DE225113C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- ,M 225113 KLASSE 60. GRUPPE

GEORG ROTH in ZOLLIKON b. ZÜRICH.

von Reglern für Kraftmaschinen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. April 1909 ab.

Für den Betrieb von hydraulischen Servomotoren, bei welchem die im Servomotor verbrauchte Druckflüssigkeit immer wieder von neuem benutzt wird, so daß also ein ständiger Kreislauf einer bestimmenden Flüssigkeitsmenge stattfindet, werden oft Windkessel mit Pumpen als Druckflüssigkeitssammler bzw. Sammelbehälter angewendet. Um bei solchen Anlagen einen richtigen Betrieb zu sichern,

ίο ist es nötig, daß das Luft volumen des Windkessels eine bestimmte Größe weder über- noch unterschreitet. Ist nur eine geringe Luftmenge im Windkessel und erfolgen mehrere Bewegungen des Servomotors rasch hintereinander, so wird infolge der großen Entnahme von Druckflüssigkeit aus dem Windkessel der Luftraum stark vergrößert, die Pressung der Luft wird somit stark abnehmen, unter Umständen so weit, daß der Servomotor stecken bleibt, oder doch wenigstens nicht schnell genug arbeitet. Die Luftmenge muß also immer so groß sein, daß bei den im ungünstigsten Falle zu erwartenden Bewegungen des Servomotors der Druck im Windkessel nicht zu stark abfällt. Ist die Luftmenge im Windkessel zu groß, so kann Luft in die Servomotoren gelangen und ein Versagen derselben bewirken. Ein weiteres Erfordernis ist, daß der Flüssigkeitsspiegel in dem Behälter, aus dem die Pumpen die Betriebsflüssigkeit entnehmen, nicht so tief sinkt, daß die Saugrohre der Pumpen Luft fangen, da die Pumpen dann unter Umständen versagen könnten.

Die vorliegende Erfindung besteht aus einer Vorrichtung, welche selbsttätig diese Flüssigkeitsspiegel innerhalb gewünschter Grenzen einstellt, indem bei zu großen oder zu kleinen Luftvolumen im Windkessel Luft selbsttätig abströmt oder nachgepumpt wird.

In Fig. ι ist als Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung zur selbstätigen Regelung der Luftmenge im Druckwindkessel schematisch dargestellt.

Eine an einen Behälter 4 angebaute Pumpe 1 fördert durch das Saugrohr 2 und das Steigrohr 3 die Flüssigkeit aus dem Behälter 4 in einen Windkessel 5, der über dem Behälter 4 angeordnet ist. Am Windkessel 5 ist eine Leitung 6 und am Behälter 4 eine Leitung 7 angeschlossen, die zu einem (in der Zeichnung nicht dargestellten) Servomotor führen, und zwar fließt die Flüssigkeit aus dem Windkessel 5 durch die Leitung 6 nach dem Servomotor und kehrt durch die Leitung 7 in den Behälter 4 zurück. Beim Stillstand des Servomotors strömt die von der Pumpe 1 geförderte Flüssigkeit durch ein Sicherheitsventil 8 in den Behälter 4 über. Durch Veränderung der Belastung des Ventils 8 kann der Betriebsdruck der Treibfliissigkeit eingestellt werden. Die selbsttätige Be- und Entlüftung des Windkessels 5 erfolgt nun durch die beiden Umleitungen 9 und 11. Die Belüftungsleitung 9 ist einerseits an den Behälter 4 in der Höhe des tiefsten zulässigen Flüssigkeitsspiegeis t/₄*, andererseits an den Saugraum 13

der Pumpe ι angeschlossen und enthält das Absperr- oder Drosselorgan io. Sinkt der Spiegel im Behälter 4 bis auf U₄, so gelangt mit zunehmen der" Freigabe der Mündung des

S Rohres 9 immer mehr Luft durch die Umleitung 9 in die Pumpe 1 und damit in den Windkessel 5, wobei sich die Flüssigkeitsförderung entsprechend vermindert, bis der Spiegel U₄ nicht weiter fallen kann. Da sich ein bestimmtes Flüssigkeitsquantum in dem gesamten Pumpen- und Servomotorsystem befindet, ist damit auch ein Überschreiten eines gewissen Flüssigkeitsstandes U₆ im Windkessel 5 unmöglich, so daß hier stets eine gewisse Luftmenge vorhanden ist. Die Leitung 9 verhindert also ein Sinken des Flüssigkeitsspiegels unter die Mündung des Saugrohres der Pumpe und bewirkt ein selbsttätiges Nachpumpen von Luft, wenn die Luftmenge im Windkessel infolge von Luftverlusten, z. B. durch geringe

■ Undichtheiten, unter ein bestimmtes Maß abnehmen würde. Der Behälter 4 besitzt eine Öffnung in der Seitenwandung, durch welche Luft ein- und austreten kann, je nach Bedarf.

