DE2405105C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Absperren von Druckspeichern - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Absperren von Druckspeichern

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DE2405105C3 DE19742405105 DE2405105A DE2405105C3 DE 2405105 C3 DE2405105 C3 DE 2405105C3 DE 19742405105 DE19742405105 DE 19742405105 DE 2405105 A DE2405105 A DE 2405105A DE 2405105 C3 DE2405105 C3 DE 2405105C3
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontrollierten Absperren von Druckspeichern, die an einen Verbraucher, insbesondere an einen hydraulischen Belastungszylinder von Prüfmaschinen, anschließbar sind und die ein in der Zuleitung zum Druckspeicher liegendes, in Öffnungsrichtung vorgespanntes Rückschlagventil aufweisen, sowie ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
An hydraulischen Prüfmaschinen ist es oft erwünscht, die Prüflinge sowohl mit einer statischen Vorlast als auch mit einer dynamischen Wechsellast zu beaufschlagen. Hierzu sind Vorlast- und Wechsellast-Zylinder vorhanden, deren Kolbenstangen miteinander verbunden sind. Der Vorlastzylinder dient dazu, eine konstante Belastung auf das zu prüfende Werkstück aufzubringen. Mit dem Wechsellast-Zylinder können dieser konstanten Vorlast Wechsellasten überlagert werden. Der Kolben des Vorlastzylinders muß dabei die im Wechsellast-Zylinder erzeugten Schwingbewegungen mitmachen. Das Druckmittel im Vorlastzylinder muß aus diesem Grund in Druckspeicher ausweichen können.
κι In diesen Speichern werden die bei dynamischen Belastungen kurzzeitig auftretenden Vorlumenänderungen aufgenommen und ausgeglichen.
Die Speicherwirkung der Druckspeicher ist jedoch in anderen Fällen störend und daher unerwünscht,
ti insbesondere wenn statische Belastungen aufzubringen sind oder bei langsam ablaufenden Prüfungen. In solchen Fällen müssen die Speicher vom Belastungszylinder abgeschaltet werden.
Bei den Speichern handelt es sich im allgemeinen um sogenannte Blasenspeicher, bei denen sich im Speicher eine mit Gas vorgespannte Blase aus Gummi oder Kunststoff befindet. Der Austritt der Speicherblase aus dem Speicher beim Absinken des Systemdrucks im angeschlossenen Zylinder wird meist durch ein fest
νϊ eingebautes federvorgespanntes Rückschlagventil an der Austrittsöffnung verhindert.
Bei bekannten Ausführungen von Prüfmaschinen wird die Verbindungsleitung zwischen Belastungszylinder und Druckspeicher durch Absperrventile von Hand
ίο oder über Fernsteuerung kontrolliert gesperrt. Bei einer weiteren bekannten Ausführung einer Prüfmaschine werden die Anschlußöffnungen der Verbindungsleitungen zu den Druckspeichern über Ringkolben, die innerhalb des Belastungszylinders angeordnet sind, gesperrt (DE-PS 21 53 749).
Absperrorgane in der Verbindungsleitung zwischen Druckspeicher und Belastungszylinder bedingen Drosselverluste und wirken dämpfend, was bei Resonanzbetrieb unerwünscht ist.
Zusätzliche Ringkolben erfordern einen gewissen Bauaufwand und erhöhen die träge Masse des Belastungskolbens.
Bei einer bekannten Ventil-/Anordnung für einen Druckspeicher (DE-AS 1186 288) wird der Speicher durch die eingebauten Ventile ständig in Schließstellung gehalten. Ein solcher Speicher ist jedoch nicht verwendbar, wenn auch ein ungehinderter Druckmittelaustausch zwischen dem Speicher und dem angeschlossenen Verbraucher erforderlich ist.
so Bei einem bekannten Speicherladeventil für Druckspeicher (DE-OS 22 32 345) mit Pumpe, Vorratsbehälter, Druckspeicher und Druckmittelverbraucher, wird bei Erreichen eines vorbestimmten Maximaldrucks im Speicher die Druckleitung der Pumpe entlastet und mit dem Vorratsbehälter verbunden und bei Erreichen eines vorbestimmten Minimaldrucks im Speicher die Druckleitung der Pumpe mit diesem zur Aufladung verbunden. Ein solches Ventil ist ebenfalls nicht für Druckspeicher geeignet, die so ausgebildet sind, daß sie jederzeit Druckmittel aufnehmen und abgeben können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum kontrollierten Absperren von Druckspeichern, insbesondere an hydraulischen Belastungszylindern von Prüfmaschinen zu schaffen, das einen (ieringen Bauaufwand erfordert, keine zusätzlichen 'isperrelemente in der Verbindungsleitung zwischen Verbraucher und Speicher oder in einem Belastungszylinder benötigt und einfach bedient und gesteuert
werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Druckspeicher durch Zuführung eines Druckmittels ein das Rückschlagventil beaufschlagender, über dem Betriebsdruck des Verbrauchers liegender Druck zum Geschlossenhalten des Rückschlagventils erzeugt wird.
