DE646855C - Hydraulische Antriebsvorrichtung - Google Patents

Description

Bei hydraulischen Antriebsvorrichtungen mit in die Betriebsflüssigkeit eintauchendem Arbeitskolben, der unter der Wirkung des auf seine Unterseite ausgeübten hydraulischen Druckes den Arbeitshub ausführt, muß die Druckflüssigkeit beim Rückhub des Kolbens von dem Raum unterhalb des Kolbens nach dem Raum oberhalb des Kolbens hinübertreten. Diese mit Wirbelungen verbundene Bewegung der Flüssigkeit, beispielsweise Öl, führt zur Schaumbildung, so daß der Raum oberhalb- des Kolbens in dem Maße, wie der Kolben seinen Rückhub ausführt, mehr und mehr mit einem schäumenden Flüssigkeit-Luft-Gemisch angefüllt wird. Dieses Gemisch gelangt dabei unter Druck, da die_ an die obere Kolbenfläche angeschlossene Kolbenstange einen wesentlichen Teil des Raumes oberhalb des Kolbens einnimmt und infolgedessen für einen gegebenen ölumlauf von der unteren zur oberen Kolbenseite der Volumenzuwachs über dem Kolben kleiner ist als die Volumenabnahme unter dem 'Kolben. Die durch das Volumen der Kolbenstange gebildete Differenz zwischen den beiden Volumina muß durch Zusammenpressen des Luft-Öl-Gemisches ausgeglichen werden. Das unter Druck stehende Gemisch findet einen Druckausgleich, indem es durch vorhandene Undichtigkeiten austritt, so insbesondere durch die Führung der Kolbenstange im Zylinderdeckel. Dieser Flüssigkeitsaustritt ist unerwünscht und erfordert auch in gewissen Zeitabständen ein Nachfüllen des Öles.

Nach der Erfindung sind diese Übelstände durch die Verwendung einer mit der Oberseite des Kolbens in Verbindung stehenden Druckausgleichvorrichtung beseitigt, die den beim Eintauchen des Kolbens entstehenden Überdruck ableitet und zugleich zur Entschäumung der Betriebsflüssigkeit dient.

Würde man den Schaum aus dem Druckraum über dem Kolben unmittelbar in den Ausgleichraum durch die auf dem Boden dieses Raumes angesammelte Flüssigkeit hindurchtreten lassen, so wäre es unvermeidlich, ■ daß dabei Flüssigkeitsteilchen zusammen mit der Luft aus der erforderlichen Entlüftungsöffnung herausgedrückt werden. Daher ist nach der Erfindung in dem Ausgleichraum ein Rohr angeordnet, das am oberen Ende einen Überlauf für den ihm unten zugeführten Flüssigkeitsschaum aufweist. Hierdurch ist mit einfachen Mitteln eine gegenseitige Trennung der Luft und der Betriebsflüssigkeit erreicht.

Eine besonders zweckmäßige Bauart des Ausgleichraumes ist nach der Erfindung dadurch ermöglicht, daß das Rohr als Führung für die hohl ausgebildete Ventilstange eines

zwischen dem Druckraum über dem Kolben und dem Ausgleichraum eingeschalteten Ventils ausgebildet ist. Dieses Ventil steuert, lediglich die Abflußöffnungen für die in deri' Druckraum zurückzuführende entschäumte Betriebsflüssigkeit. Hierdurch ist erreicht, daß der Druckraum über dem Kolben trotz Anordnung eines zwischen dem Druckraum und dem Ausgleichraum eingeschalteten Ventils ίο ständig mit der Außenluft verbunden ist, ohne daß diese Verbindung das Herausschleudern von Flüssigkeitsteilchen ermöglicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung ist auf der Zeichnung dargestellt.

