DE2431605A1

DE2431605A1 - Gasgefederter fluessigkeitsdruckspeicher

Info

Publication number: DE2431605A1
Application number: DE2431605A
Authority: DE
Inventors: Jean Louis Gratzmuller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-07-04
Filing date: 1974-07-02
Publication date: 1975-01-30
Also published as: ES428074A1; FR2236098A1; GB1472776A; CA1022433A; JPS5053912A; JPS546082B2; US3965317A; FR2236098B1; SU562216A3; DE2431605B2; IT1015620B

Description

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PATENTANWÄLTE Or. m rat. DiETF^ LOUIi
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ANZ LOl-JRENTZ

NÜRNBERG

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Jean ioius Gratzmuller 92200 Neuilly sur Seine Frankreich

Gasgefederter Plüssigkeitsdruckspeicher

Die Erfindung "betrifft einen gasgefederten Flüssigkeitsdruckspeicher mit einem beidseitig durch Zylinderdeckel abgeschlossenen Druckzylinder, einem im Druckzylinder gleitbeweglich zwischen einem Flüssigkeitsdruckraum und einem Gasdruckraum angeordneten Freikolben und einem längs des Druckzylinders in Abhängigkeit von der Stellung des Freikolbens beweglichen Permanentmagneten·

Es sind gasgefederte Flüssigkeitsdruckspeicher bekannt, die im wesentlichen aus einem beidseitig abgeschlossenen Zylinder und einem im Zylinder angeordneten Freikolben sur Trennung des Gaspolsters vom Druckraum für die Flüssigkeit, zumeist öl, bestehen. Derartige Torrichtungen werden als Speicher für Drucköl zur Betätigung von Antriebsorganen, wie etwa Hydraulikzylindern, benützt, wobei der Druckspeicher in Abhängigkeit von der Ölentnahme durch eine Pumpe nachgefüllt wird. - .

Für den Betrieb solcher Flüssigkeitsdruckspeicher wird der Gasdruckraum mit einem inerten Gas unter einem bestimmten Druck, dem Speicherdruck, gefüllt; dieses elastische Gaspolster sichert die Aufrechterhaltung des Druckes in der Flüssigkeit und bildet einen Speicher für die bei der Flüs-

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sigkeitsentnahme veitgehend konstante Energie, welche der Speicher liefern kann.

Für "bestimmte Anwendungsfälle ist es erwünscht oder erforderlich* während des Betriebs des !Flüssigkeitsdruckspeichers die Stellung des Freikolbens im Inneren des Druckzylinders zu überwachen, um dadurch Bückschlüsse auf die Menge des zur Verfügung stehenden ijjrdrauliköles od.dgl. und des Gasvolunens ziehen zu können. Dadurch kann beispielsweise der Betrieb der Speisepumpe für das Drucköl gesteuert werden und gleichzeitig sichergestellt werden, daß das verbleibende Gasvolumen ausreicht. Um die Stellung des Freikolbens zu überwachen, werden üblicherweise Flüssigkeitsdruckspeicher mit aus einem der Deckel des Druckzylinders austretender Kolbenstange des Freikolbens verwendet. Eine solche Anordnung weist im wesentlichen zwei Nachteile auf: Zum einen ist eine zusätzliche Dichtungsstelle beim Durchtritt der Kolbenstange durch den Zylinderdeckel erforderlich, an der Leckverluste auftreten können, und zum anderen wird der Platzbedarf für die Vorrichtung insgesamt erhöht.

Wesentliche Bedeutung kommt in dex\ Praxis der Überwachung der Stellung des Freikolbens dann zu, wenn der Freikolben sich im Bereich eines seiner Bewegungsumkehrpunkte befindet, d.h., wenn der Kolben einen vorgegebenen Mindestabstand zum Zylinderdeckel an der Seite des Gasdruckraumee zu unterschreiten droht, was einen Verlust an Speichergas und die Notwendigkeit einer Leckabdichtung oder einer erneuten Einspeisung von Gas anzeigt, oder wenn der Kolben sich zu sehr dem Zylinderdeckel am Flüssigkeitsdruckraum nähert, was einen Mangel an Speicherflüssigkeit, hervorgerufen durch Leckverluste oder durch normalen Verbrauch, anzeigt.

Gegenüber diesen bekannten Flüssigkeitsdruckspeichern mit aus dem Druckzylinder herausgeführter Kolbsaistange soll

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mit der vorliegenden Erfindung erreicht werden, daö die Überwachung der Stellung des Kolbens keine zusätzliche Sichtstelle und keine Erhöhung des Raumbedarfs der Torrichtung erfordert.

