DE10230742A1 - Hydraulic accumulators, especially bladder accumulators - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Hydrospeicher, insbesondere Blasenspeicher, mit einem Gaseinlaßkörper (12), der mit Teilen des Speichergehäuses (10) verbindbar ist und der mindestens eine Anlagefläche (28) für ein elastisch nachgiebiges Trennelement (16) aufweist, das innerhalb des Speichergehäuses (10) angeordnet zwei Räume (18, 20) voneinander trennt, wobei das Trennelement (16) unter Bildung eines Befestigungsrandes (26) für die jeweilige Anlage mit der zugeordneten Anlagefläche (28) des Gaseinlaßkörpers (12) eine Randverstärkung (30) durch Materialverdickung aufweist. Dadurch, daß die Randverstärkung (30) auf ihrer dem Speichergehäuse (10) zugewandten Seite eine zusätzliche Verstärkung (36) aufweist, die in zusammengebautem Zustand des Speichers in pressender Anlage zwischen mindestens einer der Anlageflächen (28) des Gaseinlaßkörpers (12) und den zuordenbaren Wandteilen des Speichergehäuses (10) ist, sind trotz hoher Beanspruchung des Trennelementes im Arbeitsbetrieb des Speichers Versagensfälle an der Stelle der Befestigung des Trennelementes mit dem Hydrospeicher vermieden.The invention relates to a hydraulic accumulator, in particular a bladder accumulator, with a gas inlet body (12) which can be connected to parts of the accumulator housing (10) and which has at least one contact surface (28) for an elastically flexible separating element (16) which is inside the accumulator housing (10 ) arranged separating two spaces (18, 20) from one another, the separating element (16), with the formation of a fastening edge (26) for the respective system with the associated contact surface (28) of the gas inlet body (12), having an edge reinforcement (30) through material thickening. Characterized in that the edge reinforcement (30) on its side facing the storage housing (10) has an additional reinforcement (36) which, in the assembled state of the storage unit in pressing contact between at least one of the contact surfaces (28) of the gas inlet body (12) and the assignable Wall parts of the accumulator housing (10), failure cases at the location of the attachment of the separating element to the hydraulic accumulator are avoided despite the high stress on the separating element during the working operation of the accumulator.
Description
Die Erfindung betrifft einen Hydrospeicher, insbesondere Blasenspeicher, mit einem Gaseinlaßkörper, der mit Teilen des Speichergehäuses verbindbar ist und der mindestens eine Anlagefläche für ein elastisch nachgiebiges Trennelement aufweist, das innerhalb des Speichergehäuses angeordnet zwei Räume voneinander trennt, wobei das Trennelement unter Bildung eines Befestigungsrandes für die jeweilige Anlage mit der zugeordneten Anlagefläche des Gaseinlaßkörpers eine Randverstärkung durch Materialverdickung aufweist.The invention relates to a hydraulic accumulator, in particular Bladder accumulator, with a gas inlet body, which can be connected to parts of the storage housing and the at least one contact surface for an elastically flexible Has separating element which is arranged within the memory housing two rooms separates from one another, the separating element forming a fastening edge for the respective system with the associated contact surface of the gas inlet body one edge reinforcement due to material thickening.
