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Die Erfindung bezieht sich auf Druckgefäss, insbesondere auf Druckspeicher, die aus einem starren zylindrischen Behälter mit darin befindlicher Blase aus flexiblem, dehnbarem Material, wie z. B. Gummi, bestehen, die den Behälter in zwei Kammern mit veränderlichem Rauminhalt unterteilt, wobei jede Kammer ein unter Druck stehendes Fluid aufnehmen kann. Eine Öffnung stellt die Verbindung zu einer der Kammern her, und ein axial auf der Blase angebrachtes und in sie hineingeformtes Ventilelement arbeitet mit der Öffnung zusammen, um sie zu verschliessen. Das Ventilelement ist derart in die Blase eingeformt, dass die von dem in der Blase befindlichen komprimierten Gas ausgeübte Kraft nur eine minimale Scherkraft auf die Übergangsstelle zwischen Ventilelement und zugehörigem Blasteil ausübt, so dass ein Einschneiden verhindert wird.
Ein Teil des Ventilelementes ragt in axialer Richtung über die Übergangsstelle hinaus, so dass diese Stelle selbst keine Stossbeanspruchung erfährt, wenn das Ventilelement sich gegen die Öffnung legt und sie verschliesst.
Zum besseren Verständnis der Erfindung sei darauf hingewiesen, dass es bei Druckgefässen der genannten Art, bei denen das Ventilelement als am freien Ende einer Blase angeformter Knopf ausgebildet ist, während das andere Ende der Blase fest an dem Behälter angebracht ist, wesentlich ist, dass das Ventilelement keiner Scherkraft ausgesetzt ist, die von dem in der Blase befindlichen komprimierten Gas insbesondere gegen die Klebeverbindung zwischen dem Ventilelement und der Blase gerichtet ist. Tritt eine solche Scherwirkung auf, so besteht die Gefahr, dass das Blasenmaterial sich von dem Ventilelement löst, was zum Reissen der Blase und zum Versagen des Gerätes führt.
Ausserdem stösst beim Betreiben eines Druckspeichers der angegebenen Art das knopfartige Ventilelement gegen den Ventilsitz, der durch den Rand der Öldurchtrittsöffnung definiert ist, um diese zu verschliessen, und da dieser Vorgang sich bei dem Druckspeicher im Betrieb während der Arbeitszyklen viele Male wiederholt, wobei die Klebefläche derartigen Stössen ausgesetzt ist, kann ein Defekt auftreten und damit das Gerät versagen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Druckspeicher der oben genannten Art zu entwickeln, bei dem das Ventilelement oder der Ventilknopf auf einfache Art in die Blase eingeformt werden kann, wobei gewährleistet ist, dass die Übergangsstelle zwischen dem Rande des Ventilelementes und der Blase nicht durch Scherkräfte beansprucht wird, und wobei ausserdem gewährleistet ist, dass, wenn die Blase sich zum Schliessen gegen die Öldurchtrittsöffnung legt, der Schliessstoss gegen die Übergangsstelle zwischen Blase und Ventilelement so schwach wie möglich gehalten wird.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die mit dem Ventilsitz zusammenwirkende Auflagerfläche einen kleineren Durchmesser als der Ringflansch aufweist und von dem an die Ventilseitenwand geklebten Teil der Blase axial getrennt ist.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, dass die Auflagerfläche mit der Ventilseitenwand durch eine zweite Seitenwand kleineren Durchmessers als letztere und eine Ringschulter verbunden ist, wobei weiters erfindungsgemäss vorgesehen sein kann, dass der an die Ventilseitenwand angeklebte Teil der Blase eine im wesentlichen mit der Ringschulter in einer Ebene liegende äussere Oberfläche besitzt.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass in der Auflageroberfläche zumindest eine Nut zur Verbindung der Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung mit der dieser zugeordneten Kammer vorgesehen ist.
In den Zeichnungen ist eine von verschiedenen möglichen Ausführungsformen der Merkmale der Erfindung wiedergegeben. Fig. 1 zeigt das erfindungsgemässe Gefäss in perspektivischer Ansicht. Fig. 2 ist ein Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 in erheblich grösserem Massstab. Fig. 3 zeigt in noch grösserem Massstab das Ventilelement mit der zugehörigen Öffnung.
