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Vorrichtung zum Abschalten einer Hydraulikanlage
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art.
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Bei hydraulisch gesteuerten oder geregelten Maschinen und Anlagen,
zum Beispiel bei Werkzeugmaschinen und ganzen Transferstraßen, muß sichergestellt
sein, daß die Maschine beziehungsweise Anlage nicht wegen des Ausfails des hydraulischen
Kreises schaden erleidet. Es ist daher üblich, den Hydraulikkreis durch ständige
Kontrolle des Hydraulikölstandes im üblicherweise vorhandenen Hydraulikbehälter
zu überwachen. Im allgemeinen wird zu diesem Zweck im Hydraulikbehälter ein Schwimmer
angeordnet, durch den ein die gesamte Anlage oder den Hydraulikkreis abschaltendes
Schaltsignal ausgelöst wird, wenn der Hydraulikölstand aufgrund von Ölverlusten
infolge von Leck-oder Rohrbrüchen einen minimalen Stand erreicht hat. Die im Verlaufe
des normalen Betriebs infolge der üblichen Undichtigkeiten auftretenden Öl verl
uste werden bei Erreichen dieses Ilydrauliköl-Minimal standes durch ncues Ilydraul-köl
ersetzt.
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Bei plötzlich auftretenden größeren Störungen, zum Beispiel Rohrbrüchen,
wird die Anlage bei in dieser Weise geschützten Hydraulikanlagen erst abgeschaltet,
wenn der minimale Ölstand erreicht ist.
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Das heißt, daß zunächst große Hydraulikölmengen austreten, ehe die
Störung erkannt und die Anlage beziehungsweise Teile davon abgeschaltet werden.
Dies ist nicht nur wegen des kostspieligen großen Ölverlustes unangenehm -in Hydraulikbehälter
größerer Anlagen können sich beispielsweise mehr als 500 Liter Hydrauliköl befinden
-, sondern auch wegen der Gafahr, daß durch das ausströmende Hydrauliköl Folgeschäden
entstehen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 genannten Art so auszubilden, daß größere Ölverluste infolge
plötzlich auftretender Störungen schnell erkannt werden, so daß die Anlage abgeschaltet
wird, ehe zu große Ölmengen ausgeströmt sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden iierkmale
des Patentanspruchs 1 gelöst. Zur Überwachung des Hydraulikölstandes werden also
zwei voneinander getrennte Schwimmer vorgesehen, von denen der eine plötzlichen
Ölstandsänderungen unverzögert und der andere infolge seiner Anordnung in einer
separaten Hydraulikkammer nur verzögert folgt, wobei die bei plötzlichen Ölverlusten
sich egebende Relativbewegung zwischen den beiden Schwimmern zur Auslösung eines
Schaltsignales ausgenutzt wird.
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Weitere vorteilhafte und wesentliche Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels werden
die Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung erläutert.
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In der einzigen Figur der Zeichnung ist schematisch der Teil eines
Hydraulikbehälters dargestellt, in dem die der Überwachung und Abschaltung der Hydraulikanlage
dienende Vorrichtung unt e rgebraciit ist. Die übrigen Teile der Hydraulikanlage
wie Zu- und Ableitung zum Hydraulikbehälter, Hydraulikpumpe usw. sind nicht weiter
dargestellt, weil sie zun Verstindnis der ~Erfindung nicht notwendig sind.
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Im Hydraulikbehälter 1 sind ein relativ großer erster Schwimmer 2
und ein im Vergleich dazu kleiner zweiter Schwimmer 3 untergebracht.
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Während der erste Schwimmer 2 direkt im Hydraulikbehälter 1 angeordnet
ist, befindet sich der zweite Schwimmer 3 in einer vom eigentlichen Hydraulikbehälter
1 abgetrennten Hydraulikkammer, welche durch eine kleine Drosselöffnung 6 mit dem
Hydraulikbehälter verbunden ist, so daß sich im Hydraulikbehälter 1 und in dieser
Kammer 7 im stationären Fall der gleiche Hydraulikölstand, der in der Zeichnung
mit 15 beziffert ist, ergibt. Diese separate Hydraulikkammer wird im AusfLihrungsbeispiel
durch ein Rohr 7 gebildet, welches innerhalb des Hydraulikbehälters 1 angeordnet
ist und sich annähernd bis auf den Behälterboden 8 erstreckt. Grundsätzlich könnte
eine solche separate Kammer jedoch auch außerhalb des eigentlichen Hydraulikbehälters,
beispielsweise seitlich am Behälter, angeordnet werden, doch bietet die im Ausführungsbeispiel
gewählte Ausgestaltung den Vorteil, daß sich eine besonders kompakte Anordnung ergibt,
die - im Vergleich zu her, kömmlichen Überwachungsvorrichtungen - kaum Änderungen
am Hydraulikbehälter erforderlich macht. Im Ausführungsbeispiel wird das in den
Rydraulikbehälter hineinragende Rohr gleichzeitig zur Führung des direkt im Hydraulikbehälter
1 angeordneten großen Schwimmers 2 ausgenutzt, der zu diesem Zweck ringförmig ausgebildet
und um das Rohr herumgelegt ist. Der im Rohr angeordnete kleine Schwimmer 3 besitzt
entsprechend eine an die Form des Rohres 7 angepaßte zylindrische Gestalt, so daß
auch dieser Schwimmer durch das Rohr geführt wird.
