DE102012005447A1 - Druckspeicher - Google Patents

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Hermann Stahl
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Abstract

Druckspeicher, umfassend ein im Wesentlichen hohlzylinderförmiges Gehäuse (1), das zwei volumenveränderliche Räume (2, 3) begrenzt, die durch ein im Gehäuse (1) beweglich angeordnetes Trennglied (4) jeweils räumlich voneinander getrennt und gegeneinander abgedichtet sind, wobei das Gehäuse (1) im Wesentlichen aus Stahl besteht. Das Gehäuse (1) umfasst ein hohlzylinderförmiges Innenrohr (5), das zumindest teilweise anliegend von einem Außenrohr (6) aus profiliertem Stahlblech umschlossen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Druckspeicher, umfassend ein im Wesentlichen hohlzylinderförmiges Gehäuse, das zwei volumenveränderliche Räume begrenzt, die durch ein im Gehäuse beweglich angeordnetes Trennglied jeweils räumlich voneinander getrennt und gegeneinander abgedichtet sind, wobei das Gehäuse im Wesentlichen aus Stahl besteht.
  • Technisches Gebiet
  • Ein derartiger Druckspeicher ist allgemein bekannt, wobei in einem der Räume z. B. Hydraulikflüssigkeit und im anderen Raum ein Speichergas angeordnet ist.
  • Die Hydraulikflüssigkeit wird im Druckspeicher unter Druck gespeichert, wobei beim Entladen des Druckspeichers hydraulische Energie abgegeben wird.
  • Bei Befüllung des Druckspeichers komprimiert der Flüssigkeitsdruck der Hydraulikflüssigkeit das Speichgas. In dem Maße, in dem der Raum, in dem sich die Hydraulikflüssigkeit befindet, druckbedingt vergrößert wird, verkleinert sich der Raum, in dem sich das Speichergas befindet.
  • Wird aus dem Druckspeicher demgegenüber Hydraulikflüssigkeit entnommen, dehnt sich das Speichergas entsprechend aus. Beim Speichergas kann es sich beispielsweise um Stickstoff handeln.
  • Stand der Technik
  • Die Druckspeicher aus dem Stand der Technik, die zylinderrohrförmige Gehäuse aus Stahl aufweisen, haben große Wandstärken, um während ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung ohne Verformungen dem Druck innerhalb der Druckspeicher Stand halten zu können. Dadurch sind der Materialbedarf und die Materialkosten zur Herstellung der Gehäuse hoch und die vorbekannten Druckspeicher weisen ein hohes Gewicht auf.
  • Darstellung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckspeicher der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass bei gleicher Stabilität erheblich Material und dadurch Kosten und Gewicht eingespart werden können. Dadurch sollen der Verbrauch an Ressourcen verringert und die Umwelt geschont werden Der Druckspeicher soll einfach und kostengünstig herstellbar sein.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
  • Zur Lösung der Aufgabe ist ein Druckspeicher vorgesehen, bei dem das Gehäuse ein zylinderförmiges Innenrohr umfasst, das zumindest teilweise anliegend von einem Außenrohr aus profiliertem Stahlblech umschlossen ist. Hierbei ist von Vorteil, dass die Stabilität des Gehäuses im Wesentlichen durch die Profilierung des Stahlblechs des Außenrohrs erzielt wird, wobei das Stahlblech im Vergleich zu den Stahlgehäusen aus dem Stand der Technik eine Wandstärke aufweist, die wesentlich reduziert ist. Bei bezüglich Größe und Höhe des zu speichernden Drucks vergleichbarem Druckspeicher wird unter einer wesentlichen Reduzierung der Wandstärke eine Reduzierung auf die Hälfte bis auf ein Drittel verstanden. Durch diese signifikante Reduzierung der Wandstärken ist das Gewicht des erfindungsgemäßen Druckspeichers entsprechend reduziert, so dass es sich bei dem erfindungsgemäßen Druckspeicher um einen Leichtbau-Druckspeicher handelt. Durch das geringe Gewicht kann der Druckspeicher in vielen Bereichen zur Anwendung gelangen, in denen einerseits ein geringes Gewicht der Bauteile gefordert ist, wie beispielsweise in der Automobil- oder Flugzeugindustrie, und andererseits geringe Material- und Fertigungskosten gefordert sind. Durch den erfindungsgemäßen Druckspeicher wird der Verbrauch an Ressourcen bei der Herstellung und im Verwendung verringert und die Umwelt wird geschont.