Das gezeichnete Druckgefäss weist einen im wesentlichen zylindrischen Behälter --11-- aus Stahl oder Aluminium oder einem andern Werkstoff von so grosser Festigkeit auf, dass die im Betrieb auftretenden Drücke keine Gefahr bringen.
Das eine Ende des Behälters ist bei --12-- geschlossen, und in dem geschlossenen Ende befindet sich eine axial liegende Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung --13--, deren Innenrand einen Ventilsitz --14-- darstellt. Der offene Teil --15-- des Behälters ist zylindrisch und besitzt an der Innenwand des Behälters ein Gewinde --16--. Neben dem inneren Ende des Gewindes --16-- ist in die Innenwand des Behälters eine Ringnut --17-- geschnitten, die durch eine Querbohrung --18-- mit der Umgebung des Druckgefässes in Verbindung steht.
Wie man bei --19-- deutlich erkennen kann, ist der Innendurchmesser des Behälters geringer als der Durchmesser des Gewindeteiles --16--, und die Ringzone der Behälterinnenwand zwischen
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dem engeren Abschnitt --19-- und der Ringnut --17-- ist nach aussen geneigt (vgl. --21--), so dass ein ringförmiger Zwischenraum --22-- entsteht.
In dem Behälter --11-- befindet sich eine verformbare Teilungsfläche, die hier als langgestreckte Blase --23-- aus Gummi oder einem Werkstoff mit vergleichbaren Eigenschaften gezeichnet ist und die den Behälter --11-- in die beiden Kammern und und C1-- unterteilt. Die Blase --23-- ist an ihrem einen Ende - geschlossen, und die Mündung --25-- der Blase, die dort eine grössere Wandstärke zeigt als in ihren übrigen Teilen, ist durch Anformen oder auf andere Weise mit einer ringförmigen Halterung --26-aus festem Werkstoff, vorzugsweise aus Stahl, fest verbunden. Dadurch, dass die Blase --23-- um die ringförmige Halterung --26-- geformt ist, sitzt sie fest an der Halterung.
An dem geschlossenen Ende --24-- der Blase --23-- und in axialer Stellung an dieser befindet sich ein Ventilelement --54-- in Form eines vorzugsweise aus Stahl oder Aluminium bestehenden Knopfes.
Gemäss der Erfindung hat das Ventilelement in der hier gezeichneten Ausführungsform die Gestalt einer Scheibe mit einer Oberseite --55--, einem abgerundeten Randteil --55'-- und einen Teil --56-- mit kleinerem Durchmesser und zugehöriger zylindrischer Ventilseitenwand-57-. Der Aussenrand der Oberseite --55-- des Ventilelementes reicht seitwärts über die Ventilseitenwand --57-- hinaus, so dass ein Ringflansch --58-- entsteht. Das Ventilelement --54-- besitzt ausserdem einen weiteren Abschnitt --61-mit geringerem Durchmesser als der Teil --56--, wodurch eine zweite zylindrische Seitenwand --62-- und eine Ringschulter --63-- entsteht.
Die Unterseite --64-- des Abschnittes --61-- mit geringerem Durchmesser stellt die Aufsitzfläche des Ventilelementes dar ; diese Fläche weist eine Anzahl diametral verlaufender Nuten --71-- auf, deren Wirkungsweise weiter unten beschrieben wird.
Die Zeichnungen zeigen deutlich, dass das Ventilelement --54-- in das Ende --24-- der Blase --23-so eingeformt ist, dass das Element in der Achse der Blase liegt. Eine Schicht --65-- des Blasenmaterials überdeckt die Oberseite --66-- des Ventilelementes. Die zylindrische Ventilseitenwand --57-- wird ebenso wie die Oberseite --66-- und der abgerundete Rand --55'-- und die Unterseite des Flansches --58-- vor dem Einformen mit einem Klebemittel beschichtet, und das Material der Blase haftet dann an der Ventilseitenwand --57--, an dem abgerundeten Rande und den Oberflächen des Flansches --58--. Die Aussenseite des Teiles --67-- der Blase fluchtet mit der Schulter --63--, so dass der zylindrische Abschnitt --62-- des Ventilelementes axial nach aussen aus dem Ende der Blase vorsteht.
