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Hydraulischer Stellantrieb mit selbsttätiger Entlüftung Die Erfindung
bezieht sich auf- einen hydraulischen Stellantrieb mit selbsttätiger Entlüftung,
bestehend aus einem einfach wirkenden Stehzylinder, einem Steuerventil, einer Hochdruckquelle,
einem Niederdruckbehälter sowie Verbindungsleitungen zwischen diesen Teilen, so
daß es insbesondere vor der Inbetriebnahme der Einrichtung von seiten der Bedienenden
keines Entleerungsvorganges bedarf.
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Als hydraulische Stellantriebe werden Antriebe mit einem oder mehreren,
nachstehend als Stellzylinder bezeichneten Arbeitsgeräten mit hin und her gehender
Bewegung verwendet, die durch die Zufuhr von Druckflüssigkeit aus einem Hochdruckbehälter
oder einer Hochdruckquelle in einer Richtung betätigt werden (aktiver Hub bis in
eine Arbeitsstellung) und von sich aus, beispielsweise unter der Einwirkung einer
Rückholfeder, durch Verschiebung in umgekehrter Richtung (Rückhub) in ihre Ruhestellung
zurückkehren, wobei sie die im Stellzylinder enthaltene Druckflüssigkeit in einen
Niederdruckbehälter entleeren.
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Diese hydraulischen Stellantriebe enthalten außerdem stets Mittel
zum wahlweisen Inverbindungbringen jedes Stellzylinders entweder mit der Hochdruckquelle
(Speisung) oder mit dem Niederdruckbehälter (Entleerung). Diese Mittel werden nachstehend
ohne Rücksicht auf ihre Art in ihrer Gesamtheit mit Steuerventil bezeichnet, wobei
das Steuerventil in eine Speisungsstellung bzw. EntleerungsstelIung gebracht werden
kann.
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Bei einer solchen Vorrichtung sind die Hochdruckquelle, der Niederdruckbehälter,
das Steuerventil und der Stehzylinder untereinander durch ein System von manchmal
sehr langen Leitungen verbunden, und solange die aus diesen Leitungen gebildete
Gesamtheit einerseits und die Flüssigkeitskammer des Stehzylinders andererseits
nicht vollständig mit Flüssigkeit gefüllt sind, was insbesondere vor der Inbetriebnahme
der Anlage der Fall ist, bleibt in dieser Gesamtheit eine gewisse Luftmenge stehen,
deren Vorhandensein aus vielen Gründen unerwünscht ist: Diese Luftmenge steigert
die Betätigungszeitspanne des Stellzylinders, verlängert die Dauer seines Arbeitshubes
und erhöht die bei jeder Tätigkeit von der Hochdruckquelle zu liefernde Druckflüssigkeitsmenge.
Schließlich ist es im Falle einer Anlage mit einer Mehrzahl von parallelgespeisten
Stellzylindern klar, daß das Vorhandensein von Luft jede gleichzeitige Arbeitsmöglichkeit
der Stehzylinder illusorisch macht.
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Es gibt eine gewisse Anzahl von mehr oder wenigor komplizierten Verfahren
und Vorrichtungen zur Durchführung einer unmittelbaren Entlüftung der in den hydraulischen
Anlagen vor ihrer Inbetriebnahme enthaltenen Luft. Die bekannten Vorrichtungen können
in zwei große Klassen eingeteilt werden: a) Die Vorrichtungen, die eine natürliche
Entlüftung hervorzurufen versuchen: Sie machen eine besondere Form der Leitungsstränge
erforderlich, die solchen Anlagen die Möglichkeit der Vereinigung der nach einer
beliebigen Anordnung angebrachten Geräte nimmt.
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b) Die Vorrichtungen, die eine unmittelbare Entlüftung, beispielsweise
durch Pumpen von Hand bewirken: Die auf diese Weise durchgeführten -Entlüftungsvorgänge
sind langwierig und schwierig. Außerdem schützen sie die Anlage nicht vor zufälligem
Luftzutritt durch die Verbindungen, Anschlüsse, Dichtungen usw. hindurch. Außerdem
können die Pumpen den Wiedereintritt von Luft selbst verursachen.
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Der Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung eines hydraulischen
Stellantriebes der fraglichen Art mit selbsttätigen Entlüftungsmitteln für die in
den Leitungssystemen und insbesondere im Stehzylinder enthaltene Luft zugrunde,
wobei die Mittel zu keiner
der vorstehend erwähnten Klassen gehören
und gegenüber diesen den bedeutenden Vorteil bieten, daß sie weder einer besonderen
Gestalt der Anlagen noch des Anschlusses an die Steuerung einer kostspieligen und
empfindlichen Einrichtung bedürfen.
