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Hydroaggregat Die Erfindung betrifft ein Hydroaggregat zurn Erzeugen
einer Axialbewegung, bestehend aus einem Zylinder und einem in diesem angeordneten
Kolben, der einen eine Pumpe aufnehmenden Durchlaß hat, die Druckmittel von einem
Vorratsraum über den Durchlaß in einen von dem Zylinder und dem Kolben begrenzten
Druckraum fördert.
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Ein derartiges Hydroaggregat besteht aus einem Gehäuse, in dem die
Pumpe, der die Pumpe antreibende Motor und der Vorratsraum für das Druckmittel untergebracht
sind. Teilweise um das Gehäuse herum erstreckt-sich der die Äxialbewegung ausführende
Zylinder. Im Kolben befindet sich ein aus Kanälen und Bohrungen bestehender Durchlaß
vom Vorratsraum zum Zylinder. Im Durchlaß ist eine Zentrifugalpumpe untergebracht,
die Druckmittel vom Vorratsraum zum Zylinder fördert (AEG-Hilfsbuch, 9. Auflage
1965, Kapitel 11/12).
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Ein derartiges Hydroaggregat ist wohl sehr vielseitig im Einsatz,
da es an beliebige Geräte anbaubar ist und für viele Zweck verwendbar ist, es ist
aber recht kompliziert im Aufbau und damit in der Herstellung teuer.
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Demgegenüber liegt der Erfindung.die Aufgabe zugrunde, ein Hydroaggregat
der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das sehr einfach im Aufbau ist und damit
billig ist.
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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Kolben unbeweglich
ist und den Hydrozylinder in zwei Räume unterteilt, daß der Durchlaß ein den Kolben
in dessen Achsrichtung durchdringende, die Pumpe aufnehmende-Ausnehmung ist, und
daß der die Pumpe antreibende Motor außerhalb des Hydn aggregats angeordnet ist.
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Eine besonders einfache und billige Bauart ergibt sich, wenn die Pumpe
als Gewinde ausgebildet ist und der Durchlaß als das Gewinde mit geringem Spiel
umgebende zylindrische Bohrung.
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Ein erfindungsgemäßes Aggregat ist besonders als Haushaltmüllpresse
geeignet, wenn dr -Kolben eine aus dem Zylinder herausragende Kolbenstange hat,
die an einem feststehenden;Rahmenteil befestigt ist.
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quellen Als Druckmittel/ kommen sowohl hydrostatische~wie auch hydrodynamische
Pumpen in Betracht.
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Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprü¢hen, der Beschreibung und der Zeichnung. Diese zeigt in
-Fig. l einen Längsschnitt durch ein Hydroaggregat; Fig. 2 einen Längsschnitt durch
ein zweites Ausführungs-- beispiel eines Hydroaggregates, Fig. ?a eine Einzelheit
in schematischer Darstellung, Fig. 3 eine Abwandlung einer Einzelheit nach dem Ausfühnings--beispiel
der Fig. 1.
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Das Hydroaggregat- nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 hat einen
dünnwandigen, topfförmigen Zylinder 1, der von einem Deckel 2 verschlossen ist.
Im Zylinder 1 befindet sich ein Kolben 3, der gegenüber der Wand des Zylinders durch
einen Dichtring 4 abgedichtet ist. Der Kolben unterteilt den Zylinder in zu ei Räume
5 und 6. Der-Raum 6 ist vollständig mit Druckmittel gefüllt, der Raum 5 teilweise.
Am Kolben 3 ist mit ihrem einen Ende eine hohle Kolbenstange 7 befestigt, deren
anderes Ende an einem Rahmen 8 gehalten ist.
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Der Kolben 3 hat eine ihn-mittig durchdringende Bohrung 9, in der
eine Pumpe 10 angeordnet ist. Diese besteht aus einem auf einem kolbenartigen Teil
11 ausgebildeten Gewinde, das vorzugsweise rechteckigen Profilquerschnitt hat (sog.
Flachgewinde). Zwischen Gewindeaußendurchmesser und Wand der Bohrung herrscht nur
geringes Spiel.
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Das kolbenartige Teil 11 befi-et sich am Ende einer Antriebswelle
12, welche die hohle Kolbenstange 7 durchdringt. Die Antriebswelle ist mit einem
Elektromotor 13 verbunden; der- am Rahmen 8 befestigt ist.