In üblicher Weise kann die Blase --23-- durch das Ventil --52-- hindurch mit Druckgas vorbelastet werden. Die Blase dehnt sich infolgedessen aus, und der Rand --68-- der Unterseite --64-- des Ventilelementes bewegt sich auf den von dem Rand der Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung --13-- gebildeten Sitz --S-- und verschliesst diese. Eine unter Druck stehende Flüssigkeit oder ein anderes Fluid wird durch ein die Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung regelndes (nicht gezeichnetes) Ventil in die Kammer-Clgedrückt und komprimiert das in der Kammer --C-- befindliche Gas.
Wenn beim Gebrauch des Druckspeichers das Ventilelement schliesst, bevor praktisch die gesamte Flüssigkeit aus der Kammer --C1-entfernt ist, erfolgt noch eine geringfügige Abgabe durch die diametral verlaufenden Nuten, so dass bei dem folgenden Arbeitszyklus der verlangte Gasdruck und der verlangte Rauminhalt verfügbar sind. Die von dem in der Blase befindlichen komprimierten Gas ausgeübte Kraft (Pfeile in Fig. 3) wird nicht gegen die Klebeverbindung zwischen der Blase und der zylindrischen Wand --57-- wirksam, weil der seitliche Flansch --58-- des Knopfes die Klebeverbindung an der Zylinderwand --57-- schützt.
Da eine Scherung vermieden wird, ist die Gefahr des Reissens der Blase oder der Zerstörung einer Klebung an der Verbindungsstelle äusserst gering oder besteht überhaupt nicht.
Die ringförmige Berührungszone, die von dem Rande --68-- der Unterseite --64-- des Ventilelementes gebildet wird, reicht axial über die Klebeverbindung der Blase mit der zylindrischen Ventilseitenwand - hinaus. Infolgedessen erfährt beim Gebrauch des Gerätes nur die feste metallene Unterseite des Ventilelementes einen Stoss, wenn sie auf den von dem Rande der Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung --13-- definierten Sitz --S-- trifft. Es ergibt sich also keine unmittelbare Stossbelastung auf die Klebeverbindung bei --57--, die den Beginn eines Risses darstellen könnte, der sich schnell durch die gesamte Dicke der Blase fortsetzen und deren Zerstörung herbeiführen würde.
Wegen der zylindrischen Ausbildung der Seitenwand --57-- des Ventilelementes und der ebenen Schulter --63-- besteht beim Einformen des Ventilelementes --54-- in die Blase die Sicherheit, dass das Material der Blase fest an der gesamten zylindri- schen Ventilseitenwand --57-- anklebt, weil keine Möglichkeit eines Druckverlustes besteht, so dass eine zuverlässige Verklebung erzielbar ist.
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Bei der oben beschriebenen besonderen Bauweise bleibt das Ventilelement sicher mit dem Ende der Blase verklebt, ohne dass eine Gefahr für eine Beschädigung der Klebung, selbst nach langem Gebrauch des Druckspeichers, besteht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Druckgefäss, bestehend aus einem zylindrischen Behälter aus festem Material mit zwei Öffnungen, von denen die eine in der Achse des Behälters angeordnet ist und eine Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung darstellt, aus einer an einem Ende offenen verformbaren Blase aus einem dehnbaren Material wie z. B.
Gummi, die in dem Behälter befestigt ist und die beiden Öffnungen des Behälters voneinander trennt, so dass zwei Kammern wechselnden Rauminhaltes zur Aufnahme von Fluiden entstehen, wobei eine der Kammern mit der Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung in Verbindung steht, wobei ferner die Blase in axialer Erstreckung in dem Behälter angeordnet, an ihrem offenen Ende mittels einer Fülleinrichtung durch die andere Öffnung des Behälters mit Druckgas beschickbar ist, und wobei schliesslich der Bereich des Behälters in der Umgebung der Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung einen Ventilsitz darstellt, und aus einem in das geschlossene Ende der Blase eingeformten und axial zu der Blase ausgerichteten Ventilelement, das sich gegen den Ventilsitz legen und die Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung abschliessen kann,
wobei das Ventilelement aus einer Scheibe mit einer Auflagerfläche für den Angriff des Ventilsitzes und einer Seitenwand mit einem in der Blase geformten Ringflansch besteht, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass die mit dem Ventilsitz (14) zusammenwirkende Auflagerfläche (61) einen kleineren Durchmesser als der Ringflansch (58) aufweist und von dem an die Ventilseitenwand (57) geklebten Teil (67) der Blase (23) axial getrennt ist.