Dies wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß zur Überwachung der Stellung des Kolbens eine mit einem Permanentmagneten arbeitende Überwachungseinrichtung herangezogen w±d, deren Permanentmagnet wenigstens in einem Teilbereich der Kolbenbewegung verschoben wird und einen magnetisch betätigbaren elektrischen Schalter beeinflußt.

Zwar ist es bereits bekannt, über die Verschiebung eines Permanentmagneten den Füllungsgrad eines gasgefederten Flüssigkeitsdruckspeichers zu überwachen; diese bekannten Vorrichtungen weisen jedoch ebenfalls erhebliche Nachteile auf, die ihrem verbreiteten Einsatz in der Praxis bisher entgegenstanden.

So ist aus dem Aufsatz "Hydraulic Accumulators in Heavy Industry" von J.G. Frith, erschienen in der Zeitschrift "Proceedings of the institution of Mechanical Engineers", Band 170, 1956 (herausgegeben durch "the Institution" 1," Birdcage Walk, Westminster, London SW 1), insbesondere dortige Seiten 192 und 193 bekannt, einen gasgefederten Flüssigkeit sdruckspei eher, jedoch ohne Kolben, mit einem sich parallel zum Speicherkörper erstreckenden Überwachungsrohr aus unmagnetischem Metall zu versehen, in dem ein Schwimmer angeordnet ist, der entsprechend der Füllhöhe der Flüssigkeit im Speichergefäß angehoben oder abgesenkt wird und einen Permanentmagneten trägt, der auf einen magnetisch betätigbaren Schalter einwirkt. Diese Lösung erfordert an der Außenseite des Speicherbehälters oder Druckzylinders ein zusätzliches, dem vollen Betriebsdruck ausgesetztes Rohr, was nicht nur den Platzbedarf, sondern auch die Kosten der

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Vorrichtung merklich erhöht.

Aus der FR-PS 1 283 618 ist ein Flüssigkeitsdruckspeicher mit Kolben bekannt, dessen Behälterwände insgesamt aus unmagnetischem Metall hergestellt sind, während der Kolben aus magnetischem oder aus magnetisierbarem Metall besteht und über den magnetischen Kraftfluß einen die Wand des Druckbehälters an seiner Außenseite umgebenden, beweglichen Ring aus magnetische» oder aus magnetisierbarem Metall antreibt. Diese Lösung, die ebensowenig wie die zuvor erläuterte Til-ngang i_n die Praxis gefunden hat, erfordert eine Herstellung der gesamten, dem Betriebsdruck ausgesetzten Wände des Druckbehälters aus unmagnetischem Metall, was insbesondere im Falle höherer Betriebsdrücke (beispielsweise in der Größenordnung von 200 bis 500 kg/cm ), die bei modernen Druckspeichern auftreten, außerordentlich kostspielig^Andererseits wird der Raumbedarf für die Vorrichtung durch den beweglichen Ring an der Außenseite des Druckbehälters erhöht und müssen besondere, aufwendige Vorkehrungen getroffen werden, um eine ausreichende Führung und Beweglichkeit des Ringes zu gewährleisten.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitsdruckspeicher der eingangs bezeichneten Gattung zu schaffen, der in möglichst kostengünstiger und betriebssicherer Weise eine Überwachung der im Druckzylinder enthaltenen Gas- bzw. Flüssigkeitsmenge gestattet, ohne dabei den Platzbedarf des Druckspeichers zu erhöhen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Druckzylinder in der bei den in der Praxis üblichen Bauarten an sich bekannten Weise aus einem magnetisierbaren Metall, insbesondere Stahl, wenigstens einer der Zylinderdeckel hingegen aus einem unmagnetischen Werkstoff besteht und in wenigstens einem nach, außen offenen Sackloch dieses Zylinderdeckels ein magnetisch betätigbarer Schalter, vor-

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zugsweise ein Zungenschalter in einem versiegelten Gefäß_T kolben, ein sogenannter ÜS-Schalter, eingelassen ist, der in einem elektrischen Überwachungskreis für die Stellung des Freikolbens liegt, und daß der bewegliche Permanentmagnet in dem durch den unmagnetischen Zylinderdeckel abgeschlossenen Druckraum angeordnet und zwischen dem Preikolben und dem Permanentmagneten eine Hitnahmevorrichtung vorgesehen ist, die bei einer Annäherung des Preikolbens an den Zylinderdeckel über einen vorgegebenen Mindestabstand hinaus den Permanentmagneten in die Schalt stellung bezüglich des Schalters überführt.