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Tatsächlich enthalten, wie sich nachstehend zeigen wird, die selbsttätigen
Entlüftungsmittel gemäß der Erfindung nur eine geringe Anzahl von Verschlußvorrichtungen
einfacher und üblicher Bauart, von denen einige aus den Elementen des Steuerventils
gebildet werden können, wobei diese Verschlußvorrichtungen mit einer besonderen
Einrichtung, jedoch nicht mit einer besonderen räumlichen Gestaltung des Anschlusses
der Leitungen kombiniert sind.
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Man hat festgestellt, daß, wenn der Stehzylinder Druckflüssigkeit
(HD) erhält, die in ihm enthaltene Luft sich in dieser Flüssigkeit teilweise löst,
indem sie sich infolge der Wirbelwirkung in der gesamten Masse der Flüssigkeit verteilt,
wonach beim Entleeren des Stehzylinders die Flüssigkeit, deren Druck auf diese Weise
verringert (ND) wird, die gelöste Luft in den Zustand kolloidaler Dispersion übergehen
läßt. In diesem Zustand kann die Luft sich nur noch äußerst langsam aus der Flüssigkeit
lösen, was im übrigen vom Stabilitätsgrad der Dispersion abhängig ist.
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Bei den bekannten Anlagen ist zwischen dem Steuerventil und dem Stehzylinder
nur eine einzige Leitung vorgesehen, in der die Flüssigkeit abwechselnd in einer
Richtung (Speisung) und danach in umgekehrter Richtung (Entleerung) strömt.
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Unter diesen Bedingungen ist das Volumen dieser Leitung, sobald der
Abstand zwischen dem Steuerventil und dem Stehzylinder groß ist, viel größer als
der Hubraum des Stehzylinders, und die in kolloidaler Dispersion enthaltene Luft
in der Niederdruckflüssigkeitsmasse kommt niemals, selbst nicht infolge von Trägheit
dazu, das Steuerventil zum Niederdruckbehälter hin zu überschreiten. Unter diesen
Bedingungen wird diese Luft, obwohl ein Teil der Luft bei einem Entlüftungsvorgang
der Stehzylinder im Zustand kolloidaler Dispersion vorübergehend verlassen kann,
beim nächsten Speisungsvorgang unvermeidlich wieder in. den Stehzylinder zurückgeführt.
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Die auf dieser Zurückhalteerscheinung der aufgelösten Luft in Form
kolloidaler Dispersion basierte Erfindung hat einen hydraulischen Stellantrieb der
vorstehend erörterten Art zum Gegenstand, mit einer solchen Wirkung, daß sie anläßlich
eines Speisungsvorganges des Stehzylinders die Rückkehr mindestens eines Teiles
der in kolloidale Dispersion übergegangenen und anläßlich des vorangegangenen Entleerungsvorganges
zum Niederdruckbehälter hin mitgenommenen Luft in den Stehzylinder hinein verhindert.
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Es ist somit klar, daß, solange Luft in dem Stellzylinder verbleibt,
die Bilanz jedes vollständigen Arbeitszyklus des Stehzylinders (Speisung+Entleerung)
sich in der endgültigen Abführung eines gewissen Teiles der in der Flüssigkeitskammer
des Steilzylinders enthaltenen Luft aus dieser heraus äußert, so daß nach einer
gewissen Anzahl von Arbeitszyklen die Luft vollständig entleert sein wird.
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Der hydraulische Stehantrieb nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungsleitung zwischen dem Steuerventil und dem Stellzyiinder über
den größten Teil ihrer Länge in zwei Teilleitungen aufgeteilt ist, von denen die
eine besonders für die Speisung bestimmte Teilleitung bei jedem Arbeitszyklus zum
Stellzylinder hin eine größere Flüssigkeitsmenge durchläßt als zum Steuerventil,
während die andere besonders für die Entlüftung bestimmte Teilleitung zum Steuerventil
hin eine größere Flüssigkeitsmenge durchläßt als zum Stehzylinder; wobei diese Teilleitungen
mit dem Stehzylinder entweder unmittelbar oder über einen Doppelrichtungsleitungsstrang
verbunden sind, dessen zu seiner Füllung benötigte Flüssigkeitsmenge kleiner ist
als die während des Rückhubes des Stellzylinders aus dessen Druckkammer abströmende
Flüssigkeitsmenge, während die Teilleitungen mit dem Steuerventil entweder unmittelbar
oder ebenfalls über einen zweiten Doppelrichtungsleitungsstrang verbunden sind,
dessen zu seiner Füllung benötigte Flüssigkeitsmenge kleiner ist als die während
des Rückhubes des Stehzylinders aus der Teilleitung abströmende Flüssigkeitsmenge.
