im Puffervolumen geglättet, jedoch nicht ganz ausgeschlossen werden können und die sich nachteilig auf hochgenaue Druckprüfungs- oder Kalibriervorgänge auswirken können.To generate a high-precision pressure, as is necessary in particular for the calibration of fluid power components, such a device is due to the necessary here high control or regulatory effort only conditionally. Furthermore, common-rail high-pressure pumps usually work with one or more pump pistons, which deliver the pumped fluid intermittently into a buffer volume (common rail). As a result, downstream of the pump piston pressure oscillations are formed which, although smoothed in the buffer volume, can not be completely ruled out and which can adversely affect highly accurate pressure testing or calibration operations.
Die DE 10 2006 007 720 A1 schlägt ein System zur Prüfung von Drucksensoren eines Kraftfahrzeugs vor, bei welchem ein Prüfdruck durch ein Druckbeaufschlagungsmittel erzeugt wird, welches beispielsweise eine handbetätigte Pumpe oder eine Druckluftversorgung sein kann. Derartige Druckbeaufschlagungsmittel eignen sich jedoch nicht für Hochdruckanwendungen und liefern auch keinen exakten Prüf- oder Kalibrierdruck.The DE 10 2006 007 720 A1 proposes a system for testing pressure sensors of a motor vehicle, in which a test pressure is generated by a pressurizing means, which may be for example a hand-operated pump or a compressed air supply. However, such pressurizing agents are not suitable for high pressure applications and do not provide accurate test or calibration pressure.
Aus der DE 30 37 380 A1 ist ein hydraulischer Druckerzeuger und/oder eine Druckmittelversorgungsanordnung für Belastungseinrichtungen an Prüfmaschinen bekannt, welche hohen regelungstechnischen Ansprüchen genügt und mittels welcher Solldruckwerte mit hoher Genauigkeit nachgefahren werden können. Hierzu verfügt die vorgeschlagene Vorrichtung über piezoelektrische Elemente, die zusammen mit einem Druckmittel in einem Gehäuse angeordnet sind, wobei die piezoelektrischen Elemente bei einer elektrischen Ansteuerung so auf das Druckmittel einwirken, dass dieses verdängt und ein gewünschter Druck erzeugt wird.From the DE 30 37 380 A1 a hydraulic pressure generator and / or a pressure medium supply arrangement for load devices on testing machines is known, which meets high control engineering requirements and by means of which target pressure values can be traced with high accuracy. For this purpose, the proposed device has piezoelectric elements which are arranged together with a pressure medium in a housing, wherein the piezoelectric elements act in an electrical control on the pressure medium, that this is displaced and a desired pressure is generated.
Piezoelektrische Elemente sind nicht ohne weitere chemisch inert, d. h. es müssen Vorkehrungen getroffen werden, damit die Elemente nicht von dem Druckmittel bzw. aggressiven Bestandteilen des Druckmittels angegriffen werden. Des Weiteren verfügen piezoelektrische Elemente über einen aufwändigen und somit kostspieligen Aufbau auf; da ein einzelnes piezoelektrisches Element einen sehr geringen Stellweg aufweist, müssen eine Vielzahl derartiger Elemente hintereinander zu einem so genannten Piezostack zusammengesetzt werden. Des Weiteren müssen piezoelektrische Elemente mit einer verhältnismäßig hohen Spannung betrieben werden, um nennenswerte Stellwege zu erreichen, was den Aufwand zu deren Steuerung oder Regelung erhöht.Piezoelectric elements are not chemically inert without further, d. H. precautions must be taken so that the elements are not attacked by the pressure medium or aggressive components of the pressure medium. Furthermore, piezoelectric elements have a complex and therefore expensive construction; Since a single piezoelectric element has a very small travel, a plurality of such elements must be assembled one behind the other to form a so-called piezo stack. Furthermore, piezoelectric elements must be operated with a relatively high voltage in order to achieve significant travel, which increases the cost of their control or regulation.
Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Druckerzeuger einer Prüf- oder Kalibriervorrichtung für ein fluidtechnisches Bauteil, eine Prüf- oder Kalibriervorrichtung, sowie ein Prüf- oder Kalibrierverfahren bereitzustellen, mittels dessen zum einen ein hochgenauer Prüf- oder Kalibrierdruck erzeugt werden kann und der/die einen einfachen und kostengünstigen Aufbau aufweist. The object of the invention is therefore to provide a pressure generator of a test or calibration device for a fluidic component, a test or calibration, and a test or calibration, by means of which a highly accurate test or calibration can be generated and the one has simple and inexpensive construction.
Diese Aufgabe wird durch einen Druckerzeuger mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Prüf- oder Kalibriervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 16 erreicht. Bevorzugte Ausgestaltungen hiervon ergeben sich aus den Unteransprüchen. Diese Vorrichtungen bzw. dieses Verfahren eignen sich insbesondere zur Prüfung oder Kalibrierung von Sensoren oder Ventilen.This object is achieved by a pressure generator having the features of claim 1, by a test or calibration device having the features of claim 13 and by a method according to claim 16. Preferred embodiments thereof will become apparent from the dependent claims. These devices or this method are particularly suitable for testing or calibration of sensors or valves.
Erfindungsgemäß weist der Druckerzeuger Mittel auf, welche durch eine Änderung der in dem Druckmedium enthaltenen Wärmemenge den zur Durchführung des Prüf- oder Kalibriervorgangs benötigten Prüf- bzw. Kalibrierdruck erzeugen. Die Druckerzeugung erfolgt hierbei insbesondere durch die aus der Wärmemengenänderung bedingte Neigung des Druckmediums zur Wärmeausdehnung/Kälteschrumpfung (Änderung der Dichte). Durch die Anordnung des Druckmediums in dem Druckerzeuger baut sich hierbei beim Zu- oder Abführen von Warme gegenüber einem Anfangsdruck ein Unter- bzw. Überdruck in dem Druckmedium und somit in dem Druckerzeuger auf, der als Prüf- oder Kalibrierdruck dient und dem zu prüfende oder zu kalibrierende fluidtechnischen Bauteil zugeführt wird. Da die zu- oder abgeführte Wärmemenge fein reguliert werden kann, können hochgenaue Drücke erzielt werden. Außerdem sind durch die Ausnutzung der Neigung von Stoffen zur Wärmeausdehnung/Kälteschrumpfung sehr hohe Drücke erzielbar, wodurch auch Hochdruckbauteile mittels des erfindungsgemäßen Druckerzeugers, der erfindungsgemäßen Prüf- oder Kalibriervorrichtung oder des erfindungsgemäßen Prüf- oder Kalibrierverfahrens problemlos geprüft bzw. kalibriert werden können.According to the invention, the pressure generator has means which generate the test or calibration pressure required for carrying out the test or calibration process by changing the amount of heat contained in the pressure medium. In this case, pressure is generated in particular by the inclination of the pressure medium due to the change in heat quantity for thermal expansion / cold shrinkage (change in density). As a result of the arrangement of the pressure medium in the pressure generator, an underpressure or overpressure builds up in the pressure medium and thus in the pressure generator, which serves as test or calibration pressure and to be tested or closed, during the supply or removal of heat in relation to an initial pressure calibrating fluidic component is supplied. Since the amount of added or removed heat can be finely regulated, highly accurate pressures can be achieved. In addition, very high pressures can be achieved by exploiting the tendency of substances for thermal expansion / cold shrinkage, whereby even high-pressure components can be easily checked or calibrated by means of the pressure generator according to the invention, the test or calibration device according to the invention or the test or calibration according to the invention.
Der Druckerzeuger benötigt zudem keine mechanisch beweglichen Bauteile, wie eine Common-Rail-Hochdruckpumpe und er verfügt gegenüber einem Druckerzeuger mit piezoelektrischen Elementen über einen einfacheren und daher kostengünstigeren Aufbau, da das Druckmedium in einfacher Form, beispielsweise als ein flüssiges oder gasförmiges Fluid oder ein beliebig gestalteter Festkörper, vorliegen kann.The pressure generator also requires no mechanically moving components, such as a common rail high pressure pump and he has over a pressure generator with piezoelectric elements on a simpler and therefore less expensive construction, since the pressure medium in a simple form, for example as a liquid or gaseous fluid or any shaped solid, may be present.
Der Druckerzeuger weist bevorzugt einen Druckkörper auf, welcher über einen Hohlraum mit dem darin befindlichen Druckmedium verfügt. Der Druckkörper verhindert bei der Änderung der in dem Druckmedium befindlichen Wärmemenge weitestgehend eine Ausdehnung/Schrumpfung des Druckmediums, wodurch sich der Prüf- oder Kalibrierdruck schnell in dem Druckmedium bzw. dem Druckkörper einstellen kann (isochore Wärmezufuhr). Er ist dementsprechend möglichst steif ausgeführt und besteht insbesondere aus Keramik, Stahl oder einem geeigneten Verbundwerkstoff. Zur Gewährleistung einer hohen Steifigkeit weist der Druckkörper insbesondere eine hohlkugel- oder hohlzylinderförmige Form auf. Der Druckerzeuger verfügt zudem über zumindest einen mit dem Hohlraum des Druckkörpers in Druckverbindung stehenden Anschluss für das zu prüfende oder zu kalibrierende fluidtechnische Bauteil.The pressure generator preferably has a pressure body which has a cavity with the pressure medium located therein. When the amount of heat present in the pressure medium changes, the pressure body largely prevents expansion / shrinkage of the pressure medium, as a result of which the test or calibration pressure can quickly adjust in the pressure medium or the pressure body (isochoric heat supply). Accordingly, it is made as stiff as possible and consists in particular of ceramic, steel or a suitable composite material. To ensure a high rigidity, the pressure body in particular a hollow spherical or hollow cylindrical shape. The pressure generator also has at least one connection in pressure communication with the cavity of the pressure body for the fluidic component to be tested or calibrated.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Druckerzeuger neben dem Druckmedium ein Fluid vorgesehen, mit welchem das Druckmedium derart in Kontakt steht, dass eine durch die Wärmemengenänderung induzierte Volumenänderung des Druckmediums einen Aufbau des Prüf- bzw. Kalibrierdrucks in dem Fluid bewirkt wird. Hierbei kann das Druckmedium insbesondere als Festkörper vorliegen. Der Druck ist dann mittels des flüssigen oder gasförmigen Fluids von dem Druckerzeuger abgreifbar. Bevorzugt sind das Druckmedium und das Fluid gemeinsam in dem Druckkörper angeordnet, wodurch das Druckmedium in direktem Kontakt mit dem Fluid steht und sich eine Volumenänderung des Druckmediums unmittelbar auf das Fluid und dessen Druck auswirkt.In one embodiment of the invention, in addition to the pressure medium, a fluid is provided in the pressure generator, with which the pressure medium is in contact such that a volume change of the pressure medium induced by the change in heat quantity causes a build-up of the test or calibration pressure in the fluid. In this case, the pressure medium may be present in particular as a solid. The pressure can then be tapped by means of the liquid or gaseous fluid from the pressure generator. Preferably, the pressure medium and the fluid are arranged together in the pressure body, whereby the pressure medium is in direct contact with the fluid and a change in volume of the pressure medium directly affects the fluid and its pressure.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Druckmedium selbst ein Fluid, wobei die Wärmemengenänderung in dem Druckmedium einen Aufbau des Prüf- bzw. Kalibrierdrucks in demselben bewirkt. Hieraus resultiert ein besonders einfacher Aufbau des Druckerzeugers.In another embodiment of the invention, the pressure medium itself is a fluid, wherein the change in heat quantity in the pressure medium causes a build-up of the test or Kalibrierdrucks in the same. This results in a particularly simple construction of the pressure generator.
