DE2457501A1 - Verfahren und vorrichtung zum fuellen einer druckkammer, insbesondere eines hydropneumatischen speichers - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum fuellen einer druckkammer, insbesondere eines hydropneumatischen speichers

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Description

DIPL.-ING. H. FINK PATENTANWALT - D /300 E3SLINGEM B^l ST-JTTGmRT · HINDENBURGSTRASSE
PotwitanwaU Fl N X - D 7300 Esjlinggn [NaAor), HtndenbufgstroBa 44
28. November 1974 ka P 6231
Gesellschaft für Hydraulik-Zubehör mbH., 6603 Sulzbach/Saar, Industriestraße
"Verfahren und Vorrichtung zum Füllen einer Druckkammer, insbesondere eines hydropneumatisehen Speichers"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Arbeitsvorgänge des Füllens der Druckkammer mit Druckgas und des Verschließens dieser Kammer in zwei unmittelbar aufeinander folgenden Arbeitsgängen durchzuführen. Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 erfindungsgemäß gelöst. Der in die Füllöffnung lose eingesetzte Verschließkörper läßt das Druckgas zwischen sich und der Wand der Füllöffnung zum Füllen der Druckkammer vorbeistreichen, so daß unmittelbar nach dem Füllen der Druckkammer der Verschließkörper in der Füllöffnung befestigt werden kann.
Bei Verwendung eines durch einen Aufweitkörper aufweitbaren, hülsenförmigen Verschließkörpers tritt das Problem auf, daß das zwischen dem hülsenförmigen Verschließkörper und dem Aufweitkörper vorhandene, unter dem Druck der Druckmittel quelle stehende Gas
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beim Eindrücken des Aufweitkörpers zusätzlich komprimiert wird und daß, sobald die verschlossene .Füllöffnung dem Atmosphärendruck ausgesetzt wird, der durch das eingeschlossene Gas gebildete Kraftspeicher den Aufweitkörper aus dem Verschließkörper herauszudrücken sucht und die Sicherheit des Verschlusses gefährdet ist. Durch die Merkmale des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 2 wird dieses Problem gelöst. Infolge des möglichen Druckausgleiches liegt der in dem eingeschlossenen Raum vorhandene Druck nicht höher als der Fülldruck und ist daher nicht in der Lage, den Aufweitkörper vom Verschließkörper zu trennen. Findet ein Druckausgleich auch mit dem Atmosphärendruck statt, so treten keine den Aufweitkörper vom Verschließkörper trennenden Drücke auf.
Der Anspruch 3 betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. In dieser ist eine Vorrichtung zum Füllen eines hydropneumatischen Speichers als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 und 2 zusammen eine Vorderansicht Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in größerem Maßstab.
Auf einer nicht dargestellten Grundplatte sind im Abstand voneinander zwei nicht dargestellte Zuganker mit ihren die Grundplatte durchsetzenden Schraubbolzen mit Hilfe von Muttern befestigt. Auf der Grundplatte ist eine quaderförmige untere Traverse 7 angeordnet, die von den Zugankern durchsetzt ist und parallel zu deren Achsrichtung verschoben werden kann. In die untere Traverse 7 ist auf der von der Grundplatte abgewandten Seite ein Abstützteil 1 eingeschraubt, dessen Kopf auf der unteren Traverse 7 sitzen kann. Der Abstützteil 1 hat eine eine Kegelspitze aufweisende Bohrung, die zur Aufnahme einer Kugel 2 dient.
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Bei in die Vorrichtung eingesetztem hydropneumatischem Speicher 22 ist ein Zwischenstück 4 auf der Kugel abgestützt, das in einen Flüssigkeitsanschluß 3 des Speichers 22 eingesteckt ist und gegen dessen Stirnseite 5 anliegt. Das Zwischenstück 4 ist erforderlich, weil die Stirnseite 5 meist nicht parallel zu einer Stirnseite 6 eines eine Füllöffnung 23 aufweisenden, ringförmigen Gasanschlusses 38 des Speichers ist, der auf dessen Behälter 24 durch Schweißen befestigt ist.