Abb. ι zeigt die Antriebsvorrichtung im senkrechten Längsschnitt. Abb. 2 zeigt einen Teil der Abb. 1 in größerem Maßstabe und ao im senkrechten Längsschnitt. Abb. 3 ist ein Schnitt, nach der Linie 3-3 der Abb. 1. Abb. 4 zeigt den gesamten hydraulischen Antrieb in schematischer Darstellung mit dem angebauten Erfindungsgegenstand. Gemäß Abb. 1 besteht die hydraulische Antriebsvorrichtung 10 aus einem Zylinder 11 mit einem Kolben 12. An der oberen Seite des Kolbens 12 greift die Kolbenstange 14 an, die mit einem außerhalb des Zylinders be-Endlichen Stellglied 15 verbunden ist. Eine Schraubenfeder 16 drückt den Kolben nach abwärts. Durch die von einer Zahnradpumpe ι S geförderte Betriebsflüssigkeit kann der Kolben entgegen der Wirkung der Feder 16 nach oben bewegt werden. Die Pumpe wird \*on einem nicht dargestellten Elektromotor über die Antriebswelle Jo angetrieben. Der Zylinder 11 ist nahezu vollständig mit der Betriebsflüssigkeit 21, beispielsweise Öl, gefüllt. Beim Antrieb der Welle 20 durch den nicht dargestellten Elektromotor drehen sich die Zahnräder 22 und 23 der Pumpe 18 in einer solchen Richtung, daß Öl durch den Einlaß 24 aus dem über der oberen Kolbenfläche 12" liegenden Raum gegen die Fläche 25 (Abb. 3) eines Ventils 26 strömt. Unter diesem Druck bewegt sich das Ventil 26 entgegen der Wirkung einer Feder 27. Infolgedessen wird der Kanal 28, der die Räume oberhalb und unterhalb des Kolbens 12 miteinander verbindet, geschlossen. Gleichzeitig wird durch eine Öffnung 26^s (Abb. 1) die Druckleitung 29 der Pumpe 18 mit dem unteren Zylinderraum verbunden. L^Tnter der Wirkung des hydraulischen Druckes der Pumpe bewegt sich der Arbeitskolben 12 entgegen der Wirkung der Feder 16 nach oben. Diese Bewegung wird auf das Stellglied 15 übertragen, das daher ein beliebiges Steuerglied 32 antreibt, das beispielsweise einen Schalter schließt.

Sobald der Kolben 1 2 eine bestimmte Stellung erreicht hat, wird der Motor abgeschaltet, so daß die Pumpe stillsteht und unverzüglich der Druck der Betriebsflüssigkeit auf die untere Fläche 12'' des Arbeitskolbens aufhört. Gleichzeitig wird das Ventil 26 entlastet, das daher unter der Wirkung der Feder 27 in die Stellung nach Abb. 1 zurückkehrt und den Verbindungskanal 28 freigibt. Der unter der Wirkung der Feder 16 in seine ursprüngliche Lage zurückkehrende Arbeitskolben verdrängt bei diesem Abwärtshub das Öl. das durch den Verbindungskanal 28 hindurch von dem Raum unterhalb des Kolbens 12 nach dem Raum oberhalb des Kolbens strömt. Hierbei wird das Öl in eine wirbelnde Bewegung versetzt, so daß sich der Raum über dem Kolben mehr und mehr mit einem schäumenden Öl-Luft-Gemisch anfüllt. Da 8» die Kolbenstange 14 einen wesentlichen Teil des Raumes oberhalb des Kolbens 12 einnimmt und daher beim Abwärtshub des Arbeitskolbens der Volumenzuwachs über dem Kolben kleiner ist als die entsprechende Volunienabnahme unter dem Kolben, gelangt das schäumende Öl-Luft-Gemisch unter Druck. Das sich zusammenpressende Gemisch sucht einen Ausweg durch das zwischen der Kolbenstange 14 und ihrer Lagerhülse vornandene Spiel. Dieser Flüssigkeitsaustritt wird durch die nachstehend beschriebene Vorrichtung nach der Erfindung verhindert.

Auf dem Deckel 42 des Zylinders 11 ist ein Behälter 44 angeordnet, der durch eine oftnung 40 mit dem Raum oberhalb des Arbeitskolbens 12 in Verbindung steht. Die Verbindung zwischen dem Deckel 42 und dem Behälter 44 ist mittels eines Gewindes 45 hergestellt. Das Innere des Behälters 44 bildet einen Ausgleichraum für das oberhalb des Arbeitskolbens 12 unter Druck stehende schäumende Öl-Luft-Gemisch. In der Nähe der Einlaßöffnung 40 ist ein Ventil 46 angeordnet, dessen Ventilstange 47 in einem Rohr gleiter. Das Rohr 48 liegt in der Längsmittelachse des Behälters 44. Im oberen Teil des Rohres 48 ist eine Öffnung 49 angeordnet, die das Innere des Rohres mit dem oberen Teil 50 des Behälters 44 verbindet. Am unteren Ende des Rohres 48 befinden sich mehrere Durchlaßöfrnungen 51, die eine Verbindung zwischen dem unteren Teil 52 des Behälters und einem oberhalb des Ventils 46 befindlichen Raum 53 herstellen. Durch den Raum erstreckt sich die mit einer Bohrung versehene Ventilstange 47.