Das Fluid bzw. das fluide Druckmedium ist an einen Anschluss für das fluidtechnische Bauteil, über welchen dieses in Druckkontakt mit dem Fluid/fluiden Druckmedium bringbar ist, geführt. Es kann stattdessen auch ein Druckübertragungsmittel, insbesondere eine Membran, ein Kolben oder ein Druckübersetzer, vorgesehen sein, welches den Prüf- bzw. Kalibrierdrucks des Fluids/fluiden Druckmediums auf ein zweites Fluid überträgt, das dann an den Anschluss für das fluidtechnische Bauteil geführt ist. Hierdurch ist das zum Drucklaufbau genutzte Fluid/fluide Druckmedium von dem mit dem fluidtechnischen Bauteil in Kontakt stehenden zweiten Fluid stofflich getrennt. Die Fluide können sich somit stofflich unterscheiden und beispielsweise chemisch unverträglich sein. So kann das Fluid insbesondere ein zur Erzeugung des Druckes besonders geeigneter Stoff sein, beispielsweise Silikonöl oder Wasser und das zweite Fluid kann ein für den „normalen” Betrieb des fluidtechnischen Bauteils genutzter Stoff sein, beispielsweise Hydrauliköl oder Bremsflüssigkeit. Des weiteren können hierdurch die Fluide thermisch voneinander getrennt werden, wobei durch geeignete Mittel, beispielsweise eine Kühl- oder Heizvorrichtung, das zweite Fluid auf eine Prüf- bzw. Kalibriertemperatur bringbar ist, wodurch das fluidtechnische Bauteil unter besonders realistischen Rahmenbedingungen prüf- bzw. kalibrierbar ist. Durch Verwendung eines Druckübersetzers als Druckübertragungsmittel kann der vom Druckerzeuger generierte Druck des Fluids/fluiden Druckmediums auf den eigentlichen Prüf- oder Kalibrierdruck des zweiten Fluids erhöht oder verringert werden, wodurch der Druckerzeuger weniger druckfest und daher einfach und kostengünstiger aufgebaut sein kann.The fluid or the fluid pressure medium is guided to a connection for the fluidic component, via which it can be brought into pressure contact with the fluid / fluid pressure medium. Instead, it is also possible to provide a pressure-transmitting means, in particular a membrane, a piston or a pressure booster, which transmits the test or calibration pressure of the fluid / fluid pressure medium to a second fluid, which is then guided to the connection for the fluidic component. As a result, the fluid / fluid pressure medium used for pressure build-up is materially separated from the second fluid in contact with the fluidic component. The fluids can thus differ materially and, for example, be chemically incompatible. Thus, the fluid may in particular be a substance which is particularly suitable for generating the pressure, for example silicone oil or water, and the second fluid may be a substance used for "normal" operation of the fluidic component, for example hydraulic oil or Brake fluid. Furthermore, as a result, the fluids can be thermally separated from one another, wherein the second fluid can be brought to a test or calibration temperature by suitable means, for example a cooling or heating device, whereby the fluidic component can be tested or calibrated under particularly realistic conditions , By using a pressure booster as a pressure transmission means of the pressure generated by the pressure generator of the fluid / fluid pressure medium can be increased or decreased to the actual test or calibration of the second fluid, whereby the pressure generator can be less pressure-resistant and therefore simple and inexpensive.
Die Mittel zur Änderung der Wärmemenge in dem Druckmedium weisen bevorzugt eine auf das Druckmedium einwirkende Heiz- und/oder Kühlvorrichtung auf. Als Heizvorrichtung eignet sich insbesondere eine elektrische Heizvorrichtung, wie ein Heizwiderstand, ein elektrischer Wärmestrahler oder die heiße Seite eines Peltier-Elements, und als Kühlvorrichtung eignet sich insbesondere eine Flüssigkeits- oder Luftkühlung oder die kalte Seite eines Peltier-Elements. Selbstverständlich ist jede andere Art von Wärmeerzeugungs- oder Kältemaschine als Heiz- bzw. Kühlvorrichtung verwendbar oder mit den zuvor genannten Vorrichtungen kombinierbar. Der Anschluss für das fluidtechnische Bauteil weist bevorzugt ein Gewinde oder eine Kupplung auf, über welche das fluidtechnische Bauteil kraft- oder formschlüssig an den Druckerzeuger anschließbar ist.The means for changing the amount of heat in the pressure medium preferably have a heating and / or cooling device acting on the pressure medium. In particular, an electric heating device, such as a heating resistor, an electric heat radiator or the hot side of a Peltier element is suitable as a heating device, and a liquid or air cooling or the cold side of a Peltier element is particularly suitable as the cooling device. Of course, any other type of heat generating or refrigerating machine can be used as a heating or cooling device or combined with the aforementioned devices. The connection for the fluidic component preferably has a thread or a coupling, by means of which the fluidic component can be positively or positively connected to the pressure generator.
Bevorzugt weist der Druckerzeuger einen hohlzylinderförmigen Druckkörper auf, in welchem das Druckmedium angeordnet ist, wobei im Inneren des Druckkörpers die Heizvorrichtung und/oder an oder in dessen Äußeren die Kühlvorrichtung angeordnet ist, insbesondere an oder in einer äußeren Wandung des Druckkörpers. Somit kann die große Fläche in/am Äußeren der Hohlzylinderform für eine effektive Kühlung des Druckmediums genutzt werden und die Heizvorrichtung im Inneren des Druckkörpers für eine schnelle Wärmezufuhr genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu können die Heizvorrichtung und/oder die Kühlvorrichtung in den hohlzylinderförmigen Druckkörper hineinragen, insbesondere stabförmig. Es kann auch ein Teil der Kühlvorrichtung am oder im Äußeren des Druckkörpers, insbesondere einer Wandung, angeordnet sein und ein weiterer Teil in den hohlzylinderförmigen Druckkörper hineinragen, wodurch eine sehr gute Kühlung des Druckmediums erfolgen kann. Analog zu einer derartigen Kühlvorrichtung kann die Heizvorrichtung mehrteilig ausgeführt und an/in dem Druckkörper angeordnet sein, um eine sehr gute Erwärmung des Druckmediums zu erzielen.Preferably, the pressure generator has a hollow-cylindrical pressure body, in which the pressure medium is arranged, wherein the heating device and / or on or in the outside of which the cooling device is arranged, in particular on or in an outer wall of the pressure body in the interior of the pressure body. Thus, the large area in / on the outside of the hollow cylindrical shape can be used for effective cooling of the pressure medium and the heating device can be used inside the pressure hull for rapid heat supply. Alternatively or additionally, the heating device and / or the cooling device can protrude into the hollow-cylindrical pressure body, in particular rod-shaped. It can also be a part of the cooling device on or in the exterior of the pressure hull, in particular a wall, be arranged and protrude another part in the hollow cylindrical pressure body, whereby a very good cooling of the pressure medium can be done. Analogous to such a cooling device, the heating device can be designed in several parts and arranged on / in the pressure body in order to achieve a very good heating of the pressure medium.
Bevorzugt ist ein Steuer- oder Regelsystem zur Steuerung oder Regelung der Mittel zur Änderung der in dem Druckmedium enthaltenen Wärmemenge, d. h. der Heiz- und/oder Kühlvorrichtung, vorgesehen, wodurch der Prüf- oder Kalibrierdruck sehr exakt einstellbar ist. Zur Überwachung des Prüf- oder Kalibrierdruck kann insbesondere ein Temperatursensor und/oder Drucksensor an oder in dem Druckerzeuger vorgesehen sein. Über die mittels des Temperatursensors ermittelte Druckmediumstemperatur ist dabei auf den gegenwärtig vom Druckerzeuger generierten Prüf- oder Kalibrierdruck schließbar, da sich der Druckmediumsdruck im wesentlichen proportional zu der Druckmediumstemperatur verhält. Besonders bevorzugt weist das Steuer- oder Regelsystem einen SMHCCA (= sliding mode heating/cooling controller with autotuner) und/oder einen PIDMA (= PID controller with pulse autotuner) auf. Derartige Steuer- oder Regelsystem haben sich als besonders geeignet für einen solchen Druckerzeuger herausgestellt, da hierüber die dem Druckmedium zu- oder abgeführte Wärmemenge und daher der gewünschten Prüf- oder Kalibrierdruck des Druckerzeugers sehr schnell und exakt regelbar/steuerbar ist.Preferred is a control system for controlling the means for changing the amount of heat contained in the pressure medium, d. H. the heating and / or cooling device provided, whereby the test or calibration pressure is very precisely adjustable. For monitoring the test or calibration pressure, in particular a temperature sensor and / or pressure sensor can be provided on or in the pressure generator. The pressure medium temperature determined by means of the temperature sensor can be used to close the test or calibration pressure currently generated by the pressure generator, since the pressure medium pressure is substantially proportional to the pressure medium temperature. The control or regulating system particularly preferably has an SMHCCA (= sliding mode heating / cooling controller with autotuner) and / or a PIDMA (= PID controller with pulse autotuner). Such control or regulating system have been found to be particularly suitable for such a pressure generator, since this is the supply or dissipated amount of heat and therefore the desired test or calibration pressure of the pressure generator very quickly and accurately controlled / controlled.
Als ein besonders geeignetes fluides Druckmedium hat sich Silikonöl erwiesen, da sich Silikonöl unter anderem durch eine hohe Temperaturbeständigkeit, hydrophobe Eigenschaften und eine hohe chemische Beständigkeit auszeichnet. Des Weiteren weist Silikonöl keine Dichteanomalie wie beispielsweise Wasser auf, wodurch von der Temperatur des Silikonöls genau auf den mit dem Druckerzeuger generierten Prüf- bzw. Kalibrierdruck schließbar ist. Weitere geeignete fluide Druckmedien sind Hydrauliköl oder Bremsflüssigkeit. Prinzipiell kann jedoch jedes andere geeignete Fluid als Druckmedium dienen.Silicone oil has proved to be a particularly suitable fluid pressure medium, since silicone oil is characterized, inter alia, by high temperature resistance, hydrophobic properties and high chemical resistance. Furthermore, silicone oil has no density anomaly such as water, which can be closed by the temperature of the silicone oil exactly on the generated with the pressure generator test or calibration pressure. Other suitable fluid media are hydraulic oil or brake fluid. In principle, however, any other suitable fluid can serve as the pressure medium.
Eine Prüf- oder Kalibriervorrichtung mit einem Druckerzeuger weist bevorzugt eine Prüfkammer für das zu prüfende oder zu kalibrierende fluidtechnische Bauteil auf. Innerhalb dieser Prüfkammer ist das fluidtechnische Bauteil während des Prüf- oder Kalibriervorgangs angeordnet, wobei die Prüfkammer derart einstellbar/regelbar ist, dass vorgegebene Umgebungsbedingungen, insbesondere äußerlich, auf das fluidtechnische Bauteil einwirken. Hierzu ist die Prüfkammer insbesondere temperiert, zum Einstellen einer Temperatur in der Prüfkammer, oder klimatisiert, zum Einstellen einer Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit in der Prüfkammer. Die Prüfkammer kann alternativ hierzu oder zusätzlich als Druckkammer ausgeführt sein, um einen innerhalb der Prüfkammer herrschenden Druck (z. B. Luftdruck) einzustellen zu können und/oder über einen Shaker (Rüttler) verfügen, um das fluidtechnische Bauteil während des Prüf- oder Kalibriervorgangs mechanischen Schwingungen auszusetzen. Durch eine derartig ausgeführte Prüfkammer können beispielsweise „normale” Betriebesbedingungen oder Extrembedingungen für das fluidtechnische Bauteil nachgestellt werden und das Bauteil daher sehr zuverlässig und bei allen Einsatzbedingungen geprüft oder kalibriert werden.A test or calibration device with a pressure generator preferably has a test chamber for the fluidic component to be tested or calibrated. Within this test chamber, the fluidic component is arranged during the testing or calibration, wherein the test chamber is adjustable / regulated such that predetermined environmental conditions, in particular externally, act on the fluidic component. For this purpose, the test chamber is particularly tempered, for setting a temperature in the test chamber, or conditioned, for setting a temperature and / or humidity in the test chamber. The test chamber may alternatively or additionally be designed as a pressure chamber in order to be able to set a pressure (eg air pressure) prevailing inside the test chamber and / or have a shaker around the fluid-technical component during the test or calibration process to suspend mechanical vibrations. By means of such a test chamber, for example, "normal" operating conditions or extreme conditions for the fluidic component can be adjusted Therefore, the component can be tested and calibrated very reliably and under all conditions of use.
