EP1086312B1 - Kolbenspeicher für einem verbraucher in einer hydraulikanlage zuzuführendes druckfluid - Google Patents

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EP1086312B1 EP99927842A EP99927842A EP1086312B1 EP 1086312 B1 EP1086312 B1 EP 1086312B1 EP 99927842 A EP99927842 A EP 99927842A EP 99927842 A EP99927842 A EP 99927842A EP 1086312 B1 EP1086312 B1 EP 1086312B1
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    • F15B2201/415—Gas ports
    • F15B2201/4155—Gas ports having valve means

Definitions

  • the invention relates to a piston accumulator for a consumer in one Hydraulic system pressure fluid to be supplied, in particular for hydraulic Actuation of the unloading device with not self-propelled Vehicles for bulk goods, with one flying in a cylinder, dividing the cylinder into an oil space and a gas space Piston, connections provided on the oil space for supply of the charging fluid flow and discharge of the working fluid flow, one axially in the cylinder movable shift plunger, which with its inner end with the piston cooperates and with its outer end in the gas space delimiting Cylinder cover is guided, and with a shutdown device for the switching fluid serving the charging fluid flow, which via a switchable Bypassing the bypass pipeline serving with the piston accumulator the connection for the charging fluid flow connected to the oil space and through the outer end of the switching plunger is actuated, which is sealed by the Cylinder cover led outwards and on the outside of the cylinder as Actuator for the switching valve is accessible, which one at the The outside of the cylinder cover forms a detachably
  • a piston accumulator of this type is known, which for Operation of the bulk material unloading device provided for railway wagons is.
  • the hydraulic system provided in such wagons has at least one hydraulic pump driven by a relevant wheel set on a charging fluid flow during the movement of the wagon pumps into the piston accumulator If the set operating pressure in the When memory reaches, the shutdown device causes the charging fluid flow via the bypass pipeline to the tank connection of the hydraulic system is diverted and thus flows into the fluid reservoir.
  • the invention has for its object a piston accumulator of said To create kind that stands out in a compact design by a special distinguishes good operating behavior.
  • This inner guidance opens up the possibility of defining the gas space Form part of the cylinder in a considerable length, which is achieved that the volume of the gas space within the piston accumulator very large compared to the piston displacement in the oil chamber can be.
  • This has the particular advantage that it covers the entire area Working stroke of the piston resulting pressure difference despite compact design the memory remains relatively small, which for the safe Operation of the hydraulic system in question, i.e. in the special case of the bulk material unloading device, is particularly cheap.
  • the cylinder of a piston accumulator is designated by 1, the interior of which is divided into an oil chamber 5 and a gas chamber 7 by an overhung separating piston 3.
  • Fig. 2 shows the piston 3 in its end position against the cylinder base 9, which corresponds to the operating state in which the oil chamber 5 is not charged by a supplied charging fluid flow, the volume of the oil chamber 5 under the influence of the compressed gas in the gas chamber 7 (at Embodiment N 2 ) is therefore practically reduced to zero by moving the piston 3.
  • the cylinder base 9 For the supply of the charging fluid flow to the oil space 5, the cylinder base 9 a port 11 to which the pressure fluid from the associated Hydraulic pump 13 can be fed via a check valve 15.
  • a second Connection 17 on the cylinder base 9 enables the working fluid flow to be removed via a check valve 19 to the consumer concerned, i.e. in the special case mentioned to the working cylinder of the assigned Bulk unloading.
  • One on the check valve 15 with the Connection 11 on the oil chamber 5 connecting bypass pipeline 21 forms a bridging of the piston accumulator for the charging fluid stream and forms in cooperation with one with the pipeline 21 connected, interacting with the check valve 69
  • Switching valve 23 a switch-off device for the charging fluid flow.
  • a switching plunger 25 is in the form of an actuator for the switching valve 23 a relatively long round rod in the cylinder 1 axially displaceable.
  • the Switch plunger 25 is by the spring force of a spring assembly, which at embodiment shown by a plate spring assembly 33 (see in particular Fig. 3) is formed for its advanced against the separating piston 3 Biased end position, which is shown in Fig. 2, in which the Switch plunger 25 with its relevant end 35 via the partition 29 protrudes by a distance that the actuating path of the actuator 37 of the switching valve 23 is adapted.