  • Druckspeicher mit Gehäusen aus Kohlefaser-Verbundwerkstoffen sind zwar ebenfalls leicht, in ihrer Herstellung jedoch wesentlich aufwändiger und teurer.
  • Das Trennglied, das die beiden volumenveränderlichen Räume räumlich voneinander trennt, gegeneinander abdichtet und Differenzdruck bedingt innerhalb des Gehäuses zwischen den Räumen hin und her beweglich ist, kann durch einen Kolben gebildet sein. Kolben sind einfach und kostengünstig herstellbare Maschinenelemente.
  • Weiter bevorzugt kann der Kolben aus einem Phenoplast bestehen. Phenoplaste bestehen aus einem Phenolharz, und durch Füllstoffe können Phenoplaste an die jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalles gut angepasst werden. Ein Kolben aus Phenoplast ist wesentlich leichter, als ein Kolben aus Stahl, weist dadurch eine geringere Massenträgheit auf und unterscheidet sich ansonsten in seinen Gebrauchseigenschaften jedoch nicht wesentlich von einem Kolben, der aus Stahl besteht. Insbesondere hat ein Kolben aus einem Phenoplast praktisch denselben Wärmeausdehnungskoeffizient wie ein Kolben aus Stahl, so dass in Verbindung mit einem Gehäuse aus Stahl im Wesentlichen gleiche Wärmedehnungen und damit gleichbleibende Toleranzen während des Betriebs des Druckspeichers sichergestellt sind. Der Druckspeicher weist dadurch gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer auf. Weiter ist von Vorteil, dass ein Kolben aus einem Phenoplast, bezogen auf einen Kolben aus Stahl, wesentlich bessere Gleiteigenschaften aufweist, so dass sich ein Kolben aus einem Phenoplast z. B. direkt an der innenumfangsseitigen Wand des Innenrohrs abstützen kann. Eines separat herzustellenden und zu montierenden Führungsbands aus PTFE, das einen Kolben aus Stahl umschließen muss, bedarf es daher nicht.
  • Davon abweichend kam das Trennglied zum Beispiel durch eine Membran aus gummielastischem Werkstoff gebildet sein.
  • Das Innenrohr kann innenumfangsseitig eine maximale Rauhigkeit von Rz ≤ 10 aufweisen. Je geringer die Rauhigkeit auf der Innenumfangsseite des Innenrohrs, desto leichter ist der Kolben zwischen den Räumen hin und her beweglich und desto geringer ist der abrasive Verschleiß bei translatorischer Hin- und Herbewegung des Kolbens innerhalb des Gehäuses.
  • Das Innenrohr kann aus einem Stahlblech bestehen und eine Wandstärke aufweisen, die 0,5 mm bis 2 mm beträgt. Das Innenrohr kann deshalb mit einer solch geringen Wandstärke ausgelegt werden, weil der Innendruck des Druckspeichers im Wesentlichen vollständig von dem Außenrohr aufgenommen wird. Das Innenrohr begrenzt primär die volumenveränderlichen Räume und bildet die Lauffläche für den Kolben, sofern das Trennglied durch einen Kolben gebildet ist.
  • Ist das Trennglied demgegenüber z. B. durch eine Membran aus einem elastomeren Werkstoff gebildet, kann die zuvor genannte Rauhigkeit eher größer sein. Die Kosten zur Herstellung des Druckspeichers können dadurch weiter reduziert werden.
  • Das Innenrohr und das Außenrohr können stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Eine solche stoffschlüssige Verbindung ist von Vorteil, um dem Druckspeicher eine ausreichend hohe Biegesteifigkeit zu verleihen. Eine stoffschlüssige Verbindung kann z. B. durch eine Verschweißung des Innenrohrs mit dem Außenrohr erreicht werden. Im Hinblick auf einen möglichst geringen herstellungsbedingten Wärmeverzug des Gehäuses des Druckspeichers kann es vorgesehen sein, dass die Verschweißung punktförmig erfolgt. Die einzelnen Schweißpunkte sind einander dann in axialer Richtung mit Abstand benachbart zugeordnet.
