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Hydraulische Anlage mit einem Druckspeicher und einem Umschaltventil,
insbesondere für Druckgießmaschinen Bei hydraulischen Anlagen ist es bekannt, zwischen
der zur Druckerzeugung dienenden Pumpe und den Arbeitsgeräten einen Druckspeicher
vorzusehen. Um hierbei mit ständig laufender Pumpe arbeiten zu können, muß ferner
ein Umschaltventil vorgesehen sein, das über eine hydraulische Hebevorrichtung mit
dem Druckspeicher in Verbindung steht und das beim Erreichen eines Druckmaximums
die Speiseleitung an eine Abflußleitung und bei Erreichen eines bestimmten Druckminimums
die Speiseleitung an den Vorratsbehälter selbsttätig wieder anschließt. Hierbei
muß der bewegliche Teil des Umschaltventils unter einem bestimmten Druck stehen,
der etwa dem mittleren Druck des Druckspeichers entspricht. Zur Erzielung dieses
Belastungsdruckes des Umschaltventils wurden Federn und auch Belastungsgewichte
benutzt. Die Benutzung von Gewichten oder Federn ergibt aber eine verhältnismäßig
umständliche Konstruktion des Umschaltventils. Da es sich meist um sehr hohe Drücke
handelt, müssen verhältnismäßig schwere Gewichte bzw. kräftige Federn verwendet
werden. Bei Belastungsfedern besteht zudem die Gefahr eines Federbruches. Weiterhin
ist es schwierig, die Differenz zwischen den beiden das Ventil zum Ansprechen bringenden
Drücken klein zu halten.
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Zur Vermeidung der geschilderten Nachteile wird demgegenüber erfindungsgemäß
eine mit einem Druckspeicher und einem Umschaltventil versehene hydraulische Anlage
insbesondere für Druck-, z. B. Spritzgießmaschinen vorgeschlagen, bei welcher das
Umschaltventil mit einer der genannten hydraulischen Hebevorrichtung entgegenwirkenden
zweiten
hydraulischen Hebevorrichtung versehen ist, die mit einem vorzugsweise unter konstantem
Druck stehenden zweiten Druckbehälter in Verbindung steht. Durch die nach der Erfindung
vorgesehene zweite hydraulische Hebevorrichtung kommen Federglieder und Belastungsgewichte
in Fortfall.
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Der Druck in dem zweiten Druckbehälter kann, wenn erforderlich, veränderbar
gemacht werden. Die Größe des Druckes in dem zweiten Druckbehälter kann an sich
beliebig und beispielsweise gleich dem mittleren Druck des Hauptspeichers gewählt
werden. Nach der Erfindung wird jedoch vorzugsweise der Druck des zweiten Behälters
kleiner als der Druck im Hauptspeicher gewählt und die Kolbenfläche der zweiten
hydraulischen Hebevorrichtung dementsprechend vergrößert. Es können auch weitere,
in der Anlage vorgesehene Ventile statt mit einer Belastungsfeder oder einem Belastungsgewicht
ebenfalls mit einer hydraulischen Hebevorrichtung versehen sein, die durch eine
Leitung mit dem zweiten Druckbehälter verbunden sind.
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Die für die Belastung des Umschaltventils vorgesehene hydraulische
Hebevorrichtung kann zusammen mit dem Ventil und zusammen mit der ersten, zum Öffnen
des Ventils dienenden Hebevorrichtung in dem gleichen Ventilgehäuse untergebracht
sein. Hierbei kann nach der Erfindung zur Verringerung der Druckdifferenz zwischen
dem Öffnen und dem Schließen des Ventils, d. h. also zur Verringerung des Reibungseinflusses
der Dichtungsmanschetten der bewegliche Teil des Umschaltventils eine Entlastungsfläche
in dem Druckraum des Umschaltventils aufweisen. Dient der Kolben der zweiten hydraulischen
Hebevorrichtung gleichzeitig als beweglicher Ventilteil, ragt somit in den Druckraum
des Umschaltventils ein, so kann eine Entlastungsfläche dadurch erzielt werden,
daß dieser Kolben abgesetzt wird, also ein Entlastungsring entsteht. Ist das Ventil
geöffnet und der Druckraum vom Druck entlastet. !so ist diese Wirkung aufgehoben,
wodurch bereits bei geringem Nachlassen des Druckes das Ventil wieder schließt.
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Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist in den Fig. t und 2
dargestellt.
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Fig. i zeigt eine schematische Übersicht einer hydraulischen Anlage
mit einem Druckspeicher und einem Umschaltventil nach der Erfindung, und Fig.2 zeigt
in einem Querschnitt die Ausbildung eines nach der Erfindung vorgeschlagenen Umschaltventils.