  • the partition 29 forms a mechanical one Stop for limiting the flow of fluid through the charge effected lifting movement of the separating piston 3, which is in contact with the Partition 29 in cooperation with the end 35 of the switching plunger 25 this against the spring force of the plate spring assembly 33 for actuating the Switching valve 23 moves (in Fig. 2 to the right).
  • the partition extends 29 opposite, outer end of the switching plunger 25 by a closure of the gas space 7 screwed into the relevant end of the cylinder 1 Cylinder cover 39 through, with a set of seals 41 for Formation of a seal against the bore 45 of the cylinder cover 39 cooperates with a tapered section 43 of the switching plunger 25.
  • This tapered section 43 extends through a dirt deflector 47 into an extension 49 of the bore 45 into which the Switch plunger 25 to form a shoulder surface 51 in a diameter passes even further tapered, end-side shaft portion 53.
  • the extension 49 takes the plate spring assembly 33 surrounding the shaft part 53 on the one hand on the shoulder surface 51 of the switching plunger 25 and on the other hand, in an internal thread 55 of the bore extension 49 screwed threaded sleeve 57 supports.
  • Fig. 2 filling valve can be seen for the supply of the compressed gas to the gas space 7 designated 59.
  • the end of the shaft part forms 53 of the switching plunger 25, a coupling member 61 for the articulated connection with the actuator 37 of the switching valve 23.
  • a commercial directional control valve of the slide type which as removable unit can be unscrewed directly from a base plate 72 is that via a holding frame 63 and a screw 65 with the Cylinder cover 30 is connected.
  • the bypass pipeline 21 with the switching valve 23 connected which when actuated, i.e. when the switching plunger 23 Actuator 37 moves against the acting spring force (in the drawing to the right), the charge pressure of the oil space prevailing in the pipeline 21 5 connects to a control line 67.
  • the Control line 67 becomes hydraulic connected to it unlockable check valve 69 unlocked.
  • the check valve 69 is like this switched that it is in the unlocked state upstream of it
  • Throttle 70 provides fluid communication from the bypass pipe 21 to the Tank connection 71 releases.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Kolbenspeicher für einem Verbraucher in einer Hydraulikanlage zuzuführendes Druckfluid, insbesondere zur hydraulischen Betätigung der Entladeeinrichtung bei nicht mit Eigenantrieb versehenen Fahrzeugen für Schüttgüter, mit einem in einem Zylinder fliegend angeordneten, den Zylinder in einen Ölraum und einen Gasraum unterteilenden Kolben, am Ölraum vorgesehenen Anschlüssen für Zufuhr des Lade-Fluidstromes und Abfuhr des Arbeits-Fluidstromes, einem im Zylinder axial beweglichen Schaltstößel, der mit seinem inneren Ende mit dem Kolben zusammenwirkt und mit seinem äußeren Ende im den Gasraum begrenzenden Zylinderdeckel geführt ist, und mit einem als Abschalteinrichtung für den Lade-Fluidstrom dienenden Schaltventil, das über eine als schaltbare Überbrückung des Kolbenspeichers dienende Umgehungs-Rohrleitung mit dem Anschluß für den Lade-Fluidstrom am Ölraum verbunden und durch das äußere Ende des Schaltstößels betätigbar ist, das unter Abdichtung durch den Zylinderdeckel nach außen geführt und an der Außenseite des Zylinders als Betätigungsglied für das Schaltventil zugänglich ist, welches eine an der Außenseite des Zylinderdeckels abnehmbar anbringbare Baueinheit bildet.
Aus der DE-A-1 185 025 ist ein Kolbenspeicher dieser Art bekannt, der zur Betätigung der Schüttgut-Entladeeinrichtung bei Eisenbahnwaggons vorgesehen ist. Die bei derartigen Waggons vorgesehene Hydraulikanlage weist mindestens eine durch einen betreffenden Radsatz angetriebene Hydropumpe auf, die während der Fahrbewegung des Waggons einen Lade-Fluidstrom in den Kolbenspeicher pumpt Wird hierbei der eingestellte Betriebsdruck im Speicher erreicht, bewirkt die Abschalteinrichtung, daß der Lade-Fluidstrom über die Umgehungs-Rohrleitung drucklos zum Tankanschluß der Hydraulikanlage umgeleitet wird und somit in den Fluid-Vorratsbehälter abfließt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kolbenspeicher der besagten Art zu schaffen, der sich bei kompakter Bauweise durch ein besonders gutes Betriebsverhalten auszeichnet.