Die Zuganker tragen einen ebenfalls quaderförmig ausgebildeten, traversenförmigen oberen Haltekörper 10, in dessen abgestufter Mittenbohrung ein Arbeitskolben 15 axial verschiebbar gelagert ist, der auf seiner von der unteren,Traverse 7 abgewandten Seite einen Anzeigestab 16 und auf seiner der unteren Traverse zugewandten Seite einen Arbeitsstempel 11 hat. Dieser ist von einem büchsenförmigen, einen Bund aufweisenden Dichtkolben 12 umgeben, der auf den ringförmigen GasanschlußJ38 des Speichers 22 passt und auf seiner der unteren Traverse 7 zugewandten Stirnseite einen in einer Nut befindlichen Dichtring 17 trägt, der mit der Stirnseite des ringförmigen Gasanschlusses 38 zusammenwirkt. Zur Zentrierung dieses Gasanschlusses 38 ist am Dichtkolben 12 auf seiten der unteren Traverse 7 ein den Gasanschluß 38 umgebender Ringbund vorgesehen. Der Dichtkolben 12 trägt einen mit der oberen Traverse 10 zusammenwirkenden Dichtring 24» und er weist eine . Bohrung 25 auf, die auf die von der unteren Traverse 7 abgewandte Stirnseite des Dichtkolbens 12 mündet und in 3form einer Nut auf der dem Arbeitsstempel 11 zugewandten Innenseite des Dichtkolbens 12 verläuft. Ein Dichtring 26 ist zwischen dem Dichtkolben 12 und dem Arbeitsstempel 11 vorgesehen. Zwischen dem Anzeigestab 16 und der oberen Traverse 10 ist ein Dichtring 27 angeordnet. ■'
Zwischen dem Arbeitskolben 15 und dem Dichtkolben 12 mündet eine senkrecht zu deren Achsen in dem Haltekörper 10 verlaufende Bohrung 14, die durch einen Abschlußkörper 28 nach außen abgeschlossen ist. Von der von der unteren Traverse 7 abgewandten
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Seite des Haltekörpers 10 ausgehende Bobrungen 29 und 30 sind mit der Bohrung 14· verbunden. Die Bohrung 29 ist auf dieser Seite mittels einer Schließeinrichtung 31 abgeschlossen, und die Bohrung 30 weist eine Einrichtung 20 zum Entlüften auf. Die Bohrung
29 ist über eine Querbohruhg 19 mit einer, insbesondere Stickstoff liefernden Gasquelle verbunden und in einer mit der Bohrung
30 verbundenen Querbohrung 18 ist ein nicht dargestelltes Manometer eingeschraubt. Im Abstand oberhalb des Arbeitskolbens 15 mündet eine senkrecht zu dessen Achse angeordnete Bohrung 21 in einen Ringraum 22'. Die Bohrung 21 ist durch eine Schließeinrichtung 32 nach außen abgeschlossen und mit einer Querbohrung 33 zum Anschluß an eine Druckmittelquelle, insbesondere Flüssigkeitsquelle, verbunden.
Zum Verschließen der Füllöffnung 23 dient die in Fig. 3 in größerem Maßstab dargestellte Schließeinrichtung, die in eine dreifach abgestufte Bohrung im Gasanschluß 38 eingesetzt ist, wobei die den größten Durchmesser aufweisende Stufe auf der vom Flüssigkeitsanschluß 3 abgewandten Seite und die den kleinsten Durchmesser aufweisende Stufe auf der dem Flüssigkeitsanschluß 3 zugewandten Seite liegt. Die Schließeinrichtung hat einen durch einen kugelförmigen Aufweitkörper 34- aufweitbaren, hülsenförmigen Schließteil 35· Der Schließteil 35 hat auf seiner zylindrischen Außenseite im Querschnitt dreieckförmige Querrillen^ deren Breitseiten dem Aufweitkörper 34- zugewandt sind, d. h. der Grund der Rillen hat vom Grund des Schließteiles 35 abgewandte, senkrecht zur Längsachse verlaufende Widerlagerflächen. Die Sackbohrung im Schließteil 35 hat zwei Stufen, von denen die außen angeordnete schmale Stufe einen größeren Durchmesser hat, als die dem Grund benachbarte längere Stufe. Der Durchmesser der außen angeordneten Stufe entspricht dem Durchmesser des kugelförmigen Aufweitkörpers 34·» während der Durchmesser der dem Grund benachbarten Stufe kleiner als der Durchmesser des Aufweitkörpers ist. Vom Grund der Sackbohrung bzw. von dessen Nähe aus erstreckt sich eine Längsnut 36 bis zur außen angeordneten Stufe. Der Halbmesser der außen angeordneten Stufe ist gleich groß oder größer
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als der Halbmesser der dem Grund benachbarten Stufe zuzüglich der Tiefe der Längsnut 36. Anstelle der Längsnut 36 im Schließkörper 35 können wie strichpunktiert dargestellt, im Winkel, insbesondere kreuzweise angeordnete Bohrungen 37 im Aufweitkörper 34- vorgesehen sein. Die Bohrungen müssen so angeordnet sein, daß immer eine der Bohrungen eine Verbindung zwischen dem Grund im Schließkörper 35 und der Außenseite herstellt.
