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Kolbenloser Druckluftakkumulator. Die Erfindung bezieht sich auf kolbenlose
Druckluftakkumulatoren, die zwischen Druckwasserpumpe und Presse eingeschaltet sind,
nach Art eines Windkessels als Druckregler wirken und zugleich die Aufgabe haben,
selbsttätig den Zufluß des Druckwassers entsprechend dessen Verbrauch zu regeln,
also z. B. bei zu starkem Druckwasserzufluß die Druckwasserpumpe abzustellen und
bei zu geringem Druckw.asserzufluß ein Leerlaufen des Akkumulators und Übertreten
der im Akkumulator befindlichen Druckluft zu verhüten. Bei einem bekannten Druckluftakkumulator
dieser Art ist ein zylindrischer Behälter in einem Druckzylinder senkrecht verstellbar
geführt und durch ein nach außen gehendes Gestänge mit einem veränderlichen Gegengewicht
und den die Druckwasserzufuhr regelnden Organen verbunden. Dieser Akkumulator hat
den Nachteil, daß nicht alle beweglichen Teile ohne weiteres zugänglich sind, die
Durchführungsstelle durch den Druckzylinder leicht zu Undichtigkeiten Anlaß gibt
und die Innenwandung des Druckzylinders mit Rücksicht auf eine gute Führung des
Behälters bearbeitet sein muß, wodurch die Herstellungskosten der Vorrichtung wesentlich
erhöht werden. Bei einem anderen Druckluftakkumulator dieser Art sind diese Nachteile
zwar vermieden, jedoch ist hierbei der Druckeylinder selbst senkrecht verstellbar
gelagert. Daraus ergibt sich der Nachteil, daß große Gegengewichte sowie schwere
Lager und Hebel verwendet werden müssen. Die Erfindung bezweckt, einen Druckluftakkumulator
zu schaffen, bei dem die genännten Nachteile vermieden sind.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
An einem Druckzylinder z ist ein Ventilblock 2 gelagert,
an den eine Druckwasserzuleitung 3, eine mit dein Boden des Druckzylinders i in
Verbindung stehende Leitung 4 sowie eine Druckwasserableitung 5 angeschlossen sind.
Die Leitung 3 steht durch ein federbelastetes Ventil 6 mit einer Abwasserleitung
7, ferner durch ein Wickschlagventil 8 mit der Druckwasserableitung 5 und durch
ein weiteres federbelastetes Ventil 9 mit der Leitung 4. in Verbindung. An den Ventilblock
2 sind ferner zwei Leitungen io und ii angeschlossen, von denen die eine, io, zu
.der Stirnfläche der an ihrem oberen Ende als Kolben ausgebildeten Spindel des Ventils
6 und die andere, i i, mit der oberen Stirnfläche eines Kolbens 13 in Verbindung
steht, der mit einem abgesetzten unteren Ende 13'
auf den Ventil 9 ruht. Die
anderen Enden der Leitung io und ii sind je an einen Ventilblock 14 und
15 angeschlossen, von denen der eine, i4., am oberen und der andere, 15,
am unteren Ende des Druckzylinders angeordnet ist.
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Die obere Druckfläche des Kolbens 13, vermindert um den Querschnitt
des unteren Endes 13', ist so groß gewählt, daß der Kolben 13 und
das Ventil 9 entgegen der nach oben wirkenden Feder des Ventils 9 nach unten gedrückt
werden, das Ventil 9 also geöffnet wird, und zwar auch dann, wenn alle wirksamen
Druckflächen des Ventils 9 und des Kolbens 13 unter Druck stehen. Die ol:ere Druckfläche
12' des Kolbens i2 ist um so viel größer als die untere wirksame. Druckflä ehe des
Ventils 6, daß letzteres entgegen seiner nach oben wirkenden Federbelastung abwärts
gedrückt wird, wenn das Druckwasser gleichzeitig auf die Fläche i2' des Kolbens
und von unten auf das Ventil 6 .In .dein Block- 14 ist- ein als Doppelkegel ausgebildetes
Ventil 16 verstellbar gelagert. Durch dieses Ventil 16 kann die Kammer des Ventilblocks
14 sowohl mit einer Abwasserleitung 17 als auch mit einer Druckwasserleitung 18,
die ebenfalls an den Akkumulator angeschlossen sein kann, verbunden werden. In der
auf der Zeichnung dargestellten Lage wird der Ventilkegel durch eine Feder i9 gegen
den cberen Ventilsitz gedrückt, so daß die Leitung io über .die Ventilkammer mit
der Abwasserleitung 17 verbunden ist, während die Leitung io bei niedergedrücktem
Ventil mit der Druckwasserleitung IS in Verbindung steht.