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Die Kolbenstange 7 besitzt mehrere Durchbrüche 14, die Verbindung
herstellen zwischen dem Raum 5 und der Bohrung 9 im Kolben 3.
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Am Deckel 2 und am Rahmen 8 sind die beiden Enden einer Zugfeder
15 befestigt. Sie verhindert, daß sich der zylinder 1 bei stillstehender Pumpe zu
weit vom Rahmen entfernt.. An dem dem Deckel 2 gegenüberliegenden Teil des Zylinders
ist ein Preßstempel 16 befestigt.
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Zwischen Deckel 2 und den Hydr-zylinder 1 ist ein Faltenbald 17 eingespannt,
der bis zum Flüssigkeitsspiegel im Raum 5 reicht und an der Kolbenstange 7 anliegt.
Dadurch wird verhindert, daß Verunreinigungen durch die Entlüftungsbohrung 18 im
Deckel 2 in die
Flüssigkeit gelangen können oder daß sich der Geruch
der Flüssigkeit ausbreitet.
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Wenn der Elektromotor 13 die Pumpe 10 in Pfeilrichtung antreibt, fördert
diese Druckmittel vom Raum 5 zum Raum 6, und der Hydrozylinder 1 bewegt sich nach
unten, d. h. er entfernt sich vom Rahmen 8. Der Preßstempel 16 vollzieht seinen
Preßvorgang. Nachdem dieser beeindet ist, wird der Elektromotor in der entgegengesetzen
Drehrichtung wie zuvor angetrieben; wobei die Pumpe Druckmittel vom Raum 6 zum Raum
5 fördert. Der Zylinder 1 wird nun eingefahren (Rückhub). Der Elektromotor wird
also nur betätigt, wenn ein Preßvorgang durchgeführt und der Zylinder danach wieder
eingefahren werden soll.
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Das Ausführungsbeispiel nach der Fig. .2 hat ebenfalls einen dünnwändigen,
topfförmigen Zylinder 20> der der-oben eine konische Auswölbung 21 hat> die
von einem Deckel 22 verschlossen ist. Der Deckel ist mit Hilfe eines Faltenbalges
23 an einem Rahmen 24 berestigt, an dem, wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1
ein Elektromotor angeordnet ist.
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In der konischen Auswölbung 21 befindet sich ein Verschlußstück 25,
das sich in den zylindrischen Teil des Hydrozylinders 20 erstreckt.
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In diesem Verschiußstück ist ein Raum 26 gebildet, von dem sich eine
Stufenbohrung 27 durch das Verschlußstück hindurch erstreckt.
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Sie mündet in einen Raum 28, der von der Auswölbung 21 und dem Deckel
22 gebildet. ist. Dieser Raum ist teilweise mit Flüssigkeit gefüllt und durch eine
Öffnung 29 im Deckel 22 entlüftet. Das Verschlufltück 25 hat eine mittige Durchgangsbohrung
70, durch die sich eine hohle Kolbenstange 31 erstreckt, die einerseits am Rahmen
24, andererseits an einem Kolben 32 befestigt ist, der aus einem oberen Kolbenteil
33 und einem unteren Kolbenteil 34 besteht, die miteinander verschraubt sind.
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Im oberen Kolbenteil 33 befinden sich mehrere außermittige Durchgangsbohrungen
35, die in einer mittigen Sackbohrung 36 des unteren Kolbenteils münden. In dieser
ist eine Pumpe 37 angeordnet, die als Gewinde mit gegenläufiger Steigung ausgebildet
ist. Zwischen den beiden gegenläufigen Gewindeteilen 38, 39 befindet sich eine Ringnut
40, die einer Ringnut 41 im unteren Kolbenteil 74 gegen-.
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überliegt. In die Ringnut 41 münden mehrere im unteren Kolbenteil
angeordnete außermittige Bohrungen 42, die die Ringnut mit einem Raum 42 inl Hydrozylinder
unterhalb des Kolbens 32 verbinden. Das Gewinde hat einen Fortsatz 44, der über
ein Kupplungsteil 45 mit einer mit dem Elektromotor gekuppelten Welle 46 verbunden
ist.
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Die Pumpe 37 hat eine mittige Sackbohrung 47, die über Querbohrungen
48, 49 mit dem oberen und unteren Teil der Sackbohrung 36 in Verbindung steht. Der
untere Teil der Sackbohrung bildet einen Druckraum 50.
