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Einrichtung zum Prüfen des Abdichtzustandes hydraulischer Kolben
und dgl.
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Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische Einrichtungen, bei denen
Gleitflächendichtungen verwendet werden, bei spielsweise Verdrängungsmotoren mit
Kolben, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaf fen, mit
der der Zustand der Dichtung leicht überprüft werden kam. Die Vorrichtung kann auch
dazu verwendet werden, Leckstellen bei strömenden Dichtmedien in statischen Systemen
festzustellen, in denen die Abdichtelemente zwei Teile des Systems, in denen verschiedene
Drücke herrschen, voneinander trennen.
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Es ist besonders angebracht, solche Vorrichtungen in hydraulischen
Systemen von Flugzeugen vorzusehen, da man sich durch eine Prüfung vor jedem Flug
vergewissern will, ob dis Fahrgestelle, Betätigungsvorrichtungen, Motoren
Motoren
und anderen bewegbaren Einrichtungen des hydraulischen Systems erwartungsgemäss
zuverlässig arbeiten, und es ist insbesondere rufgabe der Erfindung, eine schnelle
Prüfmöglichkeit zu schaffen, wenn sich die Einrichtung unter Druck befindet, aber
nicht arbeitet.
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Gemäss der Erfindung ist an eine Auslassleitung für ein Strömungsmittel
von der Niederdruckseite der Dichtung ein Volumenmessgerät angeschlossen, vorzugsweise
ein Zylinder mit einem Messkolben oder ein durch eine Messmembran geteilter Behälter,
das von einem Durchlass überbrückt wird, in dem sich ein normalerweise offenes Absperrventil
befindet; so dass die Menge des Leck -flusses durch die Dichtung dadurch gemessen
werden kann, dass das Absperrventil für eine begrenzte Zeit geschlossen wird und
die Durchflussmenge, die in das Volumenmessgerät während der Messzeit eintritt,
bestimmt wird.
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Damit dieser Arbeitsgang beim Schliessen des Absperrventiles automatisch
ausgeführt wird, enthält die Vorrichtung gemäss der Erfindung vorzugsweise eine
Steuereinrichtung, die zu arbeiten beginnt, wenn nach dem Schliessen des Absperrventils
der Messkolben oder ein entsprechendes Teil sich bei einer vorbestimmten Stelle
nahe dem Hubanfang befindet, und sie ist entweder so aus gebildet, dass sie am Ende
einer festen Zeitspanne die Verschiebung des Kolbens aus der Anfangslage bestimmt,
oder
oder aass sie die Zeitdauer misst, die erforderlich ist, den
Kolben aus seiner Anfangslage in eine zweite Lage in davon vorbestimmten Abstand
zu bewegen. Die zuletzt erwähnte Ausführungsform der Steuereinrichtung wird gegenwärtig
bevorzugt wenn Fernanzeige erförderlich ist.
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Der Ventilsitz kann im Strömungsmitteldurchlass angeordnet. sein,-
so dass bei geschlossenem Ventil der Fluss zu einem Zylinder abgeleitet wird, der
sich seitlich neben dem Strömungsmitteldurchlass befindet, Der Zylinder kann auch
im Strömungsmitteldurchlass angeordnet sein und koaxial dazu verlaufen. Eine normalerweise
offene Umleitung um den Xolben ist mit Öffnungen oder einem Öffnungssatz in der
Wand des Zylinders zu beiden Seiten des Kolbens versehen und ausserhalb des Teiles
der Zylinderwand, mit der der Kolben während seines Hubes zusammenarbeitet, ist
die Fortsetzung des »urchlasses um den Kolben mit einem Mantel versehen, dessen
beide Enden diesen Teil des Zylinders abdichtend umschliessen, so dass sie einen
ringförmigen Rohrteil bilden, der den Zylinder umgibt, und die beiden Öffnungen
oder Öffnungssätze verbinden, wobei dieser Mantel in Längsrichtung aus dieser- Normallage
in eine Masslage verschiebbar ist, in der eine Verlängerung des Mantels eine der
Öffnungen oder Öffnungssätze schliesst.
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Verschiedene
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung
werden nun nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei
zeigen: Fig. 1 eine Ausführungsform der Einrichtung, wobei der hydraulische Teil
im Querschnitt dargestellt ist, Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform, in der
mehrere identische hydraulische Vorrichtungen mit einem einzigen Messinstrument
über einen Wahlschalter zusammenarbeiten, wobei in einer der hydraulischen Vorrichtungen
eine Abwandlung gezeigt ist, Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform des Wahlschalters
nach Fig. 2, Fig. 4 einen schematischen Schnitt einer anderen vinrichtung gemäss
der Erfindung, Fig. 5 eine Teilansicht von Fig. 4, wobei der Steuermantel sich in
der Lage befindet, in der der Leckfluss gemessen wird, und Fig. 6 eine Seitenansicht
einer Einrichtung nach Fig.4 und 5 als Teil eines Systemes gemäss der Erfindung.