Bei einem Kolbenspeicher der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schaltstößel an seinem für die Zusammenwirkung mit dem Kolben vorgesehenen inneren Ende in einer im Gasraum befindlichen, an der Innenwand des Zylinders befestigten Traverse längsverschiebbar geführt.
Diese innere Führung eröffnet die Möglichkeit, den den Gasraum definierenden Teil des Zylinders in einer beträchtlichen Baulänge auszubilden, wodurch erreicht wird, daß das Volumen des Gasraumes innerhalb des Kolbenspeichers gegenüber dem Hubvolumen des Kolbens im Ölraum sehr groß werden kann. Dies hat den besonderen Vorteil, daß die sich über den gesamten Arbeitshub des Kolbens ergebende Druckdifferenz trotz kompakter Bauweise des Speichers verhältnismäßig gering bleibt, was für den sicheren Betrieb der betreffenden Hydraulikanlage, also im speziellen Fall der Schüttgut-Entladeeinrichtung, besonders günstig ist.
Nachstehend ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine schematisierte Blockdarstellung des Kolbenspeichers mit zugehöriger hydraulischer Schaltung;
Fig. 2
einen Längsschnitt des Kolbenspeichers und
Fig. 3
einen gegenüber Fig. 2 in größerem Maßstab gezeichneten Teillängsschnitt, in dem ein Teil des Zylinderdeckels mit zugehörigen Komponenten gezeigt ist.
In der Blockdarstellung von Fig. 1 ist der Zylinder eines Kolbenspeichers mit 1 bezeichnet, dessen Innenraum durch einen fliegend angeordneten Trennkolben 3 in einen Ölraum 5 und einen Gasraum 7 unterteilt ist. Fig. 2 zeigt den Kolben 3 in seiner am Zylinderfuß 9 anliegenden Endstellung, was dem Betriebszustand entspricht, bei dem der Ölraum 5 nicht durch einen zugeführten Lade-Fluidstrom aufgeladen ist, das Volumen des Ölraumes 5 unter Einfluß des im Gasraum 7 befindlichen Druckgases (beim Ausführungsbeispiel N2) durch Verschieben des Kolbens 3 daher praktisch auf null reduziert ist.
Für die Zufuhr des Lade-Fluidstromes zum Ölraum 5 weist der Zylinderfuß 9 einen Anschluß 11 auf, zu dem das Druckfluid von der zugeordneten Hydro pumpe 13 über ein Rückschlagventil 15 zuführbar ist. Ein zweiter Anschluß 17 am Zylinderfuß 9 ermöglicht die Abfuhr des Arbeits-Fluidstromes über ein Rückschlagventil 19 zum betreffenden Verbraucher, d.h. im erwähnten speziellen Fall zum Arbeitszylinder der zugeordneten Schüttgut-Entladeeinrichtung. Eine über das Rückschlagventil 15 mit dem Anschluß 11 am Ölraum 5 in Verbindung stehende Umgehungs-Rohrleitung 21 bildet für den Lade-Fluid strom eine Überbrückung des Kolbenspeichers und bildet in Zusammenwirkung mit einem mit der Rohrleitung 21 verbundenen, mit dem Rückschlagventil 69 zusammenwirkenden Schaltventil 23 eine Abschalteinrichtung für den Lade-Fluidstrom.
Als Betätigungsglied für das Schaltventil 23 ist ein Schaltstößel 25 in Form eines verhältnismäßig langen Rundstabes im Zylinder 1 axial längsverschiebbar. Eine an einer Rippe 27 an der Innenwand des Zylinders 1 befestigte Trennwand 29 mit einem Gasdurchlaß 31 bildet am inneren Endbereich des Schaltstößels 25 eine Führung für dessen Axialbewegung. Der Schaltstößel 25 ist durch die Federkraft einer Federanordnung, die beim gezeigten Ausführungsbeispiel durch ein Tellerfederpaket 33 (siehe insbesondere Fig. 3) gebildet ist, für seine gegen den Trennkolben 3 hin vorgeschobene Endstellung vorgespannt, die in Fig. 2 gezeigt ist, bei der der Schaltstößel 25 mit seinem betreffenden Ende 35 über die Trennwand 29 hinaus um eine Strecke vorspringt, die dem Betätigungsweg des Stellgliedes 37 des Schaltventiles 23 angepaßt ist. Die Trennwand 29 bildet einen mechanischen Anschlag für die Begrenzung der durch den Lade-Fluidstrom bewirkten Hubbewegung des Trennkolbens 3, der bei Anlage an der Trennwand 29 in Zusammenwirkung mit dem Ende 35 des Schaltstößels 25 diesen gegen die Federkraft des Tellerfederpakets 33 zur Betätigung des Schaltventiles 23 verschiebt (in der Fig. 2 nach rechts).