  • Das Außenrohr aus profiliertem Stahlblech kann eine Wandstärke aufweisen, die 0,75 mm bis 3 mm beträgt. Eine solche Wandstärke kann z. B. zur Anwendung gelangen, wenn das Innenrohr einen Durchmesser von etwa 100 mm hat und eine axiale Länge von etwa 500 mm. Der Druckspeicher kann bei Verwendung eines solchen Außenrohrs mit Betriebsdrücken von etwa 350 bar betrieben werden; der Berstdruck liegt dann etwa bei 1500 bar. Das Gehäuse des Druckspeichers hat unter den zuvor genannten Bedingungen ein Gewicht von etwa 3 bis 4 kg, im Gegensatz zu einem bezüglich Betriebsdruck und Größe vergleichbaren Druckspeicher mit einem hohlzylinderförmigen Stahlgehäuse, dessen Wandstärke etwa 8 bis 10 mm und dessen Gewicht etwa 11 kg beträgt.
  • Die Stabilität des erfindungsgemäßen Druckspeichers wird primär durch das Außenrohr aus profiliertem Stahlblech erreicht. Durch die Profilierung des Stahlblechs weist dieses eine wesentlich größere Stabilität als ein Außenrohr ohne Profilierung, jeweils bei gleicher Wandstärke, auf. Eine gute Stabilität, so dass es auch für die Verwendung in Druckspeichern geeignet ist, weist das Außenrohr dann auf, wenn es in axialer Richtung wellenförmig mit Wellenbergen und Wellentälern ausgebildet ist. Die Aussteifung des Außenrohrs, durch das die Stabilität des Druckspeichers erreicht wird, wird in einem solchen Fall durch die in axialer Richtung wellenförmige Profilierung erreicht.
  • Die Wellentäler können die Außenumfangsfläche des Innenrohrs zumindest teilweise anliegend berühren. Bevorzugt berühren die Wellentäler die Außenumfangsfläche des Innenrohrs umfangsseitig vollständig anliegend. Während des Betriebs des Druckspeichers stützen dadurch die Wellentäler das vergleichsweise dünnwandige und labile Innenrohr. Die Abstützung des Innenrohrs durch das Außenrohr ist erforderlich, um eine gute Abdichtung der volumenveränderlichen Räume durch das Trennglied sicherzustellen. Insbesondere dann, wenn das Trennglied durch einen Kolben gebildet ist, muss vermieden werden, dass sich das Innenrohr z. B. bei Druckpulsation in radialer Richtung so aufweitet, dass dadurch eine Verbindung zwischen den beiden volumenveränderlichen Räumen, also ein Strömungskurzschluss, entsteht.
  • Die Wellentäler und die Wellenberge können jeweils kreisringförmig in sich geschlossen ausgebildet sein. Eine solche Ausgestaltung des Außenrohrs kann durch bekannte Fertigungsverfahren, z. B. durch das sogenannte Innenhochdruckumformen, sehr präzise hergestellt werden. Abweichend kam auch eine Expanderfertigung zur Herstellung des Druckspeichers zur Anwendung gelangen. Dabei werden spreizbare kuchenstückförmige Innenbacken durch Kegel nach außen gedrückt. Dieses Fertigungsverfahren ist besonders kostengünstig durchführbar. Auch das Fertigungsverfahren „Profilrollen” kann zur Herstellung des Außenrohrs angewendet werden. Bei Rotationsbewegungen werden durch Profilrollen die Wellen des Außenrohrs geformt. Durch die vorgenannten Verfahren kann die Geometrie der Wellen des Außenrohrs an den jeweiligen Anwendungsfall gut angepasst werden. Zum Beispiel besteht die Möglichkeit, dass die Wellen in der axialen Mitte des Außenrohrs am höchsten und zu den beiden Stirnseiten hin niedriger werden.