Durch die Verwendung eines Druckzylinders mit Wänden aus magnetisierbar em Metall, insbesondere Stahl, der auch bei höheren Arbeitsdrücken eine ausreichende Festigkeit aufweist, wird gegenüber üblichen Bauweisen für Druckspeicher mit austretender Kolbenstange eine Erhöhung der Herstellungskosten vermieden. Da die gesamte Überwachungseinrichtung im Inneren des Druckzylinders angeordnet ist, beansprucht sie keinen zusätzlichen Raum. Das einzige Bauteil schließlich, welches aus unmagnetischem Material zu fertigen ist wenigstens ein Teil einer der Zylinderdeckel des Druckzylinders - kann als im wesentlichen druckbelastetes Bauteil ausgebildet und angeordnet sein, so daß insbesondere gegenüber einem Zylinderdeckel aus Stahl keine Überdimensionierung erforderlich ist. Überdies ist beim erfindungsgemäßen Druckspeicher jegliche zusätzliche Durchtritt soffnung zwischen dem Innenraum des Druckzylinders und der Umgebung vermieden, da der Permanentmagnet lediglich bei seiner Annäherung durch den unmagnetischen Zylinderdeckel bzw. Zylinderdeckelteil hindurch auf den Schalter einwirkt, so daß Dichtprobleme überhaupt nicht auftreten.

Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung eines Druckspeichers können insbesondere Verluste an Speichergas erfaßt werden, wobei die Überwachungseinrichtung an der Seite des ffasdruck-

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raumes angebracht ist; selbstverständlich kann jedoch eine entsprechende Überwachungseinrichtung auch an der Seite des Plüssigkeitsdruckraumes vorgesehen werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der bewegliche Permanentmagnet in einem zweiten Sackloch angeordnet, welches in den unmagnetischen Zy linderde ekel /äer Kachbarschaft des ersten Sackloches eingearbeitet ist und in den benachbarten Druckraum des Druckzylinders mündet, wobei der Permanentmagnet in dem Sackloch zwischen einer den Schalter nicht beeinflussenden Ruhestellung und einer Schaltstellung mittels elastischer, den Permanentmagneten in jeweils eine dieser Stellungen zwingender Schaltglieder beweglich ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispfelen anhand der Zeichnung, insbesondere in Verbindung mit den weiteren Ansprüchen.

Es zeigt

Pig. 1 Bchematisch vereinfacht einen Schnitt durch einen erfindungsfemäßen Plüssigkeilsdruckspeicher mit schematischer Schaltbilddarstellung des zugehörigen elektrischen und hydraulischen Kreises;

Pig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Teilschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäSen Druckspeichers;

Pig. 3 und 4 zwei weitere Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Druckspeichers in- einer Pig· 2 entsprechenden Darstellung·

Der in Pig, 1 dargestellte gasgefederte Plüssigkeitsdruckspeicher weist in der üblichen Weise einen Druckzylinder 1,

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zwei Zylinderdeckel 3 und 5 und einen Freikolben 7 auf, der den Innenraum des Druckzylinders 1 in einen Gasdruckrauis 9 und einen Flüssigkeitsdruckraum 11, der beispielsweise mit Hydrauliköl gefüllt ist, unterteilt. Diehteinrichtungen 13, 15 und 17 sind schematisch für die "beiden Zylinderdeckel 3 und 5 und den ι Kolben 7 veranschaulicht».

Ein solcher Druckspeicher kann zur Speisung, eines Aatriebspggregates, wie etwa eines !Hydraulikzylinders 19» herangezogen werden, wobei Druckbeaufschlagung und Entlastung des ^draulikzylindera 19 durch ein Steuerventil 21 gesteuert werden. Eine Förderpumpe P, die Druckflüssigkeit aus einem Niederdruckspeicher 23 ansaugt und die im allgemeinen von einem Druckwächter in Gang gesetzt und stillgesetzt wird, fördert periodisch und selbsttätig in den Flüssigkeitsdruckraum 11. Ein im Zylinderdeckel 3 vorgesehenes Speiseventil 25 ermöglicht bei Beginn des Betriebes die Einspeisung von Druckgas unter dem Arbeitsdruck des Druckspeichers, ebenso wie gegebenenfalls einen Ersatz von durch Leckverluste verlorengegangenem Gas.

