DE1525904A1

DE1525904A1 - Druckoelspeicher mit fliegendem Kolben

Info

Publication number: DE1525904A1
Application number: DE19661525904
Authority: DE
Inventors: Hertell Dipl-Ing Siegfried
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1966-12-17
Filing date: 1966-12-17
Publication date: 1970-02-05
Also published as: US3474830A; GB1160105A

Description

ALFRED TEVES KG P 3334

Frankfurt (Main) 16. Dezember I966 T/Sz

Druckölspeicher mit fliegendem Kolben

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydraulikspeicher mit gegen, die Zylinderwand abgedichtetem fliegendem Kolben, der die Flüssigkeit vom Gas trennt.

Es sind Hydrospeicher bekannt, in denen ein flüssiges und ein gasförmiges Druckmedium durch eine starre Trennwand voneinander getrennt sind. Derartige Speicher (Kolbenspeicher) haben den Nachteil, daß gewisse Volumenänderungen auf der Flüssigkeitsseite, wie insbesondere hochfrequente Pulsationen ungedämpft bleiben, da die Massenträgheit und in besonders starkem Maße die Haftreibung des Trennkolbens relativ groisind. Neben der Forderung nach absoluter Dichtheit steht also bei derartigen Trennkolben die nach möglichst geringer Haftreibung. Da bei einem Trennkolben beiderseits der Kolbendichtungen annähernd gleicher Druck herrscht, lassen sich diese beiden Forderungen nur in ausreichendem Maße durch einen Kolben erfüllen, der aus zwei gegeneinander beweglichen Kolbenhälften besteht, die sich aneinander über eine Dichtung abstützen, die dabei mit einem Vielfachen des Gas- oder Flüssigkeitsdruckes axial und infolge ihrer kegeligen Ausbildung auch radial gegen die Kolbenführung gepreßt wird.

Es ist auch bekannt, bei einem Kolbenspeicher der radialen Dehnung der Kolbenführung dadurch zu begegnen, daß der Kolben in einem separaten Führungsrohr gleitet, das in eine Druckflasche eingeschoben ist, die nur auf Festigkeit und nicht auf Dehnung ausgelegt ist und dadurch dünnwandiger als ein vergleichbarer Rohrspeicher ausgebildet sein kann. Bei dieser Ausführung wird das Kolbenführungsrohr hydraulisch nicht beansprucht, so daß das einmal fertigungsmäßig erzeugte Dichtspiel selbst bei geringen Wanddicken unverändert bleibt.

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Weiterhin ist es bekannt', anstelle einer starren eine elastische Trennwand zwischen beiden Druckmitteln anzuordnen. Hydrospeicher mit elastischen Trennwänden haben nur geringe Reibungsdrücke, da die hierfür verwendeten Elastomere einen niedrigen Gestaltänderungs-Widerstand aufweisen. Nachteilig ist jedoch, daß das zuzulassende Druckverhältnis durch die zulässige mittlere und partielle Dehnung der Trennwand und durch die bei der Kompression bei einem Gas sich einstellende Temperatur begrenzt wird. Die mechanische und die thermische Beanspruchung sind ausschlaggebend für eine relativ geringe Lebensdauer der elastischen Trennwand. Außerdem müssen die Elastomere eine geringe Gasdurchlässigkeit, d.h. einen sehr kleinen Diffusions-Koeffizient aufweisen, um die insbesondere bei hohen Drücken auftretenden Gasverluste infolge Diffusion durch die Trennwand ausreichend zu unterdrücken·

Es ist weiterhin ein Rohrspeicher bekannt, bei dem im fliegend angeordneten Kolben ein Hohlraum vorgesehen ist, in dem eine elastische Trennwand eingebaut ist, die durch Öffnungen in den Kolbenboden einerseits von der Gas- andererseits von der Flüssigkeitsseite her beaufschlagbar ist. Dieser Rohrspeicher weist jedoch einen Kolben auf, der erfahrungsgemäß bei hohen Drücken keine ausreichende Dichtung gegenüber den beiden Druckmitteln aufweist, wobei außerdem die elastische Trennwand nicht ausreichend gekühlt wird. Erfahrungsgemäß reicht selbst bei einem ungewöhnlich großen Kolben der in seinem Inneren angeordnete Hohlraum mit elastischer Trennwand nicht aus, um bei Druckänderungen innerhalb kurzer Zeit ein Anlegen der elastischen Trennwand an den Hohlraum zu verhindern» bevor der Kolben sich in Bewegung setzt· Xn diesem Falle gibt es einen infolge Massenträgheit und Reibung verursachten Restdruckstoß.

Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, einen Hydrospeicher für hohe Drücke zu schaffen, der eine möglichst geringe Baulänge und sin geringes Gewicht aufweist, bei ausreichender Lebensdauer große Volumen aufnimmt bzw. abgibt und auf kleine Volumenänderungen ( auf der Flüssig-

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keitsseite) innerhalb sehr kurzer Zeit so reagiert, daß keinerlei Druckspitzen auftreten«

Dies vird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß im Boden der Kolbenführung ein Hohlraum angeordnet ist, der durch eine elastische Trennwand in zwei Druckmittelkammern aufgeteilt ist, von denen die eine über einen Kanal mit dem Gasraum und die andere über Öffnungen mit dem Druckflüssigkeitsraum verbunden ist. Die Begrenzungsflächen des Hohlraums sind mit Vorteil kugelabschnittsförmig ausgebildet.

Erfindungsgemäß ist der Boden der Kolbenführung aus zwei Miteinander verschraubten Teilen gebildet, zwischen die der Rand der elastischen Trennwand eingeklemmt ist. Xn einer bevorzugten AusfUhrungsform ist der Einsatz im Boden der Kolbenführung zylindrisch ausgebildet, wobei die Zylinderaantelflache eine umlaufende Vertiefung aufweist, der eine entsprechende ringförmige Vertiefung im Boden der Kolbenführung gegenüberliegt, wobei die elastische Trennwand entsprechend als Ring ausgebildet ist.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu, zwei davon sind in den anhängenden Zeichnungen wiedergegeben, und zwar zeigen

Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Teil eines Kolbenspeichers, bei dem die elastische Trennwand quer zur Speicherlängsachse angeordnet ist und

Figur 2 einen Kolbenspeicher, bei dem die ±m Boden

der Kolbenführung angeordneten Kaaaern ringförmig ausgebildet sind.

Der rohrförmig ausgebildete Behälter 1 ist mit Hilfe einer eingeschraubten Kolbenführung 2, die als einseitig geschlossenes zylindrisches Rohr ausgebildet ist, verschlossen, wobei der Anschluß 3 für den Durchgang der Druckflüssigkeit außermittig angeordnet ist. An der Innenseite des

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Bodens 1o der Kolbenführung 2 ist eine kugelkalottenförmige Ausnehmung 4 vorgesehen, die gegenüber dem Speicherraum 5 mit Hilfe eines Schraubstutzens 6 verschlossen ist. Zwischen dem Schraubstutzen 6 und dem Boden 2 der Kolbenführung ist eine elastische Trennwand 7 eingespannt, die eine ebenfalls kugelkalottenförmige Ausnehmung 8 im Schraubstutzen 6 von der gegenüberliegenden Ausnehmung 4 trennt. Die Kolbenführung 2 ist gegenüber dem rohrförmigen Behälter 1 mit Hilfe eines Dichtungsrings 9 abgedichtet, wobei zwischen der Behälterwand 1 und dem zylindrischen Teil der Kolbenführung 2 ein nach außen abbgedichteter ringförmiger Gasraum 11 angeordnet ist. Im Boden Io ist außerdem ein Kanal 13 vorgesehen, der die Kammer 14 mit dem ringförmigen Gasraum 11 verbindet. Die Kammer 15 im Schraubstutzen 6 ist über Kanäle 16,17,18 mit dem die Druckflüssigkeit aufnehmenden Speicherraum 5 verbunden.

Vird der Speicher über den Anschluß 3 mit großem Volumen in relativ kurzer Zeit aufgeladen (stoß), so verharrt der in der Kolbenführung 2 dichtend geführte Kolben 19 zunächst infolge seiner Massenträgheit und der Haftreibung in der Ausgangsstellung und bewegt sich, nachdem'der Volumenaufnahme ein entsprechender Druckanstieg gefojgfc ist, verzögert in Pfeilrichtung A. Das Volumen, das zu diesem Druckanstieg vom Speicher aufgenommen wurde, strömt über die Kanäle 16,17,18 in die Kammer 15 und wölbt die relativ trägheitslose elastische Trennwand 7 auf. Dabei ist der Hohlraum so bemessen, daß die elastische Trennwand 7 an. der kugelabschnittsförmigen Wandung 4 nicht zur Anlage kommt,' d.h. bevor die elastische Trennwand 7 anliegt, bewegt sich der zweiteilige Kolben 19.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 sind die das Druckgas aufnehmende Kammer 2o und die das flüssige Druckmittel enthaltende Kammer 29 ringförmig ausgebildet, wobei die elastische Trennwand 21 ebenfalls als Ring ausgebildet ist. Die elastische Trennwand 21 ist im Boden 23 der Kolbenführung 32 zwischen dem im wesentlichen zylindrischen Einsatz 24 und der Innenwand 22 der Zylinderführung 32 fest

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eingespannt· Der Druckmittelzulauf erfolgt über den Anschlußstutzen 26, der mit einer zentrischen Längsbohrung 27 im Einsatz 2k fluchtet. Der Einsatz 2^ ist mit Hilfe einer Schraube 25 am Boden 23 befestigt. Mit 31 ist der Verbindungskanal zwischen der Kammer 2o und der ringförmigen Kammer 35 für das Druckgas bezeichnet. Die ringförmige Kammer 29 für die Druckflüssigkeit steht über Bohrungen 28 mit dem Flüssigkeitsraum 30 in Verbindung.

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Claims

ALFRED TEVES KG P 3334 1 5 2 5 9 O k Prankfurt (Main) L 16. Dezember I966 T/sz Patentansprüche

1. Hydraulikspeicher mit gegen die Zylinderwand abgedichtetem fliegendem Kolben, der die Flüssigkeit von dem Gas trennt, dadurch gekennzeichnet, daß im Boden (io,23) der Kolbenführung (2,32) ein Hohlraum (4,8,33t34) angeordnet ist, der durch eine elastische Trennwand (7,21) in zwei Druckmittelkammern (14,15) bzw. (2o,29) aufgeteilt ist, von denen die eine (i4,2o) über einen Kanal (13»31) mit dem Gasspeicher (11i35) und die andere über Öffnungen (16,17,18,28) mit dem Druckflüssigkeitsraum (5,3o) verbunden ist.

2. Hydraulikspeicher nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Begrenzungsflächen (4,8,32,34) des Hohlraums ( 14,15 <,2ο, 29) kugelabschnittsförmig ausgebildet sind.

3· Hydraulikspeicher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Trennwand (7>21) in unbeaufschlagtem Zustand eben ist.

4. Hydraulikspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (10,23) der Kolbenführung (2,32) aus zwei miteinander verschraubten Teilen (10,6,23,24) gebildet ist, zwischen die der Rand der elastischen Trennwand (7»21) eingeklemmt ist.

5· Hydraulikspeicher nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ ei chne t, daß der Einsatz (24) im Boden der Kolbenführung (32) zylindrisch ausgebildet ist, wobei die Zylindermantelfläche (22) eine umlaufende Vertiefung (29) aufweist, der eine entsprechende ringförmige Vertiefung (2o) im Boden (23) der Kolbenführung (35) gegenüberliegt, wobei die elastische Trennwand (21) entsprechend als Ring ausgebildet ist.

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