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So wird jedesmal eine gewisse aus der Entleerungsabzweigung stammende
Flüssigkeitsmenge zum Niederdruckbehälter hin gedrückt, und nach einer gewissen
Anzahl von Vorgängen kommt zwangsläufig Luft in kolloidaler Dispersion enthaltende
Flüssigkeit in den Niederdruckbehälter hinein. Schließlich fließt also die gesamte,
ursprünglich im Stellzylinder enthaltene Luft nach einer gewissen Anzahl von Speisungs-
und Entleerungsvorgängen in den Niederdruckbehälter.
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Dadurch, daß man jedem vorgesehenen Doppelrichtungsstrang ein Fassungsvermögen
gibt, das kleiner ist als der Hubraum des Stellzylinders, wird bei jedem Rückhub
des Stehzylinders eine gewisse vorher in ihm enthaltene Luftmenge im Zustand kolloidaler
Dispersion in der Flüssigkeit endgültig in die Entlüftungsteilleitung eingeführt,
während eine gewisse Menge des Mediums, das die Entlüftungsteilleitung enthielt,
das Steuerventil zum Niederdruckbehälter hin endgültig durchströmt.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist in jeder der Speisungs-
und Entlüftungsteilleitungen ein Rückschlagventil eingesetzt, wobei das der Speisungsteilleitung
zugeordnete Rückschlagventil nur vom Stellzylinder zum Steuerventil hin Flüssigkeit
sperrt, während das andere Rückschlagventil nur Flüssigkeit vom Steuerventil zum
Stehzylinder hin sperrt.
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Bei dieser Ausführungsform ist der Abschnitt jeder der zwischen dem
zugeordneten Rückschlagventil und dem dem Stellzylinder zugeordneten Doppelrichtungsleitungsstrang
oder, sofern ein solcher Strang nicht vorgesehen ist, des Stehzylinders Teilleitungen
bei einer von ihnen ausschließlich für die Speisung und bei der anderen ausschließlich
für die Entlüftung vorgesehen.
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Bei einer Abänderung enthält nur die Entlüftungsteilleitung ein Rückschlagventil,
das nur Flüssigkeit in Richtung Stellzylinder-Steuerventil durchläßt, während die
Speisungsteilleitung entweder in beiden Richtungen einen ungehinderten Umlauf gestattet
oder derart ausgebildet ist, daß sie dem Flüssigkeitsumlauf einen größeren Widerstand
entgegensetzt als die Entlüftungsteilleitung, wobei der Widerstand beispielsweise
durch einen Durchflußbegrenzer erhöht werden kann.
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Bei all diesen in der Entlüftungsteilleitung ein Rückschlagventil
enthaltenden Ausführungsformen ist es von Interesse aus später einleuchtenden Gründen,
daß
dieses Rückschlagventil in der Nähe des Anschlußpunktes der Teilleitung an den Doppelrichtungsleitungsstrang
angeordnet ist, so daß das Rück-Schlagventil möglichst dicht am Steuerventil zu
liegen kommt.
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In entsprechender Weise ist in der Speisungsteilleitung in der Nähe
des Anschlußpunktes an den mit dem Steuerventil in Verbindung stehenden Doppelrichtungsleitungsstrang
ein Rückschlagventil eingesetzt, das nur zum Stellzylinder hin Flüssigkeit durchläßt.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind als Steuerventil zwei
gesonderte, jeweils an sich bekannte elektromagnetisch betätigte Ventile vorgesehen,
von denen das eine für die Speisung zwischen der Hochdruckquelle und der Speisungsteilleitung
und das andere für die Entleerung zwischen der Entlüftungsteilleitung und dem Niederdruckbehälter
eingesetzt ist.
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Bei einer Abänderung ist vorgesehen, diese beiden elektromagnetisch
betätigten Ventile in ein und demselben, durch eine Zwischenwand in zwei dichte
Kammern unterteilten Körper anzuordnen, während die beweglichen Teile der Ventile
eine gemeinsame Steuerung haben, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß das eine
Ventil sich öffnet, wenn das andere sich schließt und umgekehrt.
