DE2008281A1 - Anordnung zum genauen Konstanthalten eines Druckes in einem flüssigkeitsgefüllten und nur geringen Volumenschwankungen unterliegenden System - Google Patents

Anordnung zum genauen Konstanthalten eines Druckes in einem flüssigkeitsgefüllten und nur geringen Volumenschwankungen unterliegenden System

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Description

  • Gegenstand: Anordnung zur genauen Konstanthaltung eines Druckes in einem flüssigkeitsgefüllte; und nur geringen Volumenschwankungen unterliegenden System Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum genauen Konstanthalten eines Druckes in einem flüssigkeitsgefüllten und nur geringen Volumenschwankungen unterliegenden System.
  • Derartige Systeme werden z.B. in Werkstoffprüfmaschinen, zur Betätigung von Tänzerwalzen, bei Wickelvorgängen oder zur Anpressung von Schablqlenbeim Kopierschleifen verwendet. Grundsätzlich ist es möglich, einen konstanten Druck auf versciiedene Art und Weise zu erzeugen.
  • So ist es bekannt, zu diesem Zweck Gewichtsdruckspeicher zu verwenden. Der flachteil bei dieser Methode liegt darin, daß auf Grund der großen Massen nur bei wirklich statischen Zuständen ein konstanter Druck erhalten bleibt. Weiterhin ist es bekannt, Spannzylinder dber ein Druckreduzierventil zu beauf schlagen. Wenn auf derartige Spannzylinder aber äußere Kräfte einwirkein, die zu einer rückwärtigen Verdrängung von Flüssigkeit führen, müssen Ablauföffnungen aufgesteuert werden, und es treten kleine, aber doch vorhandene Drucksprüng auf. Diese Drucksprunge können insbesondere bei kleinen Systemdrücken einen relativ großen prozentualen Tehler mit sich Bringen, der in manchen Anwendungsf@llen nicht mchr vertret@ar ist. Ein solcher Anwen dungsfall wäre z.B. das schon erwdhnte Kopierschlei fen. Wenn extrem @@@e Gchauigkeitsanforderungen gestelle sind, sollte die zulässige Druckschwankung so klein wie möglich, aber mind. kleiner als 1 o sein, da sich sonst durch die Elastizität der schablone und des Gegenlagers o;sie der Lagerungen der Spindeln unzulässige Abweichungen ergeben. Man nat auch schon versucht, diese Forderung dadurch zu erfillen, daß ntan ein konstant fördernde Pumpe auf eine Drossel arbeiten ließ. Abqeschen von den auch hier auftretenden Toleranzen ist eine derartige Anordnuncj zur dann möglich, wenn nicht noch andere Verbraucher vorhanden sind. Anderungen des Flussigkeitstromes ergeben namlich bei einer Drossel relativ große Druckdiffer@@zen.
  • Is ist daher Aufgane der Erfindung, in einem System den Druck in senr engen Grenzen konstant zu halten, wobei von der gleichen Druckquelle auch nocji andere Verbraucher gespeist werden sollen. Die Trägheit soll gering sein, so daß auch bei schnellen Volumenänderungen keine unzulässig hohen Druckspitzen entstehen. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß in den ulauf von einer Druckquelle zu dem System ein Stromregelventil eingeschaltet ist, während der ablauf über ein Druckbegrenzungsventil erfolgt. Der Vorteil dieser Anordnung wird sofort klar, wenn man ein handelsübliches Stromregelventil mit einer zulassigen Abweichung von 4 % mit einem Druckbegrenzungsventil kombiniert, dessen Druck p um 10 % steigt, wenn man den Durchflußstrom von Wull auf Qmax ansteigen läßt.
  • Ls ergibt sich die Bezichung p = o,oo4 p Die Abweichung vom eingestellten Druck würde nur o,4 O betragen Dabei ist es natürlich vorausgesetzt, daß in der System keine scrlnellen Volurienveränderungen auf treten. Auch Druckpulsationen sind unberücksichtigt geblieben. Treten dagegen schnelle Volumenanderungen auf, z.B. 2 cm³/0,15 entsprechend 1,200 cm³/min bei einem eingestellten Förderstrom von 2.000 cm³/min, so würde dies einen kurzzeitigen Druckanstieg von mind.