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In der Bohrung 37 des Verschlußstücks 25 befindet sich ein Einsatz
51, in dem ein Rückschlagventil 52 angeordnet ist, außerdem eine Drosselbohrung
51', die in den Raum 28 mündet.
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Der Raum 26ist gegenüber dem Raum 28, in dem Atmosphärendruck herrscht,
dureh Dichtungen 53, 54, 55 abgedichtet. Am Kolbenumfang befindetdch eine Dichtung
56.
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Die Wirkungsweise dieses Hydroaggregats ist im wesentlichen dieselbe
wie diejenige nach dem vorherigen Ausführungsbeispiel.
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Durch die gegenläufige Ausbildung der Gewindepumpe 37 ergibt sich
jedoch ein Druckausgleich am Gewinde und damit an der Welle 46, so daß keine AxialkrGfte
an der Welle entstehen und somit keine Axiallager. notwendig sind.
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Dreht sich die Gewindepumpe 37 in Pfeilrichtung, so wird Flüssigkein
vom Raum 26 in den Raum 43 gefördert, d. h. der Raum 26 ist Saugraum, in den Flüssigkeit
über das nun geöffnete Rückschlagventil 52 nachfließen kann. Sie gelangt über die
Bohrungen 35 und den oberen Teil 38 des Gewindes in den aus den Ringnuten 40, 41
gebildeten Ringraum und von hier über die Bohrungen 42 in den Raum 43. In diesem
baut sich ein Druck auf, der den Hydrozylinder 20 nach unten bewegt, da der Kolben
32 stets fest steht. Durch die Bohrungen 49, 48, 47 im Gewinde gelangt Flüssigkeit
gleichzeitig auch in den Raum 505 die ebenfalls vom unteren Teil 39 des Gewindes
in den Raum 43 gefördert wird.. An der Gewindepumpe ergibt sich hierdurch ein Ausgleich
bezüglich der Flüssigkeitskräfte.
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Zum Einziehen des Zylinders (Rückhub) wird der Elektromotor in der
entgegengesetzten Richtung angetrieben wie zuvor. Flüssigkeit wird nun von der Gewindepumpe
vom Raum -43 über den zuvor beschriebenen Weg in den Raum 26 gefördert. Der Raum
43 ist nun Saugraum, der Raum 26 Druckraum.
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Beim Rückhub muß das zuvor von der Kolbenstange 30 eingebrachte, entsprechende
Flüssigkeitsvolumen in den Raum 28 zurüclxgefördert werden, da sonst eine sog. hydraulische
Sperrung des Volumens erfolgen würde. Für diesen Zweck ist die Drosselbohrung 51'
vorgesehen. Beim Rückhub ist das Rückschlagventil 52 geschlossen und das der eingetauchten
Kolbenstange entsprechende Flüssigkeitsvolurien wird über die Drosselbohrung 51'
in den Raum 28 verdrängt. Die Drosselbohrung 51' sorgt auch für einen gewissen Rückhubdruck>
da sie Flüssigkeit nur gedrosselt durchströmen läßt.
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Die Fig. 2a zeigt die Anordnung von Rücksdlagventil 52 und Drcsselbohrung
51' schematisch.
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Eine Abwandlung dieser Anordnung zeigt die Fig. ) ebenfalls in schematischer
Darstellung. Anstatt der Drosselbohrung 511 ist hier ein Druckventil 57 vorgesehen.
Dieses öffnet den Durchfluß vom Raum 26 zum Raum 28 immer dann, wenn sich im Raum
26 eine die Federkraft 58 des Drosselventils übersteigende Druckkraft aufgebaut
hat.
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Die zuletzt genannten Einrichtungen zum Aufrechterhalten eines Druekes
beim Rückhub (Fig. 2a und 3) können so ausgelegt werden, daß während des gesamten
Rücldhubes der wirksame Saugraum 43 aufgrund der bestehenden Rückkopplung hydraulisch
vorgespannt wird, d. h. im Raum 43 wird ein Vordruck erzeugt, der dafür sorgt, daß
in diesem Raum ein schädlicher Unterdruck und somit Kavitation in der Pumpe verhindert
werden. Hierdurch wird auch der Wirkungsgrad der Pumpe verbessert.
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Das Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 mit dem obenliegenden Flüssigkeitsraum
- 28 (Ausgleichsbehälter)-verhinder-t auh, daß Lecköl ins Freie treten kann.