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Bei einer Ausführungsform ist das Steuerventil durch in der Nähe des
Stellzylinders angeordnete Verschlußelemente vervollständigt. Diese Elemente müssen
jede Verbindung zwischen dem Stehzylinder und dem Niederdruckbehälter unterbinden,
sobald die Hochdruckspeisung des Stellzylinders beginnt. Dagegen müssen diese Elemente
selbsttätig die Verbindung zwischen dem Stellzylinder und dem Niederdruckbehälter
öffnen, sobald der Hochdruck in der Speisungsteilleitung nicht mehr herrscht. Die
vorstehende Ausführungsform betrifft im einzelnen das aus einem Dreiwegeverteiler
bestehende Steuerventil, dessen einer Weg in den beiden Wählstellungen mit der Speisungsteilleitung,
dessen zweiter Weg mit der Hochdruckleitung und dessen dritter Weg mit dem Niederdruckbehälter
in Verbindung steht, wobei zwischen dem mit dem Stehzylinder in Verbindung stehenden
Doppelrichtungsleitungsstrang und der Entlüftungsteilleitung ein Entleerungsventil
eingesetzt ist, das mit dem Kolben eines ständig mit der Speisungsteilleitung in
Verbindung stehenden Hilfszylinders mechanisch verbunden ist, und daß in der Speisungsteilleitung
in Strömungsrichtung vor dem Hilfszylinder ein Rückschlagventil eingesetzt ist und
daß das Entleerungsventil sich unter der Einwirkung des im Stehzylinder herrschenden
Druckes öffnet und sich schließt, sobald die Speisungsteilleitung unter Druck steht.
In einer Abänderung der Ausführungsform ist das Rückschlagventil in Strömungsrichtung
nach dem Hilfszylinder angeordnet.
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Diese Anordnung weist mehrere Vorteile auf: Zunächst besteht die Entlüftungsteilleitung
aus einer Niederdruckleitung, ist also weniger kostspielig; diese Leitung kann für
mehrere nicht gleichzeitig in Betrieb zu setzende Stehzylinder gemeinsam sein. Schließlich
kann diese Leitung bei gleichem Herstellungspreis einen größeren Querschnitt haben,
was die Verringerung der Druckverluste bei der Entleerung ermöglicht.
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Bei gewissen besonderen Anwendungen muß die Entleerung des Stehzylinders
in einer sehr kurzen Zeit erfolgen. In diesem Falle wird die Entlüftung an Ort und
Stelle in einem Behälter mit atmosphäri= schein Druck oder geringem Überdruck durchgeführt,
der gegenüber dem Niederdruckbehälter einen geringen Überdruck aufweist. Darauf
wird die Flüssigkeit langsam zum Niederdruckbehälter hin zurückgeleitet.
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Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung
dar. Es zeigt F i g. 1 einen hydraulischen Stellantrieb mit selbsttätiger Entlüftung
mit zwei Rückschlagventilen, F i g. 2 einen gleichartigen Stellantrieb, der jedoch
nur ein Rückschlagventil hat, F i g. 3 eine Abänderung von F i g. 2, bei der in
der Speisungsteilleitung ein Durchflußbegrenzer eingesetzt ist, F i g. 4 eine weitere
Abänderung, bei der als Steuerventil zwei gesonderte, elektromagnetisch betätigte
Ventile vorgesehen sind, F i g. 5 eine konstruktive Abänderung des Stellantriebes
nach F i g. 4, bei der die beiden Ventile in ein und demselben abgeteilten Körper
untergebracht sind, F i g. 6 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform
der Erfindung mit einer ferngesteuerten Entlüftungsvorrichtung, F i g. 7 eine Abänderung
des Stellantriebes nach F i g. 6 mit Niederdruckventil.
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Bei der in F i g.1 dargestellten Ausführungsform besteht die Hochdruckquelle
aus einem hydraulischpneumatischen Speicher 1, der durch eine Pumpe 2 ständig unter
Druck gehalten wird, die von einem Niederdruckbehälter 3 aus gespeist wird.