Der erfindungsgemäße Druckerzeuger eignet sich insbesondere für eine Prüf- oder Kalibriervorrichtung eines fluidtechnischen Fahrzeugbauteils, beispielsweise eines Ventils oder Sensors eines Hydraulik- oder Pneumatikkreises oder eines Bremskreises eines Fahrzeugs. Selbstverständlich kann der Druckerzeuger auch zum Prüfen oder Kalibrieren von fluidtechnischen Bauteilen anderer Technikgebiete verwendet werden, insbesondere für Heizungsbauteile, Hydraulik- oder Pneumatikbauteile mobiler oder stationärer Anwendungen, Wasserver- oder Entsorgungsbauteile oder Bauteile verfahrens- oder energietechnischer Anlagen.The pressure generator according to the invention is particularly suitable for a test or calibration device of a fluid power vehicle component, such as a valve or sensor of a hydraulic or pneumatic circuit or a brake circuit of a vehicle. Of course, the pressure generator can also be used for testing or calibrating fluid power components of other technical fields, in particular for heating components, hydraulic or pneumatic components mobile or stationary applications, water supply or disposal components or components procedural or energy systems.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Prüf- oder Kalibrierverfahren eines fluidtechnischen Bauteils, insbesondere eines fluidtechnischen Fahrzeugbauteils, mit dem erfindungsgemäßen Druckerzeuger und/oder der erfindungsgemäßen Prüf- oder Kalibriervorrichtung.The invention also relates to a test or calibration method of a fluid power component, in particular of a fluid power vehicle component, with the pressure generator according to the invention and / or the test or calibration device according to the invention.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen und Zeichnungen näher erläutert, aus welchen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Merkmale der Erfindung entnommen werden können. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung,In the following, the invention will be explained in more detail with reference to examples and drawings, from which further advantageous embodiments and features of the invention can be taken. Each show in a schematic representation,
1a eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform des Druckerzeugers; 1a a sectional view of a first embodiment of the pressure generator;
1b eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform des Druckerzeugers; 1b a sectional view of a second embodiment of the pressure generator;
1c eine Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsform des Druckerzeugers; 1c a sectional view of a third embodiment of the pressure generator;
2a eine Detailansicht eines Druckerzeugers nach 1 im Bereich eines Anschlusses für ein fluidtechnisches Bauteil, mit einer Membran zur Trennung eines ersten und zweiten Fluids des Druckerzeugers; 2a a detailed view of a pressure generator after 1 in the region of a connection for a fluidic component, with a membrane for separating a first and second fluid of the pressure generator;
2b eine Detailansicht eines Druckerzeugers nach 1 im Bereich eines Anschlusses für ein fluidtechnisches Bauteil, mit einem Kolben zur Trennung eines ersten und zweiten Fluids des Druckerzeugers; 2 B a detailed view of a pressure generator after 1 in the region of a connection for a fluidic component, with a piston for separating a first and second fluid of the pressure generator;
2c eine Detailansicht eines Druckerzeugers nach 1 im Bereich eines Anschlusses für ein fluidtechnisches Bauteil, mit einem Druckübersetzer zur Trennung eines ersten und zweiten Fluids des Druckerzeugers; 2c a detailed view of a pressure generator after 1 in the region of a connection for a fluidic component, with a pressure booster for separating a first and second fluid of the pressure generator;
3a eine Detailansicht eines Druckerzeugers mit einer Luftkühlung; 3a a detailed view of a pressure generator with an air cooling;
3b eine detaillierte Schnittdarstellung eines Druckkörpers des Druckerzeugers aus 3a; 3b a detailed sectional view of a pressure body of the pressure generator 3a ;
3c eine detaillierte Schnittdarstellung eines Druckerzeugers mit einer Flüssigkeitskühlung; 3c a detailed sectional view of a pressure generator with a liquid cooling;
4 eine Prüf- oder Kalibriervorrichtung mit einem Druckerzeuger gemäß 3a; 4 a test or calibration device with a pressure generator according to 3a ;
5 ein Temperatur-Druck-Messdiagramm eines Druckerzeugers gemäß 3. 5 a temperature-pressure measurement diagram of a pressure generator according to 3 ,
In den Figuren sind gleiche oder äquivalente Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or equivalent components are provided with the same reference numerals.
1 (1a, 1b, 1c) zeigt unterschiedliche Ausgestaltungen eines Druckerzeugers 1 einer Prüf- oder Kalibriervorrichtung für ein fluidtechnisches Bauteil 2. 1 ( 1a . 1b . 1c ) shows different embodiments of a pressure generator 1 a testing or calibration device for a fluid power component 2 ,
Der in 1a dargestellte Druckerzeuger 1 verfügt über einen (im wesentlichen starren) Druckkörper 3 mit einem Innenraum, ein in dem Innenraum angeordnetes und als Festkörper vorliegendes Druckmedium 4, sowie über einen in dem Innenraum verschiebbaren Kolben 5, der den Innenraum fluiddicht in zwei Kammern unterteilt, wobei in der ersten Kammer das Druckmedium 4 angeordnet ist und in der zweiten Kammer ein bevorzugt flüssiges Fluid 6 angeordnet ist. Der Druckerzeuger 1 verfügt ferner über Mittel 7 zur Änderung der in dem Druckmedium 4 enthaltenen Wärmemenge. Diese Mittel 7 können insbesondere eine Heizvorrichtung, beispielsweise ein wendelförmiger elektrischer Heizwiderstand oder eine mit heißem Fluid durchflossene Fluidleitungen sein, oder eine Kühlvorrichtung, beispielsweise eine mit kaltem Fluid durchflossene Fluidleitungen oder ein Peltier-Element (kalte Seite), sein. Das Druckmedium 4 ist hierbei so mit dem Kolben 4 verbunden, dass eine wärmemengenanderungsbedingte Volumenänderung des Druckmediums 4 (Ausdehnung oder Schrumpfung) eine zu dem Fluid 6 hin- oder weggerichtete Bewegung des Kolbens 5 bewirkt, bei welcher das Volumen der zweiten Kammer vergrößert bzw. verkleinert wird und hierdurch das Fluid 6, je nach Bewegungsrichtung, komprimiert oder entspannt wird. Dem Druckmedium 4 wird hierbei so lange Wärme zu- oder abgeführt, bis der Druck des Fluids 6 dem gewünschten Prüf- oder Kalibrierdruck entspricht, welcher zu einen Anschluss 8 für das fluidtechnische Bauteil 2 geleitet und dort abgreifbar ist.The in 1a shown pressure generator 1 has a (substantially rigid) pressure hull 3 with an interior space, a pressure medium arranged in the interior and present as a solid 4 , as well as a displaceable in the interior of the piston 5 , the fluid-tight divided into two chambers, wherein in the first chamber, the pressure medium 4 is arranged and in the second chamber, a preferably liquid fluid 6 is arranged. The pressure generator 1 also has funds 7 to change the in the pressure medium 4 amount of heat contained. These funds 7 In particular, it may be a heating device, for example a helical electrical heating resistor or a fluid conduit through which hot fluid flows, or a cooling device, for example a fluid conduit through which cold fluid flows or a Peltier element (cold side). The print medium 4 This is the case with the piston 4 connected, that a heat volume change caused volume change of the pressure medium 4 (Expansion or shrinkage) to the fluid 6 reciprocating movement of the piston 5 causes, in which the volume of the second chamber is increased or decreased, and thereby the fluid 6 , depending on the direction of movement, is compressed or relaxed. The print medium 4 In this case, heat is supplied or removed as long as the pressure of the fluid 6 corresponds to the desired test or calibration pressure, which leads to a connection 8th for the fluid power component 2 directed and there is tapped.
Bevorzugt ist zwischen der ersten Kammer und einer Umgebung des Druckerzeugers 1 ein Druckausgleich vorgesehen, beispielsweise eine Druckausgleichsbohrung, damit das Druckmedium 6 während dem Auf- oder Abbau des Prüf- oder Kalibrierdruckes nicht gegen einen Innendruck in dieser ersten Kammer arbeiten muss. Das Druckmedium 4 gelangt in dieser Ausgestaltung der Erfindung nicht in stofflichen Kontakt mit dem Fluid 6.It is preferred between the first chamber and an environment of the pressure generator 1 a pressure equalization provided, for example, a pressure equalization hole, so that the pressure medium 6 does not have to work against an internal pressure in this first chamber during assembly or disassembly of the test or calibration pressure. The print medium 4 does not come into material contact with the fluid in this embodiment of the invention 6 ,
Alternativ zu einem festen Druckmedium 4, kann dieses ebenfalls als Fluid ausgeführt sein, wodurch die Ausdehnung/Schrumpfung des Druckmediums 4 besser zur Druckerzeugung ausgenutzt werden kann. In diesem Fall verfügt die erste Kammer über keinen Druckausgleich mit der Umgebung.Alternatively to a solid pressure medium 4 , This can also be designed as a fluid, whereby the expansion / shrinkage of the pressure medium 4 can be better used for pressure generation. In this case, the first chamber has no pressure equalization with the environment.
Der in 1b gezeigte Druckerzeuger 1 weist analog zu 1a einen Druckkörper 3 und einen Anschluss 8 für das fluidtechnische Bauteil 2 auf, sowie ein Druckmedium 4 und Mittel 7 zur Änderung der in dem Druckmedium 4 enthaltenen Wärmemenge. Im Gegensatz zum Druckerzeuger gemäß 1a verfügt der Druckerzeuger gemäß 1b jedoch lediglich über eine Kammer in seinem Innenraum, in welcher sich sowohl das im gezeigten Fall festkörperförmige Druckmedium 4, als auch ein das Druckmedium 4 umgebendes Fluid 6 befinden. Eine durch die Wärmemengenänderung des Druckmediums 4 bewirkte Volumenänderung des Druckmediums 4 kann somit unmittelbar auf das Fluid 6 übertragen werden, in welchem hierdurch der Prüf- oder Kalibrierdruck erzeugt wird. Das Druckmedium 4 kann alternativ zur Festkörperform auch als Fluid vorliegen, wobei dann zwischen Druckmedium 4 und Fluid 6 bevorzugt eine flexible Abtrennung, beispielsweise eine flexible und fluiddichte Membran, angeordnet ist, um eine Durchmischung von Fluid 6 und Druckmedium 4 zu verhindert.The in 1b shown pressure generator 1 indicates by analogy 1a a pressure hull 3 and a connection 8th for the fluid power component 2 on, as well as a print medium 4 and means 7 to change the in the pressure medium 4 amount of heat contained. In contrast to the pressure generator according to 1a the pressure generator has according to 1b but only via a chamber in its interior, in which both the solid-state pressure medium in the case shown 4 , as well as a print medium 4 surrounding fluid 6 are located. One by the heat quantity change of the pressure medium 4 caused volume change of the pressure medium 4 can thus be directly on the fluid 6 in which thereby the test or calibration pressure is generated. The print medium 4 may alternatively be present as fluid to the solid state, in which case between the pressure medium 4 and fluid 6 Preferably, a flexible separation, for example a flexible and fluid-tight membrane, is arranged to allow mixing of fluid 6 and printing medium 4 to prevent.