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Die Einrichtung des Ventilblockes i 5 stimmt mit der .des Ventilblockes
14 im wesentlichen überein.. Durch eine Feder 2o wird das Ventil 2i gegen den oberen
Ventilsitz gedrückt. Die Leitung i i ist dann mit einer Leitung 22 verbunden, die
in das Innere des Druckzylinders i führt, während die Leitung i i bei niedergedrücktem
Ventil, wie veranschaulicht, mit einer Abwasserleitung 23 in Verbindung steht.
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An dem Druckzylinder i sind ferner unter Vermittlung verstellbarer
Schellen 24 und 25 zwei Stenervorrichtungen angeordnet. Im folgenden soll zunächst
die am oberen Teile des Druckzylinders angeordnete Steuervorrichtung beschrieben
werden. An der Schelle 24 ist- ein doppelarmiger Hebel -26 angelenkt, der an seinem
einen Ende ein Gefäß 27 und an seinem anderen Ende ein Gegengewicht 28 trägt. Der
obere Teil -des Gefäßes 27 steht durch einen Luftschlauch 29 mfit dem Innenraum
des Druckzylinders i in Verbindung, und zwar mündet der Luftschlauch an der höchsten
Stelle des Druckzylinders in diesen ein. Ein weiterer Schlauch 30 verbindet
den unteren Teil des Gefäßes 27 mit einer tiefer gelegenen Stelle des Druckzylinders
i. An dem das Gefäß 27 tragenden Arm des Hebels 26 ist ein Anschlag 31 vorgesehen,
der bei Schwenkung des Hebels 26 in Pfeilrichtung x auf den Spindelkopf .des Ventils
16 auftrifft.
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Die an ,der unteren Schelle 25 angeordnete Steuervorrichtung besteht
aus einem doppelarmigen Hebel 32, eainem Gefäß 33, einem Gegengewicht 34 und zwei
Schlauchleitungen 35 und 36 für Wasser und für Luft. Zur Steuerung .des Ventils
:2i ist an dem das Gegengewicht tragenden Arm des Hebels 32 ein Anschlag 37 vorgesehen.
Auf der oberen Stirnfläche des Druckzylinders ist eine mit einer Druckluftleitung
38 in Verbindung stehende Absperrvorrichtung 39 angeordnet.
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Die` Wirkungsweise des beschriebenen Alclcumulators ist folgende:
In der auf .der Zeichnung veranschaulichfen Stellung der Teile des Akkumulators
fließt das Druckwasser von der Pumpe .durch die Leitung 3 an dem gegen die Abwasserleitung
7 geschlossenen Ventil 6 vorbei, öffnet das Rückschlagventil 8 und strömt durch
die Leitung 5 zur Presse. Gleichzeitig öffnet das Druckwasser das Ventil 9 entgegen
dem Federdruck und strömt durch die Leitung d. in den Druckzylinder i, in dem der
Wasserspiegel beispielsweise die Lage I einnimmt. Es sei nun angenommen, daß die
Pumpe mehr Wasser liefert, als von der Presse verbraucht wird, also der Wasserspiegel
im Druckzylinder steigt. Sobald das Wasser über .die Unterkante .des Gefäßes
33 hinaus gestiegen ist, der Wasserspiegel also etwa die Lage II erreicht
bat, tritt es durch den Schlauch 35 in das Gefäß ein, das infolgedessen sinkt. Die
in dem Gefäß enthaltene Luft entweicht durch den Schlauch 36 in den Druckzvlinder.