Das vorgeschlagene Verfahren der Absperrung des Druckspeichers über eine entsprechende Druckerhöhung im Speicher selbst ist einfach und erfordert nur einen minimalen Bauaufwand. Zusätzliche Absperrelemente werden nicht benötigt, da das im Speicher eingebaute Rückschlagventil eine zusätzliche Funktion erhält und gleichzeitig als Absperrventil benutzt wird. Daher treten auch keine zusätzlichen Drosselverluste in der Verbindungsle;tung zwischen Verbraucher und Speicher auf. Der Druck, mit dem der Speicher beaufschlagt wird, kann entsprechend dem im Verbraucher auftretenden Betriebsdruck gewählt werden. Die Druckmittelversorgung ist bei hydraulischen Prüfmaschinen kein Problem, da bei solchen Maschinen ohnehin eine Druckmittelversorgungsanlage vorhanden ist.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, wenn das Druckmitte! über den Verbraucher, z. B. einen Belastungszylinder, zugeführt wird und danach das Rückschlagventil geschlossen wird. Hierbei werden außer einer Schließvorrichtung für das Ventil keine zusätzlichen Bauelemente für die Absperrung des Speichers benötigt. Der Druckaufbau im Speicher kann über die hydraulische Steuereinrichtung für den Belastungszylinder gesteuert werden. Wenn der gewünschte Absperrdruck im Druckspeicher aufgebaut ist, wird das Rückschlagventil durch die Schließvorrichtung geschlossen. Danach kann der Druck im Belastungszylinder wieder abgesenkt werden. Der Druckspeicher bleibt jedoch durch den höheren Druck im Speicher sicher gesperrt, solange der Betriebsdruck im Belastungszylinder (Verbraucher) kleiner bleibt als der Speicherdruck.
Eine weitere zweckmäßige Ausführung ergibt sich, wenn das Druckmittel nach Schließen des Rückschlagventils von außen über eine am Druckspeicher angeschlossene Verbindungsleitung zugeführt wird. Auf diese Weise ist eine Absperrung des Speichers von außen möglich, ohne daß der Belastungszylinder beaufschlagt werden muß. Dies ist von Vorteil, wenn am Belastungszylinder beispielsweise bereits eine Prüflast aufgebracht ist.
Das Druckmittel kann sowohl in den geleerten (Rückschlagventil durch die Speicherblase geschlossen) als auch in den teilweise gefüllten Druckspeicher (Rückschlagventil wird durch die Schließvorrichtung geschlossen) zugeführt werden. Damit ist z. B. eine vorteilhafte Anpassung an unterschiedliche Prüfbedingungen und Prüfabläufe möglich. Wenn das Druckmittel in den geleerten Speicher zugeführt wird, sind besondere Maßnahmen zum Schließen des Rückschlagventils nicht nötig.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zweckmäßigerweise das Rückschlagventil des Druckspeichers mit einer von außen betätigbaren Schließvorrichtung versehen. Damit ist es möglich, den Druckspeicher bei beliebigem Füllungsstand, d. h. bei beliebigen Drücken, abzuschließen.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens am Druckspeicher ein zusätzlicher äußerer Anschluß für die Zuführung eines Druckmittels vorgesehen. Über eine
Anschlußleitung und ein Steuerventil, das eine kleine Nennweite haben kann, ist es damit auf einfache Weise möglich, durch Druckmittelzufuhr von außen die Absperrung des Speichers vorzunehmen.
Zweckmäßigerweise wird der äußere Anschluß für die Zuführung eines Druckmittels am Speicherraum in der Nähe des Rückschlagventils angeordnet. Dadurch ist eine vorteilhafte Gestaltung des Druckmitteleintritts in den Druckspeicher möglich. Hierzu ist vorgesehen, daß das Rückschlagventil an seiner Sitzfläche einen ringförmigen Spalt oder andere Aussparungen aufweist, durch die das von außen zugeführte Druckmittel in den Speicherraum eintreten kann. Der Spalt oder die Aussparungen sind so klein ausgeführt, daß die Speicherblase nicht beschädigt wird, wenn sie vom Gasdruck angepreßt wird.