Es liegt auf der Hand, daß es bei einem solchen Druckspeicher von Bedeutung ist, stets die Gasmenge im Druckzylinder 1 zu kennen, damit sichergestellt werden kann, daß diese Gasre serve für die vorgesehenen Betätigungen der nachgeschalteten Antriebsaggregate ausreicht, welche häufig Sicherheitsschaltungen ausführen, wenn beispielsweise der Hydraulikzylinder 19 ein Steuerzylinder'für einen elektrischen Trennschalter ist.

Die -fder Darstellung gemäß Fig. 1 - äußerste untere Eadstellung des Freikolbens 7 zeigt an, wie groß das Druckgaspolster im Gasdruckraum 9 noch ist. Dabei versteht sich, daß die Endstellung des Freikolbens 7 nach einer Förderung von Druckflüssigkeit durch, die Förderpumpe P in den Flüssigkeitsdruckraum 11 bis stun Erreichen des gewählten Maxi-

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maldruckes für eine Menge eines bestimmten Gases mit der Temperatur schwanken wird, jedoch läßt die lage des Freikorbens 7 in seiner unteren Endstellung dennoch einen "brauchbaren Rückschluß auf die Höhe der Gasreserve zu·

Der Druckzylinder 1 eines erfindungsgemäßen Druckspeichers besteht aus einem Stahlrohr, wie dies "bei üblichen Druckspeichern ohne magnetisch arbeitende Überwachung der Kolbenstellung bekannt ist. Dadurch ist eine einfache und kostengünstige Bauweise für den Druckspeicher möglich, wobei die Zylinderwand aus einem hohen Betriebsbelastungen gewachsenen Metall besteht. Im unterschied zur üblichen Bauweise derartiger Druckspeicher ist lediglich wenigstens einer der Zylinderdeckel, im vorliegenden Pail der Zylinderdeckel 3 aus einem unmagnetischen Metall hergestellt und mit einem in den Zylinderdeckel 3 eingearbeiteten Sackloch 27,"versehen, welches zur Umgebung hin offen istj im Sackloch 27 ist ein Schalter 29 angeordnet, der beim vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel als Zungenschalter ausgebildet und in einen versiegelten Gefäßkolben eingesetzt ist; derartige Schalter sind als sog. ILS-Schalter bekannt. Der Schalter 29 kann im Sackloch 27 über eine Keilverbindung 31 oder mittels Klebstoff gehalten sein. Der Schalter 29 ist in der bekannten Weise derart ausgebildet, daß er aus der Entfernung durch Änderung des Magnetflusses geschaltet werden kann, beispielsweise durch den Magnetfluß eines Permanentmagneten.

Ein solcher Permanentmagnet 33 ist im Inneren des Gasdruckraumes 9 angeordnet und in Abhängigkeit von den Verschiebungen des Freikolbens 7 derart beweglich, daß er bei einer Annäherung des Freikolbens 7 an den Zylinderdeckel 3 über einen vorgegebenen Mindestabstand hinaus aus einer Ruhestellung bezüglich des Schalters 29 in eine Schaltstellung überführbar ist, in welcher der Permanentmagnet 33 eine Schaltung der Schalters 29 herbeiführt.

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Bei der vergleichsweise einfachen Ausführungsform, gemäß Fig. 1 "besteht die Mitnahmevorrichtang zwischen dem Freikorben 7 und dem Permanentmagneten 3 aus einer Teleskopverbindung, wobei das eine Teleskopteil 35 am Freikorben "befestigt ist, während das andere Teleskopteil 37, welches als Schuhstange ausgebildet ist, an seinem Ende den Permanentmagneten 33 trägt und "beim normalen Betrieh durch eine Spreizfeder 39 in der gestreckten Teleskopstellung gehalten wird, wie dies aus Fig. 1 ohne weiteres ersichtlich ist.

Die .Anschlußklemmen 41 und 43 des Schalters 29 sind an einen elektrischen Überwachungskreis 45 angeschlossen, der Anzeige- oder Warngeräte, wie beispielsweise eine Warnlampe 1, und/oder Steuer- bzw. Regelgeräte C enthält, welche selbsttätig eine Sicherheitsschaltung auslösen können.

