DE2408030C3

DE2408030C3 - Device for reducing pressure peaks in the power line of hydraulic systems

Info

Publication number: DE2408030C3
Application number: DE19742408030
Authority: DE
Inventors: Eugen 7000 Stuttgart Kopp
Original assignee: Werner & Pfleiderer, 7000 Stuttgart
Filing date: 1974-02-20
Publication date: 1978-02-16

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reduzierung von Druckspitzen in der Netzleitung hydraulischer Anlagen mittels eines in einem Gehäuse gegen die Wirkung eines Speicherdrucks bewegbaren Ausgleichkolbens, der an seiner durch das zu kontrollierende Druckmedium beaufschlagbaren Stirnfläche mittels einer Kolbenstange mit einem Kolbenabschnitt verbunden ist, der in einer Bohrung des Gehäuses geführt und bei einer Hubbewegung des Ausgleichkolbens in eine diese erweiternde Aussparung zum freien Durchfluß des Druckmediums eintritt.The invention relates to a device for reducing pressure peaks in the hydraulic power line Systems by means of a compensating piston that can be moved in a housing against the effect of an accumulator pressure, at its end face which can be acted upon by the pressure medium to be controlled by means of a piston rod is connected to a piston section which is guided in a bore of the housing and with a stroke movement of the compensating piston into a recess widening this for free flow of the media enters.

Derartige Vorrichtungen dienen dem Zweck, die in Netzleitungen hydraulischer Anlagen kurzfristig und unkontrolliert auftretenden Druckspitzen durch Komprimierung eines auf den normalen Betriebsdruck vorgespannten Druckgases aufzufangen und zu kompensieren. Such devices serve the purpose of short-term and in power lines of hydraulic systems pressure peaks occurring in an uncontrolled manner by compressing a pressure to the normal operating pressure to collect and compensate prestressed compressed gas.

Bei Vorrichtungen der vorausgesetzten Art, wie sie aus der DE-OS 21 56 364 bekannt sind, überträgt der als Dämpfungselement wirksame Ausgleichkolben auf Grund seiner Massenträgheit bei sich entspannendem Gasspeicher die Impulswirkung des Gasspeichers und verursacht damit eine Reflektion der Druckspitze in Form einer Rückstoßwelle. Diese in ihrer Wirkung von der ursprünglichen Höhe der abzubremsenden Druckspitze zwar abgeschwächte Stoßwelle wirkt sich insbesondere bei hohen Druckspitzen weiterhin nachteilig auf die hydraulische Gasamtanlage iind die mit dieser verbundenen Einrichtungen aus.In devices of the presupposed type, as they are known from DE-OS 21 56 364, the transmits as Damping element effective compensating piston due to its inertia when relaxing Gas storage the impulse effect of the gas storage and thus causes a reflection of the pressure peak in Form of a recoil wave. This depends in its effect on the original level of the pressure peak to be braked Although the shock wave is weakened, it continues to have a disadvantageous effect, particularly in the case of high pressure peaks the equipment connected to it is directed to the hydraulic central gas system.

Bei bekannten hydropneumatischen Dämpfungsvorrichtungen, die im Gehäuse anstelle eines Ausgleichkolbens eine zusammendrückbare Blase aus Gummi oder Kunststoff aufweisen, ist diese Übermittlung der Impulswirkung infolge geringerer Massenträgheit des Dämpfungselementes nicht so nachhaltig. Diese Dämpfungseinrichtungen eignen sich jedoch nicht zur Dämpfung sehr hoher Druckspitzen, da der Blasenspeicher derart hohen Belastungen nicht standzuhalten vermag und infolge Materialermüdung in kurzer Zeit zerreißt.In known hydropneumatic damping devices, which in the housing instead of a compensating piston a compressible bladder made of rubber or Have plastic, this transmission of the impulse effect is due to the lower inertia of the Damping element not so sustainable. However, these damping devices are not suitable for Damping of very high pressure peaks, as the bladder accumulator cannot withstand such high loads capable of and ruptures in a short time due to material fatigue.