Bei Beginn des Sinkens gibt
der Anschlag 37 das Ventil 21 frei,
das sodann durch die Feder 2o gehoben wird. Dadurch ist die Verbindung zwischen
-den Leitungen 22 und i i hergestellt. Der in dein Druckzylinder herrschende Druck
überträgt .:ich somit auf .den Kalben 13 und unterstützt die durch das Druckwasser
auf das Ventil 9 ausgeübte Wirkung. Die einzelnen Teile des Akkumulators behalten
nunmehr ihre eingenommene Stellung bei, bis bei steigendem Wasser der Wasserspiegel
die Lage III erreicht hat. In dieser Lage tritt das Wasser durch den Schlauch
30 in das Gefäß 27 über, das nun ebenfalls sinkt, bis der Anschlag 31 auf
das Ventil 16 auftrifft, wobei die Feder ic zusammengedrückt und der Weg für das
Druckwasser aus der Leitung 18 zum Kolben 12 freigegeben wird. Die im Gefäß enthaltene
Luft strömt durch den Sehlauch 29 in den Druclczvlinder. Durch den Druck des Wassers
auf diel Fläche 12' des Kolbens 12 wird das Ventil 6 unter Zusammendrücken -der
zugehörigen Feder geöffnet, so daß eine Verbindung zwischen ,der Druckwasserleitung
3 und (ler Abwasserleitung 7 hergestellt wird. Infolge des beim öffnen des Ventils
6 plötzlich auftretenden Druckabfalles wird das unter dein Druck des Wassers der
Presse stehende Rückschla:gventil8 fest auf seinen Sitz gedrückt. Das von der Pumpe
geförderte Wasser fließt über das Ventil 6 durch die Abwasserleitung? zumPumpenkasten
zurück, die Pumpe läuft also leer.
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\:unmelrr wird der Presse lediglich durch den Akkumulator Druckwasser
zugeführt, und zwar durch die Leitung d. und das Ventil 9, das durch den Kolben
13, der ebenfalls unter Druck steht, auf Grund der bereits C rw# *iliiiteii Größenverhältnisse
der Druckflächen des Ventils 9 und des Kolbens 13 offen gehalten wird. Infolge des
Abströmens von Wasser aus dem Druckzylinder i sinkt nunmehr der Wasserspiegel in
diesen allmählich. Dabei entleert sich .das Gefäß 27, der Dolrpelliebel 26 schwingt
in die aus der Zeichnung ersichtliche Lage zurück, und das Ventil t 6 wird durch
die Feder 19 gegen seinen olleren Sitz gedrückt. Der auf dem Kolben 12 lastende
Wasserdruck wird infolgedessen aufgehoben arid das Ventil 6 unter der Wirkung seiner
Feder geschlossen. Die Pumpe arbeitet nunmehr wieder auf die Presse. Dabei gleichen
sich etwa zwischen der Kamrner 2' und der Leitung 4. herrschende Druckunterschiede
aus, d. lt. schafft die Pumpe mehr Wasser, als die Presse benötigt, so strömt infolge
des überdruckes in der Kammer :2' wieder Druckwasser durch die Leitung d. in den
Akkumulator, und benötigt die Presse mehr Wasser, als ihr durch die Pumpe zugeführt
wird, so herrscht in der Kammer 2' gegenüber der Leitung d ein Unterdruck, und es
strömt Druckwasser aus dein Akkumulator nach der Presse. Ist letzteres der Fall,
so sinkt der Wasserspiegel im Akkumulator «,-eiter, bis sich das Gefäß 33 entleert,
der Doppelhebel 32 wieder in die dargestellte Lage schwingt und das -Ventil 2i gegen
den Akkumulator schließt. Das in der Leitung i i befindliche Druckwasser fließt
als Abwasser durch die Leitung 23 ab. Sobald der Druck auf -den Kolben 13 nachläßt,
wird das Ventil 9 infolge des in diesem Falle in der Kammer herrschenden Unterdruckes
durch seine Feder geschlossen; ein weiteres Altströmen von Wasser oder ein Entweichen
der Luft aus dem Akkumulator wird dadurch verhindert.