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In
In Fig. 1 enthält die hydraulische Vorrichtung
einen Teil 1 einer Rohrleitung L, durch die der Fluss von der Niederdruckseite einer
Flanschdichtung S normalerweise in Richtung des Pfeiles X zu einer Ölwanne oder
einem entsprechenden Ablauf zurückkehrt. Dieser Rohrteil 1 weist einen Ventilsitz
2 auf, der normalerweise durch ein Ventilelement 3 geschlossen ist, welches durch
eine weiche Feder 4 auf den Ventilsitz gedrückt wird.
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Das Ventilelement 3 ist als Hülse ausgebildet, deren zylindrische
Wand mit der zylindrischen Bohrung 5 einen Gleitsitz bildet, und diese Bohrung ist
normalerweise über einen Durchlass 6 mit dem Rohrteil 1 unterhalb des Ventilsitzes
2-verbunden. Beim normalen Betrieb der Dichtung S öffnet der Druck des Strömungsmittels,
das durch den Teil 1 in Richtung des seiles Ir fliesst, das Ventilelement 3 entgegen
der weichen Feder 4, wobei ein sehr geringer Druckabfall im Ventilsitz 2 in der
Umwegleitung mit der Abzweigbohrung 5 auftritt. Damit der Leckfluss der Flanschdichtung
S gemessen werden kann und die Verbindung zwischen der Bohrung 5 und dem Durchlass
6, der zu dem Rcteil 1 unterhalb des Ventilsitzes 2 führt, gesteuert werden kann,
arbeitet ein Ventilsitz 7 mit einem Ventilelement 8 zusammen, welches von einer
Zylinderspule 9 bewegt wird, so dass diese Verbindung unterbrochen werden kann,
wenn die Zylinderspule von einer Spannungsquelle 10 gespeist wird, beispielsweise
von einer @lugzeugbatterie, die von einem Schalter 11 gesteuert wird. Die Stirnseite
des Ventilelements 3 ist
ist mit einer kleinen Bohrungsöffnung 12
versehen, und wenn das Ventilelement 8 seinen Ventilsitz 7 schliesst, wird der statische
Druck auf beiden Seiten des Ventilelements 3 dadurch, dass die Öffnung 12 vorgesehen
ist, gleich, so dass die Feder 4 dann das Ventil 3 schliessen kann und sich die
Kammer 5 durch die Öffnung 12 mit Flüssigkeit füllen kann, da sich das Fassungsvermögen
während dieser Bewegung des Ventiles 3 vergrössert. Der Ventilsitz 2 ist von einer
Abzweigung des Rohrteiles 1 überbrückt, die aus den beiden Rohrleitungen 13 und
14. besteht9 welche oberhalb und unterhalb des Ventilsitzes 2 mit dem Rohrteil e
zusammenpassen, und ferner mit den beiden Enden einer zylindrischen Bohrung 15 verbunden
sind, in der ein Kolben 16 verschiebbar ist. Ausserdem ist eine Feder 17 vorgesehen,
die den Kolben 16 norma-1 lerweise an dem Ende des Zylinders 15 neben der Rohrleitung
13 hältO Sobald das Ventil 3 geschlossen ist und die Flanschdichtung S unter Druck
steht, bewegt sich der Kolben 16 zu dem gegenüberliegenden Ende des Zylinders 15
mit einer Geschwindigkeit, : die durch die Menge des Lecks durch den Flansch S gegeben
ist.
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In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird diese Menge
durch ein Messgerät 19 mit einem Zeiger 18 ermittelt, der nich normalerweise aur
der rechten Seite der Skala befindet und so angeordnet ist, dass er mit einer
einer-bekannten
konstanten Geschwindigkeit längs der Skala wandert, nachdem das Ventil 3 geschlossen
worden ist, während der Kolben 16 sich von einem vorbestimmten Punkt zu einem anderen
vorbestimmten Funkt während seiner Verschiebung bewegt. Zu diesem Zweck befindet
sich an dem Messgerät ein Startknopf 209 der, wenn er niedergedrückt wird, den Schalter
11 betätigt und so das Ventil 3 veranlasst, sich zu schliessen-, und gleichzeitig
eine Schaltung betätigt, die den Zeiger 10 sich gleichmässig längs der Skala bewegen
lässt. Der Kolben 16 besitzt eine Verlängerung 26, die mit zwei Kontaktstreifen
21 und 22 versehen ist, welche auf jeder Seite mit Isolierstreifen ausgerichtet
sind, und diese Kontaktstreifen arbeiten mit festen Schleifkontaktarmen 24 in einem
Gehäuse 25 zusammen. Die Schleifkontaktarme 24 wirken so mit den Eontak*streifen.
