DE10228701A1

DE10228701A1 - Hydrospeicher

Info

Publication number: DE10228701A1
Application number: DE10228701A
Authority: DE
Inventors: Armin Kort; Herbert Baltes
Original assignee: Hydac Technology GmbH
Current assignee: Hydac Technology GmbH
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-01-15
Also published as: US20050224122A1; JP2006508301A; EP1516123B1; WO2004003392A1; US7066208B2; EP1516123A1; JP4437080B2

Abstract

Bei einem Hydrospeicher, insbesondere Kolbenspeicher, mit einem eine Längsachse 9 definierenden Speichergehäuse 2, das an zumindest einem Ende eine zur Längsachse 9 konzentrische Gehäuseöffnung aufweist, die durch einen Deckel 11 geschlossen ist, der durch einen ihn umringenden, radial nach einwärts verformten Wandteil 25 des Speichergehäuses 1 formschlüssig gegen Axialkräfte gesichert ist, ist zumindest ein quer zur Längsachse 9 verformter Teil 39 als formschlüssige Sicherung gegen Verdrehen des Deckels 11 relativ zur Längsachse 9 vorgesehen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydrospeicher, insbesondere Kolbenspeicher, mit einem eine Längsachse definierenden Speichergehäuse, das an zumindest einem Ende eine zur Längsachse konzentrische Gehäuseöffnung aufweist, die durch einen Deckel geschlossen ist, der durch einen ihn umringenden, radial nach einwärts verformten Wandteil des Speichergehäuses formschlüssig gegen Axialkräfte gesichert ist.

Hydrospeicher dieser Art sind handelsüblich und finden in Verbindung mit Hydrauliksystemen verbreitete Anwendung. Ein Kolbenspeicher dieser Art wird beispielsweise von „Parker Hydraulics" unter der Handelsbezeichnung ACP Series Accumulator vertrieben.

Solche Hydrospeicher zeichnen sich durch vergleichsweise niedrige Herstellungskosten aus, weil die Befestigung der das Speichergehäuse abschließenden Deckel durch Ausbildung eines formschlüssigen Eingriffes zwischen Deckel und dem ihn umgebenden Wandteil des Speichergehäuses einfach und rationell erfolgen kann, indem die den Deckel umgebende Wand, beim Kolbenspeicher das betreffende Zylinderrohr, durch Rollieren so verformt wird, dass ein radial nach innen vorstehender Ringwulst gebildet wird, der in eine zugeordnete Ringnut im Umfang des Deckels eingreift.

Die hinsichtlich der einfachen und kostengünstigen Fertigung vorteilhafte Art der Befestigung eines oder beider Gehäusedeckel der bekannten Hydrospeicher führt jedoch zu Problemen im Hinblick auf Betriebseigenschaften und führt zu Schwierigkeiten beim Einbau solcher Speicher. Zwar gewährleistet der Formschluß zwischen Deckel und dem ihn umringenden, durch Rollieren verformten Wandteil des Speichergehäuses die axiale Sicherung des betreffenden Deckels, dieser ist jedoch bei Auftreten von Drehmomenten gewisser Stärke relativ zur Längsachse verdrehbar. Dies führt beispielsweise zu Problemen, wenn beim Einbau solcher Speicher in ein Hydrauliksystem mittels Verschraubungen, die den flüssigkeitsseitigen Deckel beispielsweise mit dem Ausgang einer Hydropumpe verbinden, durch Anzugskräfte der Verschraubung Drehmomente am betreffenden Deckel wirken. Auch im Betrieb können auftretende Kräfte, beispielsweise Vibrationen, zu einem Verdrehen des Deckels relativ zum Speichergehäuse führen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, einen Hydrospeicher zu schaffen, der einfach und kostengünstig herstellbar ist, sich trotzdem aber durch eine verbesserte Verbindung zwischen Speichergehäuse und Gehäusedeckel auszeichnet.

Bei einem Hydrospeicher der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest ein quer zur Längsachse verformter Teil der Gehäuseöffnung und/oder des Deckels als formschlüssige Sicherung gegen Verdrehen des Deckels relativ zur Längsachse vorgesehen ist.

