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Druckluftakkumulator mit mechanischer Sicherheitssteuerung
Es sind trennkolben- und schwimmerlose D@ruckflüssigkeitsakkumulatoren mit mechanischer
Sicherheitssteuerung bekannt, bei denen die Steuereinrichtungen der Speisepumpe
bzw. die Sicherheitseinrichtungen des Akkumulators durch das verschieden hohe Gewicht
der veränderlichen Flüssigkeitsfüllung des Druckflüssigkeitsbehälters betätigt werden.
Diese Einrichtungen ,arbeiten messt nach dem Prinzip des doppelarmigen Hebels bzw.
der Waage; als Waageschale für die Druckflüssigkeit wird der Druckflüssigkeitsbehält:er
selbst benutzt. Auf -die eine Seite der Waage wirken somit das Gewicht des Druckflüssigkeitshehälters
sowie dasjenige der veränderlichen Flüssigkeitsfüllung, auf die andere Seite wirken
die Öffnungs- bzw. Bewegungswiderstände der Ventil- oder Schiebersteuerung sowie
eine meist veränderliche Gegenkraft (Feder oder Gegengewicht).
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Allen diesen Einrichtungen haftet der Mangel an, daß der verhältnismäßig
schwere Druckflüssigkeitsbehälter mitgewogen werden muß. Diesem gegenüber wiegt
die veränderliche Druckflüssigkeitsfüll@ung, die überdies nur zum Teil als Antriebskraft
für die Wiegeeinrichtung genutzt werden kann, sehr wenig. Unter dem Einfluß der
unvermeidlichen Reibungswiderstände, die in den Gelenken der Wiegeeinrichtung sowie
in den Stopfbüchsen der Druckflüssigkeits- und Druckluftzuführungen auftreten, verlieren
diese Einrichtungen zuviel von der an sich nur geringen Antriebskraft, um mit Sicherheit
die noch entgegenstehenden öffnungs- bzw. Bewegungswiderstände der Ventil- oder
Schiebersbeuerung sowie die Gegenkraft, die der Rückwärtsbewegung des ganzen Systems
dient, überwinden zu können.
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Diesen Mangel vermeidet der Gegenstand der vorliegenden Erfindung
dadurch, daß er als Waageschale für die veränderliche Flüssigkeitsfüllung ein im
Druckflüssgkeitshehälter als Boden für diesen angeordnetes bewegliches, dichtendes
Maschinenteil (z. B. Kolben. oder Membran o. dgl.) verwendet und dieses mit der
einen Seite des doppelarmigen Hebels bzw. der Wiegeeinrichtung verbindet. Auf diese
Art wird der verhältnismäßig schwere Druckflüssigkeitsbehälter selbst nicht mitgewogen;
die Gelenke der Wiegevorrichtung fallen entsprechend der wesentlich geringeren.
Belastung sehr viel kleiner aus 'und erzeugen dementsprechend nur ganz geringen
Reibungswiderstand. Stopfbüchsen bzw. Federrohre am Druckflüssigkeitsbehälter für
die Druckflüssigkeits- und Druckluftzuführung, die an 'sich sehr viel Reibungswiderstände
.ergeben würden, fallen gänzlich fort.
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Um die ganze Wiegeeinrichtung für die Gewichtsunterschiede der größeren
oder geringeren Druckflüssigkeitsfüllung besonders empfindlich zu machen, wird der
bewegliche Boden des Druckflüssigkeitsbehälters von der Einwirkung des .atmosphärischen
Überdruckes des Akkumulators befreit durch Anordnung einer druckfesten Kammer unter
ihm, die z. B. durch eine besondere Rohrleitung mit dem Luftraum des Akkumulators
in Verbindung steht. Hierbei braucht dann der bewegliche Boden nur gegen dengeringenhydrostatischen
Druck der Flüssigkeitsfüllung dichtzuhalten;
d. h. seine Dichtungsreibung
bzw. sein Verformungswiderstand fällt entsprechend gering aus.
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Um Stopfbüchsen auch für das Wiegegestänge unnötig zu machen, wird
die ganze Wiegeeinrichtung innerhalb der druckfesten Kammer untergebracht.
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Die Zeichnung zeigt als Beispiel eine Ausführungsform der Erfindung,
bei der als bewegliches, dichtendes Maschinenteil, also als Boden des Druckflüssigkeitsbehälters
1, !ein Kolben 9 vorgesehen ist. Dem Gewicht der Druckflüssigkeitsfüllung 8 entgegen
wirkt :die unter dem Kolben 9 angeordnete Feder 12, .damit für die spätere Zurückbewegung
des Kolbens 9 bzw. der ganzen Wiegeeinrichtung eine Kraft zur Verfügung steht. Der
Kolben 9 steht nun vermittels der Kolbenstange 13, die sich in einer Führung 14
noch besonders führt, und eines zweiarmigen Hebels 15, der um den Drehpunkt 16 schwingt,
mit den Ventilen 18 und 19 einer Steuerung 2o in Verbindung. Das Gewicht des Kolbens
9, der Kolbenstange 13 und des Hebels 15 ist durch das Gegenge"mcht 1 7 ausgeglichen.