Dahingehende Hydrospeicher, die bevorzugt in hydraulischen Systemen Anwendung finden, erfüllen vielseitige Aufgaben, insbesondere auf den Gebieten der Energiespeicherung, Notbetätigung von Anlagen, Schockabsorption, Pulsationsdämpfung etc. Das allgemeine Funktionsprinzip von Hydrospeichern besteht darin, Druckenergie zu speichern und die Wirkungsweise von solchen Speichern mit Trennelementen basiert darauf, daß die Kompressibilität eines Gases, das in einem Gasraum des Speichers aufgenommen ist, zur variablen Flüssigkeitsspeicherung innerhalb des Flüssigkeitsraumes des Speichers ausgenutzt wird, wobei das Trennelement den Gasraum von dem Flüssigkeitsraum trennt und wobei der Flüssigkeitsraum des Speichers regelmäßig mit einem hydraulischen Kreislauf in Verbindung steht, so daß beim Ansteigen des Druckes das Gas auf der Gasseite kom primiert wird und bei einem Druckabfall auf der Fluidseite kann das verdichtete Gas expandieren und die gespeicherte Flüssigkeit wird dadurch wieder in den hydraulischen Kreislauf verdrängt.Related hydraulic accumulators, which are preferred in hydraulic systems are used, perform diverse tasks, especially in the fields of energy storage, emergency operation of systems, Shock absorption, pulsation damping etc. The general principle of operation of hydraulic accumulators is To store pressure energy and the mode of operation of such stores with separators is based on the fact that the compressibility of a Gas, which is received in a gas space of the storage for variable fluid retention within the fluid space of the memory is used, the separating element the gas space from the fluid space separates and being the fluid space of the memory regularly is connected to a hydraulic circuit so that when climbing of the pressure, the gas is compressed on the gas side and in the event of a pressure drop on the fluid side, the compressed gas can expand and the stored liquid will thereby pushed back into the hydraulic circuit.
Die Hydrospeicher mit Trennelement werden allgemein unterschieden in Blasenspeicher, Membranspeicher und Kolbenspeicher, wobei die vorliegende Erfindung insbesondere vorteilhaft seinen Einsatz bei Blasenspeichern findet, die mit einem elastisch nachgiebigen Trennelement, vorzugsweise in der Art einer Trenn-Speicherblase versehen sind. Die Befüllung der Speicherblase als Trennelement erfolgt regelmäßig durch das am oberen Teil des Speichers befindliche Gasventil, das eine Art Gaseinlaßkörper ausbildet. Das am unteren Ende des Hydrospeichers angebrachte Flüssigkeitsventil verhindert in erster Linie, daß die Speicherblase beim Ausströmen des Fluids mit herausgesogen wird. Das Trennelement in Form der Speicherblase unterliegt sehr hohen Druck-Wechselbeanspruchungen und ist dergestalt stark beansprucht. Zur Fluidseite des Hydrospeichers hin ist das Trennelement im wesentlichen frei gehalten und wirkt unmittelbar auf die Fluidseite des Speichers ein. An dem gegenüberliegenden Ende ist das Trennelement jedoch mit dem Gaseinlaßkörper fest verbunden, wobei ein verstärkter Rand in Form einer Materialverdickung klemmend zwischen dem Gaseinlaßkörper und den zuordenbaren Innenwandteilen des Speichergehäuses gehalten ist. Um einen guten Halt zu erreichen, ist bei den bekannten Lösungen darüber hinaus vorgesehen, daß auf der Unterseite des Gaseinlaßkörpers dieser von Membranteilen der Speicherblase untergriffen ist, die bis auf eine Ein- und Auslaßöffnung für das Gas vollflächig mit dem Gaseinlaßkörper an dessen Unterseite in Verbindung stehen. Durch Kleben oder durch Einvulkanisieren des Gaseinlaßkörpers in Form des Gasventils in die Öffnung des Trennelementes, vorzugsweise in Form der Speicherblase, läßt sich die Festlegekraft noch verstärken.The hydraulic accumulator with separating element are generally differentiated into bladder accumulators, membrane accumulators and piston accumulator, the present invention in particular is advantageously used in bladder accumulators with a elastically flexible separating element, preferably in the manner of a Separation memory bladder are provided. Filling the bladder as Separating element takes place regularly the gas valve located at the top of the accumulator, the one Forms gas inlet body. The liquid valve attached to the lower end of the hydraulic accumulator primarily prevents the Memory bubble when leaking of the fluid is also sucked out. The separating element in the form of the Storage bladder is subject to very high pressure alternations and is so heavily used. To the fluid side of the hydraulic accumulator the separating element is essentially kept free and acts directly on the fluid side of the reservoir. On the opposite In the end, however, the separating element is fixed to the gas inlet body connected, being a reinforced Edge in the form of a material thickening clamped between the gas inlet body and the assignable inner wall parts of the storage housing is held. To be a good one Reaching stop is also provided in the known solutions that on the Bottom of the gas inlet body of this is affected by membrane parts of the storage bladder, which except for an inlet and outlet opening for the gas entire area with the gas inlet body the bottom of which are connected. By gluing or by Vulcanizing the gas inlet body in Shape the gas valve in the opening the separating element, preferably in the form of the storage bladder, can strengthen the setting force.
