Titel: Luftdruck-Accumulator für hydraulische Betriebe.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1891, Band 280 (S. 289–291)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj280/ar280112

Luftdruck-Accumulator für hydraulische Betriebe.

Mit Abbildungen.

Ueber diesen an Prött und Seelhoff patentirten Accumulator (D. R. P. Nr. 43434) schreibt Stahl und Eisen in der Februarnummer des laufenden Jahres Nachstehendes:

Biese Accumulatorconstruction hat den Zweck, die Anwendung der schweren Belastungsgewichte, welche bei einigermassen schnellem Arbeiten, in Folge der dann zur Wirkung kommenden grossen lebendigen Kraft, ausserordentlich heftige Stösse verursachen und oft grosse Zerstörungen anrichten, zu vermeiden und ein ruhiges und beliebig schnelles Arbeiten ohne jede Gefahr für irgend welche Constructionstheile des Accumulators selbst oder der Pressen u.s.w. zu ermöglichen. Auch soll dieser Accumulator als Ersatz für Windkessel in Druckleitungen dienen, in welchem Falle das Mitreissen von Luft vermieden und die Anwendung von Luft geringerer Spannung, als in der Leitung herrscht, möglich wird.

Es wird dies durch Anwendung von auf einen Kolben oder Plunger wirkendem Luftdruck statt des Belastungsgewichtes erreicht, und hat sich dies bei den vier zur Zeit bereits in Betrieb befindlichen Accumulatoren vorzüglich bewährt.

Der in Fig. 1 dargestellte Accumulator, bis jetzt der grösste, ist seit Ende Juli 1890 als Ersatz für einen Gewichtsaccumulator auf dem Bochumer Verein für Bergbau und Gussstahlfabrikation in Bochum in Betrieb, und zwar mit einem Wasserdruck von 500 at. Seine Vorzüge gegenüber einem Gewichtsaccumulator sind so in die Augen springend, dass genanntes Werk kurz nach Inbetriebsetzung einen Accumulator derselben Art und Grösse für seine Anlage in Savona in Italien anfertigen liess. Auch das Gussstahlwerk Witten in Witten, welches seit etwa 1½ Jahren einen kleinen derartigen Accumulator hat, ist zur Anlage zweier Accumulatoren von etwa derselben Grösse, wie die in den Fig. 1 und 2 dargestellten, übergegangen. Der eine soll zum Betriebe von Schmiedepressen und der andere für eine Krahnanlage dienen, beide werden in nächster Zeit in Betrieb kommen.

Die Anordnung und Einzelconstruction des Accumulators kann, dem jeweiligen Zweck entsprechend, sehr verschieden sein, die beiden gebräuchlichsten Constructionen sind in Fig. 1 und 2 dargestellt und zwar die erstere mit Uebersetzung, letztere ohne Uebersetzung für verhältnissmässig geringen Druck.

