DE1927711A1 - Speicher - Google Patents
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- F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
- F16L55/04—Devices damping pulsations or vibrations in fluids
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- F15B2201/00—Accumulators
- F15B2201/40—Constructional details of accumulators not otherwise provided for
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Description
Sa 1312 -
K. und N. Sugimura (Japan)
Speicher
Die Erfindung bezieht sich auf einen Speicher, der beispielsweise als Stoßdämpfer oder als Ausgleichsgefäß
eines Flüssigkeitssystemes Verwendung finden kann.
Der Speicher enthält einen mit Flüssigkeit gefüllten zylindrischen Behälter und eine darin vorgesehene
Gasblase, die etwa dieselbe Gestalt aufweist. Am unteren Ende des Flüssigkeitsbehälters ist ein Kanal vorgesehen,
der mit einem Stromungsmittelkreis (beispielsweise einem
Druckölsystem)in Verbindung steht, der die verschiedensten
mit Druckflüssigkeit gespeisten Vorrichtungen versorgt. Wenn Flüssigkeit in den Behälter ein- oder aus dem
Behälter austritt, wird die Gasblase zusammengepreßt oder dehnt sich aus.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Speicher dieser Art so auszugestalten, daß dann, wenn
die Gasblase bei vollständiger Ausdehnung den Behälterkanal mit dem einen Blasenende verschließt, die Flüssigkeit
im Behälter vollständig nach außen verdrängt ist, so daß also keine Flüssigkeit im Behälter zurückbleibt. Ziel der
Erfindung ist es ferner, den Speicher so auszubilden, daß bei einer plötzlichen Expansion der Gasblase das am unteren
Blasenende vorgesehene Ventil nicht schlagartig auf den Ventilsitz auftrifft, der den Behälterkanal umgibt;
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auf diese Weise sollen Beschädigungen vermieden werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Speicher soll weiterhin
die Bewegung der Gasblase verlangsamt werden, wenn sich
das an der Blase vorgesehene Ventil dem Ventilsitz im Behälter nähert. Ist die Gasblase voll mit Gas gefüllt, so
soll ferner gewährleistet sein, daß die Gasblase nicht die Tendenz besitzt, unter der -Wirkung des Auftriebes in
der im Behälter vorhandenen Flüssigkeit nach oben zu schwimmen; hierdurch sollen unregelmäßige Verformungen
der Gasblase verhindert werden.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß am einen Ende eines aus steifem Material bestehenden ■-"
Flüssigkeitsbehälters ein Flüssigkeitskanal mit einem Ventilsitz angeordnet ist, daß in dem Behälter eine aus
elastischem Material bestehende Gasblase angeordnet ist, an deren einem Ende ein Ventil sowie ein flüssigkeitsgefüllter
Dämpfer vorgesehen sind, in den ein Kolben eingreift, wobei der Flüssigkeitskanal des Behälters durch
den Dämpfer mit dem Ventil der Blase verbunden ist.
Diese und weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung veranschaulichter
Ausführungsbeispiele hervor. Es. zeigen
Fig.1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Speichers;
Fig.2 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel;
Fig.3 und 4 Teilschnitte durch weitere Ausführungen.
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In Pig.1 ist ein erfindungsgemäßer Sammelbehälter
(bzw. Kraftspeicher oder Stoßdämpfer) dargestellt. Ein Flüssigkeitsbehälter 1 ist aus steifem Material, beispielsweise
Stahl, hergestellt, das eine ausreichende Druckfestigkeit besitzt. In diesem Behälter 1 ist eine
elastische Gasblase 2 aus Gummi oder einem anderen elastischen Material angeordnet. Im Raum zwischen dem Behälter
1 und der Gasblase., 2 herrscht der Flüssigkeitsdruck.
Am oberen Ende des Behälters 1 ist ein Gasventil 3 vorgesehen, das über den Behälter vorsteht und durch
das Gas in die Blase 2 hineingedrückt wird. Das Ventil 3 wird von einer Kappe 4 abgedeckt, die als Staubschutz
dient. Der Behälter 1 besitzt im unteren Teil einen Flüssigkeitskanal
5, durch den Flüssigkeit in den Behälter -1 eintritt und aus ihm austritt.