Wenn beim Betrieb des Druckspeichers ein Druckverlust durch Leckverluste des Druckgases im JS-asdruckraum 9 auftritt, so nähert sich der Freikolben 7, wobei eine konstante Temperatur vorausgesetzt sei, bei jeder Einspeisung von Druckflüssigkeit in den Flüssigkeitsdruckraum 11 mittels der Pumpe P ein wenig mehr dem Zylinderdeckel 3.

Wenn diese .Annäherung so weit fortgeschritten ist, daß der Permanentmagnet 33 in die Nachbarschaft des Schalters 29 und schließlich in Berührung mit dem Zylinderdeckel 3 gelangt, so beeinflußt das Magnetfeld des Permanentmagneten durch das unmagnetische Metall des Zylinderdeckels 3 hindurch den Schalter 29 derart, daß dieser den elektrischen Überwachungskreis 45 schließt.

Dadurch erfolgt automatisch die Warnung dahingehend, daß die Gasreserve zu gering geworden und eine erneute Einspeisung von Druckgas über das Speiseventil 25 erforderlich ist.

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¥Ie ohne weiteres ersichtlich, ist, ist diese selbsttätige Überwachungseinrichtung für den Ladezustand des Druckspeichers ohne jegliche zusätzliche Dichtstellen ausgeführt und vergrößert nicht die Abmessungen an den Außenseiten der Vorrichtung, da die Bauteile der iTberwachungseinrichtung im Inneren des Zylinderdeckels 3 oder im Inneren des Druckzylinders 1 seihst angeordnet sind.

Der unmagnetische Zylinderdeckel 3 kann aus einer Aluminiumlegierung, aus einer Kupferlegierung oder aus einem rostfreien Stahl hergestellt sein.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Übeivachungseinrichtung ermöglicht eine periodische oder ständige Kontrolle des Ladezustandes des Druckspeichers·

Um eine periodische Überwachung durchzuführen, genügt ,es, einen von Hand betätigbaren TJnterbrechungsschalter 47 im elektrischen überwachungskreis 45 vorzusehen. Nachdem der Unterbrechungsschalter 47 geschlossen ist, wird die Förderpumpe P in Betrieb gesetzt, welche Druckflüssigkeit wie Öl in den Druckspeicher bis zum Erreichen des maximal vorgesehenen Druckes einspeist, wonach sich zeigt, ob durch Schließen des ILS-Schalters 29 das Warngerät des elektrischen Überwachungskreises 45 in Betrieb gesetzt wird. Gegebenenfalls kann durch eine Korrekturtabelle für die Temperatur unterschiedlichen Temperaturen des Gases Rechnung getragen und damit die Überwachung des Zustandes der Gasreserve weiter verfeinert werden.

Für eine ständige Überwachung genügt es, den Unterbreehungsschalter 47 ständig geschlossen zu halten. Damit die Einrichtung ohne dauernde Überwachung durch das Bedienungspersonal arbeiten kann, kann eine Einrichtung zur automatischen Aufzeichnung oder Aufrechterhaltung des Warnsignales vorgesehen werden, welche anzeigt, wenn während der Dauer

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der fehlenden Überwachung durch das Bedienungspersonal der Freikolben 7 des Druckspeichers die vorgesehene Endstellung überschritten hat.

Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 2, bei dem wie auch im Falle der übrigen Ausführungsbeispiele entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und nicht mehr eigens erläutert werden, ist der bewegliche Permanentmagnet 33' in einem zweiten Sackloch 49 im unmagnetischen Zylinderdeckel 3' des Druckspeichers in der Nachbarschaft des ersten Sackloches 27 zur Aufnahme des IIS-Schalters 29 eingearbeitet. Während das erste Sackloch nach außen hin offen ist, mündet das zweite Sackloch 29 in den Gasdruckraum 9 des Druckspeichers, wobei, wie ersichtlich ist, ebenfalls zusätzliche Abdichtungen vermieden sind.

Der Permanentmagnet 33'» der im Sackloch 49 gleiten kann, ist beispielsweise durch Klebung mit einer Schubstange 51 verbunden, welche in einer einstellbaren Länge d aus der Innenfläche 53 des Zylinderdeckels 3¹ herausragt. Die Einstellung der herausragenden Länge der Schubstange 51 kann durch eine Einstellmutter 55 erfolgen, welche auf dem mit einem Gewinde versehenen Ende der Schubstange 51 aufgeschraubt ist und an einer die Schubstange 51 führenden Anschlagplatte anliegt, die ihrerseits über geeignete Mittel, beispielsweise eine oder mehrere Befestigungsschrauben 59, gegen den Zylinderdeckel 3' festgelegt ist. Die Schubstange 51 und der Permanentmagnet 33* sind durch eine Rückstellfeder 61 in ihre gemäß Pig. 2 obere Endstellung gedruckt, in welcher der Permanentmagnet 33* den ILS-Schalter 29 nicht beeinflußt.