Der Accumulator (Fig. 1) besteht im Wesentlichen aus einem Luftcylinder a mit Plunger a1 und einem Wassercylinder b mit Plunger b1. Luft- und Wassercylinder sind durch die Holme cc1 und drei Anker d mit einander verbunden. Der Querschnitt des Plungers a1 ist etwa zehnmal so gross als der von b, befindet sich also im Cylinder a ein Luftdruck von z.B. 50 at, so beträgt, wenn durch das Rohr e Wasser in den Cylinder b gedrückt und die mit einander verbundenen Plunger a1 und b1 gehoben werden, der Wasserdruck in b 500 at. Das Querschnittsverhältniss kann jedoch selbstverständlich jedes beliebige sein. Steigen nun bei Zuführung von Wasser in dem Cylinder b die Plunger, so wird die Luft in dem Cylinder a zusammengedrückt, und wird aus dem Cylinder b Wasser entnommen, so dehnt sich die Luft wieder aus und drückt die Plunger herunter, ohne dass hierbei, selbst bei schnellem Sinken, ein Stoss ausgeübt wird. Bei kleinem Luftraum würde natürlich beim Zusammendrücken der Luft der Druck beträchtlich zunehmen, wo dieses aber nicht erwünscht ist, sind mit dem Arbeitscylinder a noch eine Anzahl Luftreservoire f... verbunden, und ist der Plunger a hohl gemacht, damit auch er als Luftreservoir dient. Auf diese Weise kann man die Differenz zwischen Anfangsund Endspannung beliebig verkleinern. Für den Accumulator des Bochumer Vereins wurden ausser dem Arbeitscylinder noch sechs Reservoire angebracht, welche rechnungsmässig bei dem vollen Hube von 3 m eine Differenz von etwa 10 Proc. zwischen Anfangs- und Endspannung ergeben; es ist aber in Wirklichkeit die Differenz wesentlich geringer, und bei schnellem Arbeiten ist sogar die Endspannung noch etwas grösser als die Anfangsspannung, eine Erscheinung, welche von der lebendigen Kraft der Masse der Plunger herrührt. Man kann sehr gut mit weniger Reservoiren auskommen, und sind deshalb in der Zeichnung nur vier Stück angegeben.

Für manche Fälle ist es nun aber erwünscht, eine verhältnissmässig schnelle Zu- bezw. Abnahme des Druckes erzielen zu können, und werden dann die Reservoire f... fortgelassen, oder um beides erreichen zu können, ist hierfür, sowie auch, um bei etwaiger Erneuerung der Manschette des Cylinders a nicht alle Luft entweichen lassen zu müssen, das Absperrventil f1 in dem Verbindungsrohr angebracht. Ist das Ventil f1 geschlossen, so nimmt beim Steigen der Plunger der Luftdruck in a und dementsprechend auch der Wasserdruck in b zu, und zwar kommt er bei dem in der Zeichnung dargestellten Accumulator bei dem vollen Hube auf etwa das Doppelte des Druckes in der tiefsten Stellung. Das Absperren des Ventils f1 darf natürlich erst bei der höchsten Stellung der Plunger erfolgen, da man sonst einen zu grossen Ueberdruck in dem Cylinder a erhalten würde. Man kann denselben aber auch so stark construiren, dass er diesen aushalten kann, und ist dann in der Lage, mit entsprechend höherem Druck zu arbeiten. Auch lässt sich, um das Absperren in jeder beliebigen Stellung vornehmen zu können, ohne einen höheren Druck zu erhalten, in dem Kegel des Absperrventils oder in einem Umführungsrohr ein kleines, |290| sich nach den Reservoiren hin öffnendes Rückschlagventil anbringen, welches den Ueberdruck in diese entweichen lässt und sich an der höchsten Stellung der Plunger selbsthätig schliesst. Auf diese Weise arbeitet der Accumulator in der unteren Stellung mit etwa dem halben Druck als in der oberen, was für viele Zwecke sehr werthvoll ist.