In Fig, i stellt i eine von einer Pumpe kommende Leitung dar, die über ein Rückschlagventil
2 mit dem Hochdruckspeicher 3 in Verbindung steht. Vor dem Rückschlagventil zweigt
eine Leitung q. von der Leitung i ab, die zu dem Druckraum 5 eines nur schematisch
dargestellten, innerhalb der gestrichelten Linie 6 liegenden Umschaltventils führt.
Eine weitere Leitung 7 verbindet den Hochdruckspeicher 3 mit einem Ventil 8 bzw.
einer zu den Verbrauchern führenden Leitung g. Außerdem steht die Leitung ; mit
einer hydraulischen Hebevorrichtung io in Verbindung, die zur Steuerung des Umschaltventils
in Abhängigkeit von dem Druck des Druckspeichers 3 dient. An das Umschaltventil
schließt ferner noch eine Leitung i i an, die als Abflußleitung für überschüssige
Druckflüssigkeit benutzt wird. Das obere Ende des Umschaltventils ist mit einer
zweiten hydraulischen Hebevorrichtung 12 versehen, die mit einem zweiten Druckbehälter
13 in Verbindung steht. Mit dem Druckspeicher 13 ist auch die Hebevorrichtung 14
des Ventils 8 verbunden.
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Die Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab eine beispielsweise Ausbildung
des Umschaltventils nach der Erfindung. In Fig.2 ist 15 der Ventilkörper, der innerhalb
einer zylindrischen Bohrung 16 die Einzelteile des Umschaltventils aufweist. Im
einzelnen besteht das Ventil aus einem Ventilsitz 17, dem Zwischenstück 18, einer
unteren Verschraubung i9, einem Ventilkorb 2o, einem Zwischenstück 21 und einer
oberen Verschraubung 22. Die einzelnen Teile i7 bis 22 werden durch Fiberringe 23
gegeneinander abgedichtet. Innerhalb des Ventilkorbes 2o ist ein Kolben 24 und ebenso
innerhalb des Zwischenstückes IS ein weiterer Kolben 25 axial verschiebbar. Zur
Abdichtung des Kolbens 24 in dem Ventilkorb 20 dienen Manschetten 25 und 26. Zur
Abdichtung des Kolbens 25 in dem Zwischenstück i8 dient die Manschette 27. Innerhalb
des Ventils werden somit insgesamt vier voneinander getrennte Hohlräume gebildet,
von denen der Hohlraum 28 über die Leitung 7 mit dem Hochdruckspeicher 3 und der
Hohlraum 29 mit dem zweiten Druckbehälter 1,3 in Verbindung steht. Der Hohlraum
30 steht über die Leitungen q. bzw. i mit dem kückschlagventil bzw. mit der Flüssigkeitspumpe
in Verbindung. Der Hohlraum 31 steht mit der Abflußleitung i 1 in Verbindung.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist nun die folgende: Überwiegt der
Druck in dem Vorratsbehälter 13 und damit in dem Hohlraum 29 gegenüber dem Druck
in dem Druckspeicher 3 bzw. den' Hohlraum 28, so wird der in seinem unteren Teile
als Ventil 32 ausgebildete Kolben 24 gegen den Sitz des Ventilteiles 17 gedrückt.
Die Verbindung zwischen den Räumen 30 und 31 ist damit unterbrochen, und
die Pumpe arbeitet über das Rückschlagventil 2 in den Druckspeicher 3. Steigt nun
der Druck in dem Druckspeicher 3, so wächst im gleichen Maße der Druck in dem Raum
28 des Ventils bis dieser so groß wird, daß der Gegendruck in dem Raum 29 und die
Reibungskraft zwischen den beiden Kolben 2,4 und 25 und den Manschetten überwunden
wird. Dieser Druck wird noch unterstützt von dem auf die Ringfläche 33 des Kolbens
24 einwirkenden Druck in der Speiseleitung bzw. in dem Raum 3o. Das Ventil öffnet
sich, bis der Kolben 2.4 an der Verschraubung 22 zum Anschlag kommt. Damit schließt
aber das Rückschlagventil 2, so daß der Raum 30 prakti.scll vom Druck entlastet
wird. In diesem Zustand des Ventils fördert die Pumpe Tiber die Räume 3o
und
31 in die Abflußleitung ii. Sinkt nun der Druck in dem Druckspeicher 3 unter einen
bestimmten Wert, so wird das Ventil durch den in dem Raum 29 herrschenden konstanten
Druck wieder geschlossen, so daß die Pumpe wieder in den Hochdruckbehälter fördert.
Durch die auf den Ring 33 einwirkende Kraft kann die zwischen Öffnen und Schließen
des Ventils erforderliche Druckdifferenz klein gehalten werden.