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Verfahren zur Herstellung eines hydropneumatischen Druckspeichers
Für hydropneumatische Druckspeicher, deren Inneres durch eine elastische Zwischenwand in einen Raum für vorgespanntes Gas und in einen Raum für die Flüssigkeit aufgeteilt ist, benutzt man gern die Form einer Kugel oder eine der Kugel angenäherte Form. Ein solches Druckspeichergehäuse hat man in der Regel aus zwei halbkugeligen Schalen hergestellt, die miteinander zu einer Kugel verschweisst wurden, oder deren zylindrische Ränder ineinandergesteckt wurden und die dann auf irgendeine Weisefest verbunden wurden. Die elastische Trennwand wurde am Inneren einer Schale oder zwischen den beiden Schalen befestigt.
Die Zufuhrung des vorgespannten Gases in den Druckbehälter ist dann beispielsweise in der Weise geschehen, dass das Gas durch eine kleine Bohrung eingedrückt wurde, die anschliessend verschweisst wurde. Diese Lösung hat aber den Nachteil, dass als elastische Trennwand eine Blase verwendet werden musste, die durch eine kleine Gehäuseöffnung eingeführt wird.
Die Verwendung einer Membrane an Stelle einer Blase würde voraussetzen, dass die Membrane vor dem Zusammensetzen der Gehäusehälften in diese eingelegt wird. Dies bringt die Gefahr mit sich, dass beim nachfolgenden Zusammensetzen und Verbinden der Gehäusehälften die empfindliche Membrane verletzt wird. Bei der üblichen Schweissverbindung der Gehäuseteile ist eine Beschädigung der temperaturempfindlichen Membrane kaum zu vermeiden.
Die Verwendung von Membranen als elastische Trennwand stiess daher bisher stets auf erhebliche Schwierigkeiten und erforderte hinsichtlich der Herstellung der Gehäuseteile und der Verbindung derselben besondere Massnahmen, um die Gefahr einer Verletzung der empfindlichen Membrane zu beseitigen.
Kugelförmige Druckspeicher, die aus einem einteiligen Gehäuse bestehen, sind seit längerem an sich schon bekannt. Allerdings konnten solche Druckspeicher mit einteiligem Kugelgehäuse bisher nur mit Blasen ausgerüstet werden, da sich die Blasen im Gegensatz zu den Membranen durch eine verhältnismä- ssig kleinen Öffnung des Kugelgehäuses einführen und in der Nähe der Öffnung befestigen lassen. Ber Verwendung einer Membrane an Stelle einer Blase hat man daher bisher stets ein zweigeteiltes Kugelgehäuse herstellen müssen, um die Membrane vor dem Zusammensetzen der halbkugeligen Gehäusehälften in diese einlegen und dort befestigen zu können.
Man hat auch schon vorgeschlagen, das Gehäuse aus einem im wesentlichen zylindrischen Körper aus Blech herzustellen, dessen Enden kugelförmig gekümpelt wurden, so dass in der Achse zwei einander gegenüberliegende Öffnungen frei bleiben, von denen die eine für den Anschluss an die Flüssigkeit und die andere für die Zuführung des Gases und für das Anbringen einer als Trennwand dienenden Blase diente.
Die Nachteile dieses bekannten zylindrischen Druckspeichers bestehen daher darin, dass er keine Kugelform hat und dass er als elastische Trennwand eine Blase (an Stelle einer Membrane) verwendet.
Die Erfindung bezweckt eine Vereinfachung der Herstellung von hydropneumatischen Druckspeichern, die eine im wesentlichen kugelige Form, einen axialen Anschluss für die Flüssigkeit und eine den Innenraum teilende elastische Trennwand aufweisen.