Wie den Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, erstreckt sich das der Trennwand 29 entgegengesetzte, äußere Ende des Schaltstößels 25 durch einen als Abschluß des Gasraumes 7 in das betreffende Ende des Zylinders 1 eingeschraubten Zylinderdeckel 39 hindurch, wobei ein Dichtungssatz 41 zur Bildung einer Abdichtung gegenüber der Bohrung 45 des Zylinderdeckels 39 mit einem verjüngten Abschnitt 43 des Schaltstößels 25 zusammenwirkt. Dieser verjüngte Abschnitt 43 erstreckt sich durch einen Schmutzabweiser 47 hindurch in eine Erweiterung 49 der Bohrung 45 hinein, in der der Schaltstößel 25 unter Bildung einer Schulterfläche 51 in einen im Durchmesser noch weiter verjüngten, endseitigen Schaftteil 53 übergeht. Die Erweiterung 49 nimmt das den Schaftteil 53 umgebende Tellerfederpaket 33 auf, das sich einerseits an der Schulterfläche 51 des Schaltstößel 25 und andererseits an einer in ein endseitiges Innengewinde 55 der Bohrungserweiterung 49 eingeschraubten Gewindehülse 57 abstützt. Ein nur in Fig. 2 zu sehendes Füllventil für die Zufuhr des Druckgases zum Gasraum 7 ist mit 59 bezeichnet.
Wie insbesondere aus Fig. 3 zu ersehen ist, bildet das Ende des Schaftteiles 53 des Schaltstößels 25 ein Kupplungsglied 61 für die gelenkige Verbindung mit dem Stellglied 37 des Schaltventiles 23. Dieses ist beim Ausführungsbeispiel ein handelsübliches Wegeventil vom Schieber-Typ, das als abnehmbare Baueinheit von einer Grundplatte 72 unmittelbar abschraubbar ist, die über einen Halterahmen 63 und eine Verschraubung 65 mit dem Zylinderdeckel 30 verbunden ist.
Wie Fig. 1 zeigt, ist die Umgehungs-Rohrleitung 21 mit dem Schaltventil 23 verbunden, welches bei Betätigung, d.h., wenn der Schaltstößel 23 das Stellglied 37 gegen die wirkende Federkraft verschiebt (in der Zeichnung nach rechts), den in der Rohrleitung 21 herrschenden Ladedruck des Ölraumes 5 zu einer Steuerleitung 67 durchschaltet. Durch den Druck der Steuerleitung 67 wird ein mit dieser in Verbindung stehendes, hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil 69 entsperrt. Das Rückschlagventil 69 ist so geschaltet, daß es im entsperrten Zustand über eine ihm vorgeschaltete Drossel 70 eine Fluidverbindung von der Umgehungs-Rohrleitung 21 zum Tankanschluß 71 freigibt.
Wenn bei Erreichen eines vorbestimmten Ladedruckes im Ölraum 5 der Kolben 3 den Schaltstößel 25 beaufschlagt und gegen die wirkende Federkraft zur Betätigung des Schaltventils 23 verschiebt und dieses dementsprechend den in der Umgehungs-Rohrleitung 21 herrschenden Ladedruck zur Steuerleitung 67 durchschaltet, erfolgt über das entsperrte Rückschlagventil 69 und die vorgeschaltete Drossel 70 die drucklose Abfuhr des Lade-Fluidstromes, so daß der Kolbenspeicher hydraulisch überbrückt ist. Aufgrund der am Schaltventil 23 und dem Schaltstößel 25 wirkenden, vorspannenden Federkraft kehrt bei einem Abfall des Ladedruckes im Ölraum 5, bei dem sich der Kolben 3 vom Ende 35 des Schaltstößels 25 entfernt, das Schaltventil 23 in den Schaltzustand zurück, bei dem der mit der Rohrleitung 21 verbundene Anschluß gesperrt ist und die Steuerleitung 67 mit dem Tankanschluß 71 verbunden, d.h drucklos ist. Somit ist das Rückschlagventil 69 nicht länger entsperrt, und die Überbrückung des Kolbenspeichers über die Umgehungs-Rohrleitung 21 ist unterbunden, so daß der Lade-Fluidstrom zur Aufladung des Kolbenspeichers wieder wirksam werden kann.