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Bei dieser Ausführungsform besteht das Steuerventil aus einem einfachen
Dreiwegehahn 4, dessen Betätigungsgriff bei 5 in der Entleerungsstellung voll ausgezogen
und in der Speisungsstellung bei 6 strichpunktiert dargestellt ist. Der von diesem
Steuerventil abgehende Doppelrichtungsleitungsstrang 7 unterteilt sich bei 8, um
die die Speisungsteilleitung 9 und die Entleerungsteilleitung 10 enthaltende verdoppelte
Leitung nach der Erfindung zu bilden. Die Teilleitungen 9 und 10 kommen bei 11 wieder
zusammen und stehen mit Hilfe des Doppelrichtungsleitungsstranges 18 mit der Druckkammer
12 eines einfach wirkenden Stehzylinders 13 in Verbindung, dessen Kolben mit 14
bezeichnet ist. Wie bei 15 angedeutet, können die Teilleitungen 9 und
10 sehr lang sein. In der Speisungsteilleitung 9 der verdoppelten Leitung
ist ein Rückschlagventil 16 eingeschaltet, das nur Flüssigkeit in Richtung des Pfeiles
F1 durchläßt. Ein weiteres Rückschlagventil 17, das nur Flüssigkeit in der durch
den Pfeil F2 angedeuteten Richtung durchläßt, ist in der Entlüftungsteilleitung
10 eingesetzt.
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Die in F i g. 1 dargestellte hydraulische Steuervorrichtung arbeitet
wie folgt: Bei Annahme, daß sich der Betätigungsgriff des Steuerventils 4 in der
in F i g. 1 dargestellten Entleerungsstellung befindet, sind bei Inbetriebnahme
der Anlage ihre sämtlichen Leitungen mit Luft gefüllt, und es kann die im Niederdruckbehälter
3 enthaltene Flüssigkeit infolge der Tatsache, daß er gegenüber der Anlage im allgemeinen
keinen sehr hohen Pegelstand hat, unter allen Umständen nur in vernachlässigbarem
Umfang in diese Leitungen eindringen.
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Wenn man den Betätigungsgriff in seine Speisungsstellung führt, wird
die Hochdruckquelle 1 über die Leitung 19, das Steuerventil 4, den Doppelrichtungsleitungsstrang
7;
die Speisungsteilleitung 9 und den Doppelrichtungsleitungsstrang 18 mit der Druckkammer
12 des Stellzylinders 13 in Verbindung gebracht. In dieser Richtung läßt das Rückschlagventil
16 die Flüssigkeit ungehindert durch. Eine gewisse Druckflüssigkeitsmenge dringt
auch bei 8 in die Entlüftungsteilleitung 10 ein, jedoch nur bis zum Rückschlagventil
17.
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Die Hochdruckflüssigkeit füllt die Druckkammer 12, verursacht den
Arbeitshub des Kolbens 14 und drückt die in der Entlüftungsteiileitung 10, in der
sie ebenfalls eindringt, enthaltene Luft zum Rückschlagventil 17 hin zusammen. Die
Luft, die sich in dem toten Raum der Druckkammer 12 und dem Doppelrichtungsleitungsstrang
18 befand, löst sich teilweise in der so eingeführten Hochdruckflüssigkeit.
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Wenn man darauf den Betätigungsgriff des Steuerventils 4 in
seine Entleerungsstellung 5 bringt, wird die Verbindung zwischen der Hochdruckquelle
1 und dem Stellzylinder 13 unterbrochen, wobei aber zwischen dem Stehzylinder
13 und dem Niederdruckbehälter 3 eine Verbindung hergestellt wird. Der Druck in
der Druckkammer 12 sinkt ab, und die vorher in der in dieser Druckkammer
enthaltenen Flüssigkeit gelöste Luft geht in den Zustand kolloidaler Dispersion
über. Dieser Druckabfall gestattet den Rückhohnitteln des Kolbens 14, diesen in
seine Ruhestellung zurückzuführen, indem sie die betreffende Flüssigkeit zunächst
in den Doppelrichtungs-Strang 18 überleiten. Bei dieser Ausführungsform kann
dieser Vorgang von keinerlei Flüssigkeitsrückfhxß durch die Speisungsteilleitung
9 begleitet sein, da das Rückschlagventil 16 sich diesem Rückfluß widersetzt.