  • 6 @ ergeben, wenn man das gleiche Jruckbegrenzungsventil benutzt. In einem solchen Fall empfiehlt sich der einsatz eines Jruckspeichers mit geringer Massenträgheit und einer im Bereich des Systemdruckes nahezu waagerechten Druck-Volumen-Kennlinie. Um der Forderung nach geringer lassenträgheit nachzukommen, verwendet man zweckadßigerweise einen hydro-pneumatischen Druckspeicher, dessen Trennwand eine geringe lasse hat. Der Druckanstieg im Druckspeicher wird bei gleichem Füllvolumen mit zunehmender Größe des Gesamtvolumens immer geringer. Aus diesem Grunde sollte das Gesamtvolumen des Druckspeichers mindestens zwei bis drei Zehnerpotenzen größer sein als die erwartete Volumenschwankung.
  • bei einem hydro-pneumatischen Druckspeicher mit einem Inhalt von 2.000 cm³ und einer Gasvorspannung von 5 bar sowie einen Systemdruck von lo bar würde sicn beim Einfullen von 2 cm³ ein Druck von etwa io,o2 bar ergeben oder anders ausgedrückt, ein Druckanstieg von 0,2 , in einem derartigen System kann ein hydropneumatischer Druckspeicher außerdem die Aufgabe übernei@men, eventuell vorhandene hochfrequente Pulsationen zu dampfen.
  • Die Erfindung wird annand eines symbolisch dargestellten Schaltplanes näher erläutert, wobei als Anwendungsbeispiel eine Schablonenanpressung gewänlt wurde.
  • Line von einem rotor 1 angetriebene Pumpe 2 fördert Flüssigkeit über eine Leitung 3 und ein Stromregelventil 4 sowie eine Leitung 5 und ein Wegeventil 6 zur: Kolbenraum 7 eines Zylinders d. Von der Leitung 3 zweigt eine Leitung 3 zu weiteren nicht dargestellten Verbrauchern oder Steuergeräten ab, während ein Druckbegrenzungsventil lo eine Überlastung der Pumpe 2 und des an die Leitung 3 angeschlossenen Systems verhindert. An die Leitung 5 sind ein hydro-pneumatischer Druckspeicher 11 und ein Druckbegrenzungsventil 12 angeschlossen. In dem Zylinder o gleitet ein Kolben 13, der Mit einer Kolbenstange 14 verbunden ist, die auf einen Support 15 einwi@kt, der eine drehbare Schablone 16 trägt. Ein Werkstück 17 kleinerer Abmessungen ist ebenfalls auf der Achse 18 der Schablone 16 gelagert. Die Schablone 16 wird mit konstanter Kraft gegen ein Lineal 19 gedrückt. Eine Schleifscheibe 20 schleift das Werkstück 17. in Litu 21 verbindet den Ringraum 22 des Zylinders 8 mit einem Wegeventil oder einem anderen Steuergerät-Selbstverständlich ist es auch möglich, zum Erzeugen zweier oder mehrerer konstanter Drüche zwei oder mehrere Stromregelventile und eine entsprechende Anzaiil verschieden eingestellter Druckbegrenzungsventile vorzusehen.
  • Der Anschluß der jeweiligen Ventile an das System erolgt über ein iegeventil mit den notwendigen Durchgangs- und Sperrstellungen. Die Anwendung zwei verschiedener Drücke empfiehlt sich z.B. dann, wenn die Schablone eininal mit einer relativ großen, eine geringe Verformung des Lineals hervorrufenden Fläche anliegt und in einer andrjren Stellung nur eine punktartige Beruhrung aufweist. im letzteren Fall wird man den Systemdruck geringer wählen. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist es selbstverständlich möglich, durch den Einbau üblicher Schaltungsmittel Eilgang-Vorschub-Schaltungen oder dergleichen zu verwirklichen.

Claims (4)

P a t e n t a n s p r a c h e:
1. Anordnung zum genauen Konstanthalten eines Druckes in einem flüssigkeitsgefüllten und nur geringen Volumenschwankungen unterliegenden System, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n @@, daß in den äulauf von einer Druckquelle (pum@@ 2) zu dem System (5, 7) ein Stromregelventil (4) geschaltet ist, wdnrend der Ablauf dser ein Druckbegrenzungsvetil (12) @rfolgt.
2. Anerdnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß an das System (5, 7) ein Druckspeicher (11) angeschlossen ist, dessen Druck-Volumen-Kennlinie im Bereich des Systemdruckes nahezu waagerecht verlauft.
3. Anordnung @@ch Ansprnch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Druckspeicher (11) ein hydro-pneumatischer Druckspeicher ist mit einer Trennwand möglichst geringer Masse zwisch@n @em dasraum des Druckspeichers and dem mit dem @@stem ver@unmenen Flässigkeitsraum.
4. Anordnung nach Ansprach 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Gesamtvolumen des hydro-pneumatischen Druckspeichers (11) mindestens zwei @is drei Zehnerpotenzen größer ist als die Volumenschwankung des Systems (5,7).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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