  • Das Verhältnis von axialer Breite der Wellenberge zu axialer Breite der jeweils benachbarten Wellentäler kann 0,75 bis 1,25 betragen. Das Außenrohr ist dadurch im Wesentlichen gleichmäßig gewellt, einfach herstellbar und weist eine hohe Stabilität, insbesondere eine hohe Biegesteifigkeit, auf.
  • Das Verhältnis aus axialer Breite der Wellenberge zu radialer Höhe der Wellenberge kann 0,75 bis 1,25 betragen. Es hat sich hinsichtlich der Stabilität des Gehäuses als vorteilhaft bewährt, wenn die axiale Breite etwa der radialen Höhe entspricht.
  • Zumindest ein Wellenberg kann an zumindest einer Umfangsstelle eine sickenförmige erste Einwölbung mit verringerter radialer Höhe aufweisen und/oder das zumindest eine Wellental kann an zumindest einer Umfangstelle eine sickenförmige zweite Einwölbung mit vergrößerter radialer Weite aufweisen. Die sickenförmigen Einwölbungen sind vorgesehen, um die Stabilität, insbesondere die Biegesteifigkeit des Gehäuses des Druckspeichers, weiter zu erhöhen und eine axiale Längung zu verhindern, die zu einer Durchmesservergrößerung führen würde.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass der Wellenberg drei erste Einwölbungen aufweist und das Wellental drei zweite Einwölbungen, die jeweils gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind. Die Erhöhung der Stabilität des Gehäuses ist bezogen auf den geringen Mehraufwand bei der Herstellung des Gehäuses deutlich.
  • Die ersten Einwölbungen und die zweiten Einwölbungen können in Umfangsrichtung um 60° versetzt zueinander angeordnet sein. Durch eine solche Ausgestaltung weist das Gehäuse über seinen gesamten Umfang eine ausgezeichnete Stabilität, insbesondere Biegesteifigkeit auf. Die in Umfangsrichtung betrachtet insgesamt nur sechs Einwölbungen, wobei diese in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sind und abwechselnd außenseitig und innenseitig am Außenrohr angeordnet sind, bewirken insbesondere eine Verbesserung der Biegesteifigkeit des Druckspeichers.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass nur jeder dritte Wellenberg die ersten Einwölbungen und nur jedes dritte Wellental die zweiten Einwölbungen aufweist. Für die meisten Anwendungsfälle ist eine derartige Ausgestaltung ausreichend. Je nach dem, wie die Betriebsbedingungen sind, unter denen der Druckspeicher zur Anwendung gelangt, können jedoch auch davon abweichende Ausgestaltungen vorgenommen werden. Beispielsweise kann jeder Wellenberg die ersten Einwölbungen aufweisen und jedes Wellental die zweiten Einwölbungen, um eine besonders große Steifigkeit zu erreichen.
  • Das Gehäuse kann stirnseitig einerseits einen ersten Abschluss für eine Hydraulikflüssigkeit und stirnseitig andererseits einen zweiten Anschluss für ein Speichergas aufweisen. Wie eingangs bereits beschrieben, kann es sich bei dem Speichergas z. B. um Stickstoff handeln, das durch das Trennglied von der Hydraulikflüssigkeit getrennt ist.
  • Für Anwendungsfälle, in denen der Druckspeicher eine besonders große Stabilität aufweisen soll, um mit einem besonders hohen Betriebsdruck betrieben werden zu können oder wenn die Wellen aus ästhetischen oder anderen Gründen stören, kann es vorgesehen sein, dass das Außenrohr von einem Mantelrohr außenumfangsseitig zumindest teilweise anliegend umschlossen ist. Das Gehäuse weist dadurch einen sandwichartigen Aufbau auf und ist durch das aus einem profilierten Stahlblech bestehende Außenrohr wabenförmig ausgeführt.
  • Das Mantelrohr kann hohlzylinderförmig ausgebildet und stoffschlüssig mit dem Außenrohr verbunden sein. Generell kann die stoffschlüssige Verbindung des Mantelrohrs mit dem Außenrohr entsprechend der stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr erfolgen, wobei in diesem Fall das Mantelrohr und die Wellenberge des Außenrohrs miteinander verschweißt werden können.