Der in 1c gezeigte Druckerzeuger 1 weist analog zum Druckerzeuger gemäß 1b einen Druckkörper 3, einen Anschluss 8 für das fluidtechnische Bauteil 2 sowie Mittel 7 zur Änderung der in dem Druckmedium 4 enthaltenen Wärmemenge auf. Das Druckmedium 4 liegt hierbei als Fluid vor und füllt den Innenraum des Druckkörpers 3 aus. Es wird somit kein weiteres Fluid zur Erzeugung des Prüf- oder Kalibrierdrucks benötigt, wodurch der Druckerzeuger 1 einen sehr einfachen und kostengünstigen Aufbau aufweist. Eine Änderung der in dem Druckmedium 4 enthaltenen Wärmemenge durch die Mittel 7 bewirkt hierbei einen unmittelbaren Druckauf- bzw. Druckabbau in dem Druckmedium 4.The in 1c shown pressure generator 1 has analogous to the pressure generator according to 1b a pressure hull 3 , a connection 8th for the fluid power component 2 as well as funds 7 to change the in the pressure medium 4 contained amount of heat. The print medium 4 is here as a fluid and fills the interior of the pressure hull 3 out. Thus, no additional fluid is needed to generate the test or calibration pressure, thereby reducing the pressure generator 1 has a very simple and inexpensive construction. A change in the pressure medium 4 amount of heat contained by the means 7 causes an immediate Druckauf- or pressure reduction in the print medium 4 ,
Die Druckkörper 3 gemäß 1 können eine nahezu beliebige Form aufweisen, wobei eine Kugel- oder Zylinderform Vorteile hinsichtlich der Steifigkeit des Druckkörpers 3 bietet. Zwischen Druckkörper 3 und Anschluss 8 kann zudem eine mit dem Fluid 6 (Ausgestaltung nach 1a, 1b) bzw. dem Druckmedium 4 (Ausgestaltung nach 1c) gefüllte Fluidleitung, insbesondere Rohr- oder Schlauchleitung, angeordnet sein, mittels welcher der Prüf- oder Kalibrierdruck zu dem Anschluss 8 übertragen wird. Über den Anschluss 8 kann das Fluid 6 bzw. das fluide Druckmedium 4 in direkten Kontakt oder zumindest Druckkontakt mit dem fluidtechnischen Bauteil 2 gebracht werden, wobei auch mehrere Anschlüsse 8 vorgesehen sein können, insbesondere um mehrere fluidtechnische Bauteile 1 gleichzeitig zu prüfen und/oder zu kalibrieren.The pressure hull 3 according to 1 can have almost any shape, with a spherical or cylindrical shape advantages in terms of stiffness of the pressure hull 3 offers. Between pressure hull 3 and connection 8th can also do one with the fluid 6 (Design according to 1a . 1b ) or the print medium 4 (Design according to 1c ) filled fluid line, in particular pipe or hose, be arranged, by means of which the test or calibration pressure to the terminal 8th is transmitted. About the connection 8th can the fluid 6 or the fluid pressure medium 4 in direct contact or at least pressure contact with the fluidic component 2 being brought, whereby also several connections 8th may be provided, in particular to a plurality of fluid power components 1 simultaneously check and / or calibrate.
In 2 sind Mittel 10a, 10b, 10c gezeigt, über welche ein Druckkontakt zwischen dem Druckerzeuger 1 und dem fluidtechnischen Bauteil 2 herstellbar ist, ohne dass ein direkter stofflicher Kontakt zwischen dem zum Druckaufbau genutzten Fluid 6 oder Druckmedium 4 und dem fluidtechnischen Bauteil 2 vorliegt. Hierzu wird der Druck des Fluids 6/Druckmediums 4 auf ein zweites Fluid 9 übertragen und dieses zu dem Anschluss 8 geleitet. Über den Anschluss 8 ist dann das fluidtechnische Bauteil 2 in Kontakt mit dem zweiten Fluid 9 und somit dem mittels des Druckerzeugers 1 generierten Druck bringbar. Hierdurch kann das zum Aufbau des Prüf- oder Kalibrierdruckes in dem Druckerzeuger 1 genutzte Fluid 6 bzw. Druckmedium 4 ein anderer Stoff sein, als das zur Durchführung des Prüf- oder Kalibriervorgangs genutzte Fluid 9, wodurch das fluidtechnische Bauteil 2 unter realistischen Betriebsbedingungen unter Verwendung der „normalen” Betriebsstoffe des fluidtechnischen Bauteils 2 prüf- oder kalibrierbar ist. Die Mittel 10a, 10b, 10c können auch integrierter Bestandteil des Anschlusses 8 sein. Des Weiteren können die Mittel 10a, 10b, 10c modular ausgeführt und gegeneinander austauschbar gestaltet sein.In 2 are means 10a . 10b . 10c shown, over which a pressure contact between the pressure generator 1 and the fluidic component 2 can be produced without a direct material contact between the fluid used to build up pressure 6 or printing medium 4 and the fluidic component 2 is present. For this purpose, the pressure of the fluid 6 / Print media 4 to a second fluid 9 transfer this and to the terminal 8th directed. About the connection 8th is then the fluidic component 2 in contact with the second fluid 9 and thus the means of the pressure generator 1 generated pressure brought. This can be used to build up the test or calibration pressure in the pressure generator 1 used fluid 6 or printing medium 4 be a different substance than the fluid used to perform the test or calibration procedure 9 , whereby the fluidic component 2 under realistic operating conditions using the "normal" fluids of the fluid power component 2 can be tested or calibrated. The means 10a . 10b . 10c can also be integrated part of the connection 8th be. Furthermore, the funds 10a . 10b . 10c modular design and designed to be interchangeable.
Die Ausführung gemäß 2a sieht vor, das Fluid 6 bzw. das fluide Druckmedium 4 von dem zweiten Fluid 9 durch eine flexible Membran 10a zu trennen. Die Membran 10a ist hierbei an einer Wandung des Druckerzeugers 1, insbesondere einer Wandung einer Fluidverbindung (beispielsweise einer Schlauch- oder Rohrverbindung) zwischen dem Druckkörper 3 und dem Anschluss 8 des Druckerzeugers 1, befestigt und dichtet die Fluide 4, 6, 9 gegeneinander ab. Gleichzeitig gestattet die Membran 10a eine Druckübertragung zwischen den Fluiden 4, 6, 9. Beispielsweise dehnt sich bei einem Druckaufbau in dem Fluid 6 bzw. dem Druckmedium 4, wie dargestellt, die Membran 10a in Richtung des zweiten Fluids 9 aus und überträgt hierbei den (Über-)Druck des Fluid 6 bzw. Druckmediums 4 auf das zweite Fluid 9.The execution according to 2a provides the fluid 6 or the fluid pressure medium 4 from the second fluid 9 through a flexible membrane 10a to separate. The membrane 10a is here on a wall of the pressure generator 1 , in particular a wall of a fluid connection (for example a hose or pipe connection) between the pressure body 3 and the connection 8th of the pressure generator 1 , attaches and seals the fluids 4 . 6 . 9 against each other. At the same time the membrane allows 10a a pressure transfer between the fluids 4 . 6 . 9 , For example, pressure builds up in the fluid 6 or the print medium 4 as shown, the membrane 10a in the direction of the second fluid 9 and transmits the (over) pressure of the fluid 6 or pressure medium 4 to the second fluid 9 ,
Die Ausführung nach 2b sieht vor, das Fluid 6 bzw. das fluide Druckmedium 4 von dem zweiten Fluid 9 durch einen weitestgehend starren, jedoch frei verschiebbaren Kolben 10b zu trennen, wozu der Kolben entlang einer Lauffläche, insbesondere an einer inneren Wandung des Druckerzeugers 1, verschiebbar gelagert ist. Der Druck des Fluids 6 bzw. des fluiden Druckmediums 4 wird hierbei durch eine Verschiebung des Kolbens 10b übertragen, welche auf Grund einer zwischen den Seiten des Kolben 10b anliegenden Druckdifferenz hervorgerufen wird. Bevorzugt ist dabei zwischen dem Kolben 10b und dessen Lauffläche ein geeignetes Dichtungsmittel angeordnet, beispielsweise ein Radialwellendichtring oder ein O-Ring, welches einen direkten Kontakt der Fluide 4, 6, 9 verhindert.The execution after 2 B provides the fluid 6 or the fluid pressure medium 4 from the second fluid 9 by a largely rigid, but freely movable piston 10b to separate, including the piston along a tread, in particular on an inner wall of the pressure generator 1 , is slidably mounted. The pressure of the fluid 6 or the fluid pressure medium 4 this is due to a displacement of the piston 10b transferred, due to a between the sides of the piston 10b applied pressure difference caused becomes. Preference is given between the piston 10b and its tread, a suitable sealing means arranged, for example a radial shaft seal or an O-ring, which direct contact of the fluids 4 . 6 . 9 prevented.
In der Ausführung gemäß 2c ist das Fluid 6 bzw. das fluide Druckmedium 4 von dem zweiten Fluid 9 durch einen Druckübersetzer 10c getrennt. Der Druckübersetzer 10c weist zwei (im Wesentlichen starr verbundene) Kolben 10c', 10c'' auf, wobei der erste Kolben 10c' in (Druck-)Kontakt mit dem Fluid 6 bzw. dem Druckmedium 4 steht und der zweite Kolben 10c'' in (Druck-)Kontakt mit dem zweiten Fluid 9 steht. Die Kolben 10c', 10c'' sind analog zu dem Kolben 10b aus 2b jeweils entlang einer Lauffläche verschiebbar gelagert, und es können geeignete Dichtmittel zwischen den Kolben 10c', 10c'' und deren Laufflächen vorgesehen sein. Die Kolben 10c' und 10c'' sind hierbei so gestaltet, dass sie entsprechend der gewünschten Druckübersetzung unterschiedlich große senkrecht zu der Verschiebungsrichtung der Kolben 10c', 10c'' projizierte Kolbenflächen A, B aufweisen. Das Druck-Übersetzungsverhältnis des Druckübersetzers 10c ergibt sich dabei aus dem Quotienten der Kolbenflächen A, B. Im dargestellten Fall wird der Druck des fluiden Druckmediums 4 bzw. Fluids 6 bei der Übertragung auf das zweite Fluid 9 erhöht, da die Kolbenfläche A des Kolbens 10c' größer ist, als die Kolbenfläche B des Kolbens 10c''. Durch den Druckübersetzer 10c braucht der benötigte Prüf- oder Kalibrierdruck nicht vollständig durch den Druckerzeuger 1 generiert werden, sondern es genügt, einen vom Druckerzeuger 1 generierten Druck mittels des Druckübersetzers 10c auf den benötigten Prüf- oder Kalibrierdruck 1 herauf- oder herabzusetzen – je nachdem, ob ein Über- oder Unterdruck als Prüf- oder Kalibrierdruck benötigt wird.In the execution according to 2c is the fluid 6 or the fluid pressure medium 4 from the second fluid 9 by a pressure intensifier 10c separated. The pressure intensifier 10c has two (essentially rigidly connected) pistons 10c ' . 10c '' on, with the first piston 10c ' in (pressure) contact with the fluid 6 or the print medium 4 stands and the second piston 10c '' in (pressure) contact with the second fluid 9 stands. The pistons 10c ' . 10c '' are analogous to the piston 10b out 2 B each slidably mounted along a tread, and there may be suitable sealing means between the piston 10c ' . 10c '' and their treads may be provided. The pistons 10c ' and 10c '' are here designed so that they according to the desired pressure ratio different sizes perpendicular to the direction of displacement of the piston 10c ' . 10c '' having projected piston surfaces A, B. The pressure transmission ratio of the intensifier 10c results from the quotient of the piston surfaces A, B. In the case shown, the pressure of the fluid pressure medium 4 or fluids 6 in the transfer to the second fluid 9 increases because the piston area A of the piston 10c ' is greater than the piston area B of the piston 10c '' , By the pressure intensifier 10c The required test or calibration pressure does not need to be completely through the pressure generator 1 but it is sufficient, one from the pressure generator 1 generated pressure by means of the pressure intensifier 10c to the required test or calibration pressure 1 increase or decrease - depending on whether an overpressure or underpressure is required as a test or calibration pressure.