Die Fassungsräume für die Flüssigkeit unterhalb des Spiegels U₄ im Behälter 4 und für das Luftvolumen im Windkessel 5 können also kleiner gehalten werden als bei Handbedienung der Belüftungsvorrichtung, da das benötigte Luftvolumen allein von den zulässigen Druckschwankungen abhängt und nicht wie bei Handbedienung der Belüftungsvorrichtung mit Rücksicht auf nachlässige Bedienung noch größer bemessen werden muß. Sinkt der Spiegel im Windkessel 5 bei offenem Ventil 8 bis auf U₅, so entweicht Luft aus dem Windkessel durch die Umleitung 11 mit Drosselorgan 12 nach dem Behälter 4, sobald die Mündung der Umleitung 11 freigelegt wird.

Dabei sinkt auch der Flüssigkeitsdruck und das Ventil 8 schließt sich. Die öffnung der Leitung 11 ist so klein, daß der Flüssigkeitsverlust bei höherem Flüssigkeitsspiegel als U₅ unbeträchtlich ist. Sinkt der Flüssigkeitsstand im Windkessel 5, so steigt derjenige im Behälter 4, bis er die höchste Lage O₄ erreicht hat. Die Leitung 11 verhindert also einen Luftaustritt in die Zuleitung 6 zum Servomotor, z. B. bei vermehrter Luftausscheidung aus der Flüssigkeit infolge zunehmender Erwärmung, und eine vollständige Entleerung des Flüssigkeitsinhaltes des Windkessels in den Behälter 4. Anderseits wirkt das Überströmventil 8 als Regler, so daß bei einer Erwär-

.55 mung die sich steigenden spezifischen Spannungen keine selbsttätige Regelung der Servomotoren zur Folge haben können. Es können also auch die Fassungsräume im Windkessel 5 unterhalb des Spiegels U₅ und im Behälter oberhalb des Spiegels O₄ klein gehalten werden. Die Flüssigkeitsstände im "Windkessel und Behälter werden somit innerhalb gewisser Grenzen gehalten, die von der in der Anlage enthaltenen Flüssigkeitsmenge abhängen und durch Nachfüllen der letzteren entsprechend vergrößert werden können. Falls etwa zu wenig Flüssigkeit vorhanden ist (z. B. infolge nicht ersetzter Verluste durch Stopfbuchsen o. dgl.), so kann eine Störung des Servomotorbetriebes durch Lufteintritt in den Servomotor und dessen Steuerapparate niemals erfolgen, sondern es vermindert sich infolge Entweichens von Luft durch die Leitung 11 der Druck im Windkessel 5, was im Manometer 14 leicht bemerkbar ist, eventuell bis zum einfachen Stillstande des Servomotors. Die " Vorteile dieses Systems bestehen also nicht nur darin, daß die Gefahr eines Versagens des Servomotorbetriebes wesentlich vermindert und die Bedienung erleichtert wird, sondern daß auch die Dimensionen und somit die Preise und der Platzbedarf der Apparate verringert wird. Eine Bedienung der Drosselorgane 10 und 12 in den Umleitungen 9 und 11 während des Betriebes ist nicht erforderlich, nur beim Inbetriebsetzen der Anlage ist es erwünscht, die Durchflußöffnungen bei 10 und 12 zu vergrößern, die erstere, um den Windkessel schneller mit Luft zu füllen, die letztere, damit vom Windkessel, in welchem noch kein oder wenig Druck vorhanden ist, genügend Flüssigkeit in den Behälter 4 und zur Pumpe gelangen kann. In Fig. 2 und 3 ist eine zweckmäßige Ausführungsform der Drosselorgane 10 und 12 gezeichnet. Das Hahnge- häuse 21 besitzt zwei Küken 15, 16, welche eine Verbindung der beiden Anschlüsse 17 und 18 gestatten. Das Küken 15 mit einer achsialen Bohrung, in welche die Siebtrommel 19 eingeschoben ist, gibt nur kleine Durchgangsquerschnitte frei. Der Hahn 16 ist mit großen Durchlaufsquerschnitten ausgerüstet. Hahn 15 ist während des Betriebes immer geöffnet, Hahn 16 ist nur bei Inbetriebsetzung offen, wenn größere Öffnungen benötigt werden oder wenn die Leitung durch die Siebtrommel, z. B. behufs Reinigung oder Umwechslung, geschlossen werden muß. Die Siebtrommel 19 hat den Zweck, der Flüssigkeit einen großen, der Luft aber einen geringeren Durchgangswiderstand zu bieten, denn die Leitungen 9 und 11 sollen während des Betriebes wenig Flüssigkeit durchlassen, da sie dann nur für den Durchgang von Luft bestimmt sind. Beim Inbetriebsetzen wird die Durchgangsöffnung ohne Siebtrommel freige ■ geben, weil dann größere Öffnungen benötigt werden, da hauptsächlich Luft gepumpt wird, da weder Luft noch Druck im Windkessel 5 vorhanden ist. Der Ölspiegel im Behälter 4 steht vor dem Anlassen nämlich unterhalb der Mündung der Leitung 9, der Spiegel im Wind-