Dadurch, dass erfindungsgemäß der betreffende Gehäusedeckel am Speichergehäuse nicht nur axial gesichert ist, sondern durch eine quer zur Längsachse ausgebildete weitere Verformung am Speichergehäuse und/oder Deckel eine Verdrehsicherung gebildet ist, die den Deckel gegen Drehmomente abstützt, die zwischen ihm und dem Speichergehäuse wirksam sind, sind die oben erwähnten Betriebs- und/oder Einbauprobleme behoben. Die für die Bildung der Verdrehsicherung erforderliche zusätzliche Verformung ist bei der Fertigung ohne Schwierigkeiten durchführbar, beispielsweise mittels eines zusätzlichen Druck- oder Pressvorganges, so dass keine wesentliche Erhöhung der Fertigungskosten in Kauf genommen werden muß.

Die Verdrehsicherung kann beispielsweise eine Abflachung aufweisen, die in die umfängliche Ringfläche des betreffenden Deckels eingearbeitet ist und in die ein Wandteil der Öffnung des Speichergehäuses eingedrückt ist, bei einem Kolbenspeicher beispielsweise ein Endabschnitt des Zylinderrohres.

Die Anordnung kann so getroffen sein, dass mehrere um den Umfang des betreffenden Deckels verteilte Abflachungen vorgesehen sind. Diese können auch so angeordnet sein, dass sie zur Bildung einer Polygonform ineinander übergehen.

Als weitere Möglichkeit der Ausbildung der Verdrehsicherung kann am Umfang des Deckels eine Verzahnung vorgesehen sein, mit der die Wand der Öffnung des Speichergehäuses, bei einem Kolbenspeicher also die Wand des Zylinderrohres, verpressbar ist.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist zur Bildung der Verdrehsicherung in den Umfang des betreffenden Deckels eine Nut eingearbeitet, die sich, bezogen auf die Längsachse, mit einer Gewindesteigung entlang des Umfangs erstreckt und in die ein höckerartig radial nach innen vorspringender Wandteil der Öffnung des Speichergehäuses, beispielsweise des Zylinderrohres, einpressbar ist. Ein solches Ausführungsbeispiel zeichnet sich durch die Möglichkeit der besonders einfachen und kostengünstigen Fertigung aus, weil, wie unten näher erläutert wird, bei der Befestigung des betreffenden Deckels außer dem die axiale Sicherung bewirkenden Rolliervorgang lediglich ein weiteres Rollier- oder Drückwerkzeug längs des Umfanges des den Deckel umgebenden Speichergehäuses angewendet werden muß, wobei, wenn das Werkzeug die spiralige Nut überläuft, welche sich aufgrund der Gewindesteigung über einen Axialbereich des Deckels erstreckt, ein höckerartig nach innen vorspringender Wandteil in die spiralige Nut eingepreßt wird.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

1 einen stark schematisch vereinfacht gezeichneten Längsschnitt eines als Kolbenspeicher ausgebildeten Hydrospeichers gemäß dem Stande der Technik;

2 eine schematisch vereinfacht gezeichnete Stirnansicht des der Flüssigkeitsseite zugehörigen Endes eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Hydrospeichers in Form eines Kolbenspeichers;

3 einen nur den endseitigen Bereich des Ausführungsbeispieles von 2 zeigenden Schnitt entsprechend der Schnittlinie III-III von 2;

4 eine gegenüber 1 bis 3 in größerem Maßstab gezeichnete Seitenansicht eines Gehäusedeckels eines weiteren Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Hydrospeichers und

5 eine gegenüber 4 in kleinerem Maßstab gezeichnete Schnittansicht lediglich des flüssigkeitsseitigen Endbereiches des den eingebauten Deckel von 4 enthaltenden Ausführungsbeispieles.