Die Verbindung- oder Mitnahmeeinrichtung zwischen dem Freikolben 7 und dem Permanentmagneten 33'. besteht beim vorliegenden Ausführungsbeispiel in einem Schubgestänge, welches eine am Freikolben 7 befestigte Druckstange 63 aufweist, deren freies Ende, welches bei der Annäherung des

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Freikolbens 7 an die untere Endstellung auf die Schubstange auftrifft, vorzugsweise ein Druekstück 64 von größerem Durchmesser als dem der Druckstange 63 und der Schubstange 51 trägt, um etwaige Fluchtungsfehler zwisehen der Druckstange 63 und der Schubstange 51 auszugleichen.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 .i st der Zylinderdeckel 3 · nach Art eines Deckels für Autoklaven ausgebildet und in der dargestellten Weise durch einen nach Art einer Überwurfmutter ausgebildeten Haltering 65 gegen die Wand des Druckzylinders 1 abgestützt, wobei eine Dichtung 13 zwi sehen dem Zylinderdeckel 3 und dem Haltering 65 und/oder der Wand des Druckzylinders 1 vorgesehen ist.

Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, da in diesem Falle der Zylinderdeckel 3¹ im wesentlichen nur Druckspannungen ausgesetzt ist und daher keine erhöhte Dicke aufweisen muß, obwohl er aus unmagne ti schein Metall hergestellt ist. Der Haltering 65 kann aus Stahl bestehen, ohne den Betrieb der Überwachungseinrichtung nachteilig zu beeinflussen.

Wenn, der Freikolben 7 den vorgesehenen Mindestabstand zum Zylinderdeckel 3' unterschreitet, so gelangt das Druckstück 64 zur Anlage an die Schubstange 51 und stößt diese gemäß Fig. 2 nach unten, wodurch auch der Permanentmagnet 33' im Sackloch 49 gemäß Fig. 2 nach unten geschoben wird; dadurch nähert sich der Permanentmagnet 33' dem ILS-Schalter 29 und ruft über sein das unmagnetische Metall zwischen den beiden Sacklöchern 27 und 49 durchsetzendes Magnetfeld die Schließbewegung des Schalters 29 und damit die Auslösung des Warnsignales oder der selbsttätigen Sicherheitsschaltung hervor.

Bei den beiden erläuterten Ausführungsformen gemäß den Fig. und 2 gestattet die Ermittlung eines Gasverlustes durch ge-

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ringfügige lecks, den Druckspeicher wieder aufzuladen, also Druckgas in den Gasdruckraum 9 einzuspeisen, oder das Leck zu "beheben. Bei bedeutenden Gasverlusten wird der Freikolben 7 äark in Richtung auf den Zylinderdeckel 3 bzw. 3' "unter Unterschreiten des gewählten Mindestabstandes gestoßen, wobei der Druck der auf die Oberseite des Freikolbens 7 wirkenden Druckflüssigkeit die Verbindung- oder Mitnahmeeinrichtung (Teleskopteile 35 und 37 gemäß Pig. 1 bzw. Stangen 63 und 64 gemäß Fig. 2), die zwischen dem Freikolben 7 und dem Permanentmagneten 33 bzw. 33' angeordnet ist, kräftig staucht. Dabei auftretende Beschädigungen sind jedoch ohne wesentliche Bedeutung, da im Falle eines solch katastrophalen Gasverlustes der Druckspeicher ohnehin ersetzt oder repariert werden muß.