Es ist aus der Zeitschrift »ölhydrauiik und Pneumatik« 14 (1970), Nr. 9, Seite 407 auch bekannt, bei als Vorschubeinheiten für Werkzeuge dienenden, mittels Tandemkolben wirksamen flüssigkeitsgedämpften Zylindern eine Drossel mit einem in deren Umgehungsleitung angeordneten Rückschlagventil vorzusehen, um richtungsabhängig unterschiedliche Kolbengeschwindigkeiten zu erzielen.It is from the magazine "Ölhydrauiik und Pneumatik" 14 (1970), No. 9, page 407 also known in serving as feed units for tools, means Tandem piston effective liquid-damped cylinders have a throttle with a in their bypass line arranged check valve to provide different piston speeds depending on the direction to achieve.

Die Anordnung dieser Drosseleinrichtung beschränkt sich somit ausschließlich auf die Geschwindigkeitsregelung eines langhubigen Verschiebekolbens, sie steht nicht in Verbindung mit einem als Dämpfungselement wirksamen Ausgleichkolben, der als solcher nur in einer Richtung beaufschlagbar ist und dieser entgegengesetzt flüssigkeitsverdrängend wirkt.The arrangement of this throttle device is therefore limited exclusively to the speed control a long-stroke sliding piston, it is not in connection with a damping element effective compensating piston, which as such can only be acted upon in one direction and in the opposite direction has a fluid displacing effect.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die in hydraulischen Netzleitungen infolge plötzlicher Abbremsung des Druckmediums auftretenden Druckspitzen in einer Weise zu reduzieren, die es ermöglicht, die Reflektion einer durch die Komprimierung eines Gasspeichers gedämpften ersten, durch die nachfolgende Entspannung des Gasspeichers hervorgerufenen und über einen Ausgleichkolben nachhaltig übertragbaren weiteren Druckwelle zu verhindern.The object on which the invention is based is that in hydraulic network lines as a result sudden deceleration of the pressure medium to reduce occurring pressure peaks in a way that it enables the reflection of a first, dampened by the compression of a gas reservoir, by the subsequent relaxation of the gas reservoir and sustained via a compensating piston prevent transmittable further pressure wave.

Nach der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der von der Kolbenstirnfläche und der Gehäusewandung begrenzte Druckraum und der durch die Aussparung der Gehäusebohrung begrenzte Druckraum räumlich voneinander getrennt und einzeln über Zuführungsleitungen mit der Netzleitung verbunden sind, wobei in der Zuführungsleitung zur Kolbenstirnfläche eine Drossel angeordnet ist, die durch eine Umgehungsleitung mit einem die Durchflußrichtung des Druckmediums zur Netzleitung sperrenden Rückschlagventil überbrückt ist.According to the invention, this object is achieved in that the piston face and the housing wall limited pressure space and the pressure space limited by the recess in the housing bore spatially separated from each other and individually connected to the power line via feed lines are, wherein a throttle is arranged in the supply line to the piston face, which is through a Bypass line with a check valve blocking the direction of flow of the pressure medium to the mains line is bridged.

Die aus der Netzleitung in die getrennt angeordneten Druckräume plötzlich einbrechende Druckspitze bewirkt durch die Beaufschlagung des Ausgleichkolbens ein Anheben desselben, wodurch der im Druckraum der Aussparung der Gehäusebohrung einbrechende Druck sofort freien Abzug erhält. Die Umkehrung der Bewegungsrichtung des Ausgleichkolben durch den Rückstoß des Gasspeichers erfolgt bei weiterhin freiem Abzug der Druckflüssigkeit aus dem durch die Aussparung gebildeten Druckraum, so daß die Rückschleudern der Druckwelle in die Netzleitung wirksam vermieden ist.The pressure spike suddenly breaks in from the power line into the separately arranged pressure chambers by acting on the compensating piston a lifting of the same, whereby the in the pressure chamber of the Recess of the housing bore collapsing pressure immediately receives free deduction. The reverse of the The direction of movement of the compensating piston due to the recoil of the gas reservoir takes place when the piston is still free Discharge of the pressure fluid from the pressure space formed by the recess, so that the back thrown the pressure wave in the power line is effectively avoided.