Claims (7)

  1. Kolbenspeicher für einem Verbraucher in einer Hydraulikanlage zuzuführendes Druckfluid, insbesondere zur hydraulischen Betätigung der Entladeeinrichtung bei nicht mit Eigenantrieb versehenen Fahrzeugen für Schüttgüter, mit einem in einem Zylinder (1) fliegend angeordneten, den Zylinder in einen Ölraum (5) und einen Gasraum (7) unterteilenden Kolben (3), am Ölraum (5) vorgesehenen Anschlüssen (11 bzw. 17) für Zufuhr des Lade-Fluidstromes und Abfuhr des Arbeits-Fluidstromes, einem im Zylinder (1) axial beweglichen Schaltstößel (25), der mit seinem inneren Ende (35) mit dem Kolben (3) zusammenwirkt und mit seinem äußeren Ende im den Gasraum (7) begrenzenden Zylinderdeckel (39) geführt ist, und mit einem als Abschalteinrichtung für den Lade-Fluidstrom dienenden Schaltventil (23), das über eine als schaltbare Überbrückung des Kolbenspeichers dienende Umgehungs-Rohrleitung (21) mit dem Anschluß (11) für den Lade-Fluidstrom am Ölraum (5) verbunden und durch das äußere Ende des Schaltstößels (25) betätigbar ist, das unter Abdichtung durch den Zylinderdeckel (39) nach außen geführt und an der Außenseite des Zylinders (1) als Betätigungsglied für das Schaltventil (23) zugänglich ist, welches eine an der Außenseite des Zylinderdeckels (39) abnehmbar anbringbare Baueinheit bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltstößel (25) an seinem für die Zusammenwirkung mit dem Kolben (3) vorgesehenen inneren Ende (35) in einer im Gasraum (7) befindlichen, an der Innenwand des Zylinders (1) befestigten Traverse (29) längsverschiebbar geführt ist.
  2. Kolbenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Traverse in Form einer Trennwand (29) mit zumindest einem Gasdurchlaß (31) ausgebildet ist, die einen die Bewegung des Kolbens (3) begrenzenden Anschlag bildet, über den das Ende (35) des Schaltstößels (25) bei vom Anschlag entfernter Stellung des Kolbens (3) um eine der Länge des Betätigungsweges des Schaltventils (23) entsprechende Strecke unter Einwirkung einer vorspannenden Federkraft vorsteht, so daß der Schaltstößel (25) bei Anlaufen des Kolbens (3) am Anschlag gegen die Federkraft zur Betätigung des Schaltventils (23) verschiebbar ist.
  3. Kolbenspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Federkraft ein Tellerfederpaket (33) vorgesehen ist, das in einer endseitigen Erweiterung (49) der für den Durchtritt des Schaltstößels (25) im Zylinderdeckel (39) befindlichen Bohrung (45) aufgenommen ist.
  4. Kolbenspeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltstößel (25) am äußeren Ende zur Bildung einer Schulterfläche (51) einen verjüngten, endseitigen Schaftteil (53) besitzt, der sich in der endseitigen Erweiterung (49) der Bohrung (45) des Zylinderdekkels (39) durch das Tellerpaket (33) hindurch erstreckt, das sich einerseits an der Schulterfläche (51) des Schaltstößels (25) und andererseits an einer in die Erweiterung (49) der Bohrung (45) des Zylinderdeckels (39) einschraubbaren Gewindehülse (57) abstützt.
  5. Kolbenspeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das als Betätigungsglied des Schaltventils dienende Ende des Schaltstößels (25) ein Kupplungsglied (61) für die Verbindung mit dem beweglichen Stellglied (37) des am Zylinderdeckel (39) anbringbaren Schaltventils (23) aufweist.
  6. Kolbenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltventil ein handelsübliches Wegeventil (23) vorgesehen ist.
  7. Kolbenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bildung einer die Abschaltung des Lade-Fluidstromes bewirkenden Fluidverbindung zwischen der Umgehungs-Rohrleitung (21) und dem Tankanschluß (71) der Hydraulikanlage ein mittels des Schaltventils hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil (69) mit diesem vorgeschalteter Drossel (70) vorgesehen ist.
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DE19827363A DE19827363A1 (de) 1998-06-19 1998-06-19 Kolbenspeicher für einem Verbraucher in einer Hydraulikanlage zuzuführendes Druckfluid
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