Die äußere Stufe in dem Gasanschluß 38 hat einen größeren Durchmesser als der Außendurchmesser des Schließteiles 35- Der Durchmesser der daran anschließenden Stufe entspricht etwa dem Außendurchmesser des Schließteiles 35 und der Durchmesser der dem Speicher 22 zugewandten Stufe ist kleiner als der Außendurchmesser des Schließteiles 35·
Zum Einsetzen des mit der Verschließeinrichtung 11 versehenen Speichers 22 in die vorbeschriebene Vorrichtung wird das Zwischenstück 4 in dessen Flüssigkeitsanschluß 3 eingesetzt und der Speicher mit diesem Zwischenstück auf der Kugel 2 abgestützt. Dann wird der Dichtkolben 12 auf den Gasanschluß 38 des Speichers gesetzt und der Abstützteil 1 in Richtung des Haltekörpers 10 geschraubt, bis der Speicher 22 zwischen dem Dichtkolben 12 und dem Abstützteil 1 gehalten ist.
Ein zwischen der nicht dargestellten Gasquelle und dem Anschluß 19 angeordnetes, nicht dargestelltes Steuerventil dient zum Steuern des Anschlusses der Bohrung 14 an die Druckgasquelle. In die Bohrung 14 eingespeistes Druckgas, insbesondere Stickstoff, gelangt zwischen den Arbeitskolben 15 und den Dichtkolben 12. Hierdurch wird der Arbeitskolben 15 nach oben bis zum Anschlag bewegt, wobei der Anzeigestab 16 über den Haltekörper 10 hinausragt und die Einleitung des Füllvorganges anzeigt. Durch den Druck der Gasquelle wird der Dichtkolben 12 mit seinem Dichtring 1? auf die Stirnseite des Gasanschlusses 38 gedruckt, wodurch eine dem Gasdruck entsprechende Dichtkraft entsteht. Das über die Bohrung 25 in den Speicher 22 fließende Gas fließt zwischen dem Schließteil 35 und dem Gasanschluß 38 hindurch ins-Innere des Speichers. Mach Erreichen
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des vorgesehenen und an dem Manometer ablesbaren Fülldruckes wird die Gaszufuhr mittels des Steuerventils gesperrt.
Anschließend wird über die Bohrung 21 Druckflüssigkeit in den Ringraum 22'eingespeist, welche den Arbeitskolben 15 in Richtung des Speichers 22 verschiebt, wodurch der kugelförmige Aufweitkörper 34· ia den Schließkörper 35 eingedrückt wird.
Wenn der Aufweitkörper 34 in den hülsenförmigen Schließkörper 35 eintaucht, wird das zwischen dem Arbeitskolben 15 und dem Dichtkolben 12 vorhandene Gasvolumen nach außen abgeschlossen, so daß beim weiteren Hub des Arbeitskolbens 15 das eingeschlossene Gasvolumen auf einen höheren Druck als der Fülldruck verdichtet wird. Aufgrund dieses höheren Druckes wird beim Entlasten der Druckflüssigkeit im Ringraum 22' der Arbeitskolben 15 in seine Ausgangslage zurückgebracht. Durch das Eindrücken des Aufweitkörpers 34- in den Schließkörper 35 wird dieser derartig aufgeweitet, daß sich der die Querrillen aufweisende Teil des Schließteiles 35 widerlagerartig in die Wand der Füllöffnung 23 eingräbt. Die Anordnung der Längsnut 36 erlaubt dem zwischen dem kugelförmigen Aufweitkörper 34- und dem Grund der Sackbohrung im Schließteil 35 befindlichen Gas nach außen zu entweichen, so daß sich in diesem Raum kein Kraftspeicher in Form eines eingeschlossenen Gaspolsters bilden kann. Bei entsprechender Ausbildung der Nut 36 und/oder der Bohrung 37 wird der vom Aufweitkörper 34- und dem Schließkörper 35 begrenzte Raum auch unter Atmosphärendruck entlüftet. Wenn der Schließvorgang abgeschlossen ist, so liegt die vom Speicher 22 abgewandte Stirnseite des Anzeigestabes 16, wie in Fig. 1 dargestellt, in Höhe der Oberseite des Haltekörpers 10. Bei dieser Lage des Anzeigestabes 16 wird der Flüssigkeitsdruck in der Bohrung 21 auf Atmosphärendruck vermindert. Über die Entlüftungseinrichtung 20 wird die Bohrung 14- entlastet. Durch Anheben des Speichers 22 wird der Dichtkolben 12 angehoben, bis sein Bund 1$ am Haltekörper 10 anliegt» Nach Zurückschrauben des Abstützsteiles 1 in seine Ausgangslage kann der Speicher aus der Vorrichtung eütnosaiua;?- werden,=
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Zur Anpassung der Vorrichtung an unterschiedlich lange Speicher dienen zwischen der Grundplatte und der unteren Traverse 7 einschiebbare Zwischenstücke.