Anhand der Zeichnungen soll nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 einen hydraulischen Belastungszylinder einer Prüfmaschine mit angebautem Blasenspeicher und Steuerventil,
Fig. 2 Teil eines Blasenspeichers (Ausschnitt aus Fig. 1).
F i g. 1 zeigt in vereinfachter Form einen Verbraucher 1 als hydraulischen Belastungszylinder einer nicht dargestellten Prüfmaschine. Im Belastungszylinder ist ein Kolben 2 mit einer Kolbenstange 3 angeordnet. Die Kolbenstange kann in nicht dargestellter Weise mit dem Kolben eines weiteren Belastungszylinders an der Prüfmaschine verbunden sein.
Am als Belastungszylinder ausgebildeten Verbraucher 1 ist ein Druckspeicher 4 angeschlossen, in dem sich eine mit Gas vorgespannte Speicherblase 5 befindet. Im Ausgang des Druckspeichers zum Belastungszylinder ist ein Rückschlagventil 6 eingebaut. Eine Feder 7 hebt das Rückschlageventii bei Speicherbetrieb von seinem Sitz ab und hält es geöffnet. Durch eine Schließvorrichtung 9 kann das Rückschlagventil 6 des Druckspeichers 4 gegen die Kraft der Feder 7 von außen geschlossen werden.
In Betriebsstellung des Druckspeichers 4 bei geöffnetem Rückschlagventil 6 ist der Druck p\ im als Belastungszylinder ausgebildeten Verbraucher 1 etwa gleich dem Druck pi im Druckspeicher 4. Das im Belastungszylinder verdrängte ölvolumen kann über das geöffnete Rückschlagventil in den Druckspeicher ausweichen. Der Fluß des Druckmittels zwischen Druckspeicher und Verbraucher wird nicht behindert. Wenn das Druckmittel vollständig aus dem Doppelspeicher ausgetreten ist, drückt die Speicherblase 5 unter Überwindung der Vorspannkraft der Feder 7 das Rückschlagventil 6 auf seinen Sitz.
Damit wird der nicht beaufschlagte Druckspeicher 4 abgeschlossen, so daß die Speicherblase 5 nicht aus der Speicheröffnung austreten kann.
Die Absperrung des Druckspeichers 4 kann auf folgende Weise vorgenommen werden. Der als Belastungszylinder ausgebildete Verbraucher 1 wird mit einem Druck beaufschlagt, der über dem maximalen Betriebsdruck liegt oder der den· maximalen Systemdruck entspricht. Hierbei öffnet das Rückschlagventil 6 und der Druckspeicher 4 füllt sich. Danach wird das Rückschlagventil 6 durch die Schließvorrichtung 9 geschlossen und der Verbraucher 1 entlastet. Der hohe Druck im Druckspeicher 4 hält jetzt das Rückschlagventil 6 sicher geschlossen, solange der Betriebsdruck des als Belastungszylinder ausgebildeten Verbrauchers 1 unter dem Speicherdruck bleibt.
Die Entleerung des Druckspeichers 4 wird in der Weise vorgenommen, daß der Druck p\ im Belastungszylinder über den Speicherdruck pi erhöht wird. Dadurch öffnet das Rückschlagventil 6 und der Druckspeicher 4 kann durch Absenken des Drucks im Belastungszyl'ider entleert werden.
Am Druckspeicher 4 ist ein zusätzlicher äußerer Anschluß 10 vorhanden, der über eine Zuführungsleitung 11 mit einem Schaltventil 12 in Verbindung steht. Das Schaltventil, das eine kleine Nennweite haben kann, ist an eine nicht dargestellte Druckmittelversorgungsanlage angeschlossen. Das Schaltventil 12 kann beispielsweise drei Schaltstellungen besitzen:
Schaltstellung 0: Druckspeicher in Funktion
oder gesperrt,
Schaltstellung 1: Druckspeicher wird von außen
vorgespannt,
Schaltstellung 2: Druckspeicher wird von
außen entspannt.
Über das Schaltventil 12, die Zuführungsleitung 11 und den äußeren Anschluß 10 kann zur Absperrung des Druckspeichers 4 bei geschlossenem Rückschlagventil 6 von außen Druckmittel in den Druckspeicher zugeführt werden. Damit kann der Druck pi im Druckspeicher 4 bis zum maximal zulässigen Speicherdruck erhöht werden. Durch den Druck p2 entsteht am Rückschlagventil 6 eine Anpreßkraft, die das Ventilschließglied auf den Ventilsitz drückt. Solange diese Kraft größer ist als die Kraft, die sich aus dem Verbraucherdruck p\ und der Vorspannkraft der Feder 7 ergibt, bleibt das Rückschlagventil geschlossen. Durch die Zuführung von Druckmittel über den äußeren Anschluß 10 und durch geeignete Wahl des Speicherdruckes pi kann daher ein sicheres Absperren des Druckspeichers 4 gegen den als Be'iastungszylinder ausgebildeten Verbraucher 1 erreicht werden.