In den Zeichnungen, in denen 1 einen Kolbenspeicher bekannter Art und die 2 und 3 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hydrospeichers zeigen und die 4 und 5 zur Verdeutlichung eines zweiten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Hydrospeichers dienen, sind zugehörige Dichtelemente, die jeweils zur Abdichtung zwischen Gehäusedeckel und Speichergehäuse dienen, zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen.
Bei sämtlichen dargestellten Ausführungsformen handelt es sich um Kolbenspeicher, bei denen ein Zylinderrohr 1 als Speichergehäuse vorgesehen ist. Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen ist als Werkstoff für das Zylinderrohr 1 Stahl mit einer für die Verformung mittels Eindrücken oder Rollieren geeigneten Duktilität vorgesehen. Das Zylinderrohr 1 enthält einen nur in 1 eingezeichneten Kolben 3 als Trennelement zwischen Flüssigkeitsseite 5 und Gasseite 7 des Speichers. Die zur Längsachse 9 konzentrische Öffnung des Zylinderrohres 1 ist am Ende an der Flüssigkeitsseite 5 durch einen kreisrunden Gehäusedeckel 11 abgeschlossen. An der Gasseite 7 ist die zur Längsachse 9 konzentrische Öffnung des Zylinderrohres 1 endseitig durch einen Gehäusedeckel 13 abgeschlossen. Dieser weist eine zentrale Bohrung 15 für ein Gasventil auf. Der Deckel 1 1 an der Flüssigkeitsseite 5 weist ebenfalls eine zentrale Bohrung 17 zur Herstellung einer Verbindung mit einem Hydrauliksystem auf.
Jeder Deckel 11, 13 weist in seinem dem Kolben 3 zugewandten Endbereich eine in seinen Umfang eingearbeitete Ringnut 19 als Sitz für ein in den Fig. nicht dargestelltes Dichtelement auf, beispielsweise einen O-Ring. Von der Ringnut 19 axial gegen das andere Ende des Deckels hin versetzt ist eine weitere Ringnut 21 in den Deckelumfang eingearbeitet. Diese Ringnut 21 dient zur axialen Sicherung des Deckels 1 1, 13 im Zylinderrohr 1, indem ein formschlüssiger Eingriff zwischen Zylinderrohr 1 und Ringnut 21 durch einen Eindruck- oder Rolliervorgang gebildet wird, bei dem am Umfang des Zylinderrohres 1 eine äußere Kerbe 23 gebildet wird, durch die ein nach innen verformter Ringwulst 25 erzeugt wird, der in die Ringnut 21 eingreift.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 und 3 weist der Deckel 11 in seinem äußeren Endbereich eine Abflachung 27 auf, und zwar an seinem axial außen liegenden Endrand 29. In diese Abflachung 27 ist der auf sie ausgerichtete Endabschnitt 31 des Zylinderrohres 1 eingedrückt. Der durch den Eingriff des Ringwulstes 25 in die Ringnut 21 axial gesicherte Deckel 11 ist somit an der Abflachung 27 zusätzlich gegen Verdrehen um die Längsachse 9 gesichert.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 und 5 weist der Deckel 11 zwischen der Ringnut 21 und dem axial außen liegenden Endrand 29 eine weitere Ringnut 35 auf, welche einen spiraligen verlauf hat, d. h. eine Gewindesteigung, bezogen auf die Längsachse 9. Wie aus 5 ersichtlich ist, ist durch einen Eindruck- oder Rolliervorgang, welcher an dem Zylinderrohr 1 in dem von der spiraligen Ringnut 35 überlaufenen axialen Abschnitt durchgeführt ist, eine weitere Kerbe 37 an der Außenseite des Zylinderrohres 1 gebildet, durch die Wandmaterial des Zylinderrohres 1 als Höcker 39 in die spiralige Ringnut 35 eingedrückt wird. Die Bildung eines Höckers 39 ergibt sich dadurch, dass ein Einkerben nicht über dem gesamten Umfang des Zylinderrohres 1 erfolgt, sondern lediglich an der Stelle, an der das Eindruck- oder Rollierwerkzeug die spiralige Ringnut 35 überläuft. Somit bildet der nur an dieser Stelle eingedrückte Höcker 39 eine Diskontinuität, die, wegen der an den Höcker 39 aufgrund der Gewindesteigung der spiraligen Ringnut 35 angrenzenden Schrägflächen als Verdrehsicherung wirkt. Der nicht den Höcker 39 enthaltende Teil der spiraligen Ringnut 35 bleibt frei, wie bei 41 ersichtlich ist, wo das dem Endrand 29 benachbarte Ende der Ringnut 35 zu sehen ist.
Anstelle der zwei in der Zeichnung dargestellten Ausbildungen der Verdrehsicherung kann, wie bereits erwähnt, eine Verzahnung, beispielsweise in Form einer Rändelung, am betreffenden Deckel, vorgesehen sein. Auch können mehrere Abflachungen am Umfang des betreffenden Deckels vorgesehen sein, wobei beliebige Gestaltungen vorgesehen sein können, die zu einer unrunden Formgebung am betreffenden Deckel führen, beispielsweise zur Form eines Polygons.