Mit Hilfe der Vorrichtung kann auch der Gasanschluß 23 unter Verwendung einer mit einem Dichtring versehenen Schraube verschlossen werden. Zu diesem Zweck wird der Arbeitskolben 15 durch eine
um ihre Längsachse drehbare Spindel ersetzt, die mit der Verschlußschraube zusammenwirken kann. Nach Erreichen des Fülldruckes wird mittels dieser Spindel die Schraube in den Gasanschluß 23 eingeschraubt und somit das Gasvolumen des Speichers 22 nach außen abgedichtet. Die Spindel ist vom Fülldruck des Speichers entlastet, so daß sie nicht von diesem nach außen verschoben werden kann. Die Spindel kann von Hand oder maschinell angetrieben werden.
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6038 2-4/OA 88

Claims (9)

  1. - 8 - 28. Nov. 1974 ka
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    Ansprüche
    / 1.yVerfahren zum Füllen einer eine Füllöffnung aufweisenden Druckkammer, insbesondere eines hydropneumatischen Speichers, mit unter Druck stehendem Füllgas einer Füllgasquelle und zum Verschließen dieser Füllöffnung mit Hilfe eines in die Füllöffnung passenden Verschließkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß bei in die Füllöffnung lose eingesetztem Verschließkörper die Füllöffnung unter den Druck des Füllgases gesetzt und die Druckkammer gefüllt wird und daß nach dem Füllen der Druckkammer der Verschließkörper in der Füllöffnung befestigt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung eines mit Hilfe eines Aufweitkörpers aufweitbaren hülsenförmigen Verschließkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer bei im Verschließkörper lose sitzendem Aufweitkörper gefüllt wird und daß nach dem Füllen der Druckkammer der Aufweitkörper in den Verschließkörper unter gleichzeitigem Ausgleich des Drukkes zwischen dem zwischen dem Aufweitkörper und dem Verschließkörper eingeschlossenen Raum einerseits und der Füllgasquelle andererseits eingedrückt wird.
  3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden. Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß in einem gegenüber der Druckkammer (22) ortsfesten Haltekörper (1O) ein dem Rand der Füllöffnung (23) angepaßter und diese in Betriebslage nach außen abdichtender Dichtkolben (12) vorgesehen ist, in dessen Mittenbohrung ein zum Befestigen des Verschließkörpers (35) in der Wand der Füllöffnung dienendes Arbeitsglied (11) axial verschiebbar ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3 zum Einsetzen eines durch einen Aufweitkörper aufweitbaren, hülsenförmigen Verschließkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsglied (11) ein Arbeitsstempel zum Eindrücken des Aufweitkörpers (34)
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    in den Verschließkörper (35) ist und daß zwischen dem vom Aufweitkörper und dem Verschließkörper "begrenzten Raum und dem Raum auf der Seite des Arbeitsstempels ein stets offener Verbindungskanal (36; 37) vorgesehen ist.
  5. 5· Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsstempel (11) mit einem von einem Druckmittel nach Belieben beaufschlagbaren Arbeitskolben (15) verbunden ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4- oder 5? dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem der Druckkammer (22') benachbarten Ende des Arbeitsstempels (11) und dessen Arbeitskolben (15) eine Ausgleichsbohrung (25) vorgesehen ist.
  7. 7- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Arbeitsglied (11) ein Anzeigeglied (16) verbunden ist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 7■> bei der die Druckkammer ein hydropneumatischer Speicher mit Gasanschluß und Flüssigkeitsanschluß ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Flussigleitsanschluß (3) ein Zwischenstück (4-) aufnimmt, zwischen dem und einer ortsfesten Abstützung (1) ein eine allseitige Beweglichkeit erlaubender Ausgleichskörper (2), insbesondere eine Kugel,vorgesehen ist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn ζ eic h.-. n e t, daß die ortsfeste Abstützung (1) einen in axialer Richtung zum Speicher (22) verstellbaren Stützkörper hat.
    S09824/Ö488
    Leerseite
DE2457501A 1974-12-05 1974-12-05 "Einrichtung zum Füllen und Verschließen einer eine Füllöffnung aufweisenden Druckkammer, insbesondere eines hydropneumatischen Speichers." Expired DE2457501C2 (de)

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