Die 3 (3a, 3b, 3c) zeigt Druckerzeuger 1, welche das in 1c dargestellte Prinzip nutzen, d. h. einem fluiden Druckmedium 4 wird zur Erzeugung eines Prüf- oder Kalibrierdruckes mit geeigneten Mitteln 7a, 7b direkt Wärme zu- oder abgeführt. Die Druckerzeuger 1 gemäß 3 weisen hierbei jeweils einen Druckkörper 3 bestehend aus mehreren miteinander druckdicht verbundenen Teilen 3a, 3b auf, welche beispielsweise miteinander verschraubt, verlötet, verschweißt, verpresst oder vernietet sein können.The 3 ( 3a . 3b . 3c ) shows pressure generator 1 which the in 1c use illustrated principle, ie a fluid pressure medium 4 is used to generate a test or calibration pressure by appropriate means 7a . 7b directly added or removed heat. The pressure generators 1 according to 3 in this case each have a pressure body 3 consisting of several pressure-tightly connected parts 3a . 3b which, for example, can be bolted together, soldered, welded, pressed or riveted.
3a zeigt eine Ausgestaltung eines Druckerzeugers 1 mit einem hohlzylinderförmigen Druckkörper 3, mit einer von einer Stirnseite des Druckkörpers 3 in den Druckkörper 3 hineinragenden Heizvorrichtung 7a und mit einer äußeren Kühlvorrichtung 7b als Mittel zur Änderung der in dem Druckmedium 4 befindlichen Wärmemenge. Der Druckkörper 3 ist bevorzugt vollständig mit dem fluiden, insbesondere flüssigen Druckmedium 4 gefüllt. Die Heizvorrichtung 7a ist dabei als Elektroheizung ausgeführt, d. h. sie verfügt bevorzugt über zumindest einen Heizwiderstand, der beim Durchströmen mit einem elektrischen Strom Wärme abgibt. Dieser Heizwiderstand befindet sich an oder in einem von der linken Seite in den Druckkörper 3 hineinragenden ersten Stabes oder Zylinders 12a. Die Heizvorrichtung 7a kann jedoch beliebig anders ausgestaltet sein, insbesondere als Fluidheizung mit zumindest einer Fluidleitung zum Hindurchleiten eines erhitzten Heizfluids, welche an oder in dem ersten Stab/Zylinder 12a angeordnet ist. Bevorzugt weist der mit der Heizvorrichtung 7a ausgestattete Teil des Druckkörpers 3, hier der erste Stab/Zylinder 12a, Rippen auf seiner mit dem Druckmedium 4 in Kontakt stehenden Oberfläche auf, um eine Wärmeübertragung zwischen Heizvorrichtung 7a und Druckmedium 4 zu verbessern. 3a shows an embodiment of a pressure generator 1 with a hollow cylindrical pressure body 3 with one of a front side of the pressure hull 3 in the pressure hull 3 protruding heater 7a and with an external cooling device 7b as a means for changing the in the pressure medium 4 amount of heat. The pressure hull 3 is preferably completely with the fluid, in particular liquid, pressure medium 4 filled. The heater 7a is designed as an electric heater, ie it preferably has at least one heating resistor which emits heat when flowing through an electric current. This heating resistor is located on or in one of the left side in the pressure hull 3 protruding first rod or cylinder 12a , The heater 7a However, it can be designed differently, in particular as a fluid heater with at least one fluid line for passing a heated heating fluid, which on or in the first rod / cylinder 12a is arranged. Preferably, the with the heater 7a equipped part of the pressure hull 3 , here the first rod / cylinder 12a , Ribs on it with the pressure medium 4 in contact with the surface to transfer heat between the heater 7a and printing medium 4 to improve.
Die Kühlvorrichtung 7b zur Wärmeabfuhr aus dem Druckmedium 4 ist als eine Luftkühlung ausgeführt, d. h. sie nutzt die den Druckerzeuger 1 umgebende Umgebungsluft zur Kühlung und weist zumindest eine an einem Äußeren des Druckkörpers 3 angeordnete und parallel zu dessen Längsachse verlaufende Kühlrippe 7b', ein Gebläse 7b'' sowie ein Gehäuse 7b''' auf. Das Gebläse 7b'' saugt Luft aus der Umgebung an einer offenen (Stirn-)Seite des Gehäuses 7b''' (rechte Seite) an und bläst diese entlang der zumindest einen Kühlrippe 7b' zu einer (hier: gegenüberliegenden) weiteren offenen (Stirn-)Seite des Gehäuses 7b''' (linke Seite). Die zumindest eine Kühlrippe 7b' steht hierbei sowohl mit dem Druckkörper 3, als auch dem Gehäuse 7b''' in Kontakt, wobei sie zum einen den Druckkörper 3 und das Gehäuse 7b''' zueinander fixiert und zum anderen Wärme von dem Druckkörper 3 an das Gehäuse 7b''' weiterleitet, wodurch die Kühlwirkung der Kühlvorrichtung 7b verbessert wird. Die Kühlrippe 7b' kann zur Vergrößerung der Kühlfläche auch so ausgeführt sein, dass sie in einem oder mehreren Gängen schraubenförmig um den Druckkörper 3 herum verläuft, außerdem können weitere Kühlrippen 7b' vorgesehen sein. Die Kühlvorrichtung 7b entzieht dem Druckmedium 4 hierbei Wärme über die Mantelfläche des zylinderförmigen Druckkörpers 3. Zur Verbesserung einer Wärmeübertragung zwischen Druckmedium 4 und Kühlvorrichtung 7b kann der mit der Kühlvorrichtung 7b ausgestattete Teil des Druckkörpers 3, hier die Innere Oberfläche der Druckkörpermantelfläche, auf seiner mit dem Druckmedium 4 in Kontakt stehenden Oberfläche Rippen aufweisen.The cooling device 7b for heat removal from the pressure medium 4 is designed as an air cooling, ie it uses the pressure generator 1 surrounding ambient air for cooling and has at least one on an exterior of the pressure hull 3 arranged and extending parallel to the longitudinal axis of the cooling fin 7b ' , a fan 7b '' as well as a housing 7b ''' on. The fan 7b '' sucks air from the environment on an open (front) side of the housing 7b ''' (right side) and blows them along the at least one cooling fin 7b ' to a (here: opposite) another open (front) side of the housing 7b ''' (left side). The at least one cooling fin 7b ' stands here with both the pressure body 3 , as well as the case 7b ''' in contact, on the one hand the pressure body 3 and the case 7b ''' fixed to one another and on the other hand heat from the pressure body 3 to the housing 7b ''' forwards, thereby reducing the cooling effect of the cooling device 7b is improved. The cooling fin 7b ' can also be designed to increase the cooling surface so that they helically in one or more courses around the pressure hull 3 runs around, also can more cooling fins 7b ' be provided. The cooling device 7b withdraws the pressure medium 4 In this case, heat over the lateral surface of the cylindrical pressure body 3 , To improve a heat transfer between pressure medium 4 and cooling device 7b Can the with the cooling device 7b equipped part of the pressure hull 3 , here the inner surface of the pressure surface area, on its with the pressure medium 4 having in contact surface ribs.
Das Gebläse 7b'' ist hierbei als elektrisches Gebläse, d. h. als ein Elektromotor mit einem von diesem angetriebenen Lüfterrad, ausgeführt. Das Gebläse 7b'' kann jedoch beliebig anders ausgeführt sein, um einen die zumindest eine Kühlrippe 7b' überstreichenden Luftstrom herzustellen, beispielsweise durch eine Vorrichtung zum Einblasen von Druckluft in das Gehäuse 7b'''. Durch eine Anordnung von Luftheizmitteln, beispielsweise eines wendelförmigen elektrischen Heizwiderstandes oder dergleichen, in dem Luftstrom stromaufwärts vor der Kühlrippe 7b' kann die Kühlvorrichtung 7b als (zusätzliche) Heizvorrichtung genutzt werden, beispielsweise zur schnelleren Aufwärmung des Druckmediums 4 und damit zur schnelleren Druckerzeugung.The fan 7b '' is here as an electric blower, that is designed as an electric motor with a driven by this fan. The fan 7b '' However, it can be designed in any other way to the at least one cooling fin 7b ' make sweeping air flow, for example, by a device for blowing Compressed air in the housing 7b ''' , By an arrangement of Luftheizmitteln, for example, a helical electrical heating resistor or the like, in the air flow upstream of the cooling fin 7b ' can the cooler 7b be used as (additional) heating device, for example for faster heating of the pressure medium 4 and thus for faster pressure generation.
Zur weiteren Verbesserung der Kühlwirkung kann in dem Luftstrom stromaufwärts vor der Kühlrippe 7b' auch eine Flüssigkeitseinspritzung vorgesehen sein, über welche eine insbesondere leicht verdunstbare Flüssigkeit (beispielsweise Wasser oder Alkohol) dem Luftstrom zugesetzt werden kann. Dem Luftstrom wird hierdurch Wärme, nämlich die Verdampfungswärme der Flüssigkeit, entzogen, wodurch deutlich niedrigere Kühltemperaturen mittels der Kühlvorrichtung 7b erzielbar sind.To further improve the cooling effect, upstream airflow upstream of the cooling fin may occur 7b ' Also, a liquid injection may be provided, via which a particularly easily evaporable liquid (for example, water or alcohol) can be added to the air flow. As a result, heat, namely the heat of vaporization of the liquid, is withdrawn from the air flow, which results in significantly lower cooling temperatures by means of the cooling device 7b can be achieved.
Gegenüberliegend der Heizvorrichtung 7a ragt ein Sensor 11, insbesondere ein Temperatur- und/oder Drucksensor, in oder an einem zweiten Stab oder Zylinder 12b in den Druckkörper 3 hinein. Dieser dient zur Ermittlung der in dem Druckmedium 4 enthaltenen Wärmemenge, bzw. Druckmediumstemperatur, oder des Druckmediumsdrucks. Falls der Sensor 11 als Temperatursensor ausgeführt ist, kann ein in 4 gezeigtes Steuer- oder Regelsystem 14 des Druckerzeugers 1 anhand des gemessenen Wertes ebenfalls den Druck des Druckmediums 4 ermitteln, da (wie in 5 gezeigt) ein im Wesentlichen proportionaler Zusammenhang zwischen Temperatur und Druck des Druckmediums 4 vorliegt. Der Sensor 11 ist daher insbesondere als Referenzsensor, beispielsweise für das Steuer- oder Regelsystem 14, ausgeführt.Opposite the heater 7a a sensor protrudes 11 , in particular a temperature and / or pressure sensor, in or on a second rod or cylinder 12b in the pressure hull 3 into it. This serves to determine the in the pressure medium 4 amount of heat contained, or printing medium temperature, or the pressure medium pressure. If the sensor 11 designed as a temperature sensor, an in 4 shown control or regulating system 14 of the pressure generator 1 based on the measured value also the pressure of the pressure medium 4 determine, because (as in 5 shown) a substantially proportional relationship between the temperature and pressure of the pressure medium 4 is present. The sensor 11 is therefore in particular a reference sensor, for example for the control or regulating system 14 , executed.
