DE1803849A1 - Hydraulic accumulator with floating piston - Google Patents
Hydraulic accumulator with floating pistonInfo
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Description
Düsseldorf, den 14. Okt. 1968Düsseldorf, October 14, 1968
Dipl.-'Ing. Adam Eimer
Düsseldorf
Charlottenstr. 87Dipl .- 'Ing. Adam Bucket
Düs seldorf
Charlottenstrasse 87
BezeichnungsDesignation
Gegenstand der Erfindung ist ein zylindrischer Hördrospeicher, in dem das federnde Gaspolster durch einen sohwimmenden Kolben von der Hydraulikflüssigkeit getrennt ist»The subject of the invention is a cylindrical listening memory, in which the resilient gas cushion is separated from the hydraulic fluid by a floating piston »
Vor Inbetriebnahme wird ein derartiger Speicher mit konpriaiertem Stickstoff gefüllt, u» sw. üblicherweise mit l/3 des au erwarteten höchsten Betriebsdruckes* da· heißt bei 240 atti Betriebsdruck mit 80 atü. Die« ist der sogenannte Fttlldruek des Speichers. Bei Inbetriebsetzung der hydraulischen Anlage» an die der Speicher angeschlossen ist, steigt der Druok in der Flüssigkeitszuleitung auf den Betriebsdruck an und die Flüssigkeit fliegt in den Speicher, den Kolben Tor sioh herschiebend. bis das eingeschlossene GFas denselben Druck aufweist, wLt die Flüssigkeit auf der Gegenseite des Kolbens· üblicherweise ändert sich dieser Druok in Abhängigkeit rom Arbeitstakt, se da8 der Kolben während des Betriebes sein· Lag· in sohwingendsr Bewegung ständig ändert» Sie Ausschläge des Kolben« klugen tob der tW und zu-flieSenden Flüssigkeitaaenge as» Sein« mittlere Lag· wird durch den mittleren Betriebsdruok »e st inet. Y«n& der mitt·· lere Betriebsdruok aus irgendwelchen Gründen Ms ix dl« KUi« des Fülldruckes herabsinkt, dann bewegt sich der Kolben im d«r : Fähe des flüssigkeitsseitigen Bodens» Is ksnn dann vorkommen, daß der Kolben »el größerer Entnahme τοη Flüssigkeit in «*in«r Schwingbewegung auf den Boden aufschlägt und so die Sicherheit des Betriebes beeinträchtigt» Insbesondere ist diese Gefahr gegeben, wenn vom Hydrospeicher große Flüssigkeitsaengen bei geringem Druckabfall gefordert werden (a.B· bei hydraulischen Pressen oder bei hydraulischen Hebevorrichtungen)· In solohen Fällen wird der Speicher nicht mit 1/3 des zu erwartendenBefore being put into operation, such a storage device is filled with compressed nitrogen, usually with 1/3 of the expected highest operating pressure, that is to say at an operating pressure of 240 at 80 atm. The "is the so-called pressure of the memory. When the hydraulic system to which the accumulator is connected is put into operation, the pressure in the liquid supply line rises to the operating pressure and the liquid flies into the accumulator, pushing the piston gate. until the enclosed GFas has the same pressure, the liquid on the opposite side of the piston - usually this pressure changes depending on the work cycle, since the piston constantly changes its position in such a swinging motion. "You deflections of the piston" are wise tob of the TW and inflowing liquid amount as "its" mean lag · is st inet by the mean operating pressure. Y "n of the mitt ·· sized Betriebsdruok for any reason Ms ix dl" Kui, "the filling pressure sinks, then the piston moves in the d" r: Fähe the liquid-side bottom "Is ksnn then happen that the piston" el large discharge τοη Liquid hits the floor in a swinging motion, thus impairing the safety of operation. This danger exists in particular when the hydraulic accumulator requires large amounts of liquid with a low pressure drop (aB · with hydraulic presses or with hydraulic lifting devices) · In solo In cases, the memory is not 1/3 of what is expected