kessel 5 oberhalb der Mündung der Leitung 11. Die Leitung 9 soll beim Anlassen soviel Luft als möglich, stets aber mehr als während dem Betriebe (wo nur verhältnismäßig geringe Verluste zu ersetzen sind) durchlassen. Die Leitung 11 dient beim Inbetriebsetzen als Überströmventil für die Flüssigkeit, da das Sicherheitsventil 8, weil in diesem Zeitpunkt kein Druck im Windkessel 5 ist, ganz geschlossen ist. Die Pumpe würde deshalb, solange kein Druck im Windkessel herrscht und deshalb das Ventil 8 geschlossen bleibt, ganz ohne Öl laufen, was, weil ungünstig, nicht zulässig ist. Das zum Fördern von Luft bestimmte öl gelangt nun durch die Leitung 11 vom Windkessel 5 zum Behälter 4, wo sich nun der Spiegel bis zur Einmündung der Leitung 9 hebt und dann gerade so viel Flüssigkeit in die Pumpe gelangen läßt, als durch Leitung 11 durchströmt. Die Siebtrommel würde' aber zu wenig Flüssigkeit für diesen Zweck durchlassen. Ist im Windkessel der richtige Druck und die richtige Luftmenge erreicht, dann wird er auf die Siebtrommeln in die Leitung eingestellt, denn jetzt soll die Leitung 11 nur wenig Flüssigkeit durchlassen und zur selbsttätigen Luftregulierung dienen. Wird Hahn 15 geschlossen, dann kann während des Betriebes die Siebtrommel 19 nach Entfernen der Verschlußmutter 20 herausgenommen und nachgesehen oder ausgewechselt werden. Bei dieser Anordnung ist eine Verstopfungsgefahr durch zufällige Verunreinigungen der Betriebsflüssigkeit schon an und für sich gering.; eine diesbezügliche Kontrolle kann ohne Betriebsstörung immer erfolgen, was auch die Einstellung und Ausprobierung erleichtert. Die Bedienung ist einfach, da beim Anlassen lediglich Hahn 16 ganz geöffnet werden muß, auch gibt die Siebtrommel beim Sinken des Flüssigkeitsspiegels die Umleitungsöffnungen nur allmählich frei, bei entsprechender Disposition des Hahnes.

Claims (2)

Patent-An Sprüche:

1. Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung der Luftmenge im als Sammelbehälter dienenden Druckwindkessel der Pumpenanlagen für hydraulische Servomotoren von Reglern für Kraftmaschinen, gekennzeichnet durch zwei Umleitungen, die an den Flüssigkeitssammelbehälter angeschlossen sind, von denen die eine (9) in der Höhe des tiefsten zulässigen Flüssigkeitsspiegels im Sammelbehälter und in den Saugraum der mit dem Druckwindkessel verbundenen Pumpe (3) ausmündet, während die andere (11) im Sammelbehälter über dem höchs.ten Flüssigkeitsstand und im Druckwindkessel in der Höhe des tiefsten zulässigen Flüssigkeitsspiegels ausmündet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Umleitungen (9, 11) Drossel- und Absperr vorrichtungen eingebaut sind, die je zwei parallel geschaltete, in einem gemeinsamen Gehäuse angebrachte, absperrbare Durchgangsöffnungen aufweisen, von denen die eine eine während des Betriebes auswechselbare Siebtrommel enthält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.