Textabbildung Bd. 280, S. 290
Ein Verbrauch von Luft findet beim Arbeiten nicht statt, da dieselbe Luftmenge immer nur zusammengedrückt wird und sich wieder ausdehnt. Der einzige Luftverlust, der vorkommen könnte, ist der durch Undichtigkeiten entstehende; er würde bei einer gewöhnlichen Kolben- oder Plungerdichtung allerdings sehr gross sein, so dass ein rationelles Arbeiten nicht möglich wäre. Diesem Uebelstande ist jedoch in der einfachsten Weise und vollkommen dadurch abgeholfen, dass über der Dichtung (Stopfbüchse oder Manschette) eine Schicht Flüssigkeit, am besten Oel, steht. Es braucht also die Stopfbüchse oder Manschette nur gegen diese Flüssigkeit dicht zu halten, was sehr leicht zu erreichen ist, um das Durchgehen von Luft unmöglich zu machen. Damit man sich jederzeit davon überzeugen kann, dass genügend Oel vorhanden, ist am Luftcylinder der Oelstandszeiger g mit verschiedenen Schaugläsern angebracht. Eine fernere Quelle für grosse Luft Verluste würde der hohle, aus Stahlguss hergestellte Plunger a1 sein, wenn nicht in demselben der wasserdichte Blechcylinder h so eingesetzt wäre, dass das zum Dichten der Stopfbüchse bezieh. Manschette dienende Oel gleichzeitig in den zwischen Einsatz und Plunger verbleibenden Zwischenraum treten könnte. Es ist also auch hier, so lange Oel vorhanden, ein Durchgehen der Luft durch die Wandungen des Plungers unmöglich, während sonst, auch bei dem besten Guss, bei 50 at oder noch höheren Drucken eine beträchtliche Menge Luft entweichen würde. Sämmtliche Verschraubungen von Röhren sind besonders sorgfältig construirt und ausgeführt, so dass thatsächlich der Luftverlust ein auffallend geringer und absolut nicht in Betracht kommender ist.

Die Luftpumpe braucht deshalb auch nur, ausser beim ersten Füllen, selten auf ganz kurze Zeit in Betrieb gesetzt zu werden.

Soll noch höherer Luftdruck, etwa über 50 at, angewendet werden, um bei sehr grossen Accumulatoren die Dimensionen des Luftcylinders nicht zu gross zu erhalten, so können auch die Wandungen des schmiedeeisernen Luftcylinders und der Reservoire, in ähnlicher Weise wie der Plunger a1, durch einen Einsatz mit zwischenstehender Flüssigkeit vollkommen gegen Luftdurchlass gedichtet werden. Statt des Luftdrucks kann man auch flüssige Kohlensäure direct in den Cylinder hineinbringen oder ein Gefäss mit flüssiger Kohlensäure so mit dem Cylinder in Verbindung bringen, dass sich beim Steigen der Plunger die über der flüssigen stehende, gasförmige Kohlensäure verdichtet und beim Heruntergehen wieder entwickelt. In diesem Falle können die Reservoire zur Erzielung derselben Druckdifferenz etwas kleiner genommen werden, man muss dann aber statt Oel Glycerin zur Dichtung verwenden. Der zwischen dem Oelstandszeiger g |291| und dem oberen Absperrventil i1 eingeschaltete Behälter dient zum etwaigen Nachfüllen von Oel. Zu diesem Zwecke werden die Ventile ii1 geschlossen und die Verschraubung k geöffnet, wobei die in dem Behälter eingeschlossene Luft entweicht. Nachdem der Behälter dann ganz oder zum Theil mit Oel gefüllt und die Verschraubung wieder geschlossen ist, öffnet man die Ventile i und i1, worauf das Oel in den Cylinder fliesst. Das Rohr l der Verschraubung führt zur Luftpumpe. Zum Ausrücken der Accumulatorpumpe in der höchsten oder irgend einer andern Stellung sind der schellenartig um den untern Theil des Plungers a1 gelegte Arm m und die Zugstange n angebracht. Zur weiteren Sicherheit für den allerdings kaum denkbaren Fall, dass die Ausrückung versagen sollte, können ausserdem noch die Bohrungen oo vorgesehen werden, welche beim Ueberschreiten der Manschette oder Stopfbüchse das Druckwasser entweichen lassen. Soll die Manschette des Wassercylinders erneuert werden, so wird zunächst der Plunger a1 in etwa der tiefsten Stellung an zwei oder drei Seiten solide unterstützt, alsdann der Verbindungskeil p entfernt, worauf, wenn für Abfluss des Wassers aus dem Cylinder b, z.B. durch die Steuerung gesorgt wird, der Plunger b1 durch sein Eigengewicht so weit sinkt, dass er mit der Oberkante des Cylinders b abschneidet. Alsdann werden die hölzernen Bufferringe q... entfernt, worauf man den mit Bajonettverschluss eingesetzten oder eingeschraubten Stutzring r der Manschette und diese selbst bequem beseitigen und wieder einsetzen kann. Der Plunger b1 kann dann durch die Accumulatorpumpe wieder hochgedrückt und dann mit a1 verbunden werden.