Dagegen wird die Flüssigkeit, die in dem Doppelrichtungsleitungsstrang 18 enthalten
war, in ; die Entlüftungsteilleitung 10 hineingedrückt. Wenn dieser Rückhub
des Kolbens 14 ausreichend schnell ist, wird durch Trägheit die gesamte im
Entlüftungskreis enthaltene Flüssigkeitssäule zum Niederdruckbehälter 3 hin geschleudert
und löst sich vom Kolben 14, indem sie in der Kammer 12 ein gewisses Vakuum
bildet. Diese Flüssigkeitssäule treibt die vorher in der Nähe des Rückschlagventils
17 zusammengedrückte Luft vcyr sich her. Darauf entsteht ein Flüssigkeitsrückfluß
aus dem Niederdruckbehälter 3 zum Stehzylinder hin, jedoch kann diese Flüssigkeit
infolge des Vorhandenseins des Rückschlagventils 17 nicht in die Entlüftungsteilleitung
10 eindringen, so daß das Wiederauffüllen des in der Druckkammer entstandenen
Vakuums mit Niederdruckflüssigkeit über die Speisungsteilleitung 9 erfolgt. Es zeigt
sich, daß sich im Falle eines schnellen Hubes des Kolbens 14 infolge der
Flüssigkeitsträgheit und infolge des Vorhandenseins des Rückschlagventils 17 eine
gewisse Luftmenge in kolloidaler Dispersion endgültig aus dem Stellzylinder 13 zum
Niederdruckbehälter 3 hin entfernt, selbst wenn der Doppelrichtungsleitungsstrang
18 ein etwas größeres Fassungsvermögen hat als der Hubraum des Stellzylinders
13. In F i g. 1 ist dieses Fassungsvermögen sehr deutlich kleiner als der Hubraum
des Stellzylinders 13 dargestellt, so daß diese endgültige Entleerung eines Teiles
der ursprünglich in der Druckkammer 12 enthaltenen Luft bei jedem Rückhub des Kolbens
14 ohne Rücksicht auf die Verschiebegeschwindigkeit des Kolbens während dieses Hubes
stattfindet.
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Der vorstehend beschriebene Vorgang wiederholt sich bei jedem einen
Speisungsvorgang und einen Entleerungsvorgang enthaltenden vollständigen Arbeitszyklus
des Stellzylinders 13, so daß allmählich die gesamte anfangs in der Druckkammer
12 enthaltene Luft zunächst in Lösung in der Flüssigkeit, dann in kolloidale Dispersion
übergeht, um mittels aufeinanderfolgender Teilmengen zum Niederdruckbehälter 3 hin
transportiert zu werden. Wenn die Flüssigkeit einmal in diesem Niederdruckbehälter
3 angekommen ist, bleibt sie dort ausreichend lange, um sich, bevor sie durch die
Pumpe 2 wieder in Umlauf gesetzt wird, zu entgasen.
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Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist die Hochdruckquelle eine
einfache aus dem Niederdruckbehälter 3 gespeiste Pumpe 2. Die Einrichtung der Anlage
ist genau die gleiche wie die nach F i g.1 mit der Ausnahme, daß nur ein einziges
Rückschlagventil, und zwar in der Entlüftungsteilleitung 10 vorgesehen ist. Die
Arbeitsweise ist genau die gleiche wie im Falle von F i g. 1 mit der Ausnahme, daß
die Luft in kolloidaler Dispersion enthaltende Flüssigkeit sich im Augenblick der
Entleerung in etwa gleichen Teilen zu den Teilleitungen 9 und 10 bewegt. Voraussetzung
ist hierbei, daß die Entleerung des Stehzylinders sehr rasch erfolgt, so daß die
Flüssigkeit mit einer großen, stoßähnlich wirkenden Anfangsbeschleunigung ausgetrieben
wird.
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Nach F i g. 3 bis 7 besteht die Hochdruckquelle aus einem hydraulisch-pneumatischen
Hochdruckspeicher 1. Die Anlage und die Arbeitsweise der Vorrichtung nach F i g.
3 sind die gleichen wie in F i g. 2 dargestellt, mit der Ausnahme, daß in der Speisungsteilleitung
9 außerdem ein Durchflußbegrenzer 20 vorgesehen ist, so daß die Luft in kolloidaler
Dispersion enthaltende Flüssigkeit, statt sich in zwei gleiche Teile aufzuteilen,
zu ihrem größten Teil zur Entlüftungsteilleitung 10 geleitet wird. Man könnte ein
gleichwertiges Resultat erzielen, indem man der Speisungsteilleitung 9 einen kleineren
Querschnitt gibt als der Entlüftungsteilleitung 10.