Trotz der bewährten Festlegetechnik des Trennelementes innerhalb des Speichergehäuses des Hydrospeichers kann es durch Ausreißvorgänge des Trennelementes gerade in seinen Bereichen der Befestigung zu einem Versagen des gesamten Hydrospeichers kommen. Auch im Falle des Einvulkanisierens des Gaseinlaßkörpers in die freie Öffnung des Trennelementes ist insbesondere durch die hohen Wechselbeanspruchungen im Trennelement ein Versagen der Festlegemöglichkeit nicht auszuschließen. Ferner hat es sich gezeigt, daß gerade durch die Art der vorstehend beschriebenen Festlegung es ungewollt zu erhöhten Beanspruchungen an der aufgezeigten Verbindungsstelle mit der Gefahr des Versagens kommt.Despite the proven fixing technology of the separating element inside the storage case of the Hydraulic accumulator can do it straight by pulling out the separating element in its areas of attachment to failure of the whole Hydraulic accumulator come. Also in the case of vulcanizing the gas inlet body in the free opening of the Separating element is particularly due to the high alternating stresses A failure of the fixing option in the separating element cannot be excluded. Further it has been shown that by the nature of the setting described above it is unwanted to increase Stresses at the indicated connection point with the danger of failure comes.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Hydrospeicher, insbesondere Blasenspeicher, dahingehend weiter zu verbessern, daß trotz hoher Beanspruchung des Trennelementes im Arbeitsbetrieb des Speichers Versagensfälle an der Stelle der Befestigung des Trennelementes mit dem Hydrospeicher vermieden sind. Eine dahingehende Aufgabe löst ein Hydrospeicher mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit.Based on this state of the art the object of the invention, the known hydraulic accumulators, especially bladder accumulator, to further improve that despite high Stress on the separating element in the working mode of the storage failure cases at the point of attachment of the separating element with the hydraulic accumulator are avoided. A hydraulic accumulator with the Features of claim 1 in its entirety.
Dadurch, daß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 die Randverstärkung auf ihrer dem Speichergehäuse zugewandten Seite eine zusätzliche Verstärkung aufweist, die in zusammengebautem Zustand des Speichers in pressender Anlage zwischen mindestens einer der Anlageflächen des Gaseinlaßkörpers und den zuordenbaren Teilen des Speichergehäuses ist, wird über die weitere Verstärkung eine zusätzliche Festhaltekraft auf die Randverstärkung ausgeübt, die trotz der Erhöhung der Anpreßkräfte in dem genannten Verbindungsbereich dafür Sorge trägt, daß die Verbindung insgesamt entlastet ist und in das Trennelement eingeleitete Walk- und Zugkräfte können sich nicht schädlich auf den Bereich der Verbindungsstelle auswirken, so daß Versagensfälle sich dergestalt deutlich reduzieren lassen. Es ist für einen Fachmann auf dem Gebiet der Hydrospeicher überraschend, daß er trotz Erhöhung von Anpreßkräften im Bereich der Befestigung ansonsten eine Entlastung eingeleiteter Kräfte in diesem Bereich erfährt und neben einem verstärkten sicheren Halt sind Ausreißvorgänge in diesem Bereich für das elastische Trennelement weitgehend vermieden. Mit trägt dazu bei, daß die eingeleiteten Anpreßkräfte im Bereich des Überganges zwischen Teilen des Speichergehäuses und der zusätzlichen Verstärkung des Trennelementes von der jeweiligen Anlagefläche des Gaseinlaßkörpers mit aufgenommen werden.Characterized in that according to