Claims

Hydrospeicher, insbesondere Kolbenspeicher, mit einem eine Längsachse (9) definierenden Speichergehäuse (1), das an zumindest einem Ende eine zur Längsachse (9) konzentrische Gehäuseöffnung aufweist, die durch einen Deckel (11, 13) geschlossen ist, der durch einen ihn umringenden, radial nach einwärts verformten Wandteil (25) des Speichergehäuses (1) formschlüssig gegen Axialkräfte gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein quer zur Längsachse (9) verformter Teil (27, 39) der Gehäuseöffnung und/oder des Deckels (11) als formschlüssige Sicherung gegen Verdrehen des Deckels (11) relativ zur Längsachse (9) vorgesehen ist.
Hydrospeicher nach Anspruch 1 in Form eines Kolbenspeichers mit einem als Speichergehäuse dienenden Zylinderrohr (1), in dem ein die Gasseite (7) von der Flüssigkeitsseite (5) trennender Kolben (3) verschiebbar ist und welches an beiden Enden durch einen Deckel (11, 13) geschlossen ist, von denen zumindest der an der Flüssigkeitsseite (5) befindliche Deckel (11) gegen Verdrehen gesichert ist.
Hydrospeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung gegen Verdrehen zumindest eine Abflachung (27) aufweist, die in die umfängliche Ringfläche des Deckels (11) eingearbeitet ist und in die ein Wandteil (31) der Öffnung des Speichergehäuses (1) eingedrückt ist (2).
Hydrospeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abflachung (27) im Bereich des axial außenliegenden Endrandes (29) des Deckels (11) vorgesehen ist und dass der Endrand der Öffnung des Speichergehäuses (1) in die Abflachung (27) eingedrückt ist.
Hydrospeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere um den Umfang des Deckels (11) verteilte Abflachungen (27) vorgesehen sind.
Hydrospeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abflachungen (27) zur Bildung einer Polygonform ineinander übergehend ausgebildet sind.
Hydrospeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bildung der Sicherung gegen Verdrehung am Umfang des Deckels (11) eine Verzahnung vorgesehen ist, mit der die Wand der Öffnung des Speichergehäuses (1) verpressbar ist.
Hydrospeicher nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Sicherung gegen Verdrehen in den Umfang des Deckels (11) eine Nut (35) eingearbeitet ist, die sich, bezogen auf die Längsachse (9), mit einer Gewindesteigung entlang des Umfangs erstreckt und in die ein höckerartig radial nach innen vorspringender Wandteil (39) der Öffnung des Speichergehäuses (1) einpressbar ist.
Hydrospeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (11, 13) in der Nähe des dem Innenraum des Speichergehäuses (1) zugewandten Randes eine umfängliche Ringnut (19) als Sitz für ein Dichtelement aufweist und dass zwischen dieser Ringnut (19) und der Sicherung zum Verdrehen des Deckels (11, 13) eine zweite umfängliche Ringnut (21) in den Deckel (11, 13) eingearbeitet ist, in die der den Deckel (11,13) als Sicherung gegen Axialkräfte umringende Wandteil (25) des Speichergehäuses (1) eingedrückt ist.