Wenn in dem Raum oberhalb des Arbeitskolbens 12 bei dessen Abwärtshub ein Überdruck entsteht, wird das Ventil 46 unter der Wirkung dieses Druckes aus der Stellung nach Abb. 2 nach oben bewegt, bis es an die

durch den Rand 56 des Durchlasses 53 gebildete Fläche anschlägt. Dabei wird dieser Durchlaß 53 geschlossen. Der ölschaum kann nun durch die Bohrung 58 der Ventil-S stange 47 aus dem Raum oberhalb des Arbeitskolbens 12 in das Rohr 48 treten und durch den Überlauf 49 oben in das Innere des Ausgleichbehälters 44 gelangen. Die rechtwinklige Ablenkung durch den Überlauf 49 beeinflußt den Schaum derart, daß sich das flüssige Öl auf dem Boden des Behälters sammelt, während die in dem Schaum befindliche Luft durch den Auslaß 60 in die freie Atmosphäre entweichen kann. Innerhalb des Zeitraumes, in dem das Flüssigkeitsgemisch bis zum Boden des Behälters gelangt, findet eine so vollständige Trennpng zwischen den Flüssigkeitsteilchen und- den Luftteilchen statt, daß keine nennenswerte Flüssigkeitsmenge nach außen geschleudert wird. Sobald der überdruck in dem Raum oberhalb des Kolbens 12 nachläßt, gelangt das Ventil 46 unter der Wirkung der Schwerkraft in seine ursprüngliche Stellung nach Abb. 2 zurück.

Das im Ausgleichbehälter 44 bis dahin angesammelte Öl kann nun durch die Öffnungen 51 und 53 sowie durch im Ventilkörper 46 angeordnete Öffnungen 54 in den Arbeitszylinder 11 zurückfließen.

Da die Bohrung 58 der Ventilstange 47 im Vergleich zu dem zwischen der Kolbenstange 14 und seiner Lagerhülse vorhandenen Spiel und auch im Vergleich zu Undichtigkeiten an anderen Stellen, z. B. an der Antriebswelle 20, verhältnismäßig groß ist, findet in dem Raum oberhalb des Arbeitskolbens 12 eine so schnelle Druckentlastung statt, daß das Öl bzw. der Schaum nicht durch die genannten Undichtigkeiten nach außen tritt, sondern vielmehr den Weg des geringsten Widerstandes durch die hohle Ventilstange 47 hindurch wählt. Dabei sind Flüssigkeitsverluste ausgeschlossen, da das in dem Ausglejchbehälter angesammelte öl restlos in den Arbeitszylinder 11 zurückströmt.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ι. Hydraulische Antriebsvorrichtung, bei welcher der Arbeitskolben in die Betriebsflüssigkeit eintaucht und bei der auf der Unterseite des Kolbens Druck erzeugt wird, gekennzeichnet durch die Verwendung einer mit der Oberseite des Kolbens in Verbindung stehenden Druckausgleichvorrichtung, die den beim Eintauchen des Kolbens entstehenden Überdruck ableitet 'und zugleich zur Entschäumung der Betriebsflüssigkeit dient.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Aus-. gleichraum (44) ein Rohr (48) angeordnet ist, das am oberen Ende einen Überlauf (49) für den ihm unten zugeführten Flüssigkeitsschaum aufweist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (48) als Führung für die hohl ausgebildete Stange (47) eines in bekannter Weise zwischen dem Druckraum über dem Kolben (12) und dem Ausgleichraum (44) eingeschalteten Ventils (46) ausgebildet ist, das die Abflußöffnungen (51, 53) für die in den Druckraum zurückzuführende entschäumte Betriebsflüssigkeit steuert.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen