DE1298795B

DE1298795B - Fluessigkeitsdruckspeicher, insbesondere OEldruckspeicher

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Publication number: DE1298795B
Application number: DES105865A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-09-15
Filing date: 1966-09-14
Publication date: 1969-07-03
Also published as: US3424201A; GB1133496A; JPS5340726B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsdruckspeicher, insbesondere Öldruckspeicher, bestehend aus einem im wesentlichen hohlzylindrische Form aufweisenden F1üASgkeit@'tank, einer'etwä'rohrförmig langgestreckten Blase aus biegsamem und elastischem Werkstoff, deren Druckgaseinlaß an dem einen Ende des Flüssigkeitstanks abgedichtet festgelegt ist, und einem federbelasteten Tellerventil, dessen Ventilstößel in einer tankfesten Führung in Richtung der Längsachse des Tanks auf und ab bewegbar ist und dessen Vtntiltclier,dc4 Tän@einlaß ab"sper en-21 i ki gestattet. #._ :. - 4 ... . .. . .
Bei den vorbekannten Druckspeichern dieser Art, bei Welbheni =über reine `bbere Öffinung der gläge in diese Druckgas einfüübar ist; ist in_einer:als--"und Auslaß dienenden gegenüber liegenden--Öffnung des Flüssigkeitstanks ein federNeläsletes TellerVdntil@'ängeordnet, dessen Ventilstößel in einer tankfesten Führung in Richtung der Längsachse des Tanks auf- und abbewegbar ist und dessen Ventilteller den Tankeinlaß abzusperren gestattet. Bekannt ist es auch, an Stelle eines solchen federbelasteten Tellerventils in dieser Öffnung ein Kegelventil anzuordnen, dessen den mit dem freien Ende der Blase abgedichtet verbundenen Ventilkegel tragender Stößel gleichfalls gegenüber dem Flüssigkeitstank geführt ist. In der oberen Endlage dieses Ventilkegels verläuft dgssen kegelige Außenwand-Dichtungsfläche etwa parälfel zu der Innenwandfläche des Flüssigkeitstanks, welche sich konisch zum Tankinneren hin in einem unteren Abschnitt erweitert und dann in dessen hohlzylindrische --Wandftäcfre'üllft@' Drückspeicher-dieser Art weisen nun denaacht@l-,@.uf,.,@ia,keirginem@i,ntüt vqp Flüssigkeit eine'unregelmäßige Verformung der Blase hervorgerufen wird, die Blase legt sich in Falten und es besteht dadurch die Gefahr nicht nur einer Beschädigung der Blase, sondern auch deren Zerstörung, wodurch die Standzeit der Blase verkürzt wird. Die beim Zusammendrücken der Blase hervorgerufene Faltenbildung beeinträchtigt auch deren Elastizität, die ein Maßstab ist für die richtige Arbeit des, Druckspeichers;` eüe°unreiefiüäßge. Fäftenlegurig der Blase bewirkt eine Verringerung von deren stoßdämpfender Wirkung.
Um eind" köntrnlllerte Falfenlegüng der blase zu' erhalten, wurde bereits vorgeschlagen, die Blase mit gleichmäßig verteilten, rippenartigen Längsversteifungen zu versehen, die sich jeweils über nahezu die ganze zylindrische Länge der Blase erstrecken, wodurch Bereiche größerer und kleinerer Widerstandsfähigkeit gegen radiales Eindrücken gebildet werden. Für eine solche kontrollierte Faltenlegung der Blase -beine Füfen--des Druckspeichers mit Druckflüssigkeit ist es auch bekanntgeworden"mit dem Flüssigkeitstank in das Innere äer Blase hmeiniägende, mehr oder weniger unregelmäßig geformte Lärigsripperi'zu verbinden, an deren Fläche sich dann die Innenwand der Blase anlegt. Beide Maßnahmen. für eine kontrollierte Faltenlegung der Blase wurden verwirklicht in Druckspeichern mit federbelasteten Tellerventilen, deren Ventilstößel in einer tankfesten Führung in Richtung der Längsachse des Tanks auf- und abbewegbar ist und dessen Ventilteller den Tankeinlaß abzusperren gestattet. Da sich nun die Blasen bei einem Absenken des Flüssigkeitsdrucks ausdehnen, kann dabei nicht verhindert werden, daß deren unteres Ende den Ventilteller des Tellerventils berührt und diesen im Sinne Schließen des Tankeinlasses betätigt. Dabei kann die Blase durch die scharfe Kante äes 'Ventiltellers'.ünd/oder durch den Ventilsitz beschädigt werden. Diese Gefahr ist nur geringfügig verringert, wenn im Falle der Anordnung eines Kegelventils der Ventilkegel wie vorerwähnt mit dem freien Ende der Blase abgedichtet verbunden ist. Darüber hinaus läßt sich durch solche Maßnahmen nicht verhindern, daß die Blase in der Schließstellung des Ventils oft festgehalten und auch zwischen dem Ventilteller bzw. -kegel und dem Ventilsitz eingeklemmt werden kann. Schließlich ist noch auf den allen vorbrrkann#en `Druckspeichern gemeinsamen Nachteil hinzuweisen, daß sich bei ihnen ein vorzeitiges Absperren des Tankeinlasses nicht vermeiden läßt, wodurch der freie Lauf der Flüssigkeit durch den Einlaß hindurch behindert wird und demzufolge die erwünschte, stoßabsorbierende Wirkung des Druckspeichers in sehr starkem Maße vermindert wird.
Bei Druckspeichern der eingangs genannten Art ist es auch bekannt, mit dem Flüssigkeitstank ein in das innere der Blase reichendes Rohr zu verbinden, das etwa in der Mitte der Längserstreckung der Blase endef und in seinem Mäntel Öffnungen aufweist, über welche das Druckgas in. das Innere der Blase eingeführt wird. Bei Druckspeichern anderer Gattung ist es bekannt, Radialrippen aus elastischem und biegsamem Material vorzusehen, deren radiale Länge so bemessen ist, daß ein Körper aus biegsamem und elastischem Werkstoff diese Radialrippen tangiert, vgenn.er bestrebt ist, sich unregelmäßig zu falten.
Ader Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckspeicher zu schaffen, welcher unter Vermeidung ,;;dex,oben aufgezeichneten Nachteile eine lange Lebensdauer hat und möglichst empfindlich auf auftretende Druckstöße anspricht. Diese Aufgabe wird bei einem Druckspeicher der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die tankfeste Führung des Ventilstößels am freien Ende eines Mantelöffnungen aufweisenden, außen mit Radialrippen versehenen, innerhalb der Blase konzentrisch angeordneten Rohrs fest-.-gelegt und der Ventilteller mit dem freien Ende der Blase'äbgedichtet verbunden ist. Für diese erfindungsgemäßen, zum Teil bekannten Merkmale wird ein _ Patentschutz nur für deren gemeinsame Anwendung begehrt.
Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung eines Druckspeichers wird erreicht, daß wegen der Anordnung des federbelasteten Ventils im von der Blase _.umfaßten Raum, und, wegen des Abstützens der Ventilfeder gegenüber der ebenfalls in der Blase angeordneten tankfesten Führung die sich beim Ausdehnen der Blase spannende Feder nicht nicht nur den Ventilteller, sondern auch die sich in Richtung ihrer Längsachse ausgedehnte Blase aus der der Schließstellurlgentsprechenden Stellung zurückzieht, und zwar in dem Augenblick, in welchem auf den den Ventilsitz abschließenden Ventilteller ein Flüssigkeitsdruck ausgeübt wird,. welcher das Öffnen des Ventils verursacht. Bei progressivem Ansteigen des Flüssigkeitsdrucks stellen die mit dem Rohr verbundenen Radialrippen eine kontrollierte Faltenlegung der Blase sicher. Im umgekehrten Falle, also bei einem Abfallen des Flüssigkeitsdrucks, wird wegen der sich beim Ausdehnen der Blase spannenden Feder sichergestellt, daß sich die Blase zunächst radial aufbläst und sich erst dann in Längsrichtung dehnt, nachdem sie mit der Innenwand des Flüssigkeitstanks in Berührung gelangt ist, erst wenn die Blase sich in Längsrichtung dehnt, wird der Ventilteller auf den Ventilsitz aufgesetzt. Dadurch ist ein Druckflüssigkeitsspeicher geschaffen, der äußerst empfindlich auf Druckstöße anspricht.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Druckflüssigkeitsspeicher nach der Erfindung, F i g. 2 einen Querschnitt des Druckflüssigkeitsspeichers nach F i g. 1, F i g. 3 a bis 3 e Querschnitte der Blase während ihres Verformens.
Der Flüssigkeitstank 1 weist hohlzylindrische Form auf, er verjüngt sich zu beiden Enden hin konisch um Öffnungen 2 und 3 für Gas und Flüssigkeit zu bilden. Die Blase 5 hat gleichfalls hohlzylindrische Form und verjüngt sich auch konisch zu beiden Enden hin. Das eine Ende ist offen und mit einem Flansch 6 versehen, so daß dieses Ende der Blase 5 mittels eines Gasventilgehäuses 10 und einer Mutter 11 am Flüssigkeitstank 1 abgedichtet festgelegt werden kann. Am Gasventilgehäuse 10 ist entweder ein schematisch dargestelltes Gasventil 12 oder ein Rohr 13 festgelegt, welches den Innenraum der Blase 5 mit einer Druckgasquelle verbindet. Ist ein Gasventil vorgesehen, dann läßt sich die Blase 5 bis zu einem bestimmten, wählbaren Standarddruck mit Gas füllen. Im anderen Falle, wenn der Innenraum der Blase mit einer Druckgasquelle in Verbindung steht, läßt sich der Flüssigkeitsdruckspeicher als Durchlaufsperre verwenden. Am Gasventilgehäuse 10 ist das obere Ende eines Rohrs 7 festgelegt, welches Radialrippen 8 aufweist. Den Boden der Blase 5 bildet ein Ventilteller 9, der fest und abgedichtet mit der Blase in Verbindung steht. Dieser Ventilteller liegt einem Ventilsitz 4 gegenüber, der der Tankeinfüllöffnung 3 zugeordnet ist. Eine am freien Ende des Rohrs 7 festgelegte Führung 14 führt den Ventilstößel 15, der unter Wirkung einer sich einerseits an der Führung 14 und andererseits an einem Federteller 16 abstützenden Feder 17 steht. Der Ventilteller 9 und die Blase 5 werden also durch die Feder 17 so beeinflußt, daß die Öffnung des Ventilsitzes 4 freigelegt ist.
Das mit biegsamen Längsrippen 8 versehene Rohr 7 kann in die Blase 5 und in den Flüssigkeitstank 1 leicht eingesetzt werden, wenn die Radialrippen 8, wie durch die Strichpunktierung in F i g. 2 dargestellt, kurzzeitig umgebogen werden. Der Mantel des Rohrs 7 enthält eine angemessene Zahl von Öffnungen 18, die so bemessen sind, daß das in der Blase befindliche Gas durch Öffnungen hindurchtreten kann, um dem Wechsel des Volumens der Blase zu entsprechen.
Ist ein Druckflüssigkeitsspeicher dieser Art in ein Druckflüssigkeitssystem eingebaut und das Druckrohr dieses Systems mit der Flüssigkeitsöffnung 3 verbunden, so tritt die Druckflüssigkeit über die Öffnung 3 in den Flüssigkeitstank ein, und zwar so lange, wie der Druck im Druckkreis höher ist als jener des Gases innerhalb der Blase 5. Der Gasdruck in der Blase balanciert immer gegenüber dem der Flüssigkeit im Tank 1; die Blase 5 wird zusammengedrückt, wenn Druckflüssigkeit im Flüssigkeitstank gespeichert wird und umgekehrt dehnt sie sich, um Druckflüssigkeit aus dem Flüssigkeitstank heraus an den Druckkreis abzugeben.
Wesentlich ist, daß sich die Blase sanft und gleichmäßig in planvoller Weise verformt und daß sie, wenn sie zusammengedrückt wird, nicht in unregelmäßigen Formen zusammenbricht. Die Blase 5 ist so bemessen und die Längsrippen 8 sind so ausgebildet, daß° sich die hohlzylindrische Wand der Blase gerade unregelmäßig verformen würde, wenn ihre innere Oberfläche die Endflächen der Radialrippen ß berührt (F i g. 3 b). Ist die Gasblase also im Laufe des Zusammendrückens in diesen Zutäird gekömmeri, darin würde sie sich, wären die Radialtippen 8 nicht vörgesehen, beliebig zusammendrücken. Infolge des Widerstands, den die Radialrippen 8 diesem Verformdüwollen entgegensetzen, kann sich die Gasblase nicht mehr willkürlich verformen, sie =vdrformt` sich, wie dies aus F i g. 3 c ersichtlich ist.: Wird die Blase durch die sie umfassende Flüssigkeit weiter zusammengedrückt, dann nimmt sie die in F i g. 3 d dargestellte Form an und schließlich die in F i g. 3 e dargestellte Form, wobei dann die Innenwandfläche der Blase nicht nur die Oberflächen der Längsrippen, sondern auch die Mantelfläche des Rohrs 7 abdeckt. Um ein Hineindrücken von Flächenteilen der Blase 5 in die Mantelöffnungen 18 zu verhindern, sind den Mantelöffnungen Kappen 19 zugeordnet.
Die Blase 5 wird also stets in ein und derselben Weise und wird in ihrer einen Endlage (F i g. 3 e) durch das Rohr 7 und die Radialrippen 8 abgestützt, sie wird also immer gerade gehalten, ohne daß die Gefahr von Längsbiegungen auftritt.
Sinkt der Druck der im Tank 1 befindlichen Flüssigkeit, so fließt diese über die Öffnung 3 ab und die Blase bläst sich radial in der umgekehrten Weise, wie in den F i g. 3 a bis 3 e dargestellt, solange auf, bis ihre Wand die Innenwandung des Flüssigkeitstanks 1 berührt, und dann dehnt sich die Blase in Längsrichtung so lange auf, bis sich der den Boden der Blase 5 dicht abschließende Ventilteller 9 auf den Ventilsitz aufgesetzt hat. Hierbei wird die Feder 17 gespannt. Die Blase selbst berührt den Ventilsitz 4 nicht. Es ist daher auch keine Möglichkeit vorhanden, daß Beschädigungen der Blase auftreten, so daß diese eine recht hohe Lebensdauer hat.
Da der Ventilstößel jetzt nicht mehr die Öffnung des Ventilsitzes durchdringt, wie dies bei den eingangs erwähnten Druckflüssigkeitsspeichern der Fall war, kann die Druckflüssigkeit unbehindert in den Tank 1 ein- und austreten. Hierin liegt der Grund, daß der erfindungsgemäß ausgebildete Druckspeicher auf Druckänderungen sehr empfindlich anspricht und hydraulische Stöße besser absorbiert, als dies bei den bekannten Druckspeichern der Fall war.

Claims

Patentansprüche: 1. Flüssigkeitsdruckspeicher, insbesondere Öldruckspeicher, bestehend aus einem im wesentlichen hohlzylindrische Form aufweisenden Flüssigkeitstank, einer etwa rohrförmig langgestreckten Blase aus biegsamem und elastischem Werkstoff, deren Druckgaseinlaß an dem einen Ende des Flüssigkeitstanks abgedichtet festgelegt ist, und einem federbelasteten Tellerventil, dessen Ventilstößel in einer tankfesten Führung in Richtung der Längsachse des Tanks auf und ab bewegbar ist und dessen Ventilteller den Tankeinlaß abzusperren gestattet, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die tankfeste Führung (14) des Ventilstößels (15) am freien Ende eines Mantelöffnungen (18) aufweisenden, außen mit Radialrippen (8) versehenen, innerhalb der Blase (5) konzentrisch im Tank (1) angeordneten Rohres (7) festgelegt und der Ventilteller (9) mit dem freien Ende der Blase abgedichtet verbunden ist.
2. Flüssigkeitsdruckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Rohr (7) außen festgelegten Radialrippen (8), wie an sich bekannt, aus elastischem und biegsamem Material bestehen.
3. Flüssigkeitsdruckspeicher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Länge der Radialrippen (8), wie an sich bekannt, derart bemessen ist, däß die Blase (5), wenn sie bestrebt ist, sich unregelmäßig zu falten, die Radialrippen tangiert.
4. Flüssigkeitsdruckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Mantelöffnung (18), wie an sich bekannt, eine das Eindrücken der Blase verhindernde Kappe (19) od. dgl. zugeordnet ist.
5. Flüssigkeitsdruckspeicher mindestens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche der tankfesten, von der Blase (5) umfaßten Führung (14) des Ventilstößels (5) und die Innenwandfläche des Flüssigkeitstankes (1), wie an sich bekannt, konisch sieh zum Tankinneren hin erweiternd ausgebildet sind