21 und 22 zusammen, dass sie die Schaltung zur Bewegung des Zeigers 18 schliessen,
sobald sich der Kolben 16 ein kurzes Stück aus seiner Normallage bewegt hat, so
dass sich das Ventil 3 vollständig schliessen kann und die Schaltung unterbrochen
wird, wenn der Kolben 16 von dieser Ausgangslage eine bestimmte Entfernung zurückgelegt
hat. Die Gesamtbewegung des Zeigers 18 von seiner rechten Anfangslage ist deshalb
proportional zur Zeit, die der Kolben braucht, um über diese Entfernun zu wandern
und ist daher umgekehrt proportional zur Menge des Leckflusses. Das dargestellte
Messgerät 19 ist deshalb mit einer Resiprokskala versehen, und der af
auf
ihm-angezeigte Wert gibt direkt die Menge des Leckflusses an.
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Damit eine Anwendung in einem weiten Bereich von Leckflussmengen möglich
ist, ist das Messgerät 19 vorzugsweise mit einem Umschalter 29 versehen, der die
Zeigergeschwindigkeit zehnfach erhöht, wenn er von der dargestellten Stellung in
die Stellung, die mit 10 gekennzeichnet ist, bewegt wird, wodurch man eine Leckmengenanzeige
guter Genauigkeit bei verhältnismässig grossen Durchflussraten erhalten kann.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Steckeranschlüsse 27
und 28 zwischen dem Abdichtelement -oder einer anderen hydraulischen Vorrichtung
einerseits und der Spannungsquelle und dem Messgerät andererseits vorgesehen, wodurch
man dasselbe Messgerät und die Spannungsquelle für aufeinanderfolgende Aufzeichnungen
des Leckflusses durch mehrere Vorrichtungen verwenden kann.
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Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Anordnung, bei der mehrere hydraulische
Beckflussmessvorrichtungen 30, 31 und 32 dauernd mit einem einzigen Wahlschalter
33 verbunden sind, der selbst wiederum ständig mit einer Spannungsquelle 34 eines
Flugzeuges verbunden ist, und der einen Anschlusssockel 35 aufweist, so dass er
mit einem Messgerät 36, das dem Messgerät 19 nach Fig. 1 ähnlich ist, verbunden
verbunden
werden kann, und der ein Bodengerät darstellen kann. Ein Wahlschalter 57 auf einer
Frontplatte 33 ist so angeordnet, dass er wahlweise die elektrischen Klemmen irgendeiner
der drei Leckflussmessvorrichtungen 30, 31 und 32 mit der Zeigersteue-rschaltung
des Gerätes 36 und ferner die Spannungsquelle 34 mit Hilfe des Schalters 20 auf
der Frontplatte verbinden kann. Ein Kabel 38. verbindet einen Sockel 35 des Wahlschalters
33 mit dem Messgerät 36, welches z.B. ein Bodengerät sein kann.
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Dieses Kabel muss nur vier Adern enthalten, aber für jedes Flugzeug
ist ein getrennter Wahlschalter erforderlich.
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Fig. 3 stellt eine abgewandelte Ausführungsform dar, in der das mit
39 bezeichnete Bodengerät nich nur ein Messgerät enthält, sondern auch dHs Wahlschaltersystem
40, wodurch nicht Jedes Flugzeug mit einem Wahlschalter ausgerüstet werden muss.
Anstelle dieses Schalters befindet sich in dem Flugzeug eine Anschlussvorrichtung
41, deren Sockel 42 Kontakte für alle Verbindungen der einzelnen Geräte 30, 51 usw.
und für die Spannungsquelle 34 des Flugzeuges aufweist.
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Bei allen Ausführungsbeispielen wird durch die Betätigung des Startknopfes
20 der Zeiger auf seine Null-Marke zurückgestellt, bevor die zeitlich begrenzte
e,ierje
Zeigerbewegung beginnt.