Außerdem wird eine Steigerung des Dämpfungseffektes dadurch erzielt, daß der Rücklauf des Ausgleichkolbens und damit die Schließbewegung der Kolbenabschnitte über die Drossel gebremst wird.In addition, an increase in the damping effect is achieved in that the return of the compensating piston and thus the closing movement of the piston sections is braked via the throttle.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Ausgleichkolben mit mehreren stufenförmig hintereinander angeordneten und bei dessen Vorschub in entsprechende Aussparungen der Gehäusebohrung eintauchenden Kolbenabschnitten verbunden ist.According to a further embodiment of the invention it is provided that the compensating piston with several arranged in steps one behind the other and when it is fed into corresponding recesses of the Housing bore plunging piston sections is connected.

Damit erfolgt die Reduzierung der Druckspitze des hydraulischen Mediums durch dessen Ableitung ins Freie über mehrere Kolbenabschnitte, so daß ein stufenförmiger DrucKabbau gegeben ist und der beiThis reduces the pressure peak of the hydraulic medium by diverting it into the Free over several piston sections, so that a step-shaped pressure reduction is given and the at

hohen Druckunterschieden üblicherweise auftretende Verschleiß an den Dichtflächen der einzelnen Kolbenabschnitte auf ein Mindestmaß begrenzt bleibthigh pressure differences that usually occur wear on the sealing surfaces of the individual piston sections remains limited to a minimum

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt veranschaulichtIn the drawing, an embodiment of the invention is illustrated in section

Hiemach ist die Dämpfungsvorrichtung aus einem Gehäuse 1 gebildet, in welchem ein Ausweichkolben 2 in einer druckdicht geschlossenen und von der Gehäusewandung 3 begrenzten Kammer hubbeweglich geführt istHere, the damping device is formed from a housing 1 in which an escape piston 2 in a pressure-tight closed and limited by the housing wall 3 chamber guided in a stroke-movable manner is

Die beavfschlagbaren Kolbenflächen 4, 5 des Ausgleichkolbens 2 begrenzen in dieser Kammer zwei Druckräume 6,7.The actable piston surfaces 4, 5 of the Compensating piston 2 delimit two pressure chambers 6,7 in this chamber.

Der nach außen über Dichtelemente und eine Flüssigkeitsvorlage 26 abgedichtete Druckraum 6 enthält auf den Betriebsdruck der Netzleitung hochgespanntes Druckgas, beispielsweise Luft, das über eine Ladeleitung 20 und das Ladeventil 21 in diesen Drückraum eingebracht wird.The pressure space 6 sealed to the outside via sealing elements and a liquid reservoir 26 contains pressurized gas, for example air, which is high tensioned to the operating pressure of the mains line Charging line 20 and the charging valve 21 is introduced into this pressure space.

Der Druckraum 7 ist durch eine Bohrung 8 und eine Zuführungsleitung 9 mit einer Netzleitung 10, die zu nicht näher dargestellten Verbrauchern führt, verbunden. The pressure chamber 7 is through a bore 8 and a supply line 9 with a power line 10, which to consumers not shown in detail leads connected.

Der Ausgleichkolben 2 ist an seiner vom Druck der Netzleitung 10 beaufschlagten Kolbenfläche 5 mit einer Kolbenstange Il verbunden, die auf ihr einen oder mehrere in Abstand; η angeordnete Kolbenabschnitte 12, 13, 14 trägt. Diese Kolbenabschnitte sind in einer Gehäusebohrung 15 flüssigkeitsdicht geführt und ermöglichen bei einer Hubbewegung des Ausgleichkolbens 2 und nach Eintritt in entsprechende Aussparungen 16, 17, 18 einen freien Flüssigkeitsdurchtritt. Dieser erfolgt durch eine Verbindungsleitung 19, die zwischen der ersten Aussparung 16 der Gehäusebohrung und der Netzleitung 10 angeordnet ist.
Durch die Gehäusebohrung 15 und die genannten Aussparungen 16, 17, 18 abfließende Druckflüssigkeit gelangt anschließend in einen Flüssigkeitstank 22.The compensating piston 2 is connected on its piston surface 5 acted upon by the pressure of the mains line 10 with a piston rod II, which on it one or more at a distance; η arranged piston sections 12, 13, 14 carries. These piston sections are guided in a liquid-tight manner in a housing bore 15 and allow a free passage of liquid during a stroke movement of the compensating piston 2 and after entry into corresponding recesses 16, 17, 18. This takes place via a connecting line 19 which is arranged between the first recess 16 of the housing bore and the power line 10.
Pressure fluid flowing out through the housing bore 15 and the recesses 16, 17, 18 mentioned then passes into a fluid tank 22.