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Zur Entlastung des Kolbens q vom atmosphärischen Überdruck des Akkumulators
ist eine druckfeste Kammer 11 unter ihm angeordnet, die durch eine Rohrleitung 1
o und 6 mit dem Luftraum 7 des Druckflüssigkeitsbehälters 1 bzw. mit den zur Vergrößerung
dieses Luftraumes vorgesehenen Luftflaschen 2 und 3 durch die Rohrleitungen q. und
5 in Verbindung steht.
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Die Wiegevorrichtung besteht hier also in der Hauptsache ,aus dem
um den Drehpunkt 16 schwingenden doppelarmigen Hebel 15, der einerseits belastet
wird durch die Druckflüssigkeit 8 im Druckflüssigkeitsbehälter 1 unter Vermittlung
des Kolbens 9 als Waageschale und der Kolbenstange 13, andererseits durch den Öffnungswiderstand
des Ventils 19 der Steuerung 20 und der Feder 1,1.
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Ein Arbeitsspiel der beispielsweise dargestellten Einrichtung vollzieht
sich. :etwa wie folgt. Die von der Pumpe geförderte Druckflüssigkeit tritt bei 21
in die Steuerung 20 ein, fließt bei der gezeichneten Darstellung über das geschlossene
Ventil 19 hinweg unter das geöffnete Ventil 18 und an diesem vorbei durch die Rohrleitung
22 in den Druckflüssigkeitsbehälter 1. Wird nun Druckflüssigkeit aus dem Druckflüssigkeitsbehälter
1 nicht @entnommen (die Entnahmeleitung ist nicht gezeichnet), so steigt die Druckflüssigkeit
8, und unter dem Einfluß ihres immer größer werdenden Gewichtes bewegt sich der
Kolben 9 unter Spannung der Feder 12 abwärts und dreht den doppelarmigen Hebel 15,
den Wiegebalken, um seinen Drehpunkt 16 entgegen der Uhrzeigerbewegung. Dadurch
wird das Ventil 18 geschlossen und das Ventil 19 geöffnet. Somit ist die Druckflüssigkeitslieferung
der Speisepumpe zum Akkumulator abgeschaltet, denn sie tritt, von 21 kommend, direkt
unter das nunmehr geöffnete Ventil 19 hindurch und fließt bei 23 wieder zur Pumpe
zurück, während das nunmehr geschlossene Ventil 18 ein Zurückfließen der Druckflüssigkeit
8 aus dem Druckflüssigkeitsbehälter 1 verhindert. Wird Druckflüssigkeit aus dem
Druckflüssigkeitsbehält.er 1 entnommen, so bewegt sich der Kolben 9 unter dem Einfluß
des geringer werdenden Gewichts der Druckflüssigkeitsmenge 8 einerseits und der
gespannten Feder 12 andererseits aufwärts, bewegt den Hebel 15, den Wiegebalken,
um seinen Drehpunkt 16 im Sinne der Uhrzeigerbewegung und schließt das Ventil 19
der Steuerung 20, während er das Ventil 18 wieder öffnet. Damit ist die Druckflüssigkeitslieferung
der Speisepumpe zum Akkumulator wieder eingeschaltet. In sinngemäß gleicher Weise
werden die sonst noch erforderlichen oder erwünschten Steuervorgänge und Sicherheitseinrichtungen
betätigt.
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Die vorstehend erläuterte Einrichtung kennzeichnet nur eine der möglichen
Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung. Immer besteht das Prinzip der Erfindung
darin, nach Art einer Wiegevorrichtung durch Auswiegen des Druckflüssigkeitsinhaltes
des Druckflüssigkeitsbehälters, ohne diesen selbst mitzuwiegen, Ventile oder Schieber
einer Steuerung o. dgl. zu betätigen, und zwar auf vollmechanischem Wege. Zu diesem
Zwecke wird im Druckflüssigkeitsbehälter ein beweglicher Boden (Membran oder entgegen
einer Federkraft o. dgl. beweglicher Kolben) als Waageschale für die Druckflüssigkeit
angeordnet und durch eine Wiegevorrichtung (doppelarmiger Hebel o. dgl.) mit den
Ventilen oder Schiebern einer Steuerung o. dgl. in vollmechanische Verbindung gebracht.