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Das Gerät nach Fig. 4 und 5 enthält ein Stück der Leitung 51s das
sich, ähnlich wie die Rohrleitung 1 nach Fig. 1, in der Rückflussleitung auf der
Niederdruckseite einer Dichtung, die geprüft werden soll, befindet. In diesem Stück
befindet sich ein hydraulischer Zylinder mit einer Bohrung 65, in der ein Kolben
66 bewegbar ist, und eine Hülse 76 amk Kolben 66 ist ähnlich wie in Fig.1 mit Kontaktstreifen
71 und 72 versehen die mit festen Scheifkontaktarmen 74 zusammenarbeiten, wodurch
die augenblickliche Lage des Kolbens 66 elektrisch ermittelt wird, wenn der 5oaben
durch den Leckfluss verschoben wird. Eine Steuereinrichtung ist so ausgebildet,
dass sie in einer ersten Stellung des Kolbens zu arbeiten beginnt und in einer zweiten
Stellung anhält.- Es ist eine weiche Feder 67 vorgesehen, die den Kolben aormalerweise
in der dargestellten Anfangsstellung hält, und damit der Fluss in der Leitung 51
normalerweise den Kolben 66 umgehen kann, besitzt die Wand 75 der Zylinderbohrung
65 zwei in axialer Richtung voneinander getrennte Öffnungssätze 63 und 64, und ein
Mantel 48 umgibt den Wandteil 75, der verschiebbar und abdichtend mit den Enden
der zylindrischen Rohrteile 46 und 47 der Rohrleitung zusammenpasst. Zwischen den
@leitfläcken@@chtungen besitzt das Gehäuse 48 eine Bohrung, die genügend grösser
grösser
als der Aussendurchmesser des zylindrischen Wandteiles 75 ist, so dass sich ein
ringförmiger Durchlass gleichmässiger querschnittsfläche für den normalen Fluss
in der Leitung 51 befindet. Eines der Endteile des Mantels 48 bildet mit dem Rohrteil
47 über eine ausreichende Länge eine Dichtung, sodass der Mantel 48 aus der dargestellten
Normallage in eine Leckdurchflussmesslage bewegt werden kann, in der ein innerer
Abdichtansatz 49 des Mantels einen Öffnungssatz 64 von dem oben erwähnten ringförmigen
Durchlass isoliert, der immer noch mit dem anderen Öffnungssatz 63 verbunden ist
Um den Leckfluss zu messens ist es also lediglich notwemlig, den Mantel 48 nach
links in Fig. 4 in die in Fig. 2 dargestellte Lage zu verscilieben, so dass die
Öffnungen 64 geschlossen werden, wodurch der Leckfluss in der Leitung 51 den Kolben
66 gegen den Widerstand der Feder 67 verschiebt, woraufhin die Steuereinrichtung
zusammen mit den Kontaktetreifen 71 die Menge des Leckdurchflusses anzeigt.
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In Fig. 6, in der die-gleichen Bezugszeiclien für die gleichen Teile
verwendet sind, zeigt das Gerät nach Fig. 4 und 5, wenn es bei einem hydraulischen
Zylinder 80 verwendet wird, in dessen Rückflussleitung 81 das Gerät
Gerät
eingebaut ist, und bei dem das zusammengebaute Steuer- und Anzeigegerät bei 69 dargestellt
ist.
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Die Erfindung kann weitgehende Abwandlungen erfahren, ohne dass ihr
Rahmen verlassen wird. Wie beispielswiese in Vorrichtung 30 in Fig. 2 angedeutet
ist, kann das Gehäuse 25 der Vorrichtung mit einem Fenster 43 versehen sein, durch
das eine Marke 44 des Kolbens 16 sichtbar ist, und es kann eine lineare unterteilte
Skala, wie angedeutet, aufweisen, während die Vorrichtung 36 in diesem Falle als
einfacher Schalter ausgebildet ist, der die Schaltung für die Zylinderspule 9 des
ausgewählten Gerätes für eine bestimmte Zeit schließt.
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Dies beginnt dann, wenn die Schleifkontaktarme 24 die Kontaktstreifen
21, 22 erreichen, so dass die iEntfernung, über die sich der Zeiger 44 von der Null-Marke
bewegt, bevor seine Bewegung durch aus Abschalten seines Treibstromes beendet wird,
proportional zur Menge des Leckflusses ist. Der Mengenwahlumschalter 29 kann in
diesem Falle auch dazu verwendet werden, die Zeit auf ein Zehntel ihrer normalen
Zeitdauer zu vermindern, wenn die Menge des Leckflusees sehr gross ist, wodurch
sich der Anwendungsbereich des Gerätes vergrössert. Die Vorrichtung kann auch zzlm
Überprüfen verschiedener Arten von Gleitflächendichtungen verwendet
det
werden, einschliesslich Gleitkolben, sowie Achsdichtungen, die sich sowohl drehen
als auch in Längsrichtung verschiebbar sein können.
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Patentansprüche