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The invention relates to pressure vessel, in particular to pressure accumulator, which consists of a rigid cylindrical container with a bladder made of flexible, stretchable material, such as. B. rubber, which divides the container into two chambers with variable volume, each chamber can hold a pressurized fluid. An opening connects to one of the chambers and a valve member axially mounted and molded into the bladder cooperates with the opening to close it. The valve element is molded into the bladder in such a way that the force exerted by the compressed gas in the bladder exerts only a minimal shear force on the transition point between the valve element and the associated blown part, so that incision is prevented.
A part of the valve element protrudes axially beyond the transition point, so that this point itself is not subjected to any impact stress when the valve element lies against the opening and closes it.
For a better understanding of the invention, it should be noted that it is essential in pressure vessels of the type mentioned, in which the valve element is designed as a button formed on the free end of a bladder, while the other end of the bladder is fixedly attached to the container Valve element is not exposed to any shear force which is directed by the compressed gas in the bladder, in particular against the adhesive connection between the valve element and the bladder. If such a shearing action occurs, there is a risk that the bladder material will come loose from the valve element, which will cause the bladder to tear and the device to fail.
In addition, when operating a pressure accumulator of the specified type, the button-like valve element abuts against the valve seat, which is defined by the edge of the oil passage opening, in order to close it, and since this process is repeated many times in the pressure accumulator during operation during the working cycles, the adhesive surface exposed to such shocks, a defect may occur and the device may fail.
The invention is therefore based on the object of developing a pressure accumulator of the type mentioned above, in which the valve element or the valve button can be molded into the bladder in a simple manner, it being ensured that the transition point between the edge of the valve element and the bladder is not is stressed by shear forces, and it is furthermore ensured that when the bladder lies against the oil passage opening for closing, the closing shock against the transition point between bladder and valve element is kept as weak as possible.
This is achieved according to the invention in that the bearing surface interacting with the valve seat has a smaller diameter than the ring flange and is axially separated from the part of the bladder glued to the valve side wall.
A further feature of the invention provides that the bearing surface is connected to the valve side wall by a second side wall of smaller diameter than the latter and an annular shoulder, it being further possible according to the invention that the part of the bladder glued to the valve side wall is essentially one with the annular shoulder has an outer surface lying in one plane.
Another feature of the invention is that at least one groove is provided in the support surface for connecting the liquid passage opening to the chamber assigned to it.
One of various possible embodiments of the features of the invention is shown in the drawings. 1 shows the vessel according to the invention in a perspective view. Fig. 2 is a cross section along the line II-II in Fig. 1 on a significantly larger scale. Fig. 3 shows the valve element with the associated opening on an even larger scale.
The pressure vessel shown has an essentially cylindrical container --11-- made of steel or aluminum or another material of such great strength that the pressures occurring during operation pose no danger.
One end of the container is closed at --12--, and in the closed end there is an axially lying liquid passage opening --13--, the inner edge of which represents a valve seat --14--. The open part --15-- of the container is cylindrical and has a thread --16-- on the inside wall of the container. In addition to the inner end of the thread --16--, an annular groove --17-- is cut in the inner wall of the container, which is connected to the surroundings of the pressure vessel by a cross hole --18--.
As you can clearly see at --19--, the inside diameter of the container is smaller than the diameter of the threaded part --16--, and the ring zone of the inside wall of the container between
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the narrower section --19-- and the ring groove --17-- is inclined outwards (see --21--), so that an annular space --22-- is created.
In the container --11-- there is a deformable dividing surface, which is drawn here as an elongated bladder --23-- made of rubber or a material with comparable properties and which the container --11-- into the two chambers and and C1 - divided. The bladder --23-- is closed at one end, and the mouth --25-- of the bladder, which has a greater wall thickness there than in its other parts, is by molding or in some other way with an annular holder - -26-made of solid material, preferably steel, firmly connected. Because the bladder --23-- is shaped around the ring-shaped bracket --26--, it sits firmly on the bracket.
At the closed end --24-- of the bladder --23-- and in the axial position there is a valve element --54-- in the form of a button, preferably made of steel or aluminum.