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Man erkennt, daß die beiden Schwimmer 2 und 3 entsprechend dem Ölstand
15 im Hydraulikbehälter 1 mehr oder weniger angehoben oder abgesenkt werden. Da
das die separate lIydraulikkammer bildende Rohrinnere
nur durch
die kleine Drosselöffnung 6 mit dem eigentlichen Hydraulikbehälter 1 in Verbindung
steht, wird der Ölstand im Rohr 7 plötzlichen Ölstandsänderungen im Hydraulikbehälter
1 nur verzögert folgen. Dieses verzögerte Absinken des Ölstandes in der separaten
Hydraulikkcammer wird ausgenutzt, um plötzlich auftretende starke Ölverluste schnell
zu erkennen und die Anlage bereits abzuschalten bevor der Ölstand einen plininalvert
erreicht hat, bei dem die Anlage bei herkömmlichen Überwachungsvorrichtungen erst
abgeschaltet werden würde.
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Die beiden Schwimmer 2 und 3 sind zu diesem Zweck jeweils mit einem
stabförmigen Trägerglied 9 beziehungsweise 10 ausgerüstet, welche durch den Behälterhimmel
11 des Hydraulikbehälters 1 hindurchgefXlrt sind. Am freien Ende der Tragglieder
sind miteinander zusammenwirkende Schaltelemente, ein elektrisches Schaltglied 4
und ein dieses Schaltglied gegebenenfalls auslösendes Betätigungsglied 5, befestigt.
Im Ausführungsbeispiel ist das elektrische Schaltglied am Trägerglied 10 des großen
Schwimmers und das Betätigungsglied am Trägerglied 9 des kleinen Schwimmers 3 befestigt.
Prinzipiell könnte jedoch auch die umgekehrte Anordnung gewählt werden. Das elektrische
Schaltglied 4 ist als elektronischer Annäherungsschalter (Initiator) und das Betätigungsglied
5 als Blechfahne o. ä. ausgebildet. Sowie diese als Bedämpfung dienende Blechfahne
aus dem unmittelbaren Bereich des Annäherungsschalters 4 - dieser Zustand ist im
Ausführungsbeispiel gezeigt -verschwindet, wird vom Annäherungsschalter ein Schaltsignal
ausgelöst, welches zur Abschaltung der Anlage und/oder zur Anzeige der Störung ausgenutzt
werden kann. Wie aus der Zeichnung leicht zu erkennen ist, befindet sich die Blechfahne
5 normalerweise im unmittelbaren Schaltungsbereich des Annciherungsschalters 4.
llenn der Öl stand im Hydraulikbehälter jedoch infolge eines Rohrbruches o. ä. plötzlich
abfüllt gerüst die Bleciifahne aus dem Schaltungsbereich des Annäherungsschalters,
so daß ein Schaltsignal ausgelöst wird. Der mit dem großen Schwimmer 2 in Verbindung
stehende Annäherungsschalter 4 wird in diesem Falle nämlich ebenfalls sehr schnell
abgesenkt, während der im Rohr 7 befindliche, die Blechfahne 5 tragende kleine Schwimmer
3 nur langsam
abgesenkt wird, da das im Rohr 7 befindliche Öl wegen
der kleinen Drosselöffnung 6 nur langsam dem Abfall des Öls im Hydraulikbehälter
1 folgen kann.
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Man erkennt, daß die Hydraulikanlage aufgrund der vorgeschlagenen
Anordnung sehr viel früher abgeschaltet wird als bei herkömmlichen Anlagen, weil
nicht die absolute Höhenlage eines einzigen Schwimmers, sondern seine relative Verschiebung
zu einem zweiten Schwimmer als auslösendes Moment ausgenutzt wird. Nicht die Höhe
des Ölstandes selbst, sondern die Absenkgeschwindigkeit des Ölspiegels im Hydraulikbehälter
spielt die entscheidende Rolle.
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Um mit der vorgeschlagenen Vorrichtung auch dann eine zuverlässige
Abschaltung zu erreichen, wenn der Ölstand 15 aufgrund üblicher Leckverluste langsam
auf eine Minimalhöhe abgesunken ist, ist ein mechanischer Anschlag 14 vorgesehen,
durch welchen die Abwärtsbewegung des in der Hydraulikkammer befindlichen Schwimmers
3 so frühzeitig begr nzt wird, daß der mit dem absinkenden Ölstand ebenfalls weiter
absinkende Schwimmer 2 gerade dann, wenn im Hydraulkbehälter der minimale Ölstand
erreicht ist, eine Lage annimmt, in der die Blechfahne 5 aus dem Schaltungsbereich
des Annäherungsschalters 4 verschwindet und somit ein Schaltsignal ausgelöst wird.
Es versteht sich, daß abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel auch die Abwärtsbewegung
des äußeren Schwimmers 2 begrenzt werden könnte. Die gezeigte Anordnung besitzt
jedoch den Vorteil, daß plötzliche Leitungsbrüche bis zum Erreichen des minimalen
Öl standes frühzeitig erkannt werden.
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Im Ausführungsbeispiel ist das als separate Hydraulikkammer und als
Führung dienende Rohr 7 an einem Deckel 12 befestigt, mit dem eine im Behälterhimmer
11 befindliche Öffnung 13 - beispielsweise mittels nicht wetter dargestellter Schrauben
- lösbar verschlossen ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders günstig zu montierende
und zu demontierende Vorrichtung. Wenn die im Behälterhimmel 11 vorgesehene Öffnung
13 genügend groß ausgeführt wird, kann die gesamte Vorrichtung zum Abschalten der
Hydraulikanlage, das heißt Rohr 7 mit den
beiden Schwimmern 2 und
3 vormontiert und als kompletter Bausatz in dem Hydraulikbehälter 1 eingebaut werden.