Bei plötzlich auftretenden Druckspitzen in der Netzleitung 10 erfolgt durch die zusätzliche, über den Betriebsdruck hinausgehende Beaufschlagung der KoI-benfläche 5 ein Anheben des Ausgleichkolbens und dadurch eine Komprimierung des Druckgases im Druckraum 6. Dabei wird aber sofort der in der Aussparung 16 zugleich wirksame Druck über die freiwerdenden Abschnitte 12, 13, 14 der Gehäusebohrung so lange entlastet, bis der Ausgleichkolben in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. Dadurch aber erfolgt schon zu Beginn der Kolbenbewegung wie auch während der Dauer der Rückkehr des Ausgleichkolbens in die Ausgangslage ein Druckabbau, so daß die zu dämpfende Druckwelle von Anfang an und zusätzlich zur Dämpfungswirkung des Gasspeichers abgebaut wird. Die Wirksamkeit der Vorrichtung wird noch dadurch unterstützt, daß in der Zuführungsleitung 9 eine Drossel 23 eingesetzt ist, die durch eine Umgehungsleitung 24 mit einem in dieser angeordneten Rückschlagventil 25 überbrückbar ist und den Kolbenrücklauf abbremst.In the event of sudden pressure peaks in the power line 10, the additional, via the The pressure on the piston surface goes beyond the operating pressure 5 a lifting of the compensating piston and thereby a compression of the pressure gas in the Pressure chamber 6. In this case, however, the pressure in the recess 16 also effective via the Released sections 12, 13, 14 of the housing bore until the compensating piston is in its Returns to the starting position. But this takes place at the beginning of the piston movement as well during the period of the return of the compensating piston to the starting position, a pressure reduction, so that the to dampening pressure wave from the beginning and in addition to the damping effect of the gas reservoir will. The effectiveness of the device is supported by the fact that in the feed line 9 a Throttle 23 is used, through a bypass line 24 with a check valve arranged in this 25 can be bridged and brakes the piston return.

Der Aufbau eines zweiten, durch die nachfolgende Entspannung des Gasspeichers entstehenden Energie-Stoßes und dessen vom Dämpfungskolben ausgehende Reflektion in die Netzleitung ist damit wirksam unterbunden.The build-up of a second energy surge resulting from the subsequent expansion of the gas storage tank and its reflection into the power line emanating from the damping piston is thus effective prevented.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

t. Device for reducing pressure peaks in the power line of hydraulic systems by means of an in a housing against the action of a Storage pressure movable compensating piston, which at its by the pressure medium to be controlled loadable end face connected to a piston section by means of a piston rod is guided in a bore of the housing and in a stroke movement of the compensating piston in a recess widening this for the free flow of the pressure medium occurs, thereby characterized in that the piston face (5) and the housing wall (3) limited pressure space (7) and the limited by the recess (16) of the housing bore (15) Pressure chamber (16 ') spatially separated from one another and individually via supply lines (9, 19) the power line (10) are connected, wherein in the supply line (9) to the piston face (5) a Throttle (23) is arranged, which through a bypass line (24) with a the flow direction of the pressure medium to the mains line (10) blocking check valve (25) is bridged.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the compensating piston (2) with several arranged in steps one behind the other and when it is fed into corresponding recesses (16, 17, 18) of the housing bore (15) plunging piston sections (12,13,14) is connected.