  • Schweißverfahren können die üblichen sein, wobei bevorzugt Schweißverfahren zur Anwendung gelangen, die nur zu einem möglichst geringen Wärmeverzug der miteinander verschweißten Bauteile führen, wie zum Beispiel Laser- oder Widerstandschweißen.
  • Das Gehäuse des Druckspeichers kann dadurch hergestellt werden, dass zunächst ein Stahlblech zu dem Innenrohr gerollt und am Stoß in axialer Richtung längs verschweißt wird. Im Anschluss an das Verschweißen kann die Schweißnaht durch spanabhebende Verfahren und/oder mechanisch geglättet werden, insbesondere innenumfangsseitig, wenn als Trennglied ein Kolben zur Anwendung gelangt, der das Innere des Innenrohrs anliegend berührt und sich in axialer Richtung hin- und her bewegt. Die Glättung kann dadurch erfolgen, dass die Schweißnaht glattgerollt wird. Anschließend wird das Innenrohr bevorzugt innenkalibriert, auf den bestimmungsgemäßen Durchmesser, um den Kolben aufnehmen zu können und dessen einwandfreie Funktion sicherzustellen. Das Außenrohr mit seinen Wellenbergen und Wellentälern wird anschließen über das Innenrohr gestülpt und kann, wie zuvor beschrieben, mit diesem Stoffschlüssig verbunden werden. Durch dieses Verfahren entsteht eine Gehäuse für einen Druckspeicher, das eine große Stabilität aufweist, nur ein geringes Gewicht hat und bei dem die Material- und Fertigungskosten, bezogen auf hohlzylinderförmige Gehäuse aus dickwandigem Stahl oder Kohlefaser, auf ein Minimum reduziert sind.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckspeichers wird nachfolgend anhand der 1 bis 4 näher beschrieben. Die 1 bis 4 zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
  • 1 den Druckspeicher in längsgeschnittener Darstellung,
  • 2 eine perspektivische Ansicht des Gehäuses des Druckspeichers,
  • 3 einen Längsschnitt durch das Gehäuse aus 2 und
  • 4 einen Querschnitt durch das Gehäuse aus 2.
  • Ausführung der Erfindung
  • In 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckspeichers gezeigt. Der Druckspeicher umfasst das Gehäuse 1, das aus dem Innenrohr 5, das hohlzylinderförmig ausgebildet ist und dem Außenrohr 6 aus profiliertem Stahlblech besteht. Das Außenrohr 6 besteht aus einem Stahlblech (vergl. 3).
  • Das Innenrohr 5 des Gehäuses 1 begrenzt die beiden volumenveränderlichen Räume 2, 3, wobei die beiden volumenveränderlichen Räume 2, 3 auf ihren axial einander zugewanden Seiten durch das Trennglied 4 räumlich voneinander getrennt und gegeneinander abgedichtet sind. Das Trennglied 4 ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel durch den Kolben 7 gebildet, der aus einem Phenoplast besteht. Der Kolben 7 ist radial außenumfangsseitig von einem Dichtring 22 umschlossen um die Medien in den beiden Räumen 2, 3 gegeneinander abzudichten. Im ersten Raum 2 ist Hydraulikflüssigkeit angeordnet, die durch den ersten Anschluss 19 in den ersten Raum gelangt. Im zweiten Raum 3 ist demgegenüber das Speichergas angeordnet, das durch Stickstoff gebildet ist und über den zweiten Anschluss 20 in den zweiten Raum 3 einfüllbar ist.
  • Die Wärmedehnungen des Gehäuses 1 aus Stahlblech und des Kolbens 7 aus Phenoplast sind im Wesentlichen gleich, so dass die Passungen und Toleranzen des Druckspeichers stets im Wesentlichen konstant sind. Das Innenrohr 5 weist innenumfangsseitig eine Rauhigkeit Rz auf, die in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen 1,5 und 6 liegt. Da der Kolben 7 werkstoffbedingt ein gutes Gleitverhalten aufweist, ist ein separates Führungsband für den Kolben, das z. B. aus PTFE besteht, nicht zwingend erforderlich.
  • Das Innenrohr 5 und das Außenrohr 6 sind durch Schweißpunkte stoffschlüssig miteinander verbunden.