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Betriebedruckeβ vorgefüllt, sondern mit 2/3, in unserem Beispiel also mit 160 atü. Der Kolben iat dann schon von vornherein gezwungen, seine Schwingbewegungen in der Häh* de« flüssigkeitsseitigen Boden» au vollbringen·Operating pressure prefilled, but with 2/3, in our example so with 160 atm. The piston then iates from the start forced to hold his swinging movements in his hands " liquid-side bottom »au accomplish ·
Bin weiterer Nachteil der herkömmlichen Hydroepeicher »it schwimmendem Kolben besteht darin, daß aus ihnen die öaefüllung nach gewisser Betriebszeit entweicht· S* besteht daher die Notwendigkeit, den Gasdruck in regelmäßigem Abstand«» itx prüfen und Gas im Bedarfefalle nachzufüllen» Hervorgerufen, wird, diese missliche Begleiterscheinung dadurch,, daß bei StillstsÄd der hydraulischen Anlage (χ·Β· bei Betriebipausea) fier Hü®elgkeitadruck in den hydraulischen Leitungen unter d«n fUlldruok des Speichers absinkte Sobald dies aber eintritt» legt sich der Kolben an den flüssigkeiteeeitigen Boden an und im weiteren Verlauf des Druckabfall® entsteht ein Iruckgefälle awisehen dem (Jasdruck im Speicher und dem Flüssigkeitsdruck in der Jfe» Schlußleitung zur Anlage« Dieses Druckgefälle kann bei totalem Absinken des Flüssigkeitsdruokes bis sum atmosphärischen Druck die Größenordnung des Speicher-Fülldruckee» also in unserem Beispiel etwa 80 baw. 160 atü, erreichen» Schon eine get» kleine Lecketeile, die durch Abnutzung oder Terunreinigung der Kolben-Dichtungsringe entstehen kann, verursacht dann ein Durchsickern des Ctases in di® fltiesigkeitsleitung und führt sum Druckabfall im Hydroepeieher»Another disadvantage of the conventional Hydroepeicher »it floating piston consists in the fact that from them the oil filling escapes after a certain period of operation S * there is therefore the need to check the gas pressure at regular intervals «» itx and refill gas if necessary »This is caused unfortunate side effect from the fact that during StillstsÄd the hydraulic system (χ · Β · during pause in operation) for low pressure in the hydraulic lines under the filling pressure Storage sank As soon as this occurs, however, »the Flask to the liquid-side bottom and further The course of the pressure drop results in a pressure gradient the (pressure in the reservoir and the pressure in the fluid in the tank Closing line to the system «This pressure drop can occur with a total drop in the pressure of the liquid to atmospheric pressure the order of magnitude of the storage filling pressure »in ours Example about 80 baw. 160 atü, reach »Already a get» small parts of the lick that are damaged by wear and tear or soiling of the Piston sealing rings can arise, then causes the Ctases to seep into the di® fluid line and leads sum pressure drop in the hydro-pump »
nachteilig iat weiterhin bei dieser 3peichergattung, insbesondere wenn sie in waagerechter Lage eingesetzt werden,, daß sich während der Betriebspauaen in ihnen Sinketoffe aua der Hydraulikflüssigkeit ablagern (s.B· Metallabrieb„ fers ohwit sun* gen uaw©), die' beim Anfahren unter die lolbendichtungiringe kommen können, diese beschädigen und sodann das Durchsickern des Gases ermöglichen·This type of storage continues to be disadvantageous, in particular if they are used in a horizontal position, that Sinking substances accumulate in them during breaks in operation Deposit hydraulic fluid (see B. Metal abrasion "fers ohwit sun * gen etc. can come, damage them and then allow the gas to seep through
Die Aufgabe de» vorliegenden Erfindung besteht darin^ einen schwimmenden Kolben für Hydrospeicher zu schaffen, derThe object of the present invention is one to create floating pistons for hydraulic accumulators, the