Das Rückschlagventil 6 kann- bei entleertem Druckspeicher 4 durch die Speicherblase 5 geschlossen sein. Es kann jedoch auch — bei teilweise gefülltem Druckspeicher — durch die Schließvorrichtung 6 geschlossen werden, ehe Druckmittel von außen zugeführt wird.
Der Speicherdruck kann jedoch beispielsweise auch so gewählt werden, daß das Rückschlagventil 6 beim Erreichen eines bestimmten Drucks p\ im Belastungszylinder wieder öffnet. Der Druckspeicher 4 kann über den äußeren Anschluß 10, die Zuführungsleitung 11 und das Schaltventil 12 (Schaltstellung 2) oder über den Belastungszylinder wie beschrieben entlastet werden.
Die Schließvorrichtung 9 des Rückschlagventils 6 kann entfallen, wenn ein zusätzlicher äußerer Anschluß 10 am Druckspeicher 4 vorhanden isl und wenn die Absperrung des Druckspeichers 4 immer bei geleertem Druckspeicher vorgenommen wird. Der äußere Anschluß 10 für die Absperrung des Druckspeichers 4 ist nicht erforderlich, wenn der Druckspeicher 4 in allen Fällen über den Belastungszylinder gesperrt werden kann und wenn eine Schließvorrichtung 9 am Rückschlagventil 6 vorhanden ist.
Die Fig. 2 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus Fig. 1. Am Austritt des Druckspeichers 4 ist das , Rückschlagventil 6 eingebaut. Es wird durch den Druck in der vorgespannten Speicherblase 5 gegen die Federkraft der Feder 7 auf seinen Sitz gedrückt. Das Rückschlagventil 6 ist mit einem ringförmigen Spalt 8 versehen, in den der äußere Anschluß 10 mündet. Das Rückschlagventil 6 kann anstelle des ringförmigen Spaltes 8 auch andere zweckmäßige Aussparungen aufweisen.
Wenn durch den äußeren Anschluß 10 Druckmittel in den Druckspeicher 4 geleilet wird, tritt dieses zunächst in den ringförmigen Spalt 8 oder in andere zweckmäßige Aussparungen am Ventilteller und von hier über den gesamten Umfang des Rückschlagventils 6 in den Druckspeicher 4.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum kontrollierten Absperren von Druckspeichern, die an einen Verbraucher, insbesondere an einen hydraulischen Belastungszylinder von Prüfmaschinen, anschließbar sind und die ein in der Zuleitung zum Druckspeicher liegendes in Öffnungsrichtung vorgespanntes Rückschlagventil aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckspeicher (4) durch Zuführung eines Druckmittels ein das Rückschlagventil (6) beaufschlagender, über dem Betriebsdruck (p\) des Verbrauchers (1) liegender Druck (pt) zum Geschlossenhalten des Rückschlagventils (6) erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel über den Verbraucher (1) zugeführt wird und daß danach das Rückschlagventil (6) geschlossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel nach Schließen des Rückschlagventils (6) von außen zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (6) bei beliebigem Füllungsstand des Druckspeichers (4) geschlossen wird.
5. Vorrichtung zum kontrollierten Absperren von Druckspeichern, die einen gasgefüllten Blasenspeicher und ein in Öffnungsrichtung vorgespanntes Rückschlagventil aufweisen, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (6) des Druckspeichers (4) mit einer von außen betätigbaren Schließvorrichtung (9) versehen ist.
6. Vorrichtung zum kontrollierten Absperren von Druckspeichern, die einen gasgefüllten Blasenspeicher und ein in Öffnungsrichtung vorgespanntes Rückschlagventil aufweisen, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Druckspeicher (4) ein zusätzlicher äußerer Anschluß (10) für die Zuführung eines Druckmittels vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Anschluß (10) am Speicherraum in der Nähe des Rückschlagventils (6) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (6) an seiner Sitzfläche einen ringförmigen Spalt (8) oder Aussparungen aufweist, durch die das von außen zugeführte Druckmittel in den Speicherraum eintreten kann.
DE19742405105 1974-02-02 1974-02-02 Verfahren und Vorrichtung zum Absperren von Druckspeichern Expired DE2405105C3 (de)

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