Der Druckkörper 3 besteht in der dargestellten Ausgestaltung des Druckerzeugers 1 im wesentlichen aus einem rohrförmigen Mittelstück 3b und zwei Abschlussstücken 3a, welche die Stirnseiten des Mittelstück 3b druckdicht verschließen und welche sowohl die Stäbe/Zylinder 12a, 12b mit der Heizvorrichtung 7a bzw. dem Sensor 11 tragen, als auch ein oder mehrere Anschlüsse 8 zum Anschließen des oder mehrerer zu prüfender oder zu kalibrierender fluidtechnischer Bauteile 2 (in 3a sind beispielhaft vier Anschlüsse 8 und ein fluidtechnisches Bauteil 2 dargestellt) und weiterer messtechnischer Mittel aufweisen. Derartige messtechnische Mittel können beispielsweise ein weiterer Temperatursensor und/oder Drucksensor sein. Die weiteren messtechnischen Mittel dienen bevorzugt ebenfalls zur Steuerung oder Regelung des von dem Druckerzeuger 1 generierten Prüf- oder Kalibrierdruckes und/oder zur Überwachung des Prüf- oder Kalibriervorgangs des fluidtechnischen Bauteils 2. Nicht benötigte Anschlüsse 8 sind mittels Stopfen druckdicht verschließbar.The pressure hull 3 exists in the illustrated embodiment of the pressure generator 1 essentially of a tubular centerpiece 3b and two end pieces 3a which are the end faces of the center piece 3b close pressure-tight and which both the rods / cylinder 12a . 12b with the heater 7a or the sensor 11 carry, as well as one or more connections 8th for connecting the one or more fluidic components to be tested or calibrated 2 (in 3a are exemplary four connections 8th and a fluid power component 2 shown) and further metrological means. Such metrological means may be, for example, another temperature sensor and / or pressure sensor. The other metrological means are also preferably used to control or regulation of the pressure generator 1 generated test or calibration pressure and / or for monitoring the testing or calibration of the fluidic component 2 , Unused connections 8th are pressure sealed by means of plugs.
3b zeigt einen detaillierteren Längsschnitt durch einen Druckkörper 3 eines Druckerzeugers 1 gemäß 3a. Der von dem linken Abschlussstück 3a stabförmig in den Druckkörper 3 hineinragende erste Stab oder (Hohl-)Zylinder 12a dient zur Aufnahme einer hier nicht gezeigten Heizvorrichtung, während der von dem rechten Abschlussstück 3a stabförmig in den Druckkörper 3 ragende zweite Stab oder (Hohl-)Zylinder 12b zur Aufnahme eines hier nicht gezeigten Sensors, der bevorzugt dem Sensor 11 der 3a entspricht, dient. Die Stäbe/Hohlzylinder 12a, 12b sind an den in das Innere des Druckkörpers 3 zeigenden Enden mittels Stopfen abgedichtet. Insbesondere der Stopfen des zweiten Stabes/Zylinders 12b kann durch den Sensor ersetzt werden. Der mit der Heizvorrichtung ausgestattete erste Stab/Zylinder 12a ragt weiter in den Druckkörper 3 hinein, als der mit dem Sensor ausgestattete zweite Stab/Zylinder 12b, um eine möglichst große Kontaktoberfläche zwischen der Heizvorrichtung und dem Druckmedium 4 zu schaffen, über welche die Wärmezufuhr in das Druckmedium 4 erfolgen kann, wohingegen der Sensor keine derart große Kontaktfläche benötigt. 3b shows a more detailed longitudinal section through a pressure body 3 a pressure generator 1 according to 3a , The one from the left end piece 3a rod-shaped in the pressure hull 3 protruding first rod or (hollow) cylinder 12a serves to accommodate a heater, not shown here, while that of the right end piece 3a rod-shaped in the pressure hull 3 protruding second rod or (hollow) cylinder 12b for receiving a sensor, not shown here, preferably the sensor 11 of the 3a corresponds, serves. The rods / hollow cylinders 12a . 12b are at the inside of the pressure hull 3 sealed ends sealed by plugs. In particular, the plug of the second rod / cylinder 12b can be replaced by the sensor. The heater equipped with the first rod / cylinder 12a protrudes further into the pressure hull 3 in, as the equipped with the sensor second rod / cylinder 12b to maximize the contact surface between the heater and the print medium 4 to create over which the heat supply into the pressure medium 4 while the sensor does not require such a large contact area.
Die Abschlussstücke 3a des Druckkörpers 3 sind in 3b mit dem Mittelstück 3b über Gewinde 13 lösbar verbunden, wozu jedes der Abschlussstücke 3a bevorzugt ein Außengewinde aufweist und das Mittelstück 3b an jedem Ende ein komplementär ausgeführtes Innengewinde. Hierdurch können die Teile 3a, 3b, beispielsweise zur Wartung oder Reparatur, leicht voneinander getrennt und ausgetauscht werden. Die Verbindung zwischen den Abschlussstücken 3a und dem Mittelstück 3b kann auch beliebig anders erfolgen, beispielsweise mittels einer Press-, Schweiß-, Löt- oder Nietverbindung.The final pieces 3a of the pressure hull 3 are in 3b with the middle piece 3b over thread 13 releasably connected, including each of the end pieces 3a preferably has an external thread and the middle piece 3b at each end a complementary executed internal thread. This allows the parts 3a . 3b For example, for maintenance or repair, easily separated and replaced. The connection between the end pieces 3a and the middle piece 3b can also be done differently, for example by means of a pressing, welding, soldering or riveting.
Die Abschlussstücke 3a und das Mittelstück 3b sind hierbei bevorzugt so ausgebildet, dass sich Abschlussstück 3a und Mittelsstück 3b im zusammengesetzten Zustand zumindest im Bereich der Verbindung überlappen, insbesondere durch ineinanderschieben oder ineinanderschrauben und dass der Druck des Druckmediums 4 im Wesentlichen senkrecht auf diese Überlappung bzw. Verbindung einwirkt. Hierdurch werden Abschlussstück 3a und Mittelsstück 3b in Folge des Drucks des Druckmediums 4 zusammengepresst und die Dichtwirkung der Verbindung erhöht. Im dargestellten Fall verfügt die in Richtung des Innenraums des Druckkörpers 3 weisende Seite jedes Abschlussstückes 3a über eine Aushöhlung oder Vertiefung, die sich über das jeweilige Gewinde 13 (Verbindung/Überlappung) hinweg in das Abschlussstück 3a erstreckt. Der die Gewinde 13 tragende Teil des Abschlussstückes 3a bildet, hierdurch gleichzeitig eine Wandung der Aushöhlung/Vertiefung, wodurch es bei einem Druckaufbau in dem Druckkörper 3 zu einer Druckbelastung auf diese Wandung und hierdurch zu einer Aufweitung der Abschlussstücke 3a kommt. Diese Aufweitung bewirkt ein Verpressen des Innen- und Außenteils der Gewinde 13, wodurch deren Dichtwirkung erhöht wird. Somit kann die Dichtigkeit des Druckkörpers 3 auch bei einem hohen Innendruck gewährleistet werden. Zwischen den Abschlussstücken 3a und dem Mittelstück 3b kann zusätzlich ein Dichtmittel angeordnet sein, beispielsweise ein oder mehrere O-Ringe oder Flachdichtungen, Radialwellendichtringe oder Dichtmasse. Zur Erzielung einer guten Dichtwirkung kann das Gewinde 13 insbesondere auch als Whitworth-Gewinde ausgeführt sein.The final pieces 3a and the middle piece 3b are hereby preferably designed such that the end piece 3a and middle piece 3b overlap in the assembled state, at least in the region of the connection, in particular by telescoping or nested and that the pressure of the pressure medium 4 acts substantially perpendicular to this overlap or connection. This will be the final piece 3a and middle piece 3b as a result of the pressure of the pressure medium 4 compressed and increased the sealing effect of the compound. In the case shown has in the direction of the interior of the pressure hull 3 facing side of each end piece 3a over a cavity or depression that extends beyond the respective thread 13 (Compound / overlap) into the final piece 3a extends. The the thread 13 carrying part of the final piece 3a forms, thereby at the same time a wall of the cavity / depression, whereby it at a pressure build-up in the pressure hull 3 to a pressure load on this wall and thereby to a widening of the end pieces 3a comes. These Expansion causes a compression of the inner and outer part of the thread 13 , whereby their sealing effect is increased. Thus, the tightness of the pressure hull 3 be ensured even at a high internal pressure. Between the final pieces 3a and the middle piece 3b In addition, a sealant may be arranged, for example, one or more O-rings or gaskets, radial shaft seals or sealant. To achieve a good sealing effect, the thread 13 in particular be designed as Whitworth thread.
Die Anschlüsse 8 in den Abschlussstücken 3a werden jeweils durch ineinander übergehende längs bzw. quer zur Zylinderlängsachse des Druckkörpers 3 verlaufendes Sacklöcher gebildet, wobei das nach außen führende, quer zur Zylinderlängsachse verlaufende Sackloch über ein Innengewinde zum Anschluss eines oder mehrerer fluidtechnischer Bauteile 2, messtechnischer Mittel oder Stopfen zum druckdichten Verschließen des jeweiligen Anschlusses 8 aufweist. Auch dieses Gewinde kann insbesondere als Whitworth-Gewinde ausgeführt sein. An den Anschlüssen 8 können auch Kupplungen vorgesehen sein, über welche das/die fluidtechnischen Bauteile 2, messtechnischen Mittel oder Stopfen kraft- oder formschlüssig mit dem Druckerzeuger 1 verbindbar sind. Die Anschlüsse 8 können insbesondere in gleichmäßigen Abständen am äußeren Durchmesser der Abschlussstücke 3a angeordnet sein. Um eine Teilevielfalt zu reduzieren, sind die Abschlusstücke 3a bevorzugt als Gleichteile ausgeführt.The connections 8th in the final pieces 3a are in each case by merging longitudinally or transversely to the cylinder longitudinal axis of the pressure hull 3 formed blind holes, wherein the outwardly leading, transverse to the cylinder longitudinal axis blind hole via an internal thread for connection of one or more fluid power components 2 , metrological means or plug for pressure-tight sealing of the respective connection 8th having. This thread can also be designed in particular as Whitworth thread. At the connections 8th Couplings can also be provided, via which the fluidic components 2 , metrological means or plugs positively or positively with the pressure generator 1 are connectable. The connections 8th especially at regular intervals on the outer diameter of the end pieces 3a be arranged. To reduce a variety of parts, are the final pieces 3a preferably designed as a common part.