1) verhindert, daß Flüssigkeiteablagerungen unter die lolbendichtungsringe gelangen,1) prevents liquid deposits from getting under the piston sealing rings arrive,
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2) nicht zulässt, daS die Gasfüllung bei beschädigten oder abgenutzten Kolbendichtungsringen entweicht und2) does not allow the gas filling in the case of damaged or worn piston seals escapes and
3) ein hartes Aufschlagen auf den Gehäuseboden unmöglich macht·3) it is impossible to hit the case back hard power·
Brfindungageaäß wird das dadurch erreicht, daß der Eolbtn neben den herkömmlichen Ftihrungs- und Dichtungaringen einen zusätzlichen Schmutaabetreifring erhält und einen kegeligen Hooker des Bodens aufweist, der beim Aufschlag des Kolbens in die Bodenöffnung für den FlUseigkeitsanschlufi eintritt und diese Öffnung im weiteren Verlauf seiner Bewegung allmählich versperrt· Die Anlegefläche des Kolbens ist nicht in herkömmlicher Weise am zylindrischen Teil des Kolbens ausgebildet, soniern an der Basis des kegeligen Hockers· In die Gegenfläche ist um die öffnung für die ein- und ausströmende Flüssigkeit im Gehäuseboden ein ruhender Dichtungsring eingelassen, der nur dann als Dichtung fungiert, wenn der Kolben durch den Gasdruck auf den Gehäuseboden gepresst ist. In dieser Lage bildet der Kolbenboden mit dem Gehnuseboden zusammen eine ringförmige Kammer, in der eine kleine Restmenge der Flüssigkeit eingeschlossen verbleibt. Sie dient als Flüssigkeitssperre gegenüber dem eingeschlossenen Gas» wodurch ein hermetischer Gaaabechluß gesichert ist.According to the present invention, this is achieved in that the Eolbtn in addition to the conventional guide and sealing rings additional Schmutaabetreifring receives and a conical Hooker of the bottom, which enters the bottom opening for the liquid connection when the piston hits and this opening gradually in the further course of its movement blocked The contact surface of the piston is not designed in the conventional way on the cylindrical part of the piston, sound at the base of the conical stool · In the opposite surface there is an opening for the inflow and outflow of liquid A stationary sealing ring is embedded in the bottom of the housing, which only functions as a seal when the piston is blown by the gas pressure is pressed onto the case back. In this situation it forms the piston head with the housing bottom together form an annular one Chamber in which a small remainder of the liquid is trapped remains. It serves as a liquid barrier against the enclosed gas »creating a hermetic gas seal is secured.
Hydrospeicher mit schwimmenden Kolben, bei denen Aufschläge des. Kolbens auf den Gehäuseboden durch Düapfungseinrichtungen gemildert werden, sind bisher schon bekannt. Es ist auch eine Ausführungeform schon bek-innt, bei der die Öffnung für die Flüssigkeit nach dem Sindringen eines konischen DSapfungabolzena mittels einer Scheibe, die sich federnd auf dem Bolzen verschiebt, verschlossen wird. Diese Ausführung gewährleistet jedoch keinen hermetischen Abschluß, da die Scheibe auf den Bolzen bewegbar ist, «wischen beiden daher ein Spalt besteht, durch den Flüssigkeit durchsic.em kann. Zweck der Scheibe ist lediglich Dämpfung des Kolbenaufschlages. Die Aufgabe, zu verhindern, daß Flüssigkeitaablagerungen unter die Kolbandichtungaringe gelangen, liegt dieser Kolbenkonetruktion nicht zu Grunde, ebenso auch nicht die Aufgabe des hermetischen Verschlusses ^.ee-en Durchsickern des Gases. Es handelt sichHydraulic accumulators with floating pistons, in which impacts of the piston on the housing base are alleviated by means of dispensing devices, are already known. An embodiment is already known