  • Die Ausgestaltung des Außenrohrs 6 und dessen Zuordnung zum Innenrohr 5 werden nachfolgenden anhand der 2 bis 4 näher erläutert.
  • In 2 ist das Gehäuse 1 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt, wobei das Innenrohr 5 vom Außenrohr 6, das aus einem profilierten Stahlblech besteht, umschlossen ist. Die Profilierung des Außenrohrs 6 ist in axialer Richtung wellenförmig. Wellenberge 10 und Wellentäler 11 sind in axialer Richtung abwechselnd nebeneinander angeordnet. Die Wellenberge 10 und die Wellentäler 11 sind jeweils kreisringförmig in sich geschlossen ausgebildet, wobei einige Wellenberge 10 zur Erhöhung der Stabilität sickenförmige erste Einwölbungen 16 aufweisen und einige der Wellentäler 11 sickenförmige zweite Einwölbungen 17. Die ersten Einwölbungen 16 werden dadurch gebildet, dass die Wellenberge 10 an diesen Stellen eine verringerte radiale Höhe aufweisen. Die Wellentäler 11 weisen demgegenüber im Bereich der zweiten Einwölbungen 17 eine vergrößerte radiale Weite auf. Diese Zusammenhänge sind in den 3 und 4 zu erkennen. Die ersten Einwölbungen 16 der Wellenberge 10 und die zweiten Einwölbungen 17 der Wellentäler 11 sind in Umfangsrichtung 18 des Außenrohrs 6 gleichmäßig verteilt angeordnet und zwar derart, dass die ersten Einwölbungen 16 und die zweiten Einwölbungen 17 in Umfangsrichtung 18 um 60° versetzt zueinander angeordnet sind, wie dies in 4 dargestellt ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist nicht jeder Wellenberg 10 mit ersten Einwölbungen 16 und nicht jedes Wellentag 11 mit zweiten Einwölbungen 17 versehen. Die jeweiligen Einwölbungen 16, 17 sind nur in jeweils jeder dritten Welle 10, 11 vorgesehen. Für den hier dargestellten Anwendungsfall reicht die Stabilität, insbesondere die Biegesteifigkeit und die Steifigkeit axial in Längsrichtung, die durch die Einwölbungen 16, 17 erreicht wird, aus.
  • In 3 ist ein Ausschnitt aus dem Gehäuse 1 aus 2 in einem Längsschnitt dargestellt. Das Verhältnis von axialer Breite 13 der Wellenberge 10 zu axialer Breite 14 der jeweils benachbarten Wellentäler 11 beträgt etwa 1, ebenso wie das Verhältnis aus axialer Breite 13 der Wellenberge 10 zu deren radialer Höhe 15.
  • Das Innenrohr 5 und das Außenrohr 6 sind durch Punktschweißen stoffschlüssig miteinander verbunden, wobei diese stoffschlüssige Verbindung die Wellentäler 10 des Außenrohrs 6 mit der Außenumfangsfläche 12 des Innenrohrs 5 verbindet. In 3 ist im linken Teil der Darstellung beispielhaft das Mantelrohr 21 gezeigt, das das Außenrohr 6 außenumfangsseitig umschließt, wobei das Mantelrohr 21 stoffschlüssig, z. B. durch Punktschweißen, mit dem Außenrohr 6 verbunden werden kann. Das Mantelrohr 21 kann in seiner Wandstärke der Wandstärke 8 des Innenrohrs 5 und/oder der Wandstärke 9 des Außenrohrs 6 entsprechen und ist ebenso, wie das Innenrohr 5 hohlzylinderförmig ausgebildet. Das Mantelrohr 21 wird dann zur Anwendung gelangen, wenn die Stabilität, insbesondere die Biegesteifigkeit eines Gehäuses 1 ohne dieses Mantelrohr 21 nicht ausreichend wäre. Auch aus ästhetischen Gründen kann ein Mantelrohr 21 vorgesehen sein.