Der Druckerzeuger 1 gemäß 3c weist einen mit Druckmedium 4 gefüllten hohlzylinderförmigen Druckkörper 3 auf, sowie eine von einem rechten Abschlussstück 3a des Druckkörpers 3 stabförmig in den Druckkörper 3 hineinragende Heizvorrichtung 7a und eine äußere Kühlvorrichtung 7b, welche als Flüssigkeitskühlung ausgeführt ist. Für die Kühlvorrichtung 7b ist das Mittelstück 3b des Druckkörpers 3 doppelwandig, mit einem Zwischenraum 3b' zwischen den Wandungen im Sinne einer Flüssigkeitsleitung ausgeführt. Der Zwischenraum 3b' ist mit einer Kühlflüssigkeit durchströmbar, mittels welcher dem Druckmedium 4 Wärme entziehbar ist. Die Kühlvorrichtung 7b verfügt zudem über eine Kühlflüssigkeitspumpe 7b' zur Förderung der Kühlflüssigkeit, gegebenenfalls einen Kühlflüssigkeitsvorrat 7b'' zum Ausgleich eines möglichen Kühlflüssigkeitsverlustes, sowie gegebenenfalls einen Wärmetauscher 7b''', beispielsweise einen Radiator oder Kondensator, zur Abgabe der von der Kühlflüssigkeit aufgenommenen Wärme.The pressure generator 1 according to 3c has one with pressure medium 4 filled hollow cylindrical pressure body 3 on, as well as one from a right end piece 3a of the pressure hull 3 rod-shaped in the pressure hull 3 protruding heater 7a and an external cooling device 7b , which is designed as liquid cooling. For the cooler 7b is the centerpiece 3b of the pressure hull 3 double-walled, with a gap 3b ' executed between the walls in the sense of a liquid line. The gap 3b ' is traversed by a cooling liquid, by means of which the pressure medium 4 Heat is withdrawn. The cooling device 7b also has a coolant pump 7b ' for conveying the cooling liquid, optionally a coolant supply 7b '' to compensate for a possible coolant loss, and optionally a heat exchanger 7b ''' , For example, a radiator or condenser, for discharging the heat absorbed by the cooling liquid.
Falls die Kühlvorrichtung 7b über (zusätzliche) Mittel zum Aufheizen der Kühlflüssigkeit verfügt, kann diese auch als (zusätzliche) Heizvorrichtung verwendet werden, zur Unterstützung (insbesondere in der Aufwärmphase des Druckmediums 4, um möglichst schnell den Prüf- oder Kalibrierdruck zu erzeugen) oder als Ersatz der Heizvorrichtung 7a.If the cooling device 7b has (additional) means for heating the cooling liquid, this can also be used as (additional) heating device, for support (especially in the warm-up phase of the pressure medium 4 to generate the test or calibration pressure as quickly as possible) or as a replacement for the heater 7a ,
Das rechte Abschlussstück 3a des Druckkörpers 3 trägt mehrere von dem in den Druckkörper 3 ragende Stäbe oder (Hohl-)Zylinder 12, wobei an oder in zumindest einem dieser Stäbe/Zylinder 12 eine analog zur 3a/3b ausgeführte Heizvorrichtung angeordnet ist und an oder in einem anderen der Stäbe/Zylinder 12 ein Sensor, insbesondere ein dem Sensor 11 der 3a entsprechender Temperatur- und/oder Drucksensor, angeordnet ist. Das diesem Abschlussstück 3a gegenüberliegende linke Abschlussstück 3a weist dabei zumindest einen Anschluss 8 auf, für ein oder mehrere fluidtechnische Bauteile 2 und/oder messtechnische Mittel. Mittels Stopfen sind nicht benötigte Anschlüsse 8 verschließbar.The right end piece 3a of the pressure hull 3 carries several of this into the pressure hull 3 projecting rods or (hollow) cylinders 12 , wherein on or in at least one of these bars / cylinders 12 an analogous to 3a / 3b running heater is arranged and on or in another of the rods / cylinder 12 a sensor, in particular a the sensor 11 of the 3a corresponding temperature and / or pressure sensor is arranged. That this final piece 3a opposite left end piece 3a has at least one connection 8th on, for one or more fluid power components 2 and / or metrological means. By means of plugs are not required connections 8th closable.
Prinzipiell können die Kühl- bzw. Heizvorrichtungen 7a, 7b der 3 als Flüssigkeitsheiz- bzw. Kühlvorrichtungen, mit zumindest einer Flüssigkeitsleitung zum Hindurchleiten einer erhitzten bzw. gekühlten Kühlflüssigkeit, ausgeführt sein. Die zumindest eine Flüssigkeitsleitung kann dann an oder in einer äußeren Wandung des Druckkörpers 3, beispielsweise der Mantelfläche, angeordnet sein oder durch das Innere des Druckkörpers verlaufen, beispielsweise als eine den Druckkörper 3 partiell oder vollständig durchquerende Flüssigkeitsleitung. Grundsätzlich können die Heizvorrichtungen 7a und die Kühlvorrichtungen 7b auch gegeneinander vertauscht sein, d. h. die Wärmezugabe erfolgt dann über eine an/in der äußeren Wandung des Druckkörpers 3 angeordnete Heizvorrichtung und die Wärmeabfuhr über eine im inneren des Druckkörpers 3 angeordnete Kühlvorrichtung. Ebenfalls anwendbar sind kombinierte Flüssigkeitsheiz- und -kühlvorrichtungen, d. h. Vorrichtungen mit Mitteln zum Kühlen und zum Aufheizen einer Flüssigkeit, welche sowohl zur Wärmezufuhr in das Druckmediums 4 (aufheizen), als auch zur Wärmeabfuhr aus dem Druckmedium 4 (kühlen) genutzt wird.In principle, the cooling or heating devices 7a . 7b of the 3 as Flüssigkeitsheiz- or cooling devices, with at least one liquid line for passing a heated or cooled cooling liquid executed. The at least one fluid line can then be on or in an outer wall of the pressure hull 3 , For example, the lateral surface, be arranged or extend through the interior of the pressure hull, for example as a pressure body 3 partially or completely traversing fluid line. Basically, the heaters can 7a and the cooling devices 7b be reversed to each other, ie the heat is then added via a on / in the outer wall of the pressure hull 3 arranged heating device and the heat dissipation through a in the interior of the pressure hull 3 arranged cooling device. Also applicable are combined liquid heating and cooling devices, ie devices with means for cooling and for heating a liquid, both for supplying heat into the pressure medium 4 (heat up), as well as for heat dissipation from the pressure medium 4 (cool) is used.
Die in 3 dargestellten Druckerzeuger 1 eignen sich insbesondere für Relativdrücke von 0 bis 700 bar (in Relation zu einem den Druckerzeuger 1 umgebenden Luftdruck). Insbesondere in Abhängigkeit der Wandstärke und des Materials des Druckkörpers 3 sind jedoch weit höhere Drücke und auch Unterdrücke generierbar. Selbstverständlich können die Stäbe/Zylinder 12, 12a, 12b beliebig andere geeignete Querschnitte aufweisen, als die Abgebildeten.In the 3 shown pressure generator 1 are particularly suitable for relative pressures of 0 to 700 bar (in relation to a pressure generator 1 surrounding air pressure). In particular, depending on the wall thickness and the material of the pressure hull 3 However, much higher pressures and negative pressures can be generated. Of course, the rods / cylinders 12 . 12a . 12b Have any other suitable cross-sections, as the figures.
4 zeigt eine Prüf- oder Kalibriervorrichtung mit einem Druckerzeuger 1 gemäß 3a. Der Druckerzeuger 1 verfügt über ein Steuer- oder Regelsystem 14, mittels welchem die Steuerung oder Regelung des Prüf- oder Kalibrierdruckes erfolgt. Durch das Steuer- oder Regelsystem 14 können insbesondere zeit- oder ereignisabhängig Prüf- bzw. Kalibrierdrücke oder Prüf- bzw. Kalibrierdruckverläufe zum Prüfen oder Kalibrieren des fluidtechnischen Bauteils 2 erzeugt werden. Das Steuer- oder Regelsystem 14 ist dabei bevorzugt als SPS-System (SPS = Speicherprogrammierbare Steuerung) ausgeführt, wodurch ein einfacher Systemaufbau bei einer hoher Steuerungs- bzw. Regelungsgüte möglich ist. Besonders bevorzugt verfügt das Steuer- oder Regelsystem 14 über ein SMHCCA (= sliding mode heating/cooling controller with autotuner) und/oder einen PIDMA (= PID controller with pulse autotuner), welche eine besonders schnelle und genaue Steuerung/Regelung des Prüf- bzw. Kalibrierdruckes sowie gegebenenfalls des Prüf- bzw. Kalibriervorgangs ermöglichen. Das Steuer- oder Regelsystem 14 kann auch integrierter Bestandteil der Prüf- oder Kalibriervorrichtung sein. 4 shows a testing or calibration device with a pressure generator 1 according to 3a , The pressure generator 1 has a control system 14 , by means of which the control or regulation of the test or calibration pressure takes place. Through the control system 14 In particular, time-dependent or event-dependent testing or Calibration pressures or test or calibration pressure curves for testing or calibrating the fluidic component 2 be generated. The control system 14 is preferably designed as a PLC system (PLC = programmable logic controller), whereby a simple system structure with a high control or regulation quality is possible. Particularly preferably, the control or regulating system 14 via a SMHCCA (= sliding mode heating / cooling controller with autotuner) and / or a PIDMA (= PID controller with pulse autotuner), which is a particularly fast and accurate control / regulation of the test or calibration pressure and possibly the test or Allow calibration. The control system 14 may also be an integral part of the testing or calibration device.
Neben dem Druckerzeuger 1 weist die Prüf- oder Kalibriervorrichtung eine Auswertungseinrichtung 15, bestehend aus einem Computersystem mit entsprechend geeigneter Software, auf. Mittels des Computersystems können die während des Prüf- bzw. Kalibriervorgangs des fluidtechnischen Bauteils 2 ermittelten oder generierten Daten an einem Bildschirm oder Drucker/Plotter ausgegeben werden und für spätere Abrufe gespeichert und/oder an weitere Computersysteme weitergeleitet werden. Alternativ hierzu kann die Auswertungseinrichtung 15 als Drucker/Plotter oder Messschreiber ausgeführt sein, um die Daten direkt auszugeben.Next to the pressure generator 1 the test or calibration device has an evaluation device 15 consisting of a computer system with appropriate software on. By means of the computer system can during the testing and calibration of the fluidic component 2 determined or generated data are output to a screen or printer / plotter and stored for later retrieval and / or forwarded to other computer systems. Alternatively, the evaluation device 15 be executed as a printer / plotter or chart recorder to output the data directly.
Die Prüf- oder Kalibriervorrichtung weist darüber hinaus eine Prüfkammer 16 auf innerhalb welcher das fluidtechnische Bauteil 2 während des Prüf- oder Kalibriervorgangs anordbar ist. Durch geeignete Mittel sind insbesondere eine Temperatur, ein Druck, eine Luftfeuchtigkeit oder mechanische Schwingungen innerhalb der Prüfkammer 16 steuer- oder regelbar, welche insbesondere äußerlich auf das fluidtechnische Bauteil 2 zumindest während des Prüf- oder Kalibriervorgang einwirken, wodurch beispielsweise extreme Einsatzbedingungen des Bauteils 2 simulierbar sind und das Bauteil 2 somit sehr genau geprüft bzw. kalibriert werden kann.The testing or calibration device also has a test chamber 16 on within which the fluidic component 2 can be arranged during the testing or calibration process. By suitable means are in particular a temperature, a pressure, a humidity or mechanical vibrations within the test chamber 16 controllable or controllable, which in particular externally to the fluid power component 2 act at least during the testing or calibration, whereby, for example, extreme conditions of use of the component 2 can be simulated and the component 2 thus can be checked or calibrated very carefully.