in which the opening for the liquid is closed by means of a washer that moves resiliently on the bolt after a conical Dapfungabolzena has been formed. However, this design does not guarantee a hermetic seal, since the disc can be moved on the bolt, so there is a gap between both of them through which liquid can penetrate. The purpose of the disc is only to dampen the piston impact. The task of preventing liquid deposits from getting under the piston seal rings is not the basis of this piston design, nor is the task of the hermetic seal for the gas from seeping through. It is about
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daher um eine andere Ausführung mit anderer Aufgabe» als "bei der vorliegenden Erfindung, die eine Kombination und die Erfüllung der vorgenannten 3 Aufgaben sum Gegenstand hat· therefore another version with a different task "than" at the present invention, which has a combination and the fulfillment of the aforementioned 3 tasks sum object ·
Es ist weiterhin auch bekannt, mehrere oder mehrere Gruppen von Dichtungeringen auf einen Kolben anzuordnen* von denen eine Gruppe ale JHihrungsringe und die andere al· eigen ti i one Dichtungsringe dienen· Ti elf ach werden Juhrungeringe flüssigkeitsseitig angeordnet· Solange sie nicht abgenutst sind» streichen sie auch die Ablagerungen von dtr Sylinderwand ab» Dies ist jedoch nicht ihre-Aufgabe und sie tun dies auch nur in einer unvollkommenen- Art und "Weise* da sie weder Werkstoffs·It is also known to have several or more groups of sealing rings to be arranged on a piston * one group of which are all ring rings and the other group is one Sealing rings are used on the liquid side arranged · As long as they are not worn »wipe off the deposits from the cylinder wall» However, this is not their job and they only do this in an imperfect way * since they are neither material ·
mä^ig noch der Porm nach für diese Punktion gssJucEfl sind*moderately still the porm for this puncture are gssJucEfl *
speziellen Durch sie wurde daher die Benutzung von XX*xxJtixzx*«i*3cctxlsx Schmutzabstreifringen in Kolbenspeichern nicht vorweggenommen und auch nicht nahegelegt· .Therefore the use of XX * xxJtixzx * «i * 3cctxlsx Dirt wiper rings in piston accumulators not anticipated and also not suggested ·.
Ein Hydrospeicher mit schwimmendem Kolben, der die gestellten" Erfindungsaufgaben erfüllt, zeigt beiliegende Zeichnung·A hydraulic accumulator with a floating piston that provides the " Invention tasks fulfilled, is shown in the accompanying drawing
Die einzelnen Positionanummern bezeichnen»The individual position numbers denote »
1 den G-ehäuseboden,. 2 das flüs.jigkeitsseitige Anschlußgewind·, 3 den Gehäusezylinder, 4 den Gehäusedeckel mit dem Gasfttllventil 5 und der Verschlußkappe 6, 7 bezeichnet den Kolben mit den Dichtrings ringen 8f den Führungsringen 9 und dem Sohmut*- abstreifrlag 10, 11 bezeichnet einen kegeligen Höcker des * Kolbenbodens, 12 die Anlegefläche*des Kolbens, 13 die Anlege» fläche des Oehäusebodens, 14 ein in dem Gehäuaeboden ruhender Dichtungsring, 15 ein in den §ehäuseboden eingearbeitetes Äiok-Bchlagventil, 16 die EiB- und Auslassöffnung für die Flüssigkeit. 1 the G-ehäuseboden ,. 2 the connection thread on the liquid side, 3 the housing cylinder, 4 the housing cover with the gas valve 5 and the sealing cap 6, 7 denotes the piston with the sealing ring 8 f the guide rings 9 and the Sohmut * - wiper 10, 11 denotes a conical hump of the piston head, 12 the contact surface * of the piston, 13 the contact surface of the housing bottom, 14 a sealing ring resting in the housing bottom, 15 a tap valve built into the housing bottom, 16 the opening and outlet opening for the liquid.