  • In 4 sind die Einwölbungen 16, 17 und deren Positionierung relativ zueinander, wie zuvor bereits beschrieben, gezeigt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Gehäuse
    2
    erster Raum
    3
    zweiter Raum
    4
    Trennglied
    5
    Innenrohr
    6
    Außenrohr
    7
    Kolben
    8
    Wandstärke von 5
    9
    Wandstärke von 6
    10
    Wellenberge
    11
    Wellentäler
    12
    Außenumfangsfläche von 5
    13
    axiale Breite von 10
    14
    axiale Breite von 11
    15
    radiale Höhe von 10
    16
    erste Einwölbung in 10
    17
    zweite Einwölbung in 11
    18
    Umfangsrichtung
    19
    erster Anschluss für Hydraulikflüssigkeit
    20
    zweiter Anschluss für Speichergas
    21
    Mantelrohr
    22
    Dichtring in 7

Claims (19)

  1. Druckspeicher, umfassend ein im Wesentlichen hohlzylinderförmiges Gehäuse (1), das zwei volumenveränderliche Räume (2, 3) begrenzt, die durch ein im Gehäuse (1) beweglich angeordnetes Trennglied (4) jeweils räumlich voneinander getrennt und gegeneinander abgedichtet sind, wobei das Gehäuse (1) im Wesentlichen aus Stahl besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) ein hohlzylinderförmiges Innenrohr (5) umfasst, das zumindest teilweise anliegend von einem Außenrohr (6) aus profiliertem Stahlblech umschlossen ist.
  2. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennglied (4) durch einen Kolben (7) gebildet ist.
  3. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenohr (5) innenumfangsseitig eine maximale Rauhigkeit von Rz ≤ 10 aufweist.
  4. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (5) aus einem Stahlblech besteht und eine Wandstärke (8) aufweist, die 0,5 mm bis 2 mm beträgt.
  5. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (5) und das Außenrohr (6) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
  6. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (6) eine Wandstärke (9) aufweist, die 0,75 mm bis 3 mm beträgt.
  7. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (6) in axialer Richtung im Wesentlichen wellenförmig mit Wellenbergen (10) und Wellentälern (11) ausgebildet ist.
  8. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellentäler (11) die Außenumfangsfläche (12) des Innenohrs (5) zumindest teilweise anliegend berühren.
  9. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellentäler (11) und die Wellenberge (10) jeweils kreisringförmig in sich geschlossen ausgebildet sind.
  10. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von axialer Breite (13) der Wellenberge (10) zu axialer Breite (14) der jeweils benachbarten Wellentäler (11) 0,75 bis 1,25 beträgt.
  11. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis aus axialer Breite (13) der Wellenberge (10) zu radialer Höhe (15) der Wellenberge (10) 0,75 bis 1,25 beträgt.
  12. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Wellenberg (10) an zumindest einer Umfangsstelle eine sickenförmige erste Einwölbung (16) mit verringerter radialer Höhe aufweist und/oder dass zumindest ein Wellental (11) an zumindest einer Umfangsstelle eine sickenförmige zweite Einwölbung (17) mit vergrößerter radialer Weite aufweist.
  13. Druckspeicher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenberg (10) drei erste Einwölbungen (16.1, 16.2, 16.3) aufweist und das Wellental (11) drei zweite Einwölbungen (17.1, 17.2, 17.3), die jeweils gleichmäßig in Umfangsrichtung (18) verteilt angeordnet sind.
  14. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Einwölbungen (16) und die zweiten Einwölbungen (17) in Umfangsrichtung (18) um 60° versetzt zueinander angeordnet sind.
  15. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass nur jeder dritte Wellenberg (10) die ersten Einwölbungen (16) und nur jedes dritte Wellental (11) die zweiten Einwölbungen (17) aufweist.
  16. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) stirnseitig einerseits einen ersten Anschluss (19) für eine Hydraulikflüssigkeit und stirnseitig andererseits einen zweiten Anschluss (20) für ein Speichergas aufweist.
  17. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (6) von einem Mantelrohr (21) aussenumfangsseitig zumindest teilweise anliegend umschlossen ist.
  18. Druckspeicher nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr (21) hohlzylinderförmig ausgebildet ist.
  19. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr (21) stoffschlüssig mit dem Außenrohr (6) verbunden ist.
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