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Die Erfindung soll die Möglichkeit schaffen, als elastische Trennwand eine Membrane zu verwen- den und die Gefahr einer Beschädigung der Membrane zu beseitigen, sowie den Vorteil besitzen, dass das Gehäuse des Kugeldruckspeichers einteilig ausgebildet werden kann.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass ein Metallblech zunächst zu einem Topf mit einem im wesentlichen halbkugeligen Boden verformt wird, dann in das Innere des Topfes eine den Innenraum quer zur Achse aufteilende elastische Trennwand eingelegt wird und dann das offene Ende des Topfes unter Bildung eines im wesentlichen kugeligen Körpers in eine Halbkugelform mit einer zentralen Öffnung für den Flüssigkeitsanschluss gebracht wird. Die Öffnung hat vorzugsweise einen Durch- messer von etwa 20 bis 30% des Durchmessers des Druckspeichers.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren werden im wesentlichen folgende Vorteile erzielt : a) Das bei dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltene einteilige Kugelgehäuse hat günstigere Festigkeitseigenschaften als ein aus zwei Kugelhälften zusammengesetztes Gehäuse. Bei einem solchen zweiteiligen Gehäuse ergeben sich an der Verbindungsstelle der halbkugeligen Gehäuseteile unter Einwirkung des Innendruckes des Druckspeichers sehrgrosse Beanspruchungen.
Die Verbingsstelle liegt hier nämlich in der Zone grösster Beanspruchung. b) Vermeidung der zur Verbindung von zwei Kugelhälften erforderlichen Befestigungsmittel, wie Spannringe, Gewinde usw. c) Das Einsetzen der elastischen Trennwand vor der Verformung des topfförmigen Teiles zu einem Kugelgehäuse bietet die Möglichkeit, für die elastische Trennwand eine Membrane an Stelle der sonst üblichen Blasen zu verwenden.
Die erfindungsgemäss vorgesehene Verwendung einer Membrane an Stelle einer Blase als elastische Trennwand hat einige wesentliche Vorteile : Eine Trennwand ist wesentlich billiger herzustellen als eine Blase. Weiterhin weist eine Membrane eine längere Lebensdauer als eine Blase auf, da sie im Betrieb keinerlei Zug-oder Druckbeanspruchungen ausgesetzt ist, sondern immer allseitig von dem gleichen Druck beaufschlagt wird und damit druckmässig entlastet ist. Bei Verwendung einer Blase kommt es dagegen sehr viel leichter zu Störungen. Bei einer Blasenform, die im unbelasteten Zustand kleiner als das umgebende Gehäuse ist, kommt es laufend zu Dehnungen und Kontraktionen und damit verhältnismässig schnell zu einem Bruch der Blase.
Bei Blasen, deren Grundform (im entlasteten Zustand) der Form des Gehäuses des Kugeldruckspeichers entspricht, kommt es dagegen leicht zur Faltenbildung und zu Knicken.
Die Vorteile der Erfindung bestehen somit zusammenfassend darin, dass ein Druckspeicher geschaffen wird, der die festigkeitsmässig günstigste Form, nämlich die Kugelform, hat, der ferner ein einteiliges Gehäuse aufweist, welches ebenfalls in festigkeitsmässiger Hinsicht am günstigsten ist, und der schliesslich die Verwendung einer Membrane als elastische Trennwand ermöglicht, ohne dass die Gefahr einer Beschädigung der empfindlichen Membrane besteht.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise veranschaulicht. Die Fig. 1,2 und 3 zeigen an Hand von Längsschnitte durch den Druckspeicher während der Herstellung die verschiedenen Stufen der Herstellung des Druckspeichers.
Fig. l zeigt einen durch Tiefziehen eines kreisförmigen Bleches von etwa 270 mm Durchmesser und 3 mm Dicke gezogenen Topf, der einen Innendurchmesser von etwa 120 mm hat. In den Topf ist eine Gummimembran-b-eingelegt, die einen etwas verstärkten Rand hat mit einem Aussendurchmesser von
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-a- gedrückt.kümpelt, wie Fig. 2 zeigt. Es bleibt dann eine Öffnung--d-, deren Durchmesser beispielsweise 35 mm beträgt. In diese Öffnung-d-wird ein Gewindestutzen-e eingeschweisst, der zum Anschliessen des Druckspeichers an die Flüssigkeitsleitung dient.
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