Wie die vorstehenden Erläuterungen zeigen, gestattet die erfindungsgemäße Ausbildung eines Druckspeichers die Ermittlung der Stellung des Freikolbens 7 im Inneren des Druckzylinders 1 sowohl relativ zum Zylinderdeckel an der Seite des Gasdruckraumes als auch relativ zum Zylinderdeckel an der Seite des Flüssigkeitsdruckraumes. Weiterhin kann die Überwachungseinrichtung selbst (der Schalter 29 und der bewegliche Permanentmagnet 33 bzw. 33') an der einen oder anderen Seite des Freikolbens vorgesehen werden. Die Überwachungseinrichtung kann daher beispielsweise zur Ermittlung des jeweils verbleibenden Flüssigkeitsvolumens und zur Steuerung des Betriebs der Förderpumpe P zur Einspeisung von Druckflüssigkeit in Abhängigkeit von dem Flüssigkeitsvolumen im Druckzylinder' 1 und nicht in Abhängigkeit vom Druck herangezogen werden.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von den soeben erläuterten Ausführungsformen insbesondere dadurch, daß die Verbindung- oder Mitnahme einri chtung zwischen dem Freikolben 7 und dem Permanentmagneten 33 * im Betrieb auf Zug und nicht auf Druck belastet ist.

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Der Permanentmagnet 33' ist dabei gleitbar in einem Sackloch 4-9 gelagert, wird jedoch durch eine Rückstellfeder 61^f in seine untere Endstellung gedrückt, welche die Schaltstelltmg ist, in der der IIS-Schalter 29 vom Permanentmagneten 33' geschlossen wird. Die Mitnahmeeinrichtung zwischen dem Permanentmagneten 33' und dem Freikolben 7 wird durch eine Zugstange 66 gebildet, an der eine Zugfeder 68 eingehängt ist, die ihrerseits am Freikolban 7 befestigt ist' und eine größere Federkraft al3 die Rückstellfeder 61' aufweist. ■

Wenn der Freikolben 7 in einem größeren Abstand als dem gewählten Mindestabstand vom unmagnetischen Zylinderdeckel entfernt bleibt, so ist die Zugfeder 68 gespannt, so daß ihre Zugkraft die entgegenwirkende Druckkraft der Rückstellfeder 61' übersteigt und der Permanentmagnet 33' in der gemäß Fig. 3 oberen Stellung, der Ruhestellung, bleibt, in welcher er den Schalter 29 nicht betätigt. Wenn eich der Freikolben 7 dem Zylinderdeckel 3' zu sehr nähert, so wird die Zugfeder 68 entspannt, bis ihre Zugkraft unter die Druckkraft der Rückstellfeder 61^f absinkt und diese den Permanentmagneten 33^f in die gemäß Fig. 3 untere Sehaltstellung drücken kann. Ebenso wie im Falle des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 sind - hier jedoch nicht näher dargestellte Einstellmittel an der Mitnahmeeinrichtung zwischen dem Freikolben 7 und dem Permanentmagneten 33' vorgesehen, mit denen die Auslösung des Warnsignales in Abhängigkeit von einer vorwählbaren unteren Endstellung des Freikolbens 7 einstellbar ist.

In manchen Anwendungsfällen kann es von Bedeutung ssin, nicht nur ein Warnsignal auszulösen oder eine Anzeige dann zu erzeugen, wenn der Freikolben 7 eine bestimmte Stellung einnimmt, wie dies vorstehend näher erläutert ist, sondern auch eine automatische Sicherheitsschaltung bzw. Sicherheits-

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vorrichtung wirksam werden zu lassen, wenn der Freikolben 7 die gewählte untere Endstellung um einen bestimmten Anstand überfahren hat.

Eine Vorrichtung, welche eine derartige zusätzliche Sicherung enthält, ist in Pig. 4 dargestellt, welche einen im wesentlichen Fig. 2 entsprechenden Aufbau zeigt; jedoch ist hier neben dem ILS-Schalter 29 im Sackloch 27 im Zylinderdeckel 3' ein zweiter ILS-Schalter 69 -vorgesehen, der in einem dritten Sackloch 71 im Zylinderdeckel 3' angeordnet sein kann, welches ebenfalls zu Umgebung hin offen ist.

Die beiden Schalter 29 und 69 sind derart angeordnet, daß der Permanentmagnet 33' zunächst den Schalter 29 zum Schließen eines Anzeige- oder Warnkreises betätigt, und anschließend, wenn der Permanentmagnet 33' noch weiter vorschoben wird, den Schalter 69 betätigt, der einen nicht näher dargestellten, automatischen Sicherheitsschaltkreis schließt«

Wenn daher die vorliegende Erfindung auf einen Druckspeicher angewendet wird, der Teil einer Einrichtung zur hydraulischen Steuerung eines Trennschalters ist, so kann mit dem Schließen des genannten automatischen Sicherheitsscha-ltkreises etwa eine automatische Auslösung des Trennschalters bewirkt werden, oder auch die Betätigung einer Sperreinrichtung.