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Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 sind als Steuerventile zwei
unabhängige Elektroventile 21 bzw. 22 vorgesehen, von denen das eine 21 zwischen
der Hochdruckquelle 1 und der Speisungsteilleitung 9 eingesetzt ist, während das
andere 22 zwischen der Entlüftungsteilleitung 10 und dem Niederdruckbehälter 3 eingesetzt
ist. Die Anlage nach F i g. 4 arbeitet wie folgt; Anfangs sind die Teilleitungen
9 und 10, der Doppelrichtungsleitungsstrang 18 und der tote Raum der Druckkammer
12 mit Luft gefüllt. Wenn der Elektromagnet 23 des Elektroventils 21 erregt wird,
dringt aus dem Speicher 1 kommende Hochdruckflüssigkeit in die Speisungsteilleitung
ein, und die Druckkammer 12 füllt sich mit Flüssigkeit, in der sich ein Teil der
vorher im toten Raum, im Doppelrichtungsleitungsstrang 18 und in der Speisungsteilleitung
9 enthaltenen Luft auflöst, jedoch wird die Luft, die sich in der Entlüftungsteilleitung
10 befand, in der Nähe des Entlüftungsventils 22 zusammengedrückt. Wenn der Elektromagnet
24 des Ventils 22 erregt wird, wobei der Elektromagnet 23 des Elektroventils 21
inzwischen stromlos gemacht worden ist, entweicht die so zusammengedrückte Luft
zum Niederdruckbehälter 3 hin und nimmt der Druck in der Kammer 12 ab, was sie vorher
den Übergang der aufgelösten Luft in den Zustand kolloidaler Dispersion hervorruft.
Der Kolben 14 der Kraftvorrichtung 13 kehrt in seine Ruhestellung zurück, indem
er Luft in kolloidaler Dispersion
enthaltende Flüssigkeit in die
Entlüftungsteilleitung 10 eindringen läßt.
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Nach etwaigem Haften durch Trägheit mit nachfolgendem Rückfluß verbleibt
am Eingang der Entlüftungsteilleitung 10 eine Menge dieser Luft enthaltenden Flüssigkeit,
die gleich dem Unterschied zwischen dem Hubraum der Kraftvorrichtung 13 und dem
Fassungsvermögen des Doppelrichtungsstranges 18 ist.
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Bei der nachfolgenden Speisungsphase bleibt die fragliche Flüssigkeitsteilmenge,
da das Ventil 22 erneut geschlossen ist, und die im Strang 18 ankommende Flüssigkeit
Hochdruckflüssigkeit ist, in der Entlüftungsteilleitung 10, wonach sie bei der nächsten
Entleerung zum Niederdruckbehälter 13 hin gedrückt wird usw.
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In F i g. 5 ist eine Abänderung der Anlage nach F i g. 4 dargestellt,
bei der die beiden Ventile 21 und 22 in ein und demselben Ventilkörper 25 angeordnet
sind, der durch eine Zwischenwand 26 in zwei dichte Kammern unterteilt ist. Außerdem
sind die beiden Ventilklappen des doppelten Elektroventils, wie bei 27 symbolisch
angegeben, mechanisch miteinander verbunden und werden von einem einzigen Elektromagneten
28 so gesteuert, daß die eine dieser Ventilklappen sich öffnet, wenn die andere
sich schließt und umgekehrt. Im übrigen sind die Anordnung und die Arbeitsweise
der Anlage den in Zusammenhang mit F i g. 4 beschriebenen identisch.
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Bei der Ausführungsform nach F i g. 6 kann die Speisungsteilleitung
9 wahlweise entweder mit der Druckmittelquelle 1 oder über -eine Abzweigung 33 mit
dem Niederdruckbehälter 3 in Verbindung gebracht werden. Die erste Anordnung wird
erzielt, indem man den Betätigungsgriff des Verteilers in die bei 5 voll ausgezogenen
dargestellte Speisungsstellung bringt und die zweite, indem man den Betätigungsgriff
in die bei 6 dargestellte Stellung bringt.