According to the invention, the valve element in the embodiment shown here has the shape of a disk with an upper side --55--, a rounded edge part --55 '- and a part --56-- with a smaller diameter and associated cylindrical valve side wall 57 -. The outer edge of the top --55-- of the valve element extends sideways beyond the valve side wall --57--, so that an annular flange --58-- is created. The valve element --54-- also has a further section --61 - with a smaller diameter than the part --56--, which creates a second cylindrical side wall --62-- and an annular shoulder --63--.
The underside --64-- of section --61-- with a smaller diameter represents the seating surface of the valve element; this surface has a number of diametrically extending grooves --71--, the mode of operation of which is described below.
The drawings clearly show that the valve element --54-- is molded into the end --24-- of the bladder --23-so that the element lies in the axis of the bladder. A layer --65-- of the bubble material covers the top --66-- of the valve element. The cylindrical valve side wall --57-- as well as the top --66-- and the rounded edge --55 '- and the bottom of the flange --58-- are coated with an adhesive before molding, and the material of the Bubble then adheres to the valve side wall --57--, to the rounded edge and the surfaces of the flange --58--. The outside of the part --67-- of the bladder is flush with the shoulder --63--, so that the cylindrical section --62-- of the valve element projects axially outwards from the end of the bladder.
The bladder --23-- can be preloaded with compressed gas through the valve --52-- in the usual way. As a result, the bladder expands and the edge --68-- of the underside --64-- of the valve element moves onto the seat --S-- formed by the edge of the liquid passage opening --13-- and closes it. A pressurized liquid or other fluid is forced into the chamber Cl through a valve regulating the liquid passage opening (not shown) and compresses the gas in the chamber --C--.
If, when using the pressure accumulator, the valve element closes before practically all of the liquid has been removed from the chamber --C1-, there is still a slight release through the diametrically extending grooves, so that the required gas pressure and the required volume are available in the following working cycle . The force exerted by the compressed gas in the bladder (arrows in Fig. 3) does not act against the adhesive connection between the bladder and the cylindrical wall --57--, because the lateral flange --58-- of the button is the adhesive connection on the cylinder wall --57-- protects.
Since shearing is avoided, the risk of the bladder tearing or the destruction of an adhesive at the connection point is extremely low or does not exist at all.
The annular contact zone, which is formed by the edge --68-- of the underside --64-- of the valve element, extends axially beyond the adhesive connection of the bladder to the cylindrical valve side wall. As a result, when the device is used, only the solid metal underside of the valve element is impacted when it hits the seat --S-- defined by the edge of the liquid passage opening --13--. So there is no immediate impact load on the adhesive connection at --57--, which could represent the start of a crack, which would quickly continue through the entire thickness of the bladder and cause its destruction.
Because of the cylindrical design of the side wall --57-- of the valve element and the flat shoulder --63--, when the valve element --54-- is molded into the bladder, there is certainty that the material of the bladder is firmly attached to the entire cylindrical one Valve side wall --57-- sticks because there is no possibility of pressure loss, so that reliable gluing can be achieved.
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With the special design described above, the valve element remains securely glued to the end of the bladder without there being any risk of damage to the glue, even after the pressure accumulator has been used for a long time.
PATENT CLAIMS:
1. pressure vessel, consisting of a cylindrical container made of solid material with two openings, one of which is arranged in the axis of the container and represents a liquid passage opening, from a deformable bladder open at one end of a stretchable material such as. B.
Rubber which is fastened in the container and separates the two openings of the container from one another, so that two chambers of alternating volume for receiving fluids are formed, one of the chambers being in communication with the liquid passage opening, the bladder also being in axial extension in the container arranged, at its open end by means of a filling device through the other opening of the container can be charged with compressed gas, and finally the region of the container in the vicinity of the liquid passage opening represents a valve seat, and from a molded in the closed end of the bladder and axially to the Bladder-oriented valve element, which can lie against the valve seat and close the liquid passage opening,
the valve element consisting of a disk with a bearing surface for engaging the valve seat and a side wall with an annular flange formed in the bladder, characterized in that the bearing surface (61) interacting with the valve seat (14) has a smaller diameter than the annular flange ( 58) and is axially separated from the part (67) of the bladder (23) glued to the valve side wall (57).
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