Der Gehäuseboden 1 ist achalenartig ausgehöhlt· Me iingegefläche 13 des ffefeiuaebodens ist unmittelbar um die Öffnung für die ein- ub£ ausströmende Flüssigkeit 16 angeordnet© Ia der Anlegefläche 13 ist eine !Tat zur Aufnahme ä&& Dichtungsringes 14 einge-äT'lseitet· Hs Bichtungselement kann ein ü-ling, oder auch ein apeaiell für diesen Zweck gestalteter Fu.t-Hing_ verwendet werden«The housing base 1 is hollowed achalenartig · Me iingegefläche 13 of the ffefeiuaebodens is © disposed immediately around the opening for the incoming ub £ flowing liquid 16 Ia of the contact surface 13 is a! Fact for receiving the like && sealing ring 14 is-äT'lseitet · Hs Bichtungselement can a ü-ling, or a Fu.t-Hing_ designed apeaiell for this purpose can be used «
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Beim Entleeren des ffydrospeichers bewegt sich der Kolben 7 in Richtung auf den Gehäuseboden. 1· Bei seinem Aufsetzen tritt der kegelige Höcker 11 mehr und mehr in die Öffnung für die ausströmende Flüssigkeit 16 und drosselt somit den ÄiokfluS der im Inneren verbliebenen Restflüssigkeit· Die Bewegung dee Kolbens wird somit verlangsamt, sein Aufschlag auf den GtoMuseboden gemildert· Die Anlegefläche 12 des Kolbens 1 legt sich auf die AnIegefHache 13 des Grehäusebodens und !rückt den O-Ring 14 um das M«J3 17 zusammen· Der O-Ring 14 empfängt damit seine dichtende Punktion und sperrt den gesamten Speicherrsum hermetisch ab· , "When the ffydro reservoir is emptied, the piston 7 moves in the direction of the housing base. 1 When it is put down, the conical hump 11 steps more and more into the opening for the outflowing liquid 16 and thus throttles the flow of the residual liquid remaining inside the movement of the piston is thus slowed down, its impact on the GtoMuseboden is softened The contact surface 12 of the piston 1 lies down on the contact area 13 of the base of the housing and ! moves the O-ring 14 together around the M «J3 17 · The O-ring 14 thus receives its sealing puncture and hermetically blocks the entire storage area ·,"
Die konische Aushölung des Bodens 1 und die entsprechende Partie des Kolbens 7 sind 3ο geformt, daß beim Anlegen des Kolbens 7 auf den Boden 1 zwischen beiden eine ringförmige Kammer 18 entsteht· (Die strichpunktierte Linien bezeichnen die Konturen des Kolbens in -angelegter lage)· In der Kammer 18 verbleibt nach Absperrung durch den O-Ring 14 ein Rest der Hydraulikflüssigkeit, Sie bildet eine !Flüssigkeitssperre gegenüber dem eingeschlossenen (Jas und sichert somit die Absperrung des O-Ringes. ■The conical cavity of the bottom 1 and the corresponding part of the piston 7 are 3ο shaped that when you create the Piston 7 on the bottom 1 between the two creates an annular chamber 18 · (The dash-dotted lines denote the Contours of the piston in the applied position) · Remains in the chamber 18 after shut-off by the O-ring 14, a remainder of the hydraulic fluid, It forms a liquid barrier against the enclosed (yes) and thus secures the closure of the O-ring. ■
In dem Boden 1 ist ein Rückschlagventil 15 eingebaut. Ba gestattet nicht der in der Kammer 18 eingeschlossenen Flüssigkeit den Rückfluß in die Anschlußleitung· Bei Inbetriebnahme der hydraulischen Anlage, also bei ansteigendem Betriebsdruck, ermöglicht es aber den Zufluß der Flüssigkeit in die lamaer 18 und erleichtert damit daa Abheben des Kolbens 7 von dem O-Ring 14.A check valve 15 is installed in the base 1. Ba permitted not the liquid enclosed in the chamber 18 the return flow into the connection line when starting up the hydraulic system, i.e. when the operating pressure rises, however, it allows the liquid to flow into the lamaer 18 and thus facilitates the lifting of the piston 7 from the O-ring 14.
In Betracht gezogene Druckschrifteni ·Considered publicationsi
1) USA Pat. Kr.r 2,934,0931) USA Pat. Kr.r 2,934,093
2) Zeitschrift "Oelhydraulik und Pneumatik" 8 (1964) Nr. 4, Seite 135, Bild 4.2) Journal "Oelhydraulik und Pneumatik" 8 (1964) No. 4, page 135, picture 4.
009822/0363009822/0363
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