the characterizing part of claim 1, the edge reinforcement on its side facing the storage housing has an additional reinforcement, which is in the assembled state of the storage in pressing contact between at least one of the contact surfaces of the gas inlet body and the assignable parts of the storage housing, is about further reinforcement an additional holding force is exerted on the edge reinforcement which, despite the increase in the contact forces in the connection area mentioned, ensures that the connection is relieved overall and flexing and tensile forces introduced into the separating element cannot have a detrimental effect on the area of the connection point, so that failure cases can be significantly reduced. It is surprising for a person skilled in the field of hydraulic accumulators that despite Er Increase in contact forces in the area of the attachment otherwise a relief of the forces introduced in this area and, in addition to an increased secure hold, pull-out processes in this area for the elastic separating element are largely avoided. Contributes to the fact that the applied contact forces in the area of the transition between parts of the storage housing and the additional reinforcement of the separating element are also taken up by the respective contact surface of the gas inlet body.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydrospeichers ist die zusätzliche Verstärkung aus einem Verstärkungsring gebildet, der vom freien Ende des Trennelementes rückversetzt ist oder an diesem freien Ende in eine gemeinsame Ebene mit dem Trennelement übergeht. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß der Verstärkungsring aus einem Wulst gebildet ist, der als einstöckiger Bestandteil des Trennelementes im Querschnitt halbkreisförmig, rechteckförmig oder dreieckförmig ist. Durch die jeweilige Geometrieauswahl des Wulstes läßt sich dann dergestalt eine schonende linien- oder flächenförmige Berührung zwischen Trennelement und zuordenbaren Teilen des Speichergehäuses erreichen, so daß in Abhängigkeit der anstehenden zu lösenden Einsatzaufgabe sich die Befestigung an die im Einzelfall auftretenden Beanspruchungen genau und in sicherer Weise anpassen läßt.In a preferred embodiment of the hydraulic accumulator according to the invention is the additional reinforcement from a reinforcement ring formed, which sets back from the free end of the separating element is or at this free end in a common level with the Separator passes over. Preferably it is provided that the reinforcement ring is formed from a bead, which as a one-piece part of the separating element semicircular in cross section, rectangular or triangular is. The respective geometry selection of the bead allows then a gentle line or surface contact between the separating element and assignable parts of the memory housing, so that depending the pending to be solved The task of attaching yourself to those that occur in individual cases Strains can be adjusted precisely and safely.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß das freie Ende des jeweiligen Befestigungswulstes mit einer konvexen Wölbung versehen ist, was den Vorteil hat, daß scharfkantige Übergänge vermieden sind, die gegebenenfalls eine schädliche Krafteinleitung in den Bereich des Befestigungsrandes begünstigen könnten.It is preferably provided that the free Provide a convex curvature at the end of each fastening bead is what has the advantage of avoiding sharp-edged transitions are, where appropriate, a harmful introduction of force into the Area of the mounting edge could favor.
Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydrospeichers verlaufen mindestens zwei Anlageflächen des Gaseinlaßkörpers parallel zu seiner Längsachse und mindestens eine weitere Anlagefläche verläuft quer dazu. Vorzugsweise sind dabei die beiden Anlageflächen in Stufung untereinander oder zumindest teilweise parallel nebeneinander liegend angeordnet, wobei die weitere Anlagefläche eine Verbindung zwischen den beiden Anlageflächen herstellt. Durch die Abstützung über drei ringartige Anlageflächen des Gaseinlaßkörpers ist eine sichere Krafteinleitung über die zusätzliche Verstärkung des Befestigungsrandes in den Gaseinlaßkörper erreicht.In a further particularly preferred embodiment of the hydraulic accumulator according to the invention run at least two contact surfaces of the gas inlet body in parallel to its longitudinal axis and at least one additional contact surface runs across to. The two contact surfaces are preferably in Graduated with each other or at least partially parallel to each other arranged horizontally, the further contact surface a connection between the two contact surfaces manufactures. By supporting over three ring-like contact surfaces of the gas inlet body a safe introduction of force the additional reinforcement reached the mounting edge in the gas inlet body.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydrospeichers ist vorgesehen, daß das Trennelement den Gaseinlaßkörper quer zu seiner Längsachse verlaufend im Bereich seines Eingriffs in das Speichergehäuse untergreift. Hierdurch besteht an der Unterseite des Gaseinlaßkörpers eine weitere Anlagemöglichkeit für das Trennelement, das dergestalt abgestützt eine Entlastung im Bereich des Verstärkungswulstes erlaubt. Zur Erhöhung der Anpreßkräfte kann dabei des weiteren vorgesehen sein, zwischen Trennelement und Gaseinlaßkörper einen Verstärkungs- und/oder Dichtring anzuordnen, der den Gaseinlaßkörper umfaßt und die Anpreßkräfte für den Verstärkungsring des Trennelementes in diesem Bereich maßgebend erhöht.In a further preferred embodiment of the hydraulic accumulator according to the invention provided that the Separator cross the gas inlet body to its longitudinal axis extends underneath in the area of its engagement in the storage housing. As a result, there is a further investment option on the underside of the gas inlet body for the Separating element that supports a relief in the area of the reinforcement bead allowed. To increase the contact pressure can it should also be provided between the separating element and the gas inlet body Reinforcement and / or sealing ring to be arranged, which comprises the gas inlet body and the Contact forces for the reinforcement ring of the Separating element significantly increased in this area.
Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydrospeichers ist der Krümmungsverlauf des Speichergehäuses auf seiner Innenseite im Bereich der Anlage mit dem Trennelement stärker gekrümmt als das Trennelement im unbetätigten Ausgangszustand, wobei die dahingehende Krümmung steiler ausgeführt ist als die des festgelegten Trennelementes. Durch die unterschiedlichen Krümmungsverläufe von Wandteilen des Speichergehäuses sowie des Trennelementes läßt sich auch im betätigten Zustand des Speichers eine vollflächige Anlage im Berührungsbereich erhalten und durch die entstehenden Reibungskräfte, die die Trennmembran an der Innenseite des Speichergehäuses im Übergangsbereich zum Befestigungsrand zu halten suchen, ist die dahingehende Befestigungsstelle entlastet, was die Standzeit des Hydrospeichers weiter deutlich erhöht.In a further particularly preferred embodiment of the hydraulic accumulator according to the invention is the curvature of the storage case on its inside in the area of the system with the separating element more curved than the separating element in the unactuated Initial state, with the curvature in question being steeper than that of the specified separating element. Because of the different Curvatures of wall parts of the storage case and the separating element can also in the actuated Condition of the memory of a full-area system in the contact area obtained and by the resulting frictional forces that the separating membrane the inside of the storage case in the transition area seek to hold to the fastening edge is the relevant fastening point relieves pressure, which further clearly shows the service life of the hydraulic accumulator elevated.
Im folgenden wird der erfindungsgemäße Hydrospeicher anhand zweier Ausführungsbeispiele nach der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung dieThe hydraulic accumulator according to the invention is described below based on two embodiments closer to the drawing explained. In principle and not to scale, show the
Der in der
Der Gaseinlaßkörper
Um ein dahingehendes Versagen zu
vermeiden, ist bei der erfindungsgemäßen Lösung gemäß den Darstellungen nach den
Bei den in den
Bei der zweiten Ausführungsform
nach den
Bei allen gezeigten Ausführungsformen
nach den
Wie insbesondere das Ausführungsbeispiel nach
den
Wie sich des weiteren aus den
Es hat sich in der Praxis gezeigt,
daß die
erfindungsgemäße Hydrospeicherlösung mit
ihrer Randverstärkung
Insbesondere bei den Lösungen nach
den
Der mit 44 bezeichnete Verstärkungsring kann
insbesondere auch eine Halte- und Klemmfunktion wahrnehmen und über ihn
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das freie Ende des Trennelementes
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