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Claims

Patent-· (Schutz-) Ansprüche

1_# Gasgefederter Elüssigkeitsdruckspeicher mit einem beidseitig durch Zylinderdeckel abgeschlossenen Druckzylinder, einem im Druckzylinder gleitbeweglich zwischen einem Plüssigkeitsdruckraum und einem Gasdruckraum angeordneten Freikolben und einem längs des Druckzylinders in Abhängigkeit von der Stellung des 3?reikolbens beweglichen Permanentmagneten, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzylinder (1) in an sich bekannter Weise aus einem magnetisierbarer). Metall, insbesondere Stahl, wenigstens einer der Zylinderdeckel (3; 3') hingegen aus einem unmagnetischen Werkstoff besteht und in wenigstens einem nach außen offenen Sackloch (27) dieses Zylinderdeckels (3; 3') ein magnetisch betätigbarer Schalter (29) _t vorzugsweise ein Zungenschalter in einen versiegelten Gefäßkolben, ein sog» IIS-Schalter, eingelassen ist, der in einem elektrischen tJberwaehungskreis (45) für die Stellung des Freikolbens (7) liegt, und daß der bewegliche Permanentmagnet (33; 33') in dem durch den^magnetischen Zylinderdeckel (3; 3¹) abgeschlossenen Druckraum (9) angeordnet ist und zwischen dem Freikolben (7) und dem Permanentmagneten (33; 33') eine Mitnahme vorrichtung vorgesehen ist, die bei einer Annäherung des Frei« kolbens (7) an den Zylinderdeckel (3; 3') über einen vorgegebenen Mindestabstand hinaus den Permanentmagneten (33; 33') in die Schaltstellung bezüglich des Schalters (29) überführt.
2. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Permanentmagnet (33') in einem zweiten Sackloch (49) angeordnet ist, welches in den unmagnetischen Zylinderdeckel (3¹) in der Nachbarschaft des ersten Sackloches (27) eingearbeitet ist und in den benachbarten Druckraum (9) des Druckzylinders (1) mündet, wobei der Permanentmagnet (33') in dem Sackloch (49) zwischen einer den

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Schalter (29) nicht "beeinflussenden Ruhestellung und einer Schaltstellung mittels elastischer, den Permanentmagneten (33*) in jeweils eine dieser Stellungen zwingender Schaltglieder "beweglich ist.
3· Druckspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet _f daß das zweite Sackloch. (49) in zur Achse des Druckzylinders (1) paralleler Richtung und in der Nachbarschaft des ersten Sackloches (29) gebohrt ist, und daß der Permanentmagnet (33') im zweiten Saekloch (49) gleifbar gelagert ist.
4· Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 "bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeeinrichtung bei der Mitnahme des Permanentmagneten (33; 33') auf Druel^belastet ist. (Pig. 1,2)
5. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeeinrichtung (Zugfeder 68, Zugstange 66) bei der Mitnahme des Permanentmagneten (33) auf Zug belastet ist. (Pig. 3) ■
6. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5# dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahme einrichtung wenigstens ein elastisches Teil (Spreizfeder 39; Rückstellfeder 61; Zugfeder 68, Rückstellfeder 61') aufweist.
7. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (Einstellmutter 55> Anschlagplatte 57) zur Einstellung wenigstens einer.der Endstellungen des beweglichen Permanentmagneten (33') vorgesehen ist. .
8. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der unmagnetische Zylinderdeckel (3¹) nach Art des Deckels eines Autoklaven ausgebildet ist und vorzugsweise durch einen als Überwurfmutter ausgebildeten,

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am Druckzylinder (1) angreifenden Haltering (65) abgestützt ist, so daß er durch den Innendruck im Druckzylinder (1) im wesentlichen nur auf Druckjbelastet ist.
9. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch - gekennzeichnet, daß der unmagnetische Zylinderdeckel (3j 3¹) an der Seite des Gasdruckraumes (9) vorgesehen ist.
10· Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der unmagnetische Zylinderdeckel an der Seite des Flüssigkeitsdruckraums (11) vorgesehen ist.
11. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Überwachungskreis (45) eine Anzeigeeinrichtung für das Unterschreiten einer vorbestimmten Gasmenge im Gasdruckraum (9) enthält.
12. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Überwachungskreis (45) zur Steuerung des Betriebs einer Förderpumpe (?) für die Einspeisung von Druckflüssigkeit in den Flüssigkeitsdruckraum (11) herangezogen ist.

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