Am inneren Umfang des Kanales 5 ist ein Ventilsitz 6 vorgesehen. Durch sein Zentrum geht eine Stange 7, deren
unteres Ende mit einem Ansatz 6'1 verbunden ist, der von einer Anzahl von Armen 6' getragen wird, die zum Ventilsitz
6 hin verlaufen.
Die Blase 2 besitzt an ihrem unteren Ende gleichfalls ein Ventil 8, das durch Zusammenwirken mit dem Ventilsitz
6 den Flüssigkeitskanal 5 freigibt oder schließt. Das Ventil
8 besitzt einen zylindrischen Teil 9, der in die Blase
2 hineinragt. In diesem zylindrischen Teil 9 ist ein Kolben 10 gleitbeweglich geführt, und zwar mit so losem
Spiel, daß zwischen der Innenwand des zylindrischen Teiles 9 und der Außenwand des Kolbens 10 ein Spalt 11 vorhanden
ist. Der Kolben 10 ist mit dem oberen Ende der Stange 7 starr verbunden; die Stange ist in einer Öffnung 8'
im Zentrum des Ventiles 8 gleitbeweglich, wobei auch hier ein Spalt 12 zwischen der Stange 7 und dem Ventil 8 vorhanden
ist.
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Die Kammer 91 oberhalb des Kolbens 10 und die Kammer
9" unterhalb des Kolbens 10 sind über die Spalte 11 bzw«
12 mit Flüssigkeit aus dem Behälter gefüllt.
Wenn Flüssigkeit durch den Kanal 5 in den Behälter 1
gedrückt wird, so wird die Gasblase 2 nach innen zusammengedrückt, wobei sich ihre Kapazität verringert. Strömt
andererseits Flüssigkeit durch den Kanal 5 in den1äußeren
(nicht dargestellten) Strömungskreis ab, so dehnt sieh das
Gas in der Blase 2 aus, wodurch sich das Ventil 8 in ""Richtung auf den Ventilsitz 6 bewegt. In diesem Falle wird das
Volumen der Kammer 9"» des zylindrischen Teiles 9 immer
mehr verkleinertj während sich das Volumen der Kammer 9''
vergrößert, Da die Stange 7 die Kammer 9'1 durchsetzt, ändert
sich bei einer solchen Bewegung das Volumen der Kammer 9' stärker als das der Kammer 91'· Die in der oberen
Kammer 91 enthaltene Flüssigkeit wird durch den Spalt 11
in die untere Kammer 9f< verdrängt; überschüssige Flüssigkeit
strömt aus der Kammer 9'1 durch den Spalt 12 in
den Behälter ab.
Durch geeignete Wahl der Größe der Spalte 11 und 12
kann man die Ausdehnungsgeschwindigkeit in Längsrichtung
der Blase 2 stärker als die Expansionsgeschwindigkeit in radialer Richtung der Blase verzögern.
Die Gasblase 2 dehnt sich infolgedessen stärker in
radialer Richtung als in Längsrichtung, ehe däö ventil 8
den Ventilsitz 6 berührt; auf diese Weise wirderreicht,
daß im Zylinder 1 keine Flüssigkeit eingeschlossen tileibtV
Es können ferner auch keine harten Schläge des Ventiles B
gegen den Ventilsitz 6 und hierdurch bedingte Beschädigungen auftreten.
Da di# mit deaa Ventilsitz 6 verbundene Stenge 7
■80965070862'
gleitbeweglich, in das am unteren Ende der Blase, 2 vorgesehene
Ventil 8 eingreift und da der Kolben, 10 mit dem oberen Ende dieser Stange 7 verbunden ist, hat das untere Ende der Gasblase nie das Bestreben, sich unter der
Wirkung einer Auftriebskraft nach oben zu bewegen (wie dies bei den freibeweglichen Enden üblicher Blasen der
Fall ist).
Die Blase wird somit in der dargestellten Lage gehalten und kann infolgedessen durch eine unregelmäßige
Verformung keine lokale Beschädigung erfahren. Dies gilt auch dann, wenn der Behälter 1 aus räumlichen Gründen in
umgekehrter Lage gegenüber Pig.1 oder horizontal angeordnet werden muß.