Soll die Manschette des Luftcylinders erneuert werden, so drückt man am besten, um Luftverlust möglichst zu vermeiden, die Plunger bis in die höchste Stellung, worauf man das Ventil f1 schliesst und die dann noch vorhandene Luft des Cylinders a durch die Verschraubung k entweichen lässt; darauf entfernt man die Bufferringe q... und lässt beide Plunger zusammen sinken, bis sich a1 auf den Cylinder b stützt, wobei das obere Ende von a so weit aus dem Cylinder heraustritt, dass man die Manschetten bequem auswechseln kann. Wird statt der Manschette für den Luftcylinder eine Stopfbüchse angewendet, so ist das Herunterlassen des Plungers natürlich nicht nöthig.

Für hydraulische Krähne u.s.w., also für verhältnissmässig geringen Druck, kann man die Plunger auch ohne Uebersetzung machen, so dass der Luftplunger gleichzeitig Wasserplunger ist. Eine derartige Construction ist in Fig. 2 dargestellt und zwar für etwa 750 l Wasserinhalt und 75 at. Die Verbindung des Luftcylinders mit dem Wassercylinder kann hier wieder, wie in Fig. 1, durch Holme und Säulen, oder, wie in Fig. 3, durch directe Flanschen Verbindung erfolgen. Im ersteren Falle kann man zur Dichtung Stopfbüchsen verwenden, welche man, ohne sonst etwas losnehmen zu müssen, verpacken kann, während man im zweiten Falle Manschetten verwendet, behufs deren Auswechselung man den Luftcylinder heben muss, wobei natürlich die Rohrverschraubung über dem Absperrventil zu lösen ist.

Die Ausrückung der Accumulatorpumpe beim höchsten Stande des Plungers erfolgt durch den Hebel m, an dessen in den Presscylinder hineinragendem Ende der untere vorspringende Rand des Plungers angreift und denselben hebt. Der Hebel kann natürlich auch nach oben so weit gedreht werden, dass der vorstehende Rand des Plungers an demselben vorbeigeht, damit man den Plunger bequem einsetzen und herausnehmen kann, wobei auch der Grundring der Stopfbüchse herausgenommen werden muss. Als Sicherung für den Fall, dass einmal die Ausrückung versagen sollte, kann man auch hier, wie bei dem Hochdruckaccumulator, am unteren Ende des Plungers Bohrungen anbringen, durch die, bei Ueberschreitung des höchsten Standes, die überflüssige Druckflüssigkeit entweicht.

Als Vortheile der Luftaccumulatoren, deren alleiniges Ausführungsrecht die Firma L. W. Breuer, Schumacher und Co. in Kalk besitzt, gegenüber den Gewichtsaccumulatoren, werden uns folgende bezeichnet:

1) wesentlich geringere Anlagekosten gegenüber den Gewichtsaccumulatoren, besonders bei grossen Anlagen;

2) absolut ruhiger und stossfreier Gang und deshalb Zulässigkeit grosser Geschwindigkeiten, ohne jede Gefahr der Zertrümmerung oder Beschädigung des Accumulators selbst oder sonstiger Constructionstheile;

3) ausserordentlich geringes Gewicht, so dass der Accumulator sehr bequem auch auf Schiffen zu verwenden ist und leicht beweglich gemacht werden kann, was z.B. für Nietmaschinen und fahrbare Krähne sehr wichtig ist;

4) die Möglichkeit, mit verschiedenen Drucken arbeiten zu können, und

5) Fortfall der grossen Führungsgerüste oder Thürme and Entbehrlichkeit grosser Fundamente.

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