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Die Speisungsteilleitung 9 steht ständig mit einem Hilfszylinder 29
in Verbindung, in dem sich ein Kolben 30 bewegt, der mechanisch mit einer Ventilklappe
31 verbunden ist, die die Verbindung zwischen dem Doppelrichtungsleitungsstrang
18 und einer ständig mit der Entlüftungsteilleitung 10 in Verbindung stehenden Kammer
32 steuert. Außerdem steht der Doppelrichtungsleitungsstrang 18 ständig mit dem
zwischen dem Sitz des Ventils 31 und dem Kolben 30 vorhandenen Raum 75 in Verbindung,
der durch einen Überlauf 34, in dem ein Rückschlagventi135 eingesetzt ist, das nur
Flüssigkeit von der Speisungsteilleitung 9 zur Druckkammer 12 des Stellzylinders
13 hindurchläßt, mit der Speisungsteilleitung 9 in Verbindung steht.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach F i g. 6 ist folgende: In der
Speisungsstellung des bei 5 voll ausgezogen dargestellten Betätigungsgriffes des
Steuerventils 4 steht die Druckmittelquelle 1 mit der Druckkammer 12 des Stellzylinders
13 über die Speisungsteilleitung 9, den Überlauf 34 und den Doppelrichtungsleitungsstrang
18 in Verbindung. Gleichzeitig herrscht im Zylinder 29 Hochdruck. Der Hochdruck
herrscht beiderseits des Kolbens 30, auf den er folglich keinerlei Wirkung ausübt,
wogegen er aber bestrebt ist, das Ventil 31 geschlossen zu halten, hinter
dem nur der Niederdruck des Niederdruckbehälters 3 herrscht. Es entsteht in der
vorstehend beschriebenen Weise eine zumindest teilweise Auflösung der vorher im
toten Raum der Kammer 12, im Doppelrichtungsleitungsstrang 18, im Raum 75 und im
Überlauf 34 enthaltenen Luft, während der Hochdruck den Kolben 14 seinen Arbeitshub
ausführen läßt. Sobald man den Betätigungsgriff des Steuerventils 4 in die Entleerungsstellung
6 bringt, ist die Speisungsteilleitung 9 nicht mehr mit der Druckmittelquelle 1
in Verbindung. Sie steht dann über die Abzweigung 33 mit dem Speisungsbehälter 3
in Verbindung. Im Zylinder 29 sinkt der Druck ab, und die soeben beschriebene Verbindung
ermöglicht eine geringfügige Entleerung des Zylinders, so daß der Kolben 30, auf
dessen gegenüberliegende Fläche der in der Kraftvorrichtung 13 herrschende Druck
wirkt, die Ventilklappe 31 öffnet und die Druckkammer 12 des Stellzylinders
13 sich zum Niederdruckbehälter 3 hin durch die Entlüftungsteilleitung
10 entleert, indem sie so die Mitnahme von Luft in kolloidaler Dispersion
in vorstehend beschriebener Weise gewährleistet. Es sei bemerkt, daß das Ventil
35 hier eine der Aufgabe des Ventils 16 nach F i g. 1 entsprechende Aufgabe hat,
indem sie verhindert, daß die unter Druck stehende, in dem Stellzylinder 13 enthaltene
Flüssigkeit zur Speisungsteilleitung 9 zurückfließt.
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Es sei ebenfalls bemerkt, daß bei dieser Ausführungsform das Venti131
durch den in der Druckkammer 12 herrschenden Druck auf seinem Sitz gehalten und
nur dann geöffnet wird, wenn der -hohe Druck im Zylinder 29 verschwindet.
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Bei der Variante nach F i g. 7 ist die Anordnung genau die gleiche
wie in F i g. 6 mit der Ausnahme, daß das Ventil 31 durch den im Stehzylinder
13 herrschenden Druck geöffnet wird, sich jedoch schließt, sobald im Zylinder
29 Hochdruck herrscht.
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Bei den beiden Ausführungsformen nach F i g. 6 und 7 sei bemerkt,
daß die Hochdruckflüssigkeit nie in die Entlüftungsteilleitung 10 gelangt, so daß
diese aus einem weniger widerstandsfähigen und folglich weniger kostspieligen Rohr
bestehen kann. Außerdem kann dieses Rohr natürlich für mehrere- Geräte gemeinsam
sein unter der Bedingung, daß diese nicht gleichzeitig arbeiten.
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Bei einer nicht dargestellten Abänderung nach F i g. 6 und 7 läßt
man das Entleerungsventil 31 in einen örtlichen Behälter unter atmosphärischem Druck
fördern, der in einer etwas größeren Höhe als der Niederdruckbehälter 3 angeordnet
ist und über die Entlüftungsleitung 10 ständig mit diesem in Verbindung steht.
Bei dieser Abänderung wird der Stellzylinder zunächst mit gewünschter Schnelligkeit
in den Hilfsbehälter hinein entleert, von wo aus die Flüssigkeit langsam zum Niederdruckbehälter
3 hinfließt.