Das Steuer- oder Regelsystem 14 weist insbesondere ein, mehrere oder alle der folgenden Baugruppen auf und/oder ist an dieselben angeschlossen:
- – ein in den Druckkörper 3 ragender erster Sensor 11a, der bevorzugt als Temperatur- oder Drucksensor zur Ermittlung der Druckmediumstemperatur bzw. -druckes ausgeführt ist,
- – ein an einem der Anschlüsse 8 des Druckerzeugers 1 angeschlossener zweiter Sensor 11b, der bevorzugt als Drucksensor zur Ermittlung des Druckmediumsdruckes ausgeführt ist,
- – eine Heizvorrichtung 7a zur Wärmezufuhr in das Druckmedium 4,
- – eine Kühlvorrichtung 7b zur Wärmeabfuhr aus dem Druckmedium 4,
- – ein dritter Sensor 11c, der die Funktion oder Funktionsfähigkeit des zu prüfenden bzw. zu kalibrierenden fluidtechnischen Bauteils 2 überwacht, dieser kann auch integrierter Teil des Bauteils 2 selbst sein; hierzu ist dieser insbesondere als Drucksensor ausgeführt,
- – das fluidtechnische Bauteil 2 selbst, zur Durchführung von Betätigungsvorgängen des fluidtechnischen Bauteils 2, beispielsweise ein- oder ausschalten, öffnen oder schließen des Bauteils 2 während des Prüf- oder Kalibriervorgangs,
- – die Prüfkammer 16, insbesondere Steuerungs- oder Regelungsmittel der Prüfkammer 16.
The control system 14 comprises in particular one, several or all of the following components and / or is connected to the same: - - one in the pressure hull 3 protruding first sensor 11a , which is preferably designed as a temperature or pressure sensor for determining the pressure medium temperature or pressure,
- - one on one of the connections 8th of the pressure generator 1 connected second sensor 11b , which is preferably designed as a pressure sensor for determining the pressure medium pressure,
- - a heater 7a for supplying heat to the pressure medium 4 .
- - a cooling device 7b for heat removal from the pressure medium 4 .
- - a third sensor 11c , the function or functionality of the fluidic component to be tested or calibrated 2 monitored, this can also be integrated part of the component 2 be yourself; For this purpose, this is designed in particular as a pressure sensor,
- - The fluidic component 2 itself, for carrying out actuation processes of the fluid power component 2 For example, turn on or off, open or close the component 2 during the test or calibration process,
- - the test chamber 16 , in particular control or regulating means of the test chamber 16 ,
Dabei steuert oder regelt das Steuer- oder Regelsystem 14 mittels der Sensoren 11a, 11b, 11c, der Heiz- und Kühlvorrichtung 7a, 7b und der Prüfkammer 16 den Ablauf des Prüf- oder Kalibriervorgangs des fluidtechnischen Bauteils 2, insbesondere den von dem Druckerzeuger 1 generierten Prüf- oder Kalibrierdruck. Hierbei können auch weitere Sensoren, beispielsweise Temperatur-, Dehnungs- (z. B. Dehnungsmessstreifen) oder Drucksensoren insbesondere in oder an dem fluidtechnischen Bauteil 2, dem Druckerzeuger 1 oder der Prüfkammer 16 vorgesehen und mit dem Steuer- oder Regelsystem 14 verbunden sein, um eine noch genauere Regelung oder Steuerung des Prüf- oder Kalibriervorgangs zu ermöglichen und/oder um genaue Auskünfte über die Vorgänge in dem fluidtechnischen Bauteil 2, dem Druckerzeuger 1 oder der Prüfkammer 16 während des Prüf- oder Kalibriervorgangs zu erhalten. Gleichsam können ein oder mehrere der Sensoren 11a, 11b, 11c oder die Prüfkammer 16, gegebenenfalls auch die Heiz- oder Kühlvorrichtung 7a, 7b, entfernt sein, falls diese für den Prüf- oder Kalibriervorgang nicht benötigt werden. bevorzugt ist einer oder mehrerer der Sensoren 11a, 11b, 11c als Referenzsensor des Steuer- oder Regelsystems 14 ausgeführt.The control or regulation system controls or regulates 14 by means of the sensors 11a . 11b . 11c , the heating and cooling device 7a . 7b and the test chamber 16 the sequence of the test or calibration process of the fluidic component 2 , in particular that of the pressure generator 1 generated test or calibration pressure. In this case, other sensors, for example, temperature, strain (eg strain gauges) or pressure sensors, in particular in or on the fluidic component 2 , the pressure generator 1 or the test chamber 16 provided and with the control or regulating system 14 be connected to allow even more accurate control of the control or calibration process and / or accurate information about the processes in the fluid power component 2 , the pressure generator 1 or the test chamber 16 during the testing or calibration process. Likewise, one or more of the sensors 11a . 11b . 11c or the test chamber 16 , optionally also the heating or cooling device 7a . 7b , be removed if they are not needed for the test or calibration process. preferred is one or more of the sensors 11a . 11b . 11c as a reference sensor of the control or regulating system 14 executed.
Die Prüf- oder Kalibriervorrichtung ist bevorzugt so ausgeführt, dass mehrere fluidtechnische Bauteile 2 gleichzeitig geprüft und/oder kalibriert werden können. Hierzu verfügt der Druckerzeuger 1 über mehrere Anschlüsse 8 für die mehreren fluidtechnischen Bauteile 2 und/oder die Prüf- oder Kalibriervorrichtung verfügt über mehrere Druckerzeuger 1. Entsprechend kann eine größere Prüfkammer 16 für viele/alle fluidtechnischen Bauteile 2 oder mehrer kleinere Prüfkammern 16 für jeweils wenige oder ein einziges fluidtechnisches Bauteil 2 vorgesehen sein. Das Steuer- oder Regelsystem 14 ist dann entsprechend komplex ausgeführt, um den Prüf- oder Kalibriervorgang sämtlicher fluidtechnischer Bauteile 2 zu steuern/regeln.The testing or calibration device is preferably designed so that several fluidic components 2 can be tested and / or calibrated simultaneously. The pressure generator has this feature 1 over several connections 8th for the several fluid power components 2 and / or the testing or calibration device has several pressure generators 1 , Accordingly, a larger test chamber 16 for many / all fluid power components 2 or several smaller test chambers 16 for a few or a single fluidic component 2 be provided. The control system 14 is then carried out correspondingly complex to the testing or calibration of all fluid power components 2 to control.
Selbstverständlich kann in der Prüf- oder Kalibriervorrichtung gemäß 4 auch ein Druckerzeuger 1 mit einem Druckkörper 3, einer Heiz- und Kühlvorrichtung 7a, 7b und gegebenenfalls einem Sensor 11 gemäß 3b oder 3c vorgesehen sein oder der Druckerzeuger 1 kann gemäß 1a oder 1b ausgeführt sein.Of course, in the test or calibration according to 4 also a pressure generator 1 with a pressure body 3 , a heating and cooling device 7a . 7b and optionally a sensor 11 according to 3b or 3c be provided or the pressure generator 1 can according to 1a or 1b be executed.
5 zeigt ein Temperatur-Druck-Messdiagramm eines gemäß 3 ausgeführten Druckerzeugers 1. Auf der Ordinatenachse ist hierbei der in dem Druckkörper 3 anliegenden Druck des Druckmediums 4 aufgetragen, während auf der Abszissenachse die in dem Druckkörper 3 anliegende Temperatur des Druckmediums 4 aufgetragen ist. Aus dem Messdiagramm ist ersichtlich, dass bei 25°C ein Relativdruck von 0 bar in dem Druckmedium 4 anliegt, was dem relativen Umgebungsdruck des Druckkörpers 3 entspricht. Hiervon ausgehend wird dem Druckmedium 4 mittels einer Heizvorrichtung 7a Wärme zugeführt bis es eine Temperatur von 90°C aufweist, wodurch ein Relativdruck von ca. 420 bar in der Druckkammer generiert wird (siehe Verlauf der Messkurve 17). Dieser Druck ist zur Durchführung eines Prüf- oder Kalibriervorgangs nutzbar. Aus dem Verlauf der Messkurve 17 geht dabei hervor, dass nahezu ein proportionaler Zusammenhang zwischen Temperatur und Druck des Druckmediums 4 vorliegt. Die leichten Abweichungen von der Proportionalität sind im Wesentlichen systematischer Natur, beispielsweise bedingt durch eine geringe Ausdehnung des Druckkörpers 3 während des Druckaufbaus. Bei der Durchführung des Prüf- oder Kalibriervorgangs werden derartige systematische Abweichungen bevorzugt durch das Steuer- oder Regelsystem 14 berücksichtigt, beispielsweise indem diese elektronisch oder numerisch eliminiert werden, um eine genaue Prüfung/Kalibrierung zu ermöglichen. 5 shows a temperature-pressure measurement diagram according to 3 executed pressure generator 1 , On the ordinate axis in this case is the in the pressure hull 3 applied pressure of the pressure medium 4 plotted while on the abscissa axis in the pressure hull 3 applied temperature of the pressure medium 4 is applied. It can be seen from the measurement diagram that at 25 ° C. a relative pressure of 0 bar in the pressure medium 4 is present, which is the relative ambient pressure of the pressure hull 3 equivalent. On this basis, the pressure medium 4 by means of a heating device 7a Heat supplied until it has a temperature of 90 ° C, whereby a relative pressure of about 420 bar in the pressure chamber is generated (see the curve of the waveform 17 ). This pressure can be used to perform a test or calibration process. From the course of the trace 17 shows that there is almost a proportional relationship between the temperature and pressure of the pressure medium 4 is present. The slight deviations from the proportionality are essentially of a systematic nature, for example due to a small expansion of the pressure hull 3 during the pressure build-up. When carrying out the testing or calibration process, such systematic deviations are preferred by the control or regulating system 14 by, for example, eliminating them electronically or numerically to allow for accurate testing / calibration.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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11
-
Druckerzeugerpressure generator
-
22
-
fluidtechnisches Bauteilfluidic component
-
33
-
Druckkörperpressure vessels
-
3a3a
-
Abschlussstückterminating piece
-
3b3b
-
Mittelstückcenterpiece
-
3b'3b '
-
Zwischenraumgap
-
44
-
Druckmediumprint media
-
55
-
Kolbenpiston
-
66
-
Fluidfluid
-
77
-
Mittel zur Änderung der in dem Druckmedium 4 enthaltenen WärmemengeMeans for changing the in the pressure medium 4 amount of heat contained
-
7a7a
-
Heizvorrichtungheater
-
7b7b
-
Kühlvorrichtungcooler
-
7b'7b '
-
Kühlrippecooling fin
-
7b''7b ''
-
Gebläsefan
-
7b'''7b '' '
-
Gehäusecasing
-
88th
-
Anschlussconnection
-
99
-
Fluidfluid
-
1010
-
Mittel zur DruckübertragungMeans for pressure transmission
-
10a10a
-
Membranmembrane
-
10b10b
-
Kolbenpiston
-
10c10c
-
DruckübersetzerPressure intensifier
-
10c', c''10c ', c' '
-
Kolbenpiston
-
1111
-
Sensorsensor
-
11a...c11a ... c
-
Sensorsensor
-
12a, b12a, b
-
Stab/(Hohl-)ZylinderBar / (hollow) cylinder
-
1313
-
Gewindethread
-
1414
-
Steuer- oder RegelsystemControl or regulating system
-
1515
-
Auswertungseinrichtungevaluation device
-
1616
-
Prüfkammertest chamber
-
1717
-
Messkurvemeasured curve
-
A, BA, B
-
Kolbenflächepiston area
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102007008612 A1 [0005] DE 102007008612 A1 [0005]
-
DE 102006007720 A1 [0007] DE 102006007720 A1 [0007]
-
DE 3037380 A1 [0008] DE 3037380 A1 [0008]