In Fig.2 ist ein anderer Behälter 21 veranschaulicht,
dessen oberes Ende eine weite Öffnung besitzt. Die im Behälter angeordnete Blase 22 besitzt einen oberen Flansch
23, der zwischen den oberen Rand des Behälters 21 und einen Deckel 24- eingefügt ist. Im Deckel 24 ist ein Gasventil
25 angeordnet, durch das Gas in die Blase 22 hineingepreßt
wird; das Ventil wird durch eine Kappe 24 gegen Staub geschützt.
Der Behälter 21 weist einen Kanal 36 auf, durch den Flüssigkeit eingeführt wird. In einem Teil des inneren
Umfanges dieses Kanal es 36 ist ein Ventilsitz 30 angeordnet. Darin befindet sich ein Zylinder 27, der "sich nach
unten erstreckt und von Armen 30' getragen wird, die zum Ventilsitz 30 hin verlaufen.
Im Zylinder 27 ist ein Kolben 28 mit losem Spiel beweglich, so daß ein Spalt 29 zwischen der wand des Zylinders
27 und dem Kolben 28 vorhanden ist. Am oberen-''Ende
des Zylinders 27 ist ein Führungsloch 31 vorgesehen. Zwi-
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sehen der Innenwand des Führungsloches 31 und einer Stange 33 ist ein Spalt 34 vorhanden. Am unteren Ende des Zylinders 27 ist eine kleine öffnung 35 vorgesehen. Am unteren
Ende der Gasblase 22 ist ein Ventil 32 angebracht,
das mit dem Ventilsitz 30 zusammenwirkt. Die genannte Stange 33 ragt vom Zentrum des Ventiles 32 aus nach unten und
trägt den Kolben 28.
Wenn sich bei dieser Ausführung die Gasblase 22 in Längsrichtung ausdehnt oder zusammenzieht, bewegt sich
der Kolben 28 nach unten oder oben, wodurch Flüssigkeit unterhalb bzw. oberhalb des Kolbens 28 verdrängt wird und
durch die Spalte 29,34 bzw. die Öffnung 35 abfließt; der
dabei auftretende Strömungswiderstand wirkt damit der Bewegung der Gasblase 22 in einem gewissen Maße entgegen.
Die Ausführung gemäß Fig.3 unterscheidet sich von der in Fig.1 darin, daß die Stange 7 in ihrem unteren Bereich
einen Teil 7' von größerem Durchmesser aufweist. Wenn sich bei dieser Ausführung die Gasblase 2 von der
dargestellten Lage in die strichpunktiert veranschaulichte Lage ausdehnt, so strömt Flüssigkeit aus der oberen Zylinderkammer
9' durch den Spalt 11 in die untere Zylinderkammer
9'1 ab und tritt weiter durch den Spalt 12 in den
Flüssigkeitsbehälter 1 aus.
Bewegt sich die Gasblase 2 in die strichpunktiert veranschaulichte Lage, so verringert sich der Spalt 12r
wodurch sich der Strömungswiderstand der Flüssigkeit vergrößert und die Expansionsgeschwindigkeit in Längsrichtung
der Blase 2 verkleinert.
Nimmt man an, daß die Spalte 11 und 12 ausreichend
groß sind, so stellen sie normalerweise für die Expansion und Kontraktion der Blase 2 kein wesentliches Hindernis
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dar. .Erst gegen Ende der Ausdehnung der Blase tritt ein
merklicher Widerstand auf.
merklicher Widerstand auf.
Die Vorrichtung gemäß Pig.4 ist der in Fig.2 darge-*
stellten ähnlich; der Zylinder 27 besitzt jedoch einen
Teil 27' von kleinerem Durchmesser, so daß hier eine Änderung in der Größe des zwischen dem Kolben 28 und der
Wand des Zylinders vorhandenen Spaltes 29 auftritt. Während der Ausdehnung der (rasblase 22 ist der Spalt 29 zunächst verhältnismäßig groß, bis der Kolben 28 in die
strichpunktiert dargestellte Lage kommt. Von hier an ist der Spalt wesentlich enger, so daß die Expansionsgeschwindigkeit in Längsrichtung der Blase wesentlich verkleinert wird. :■-■■■'.■■■■
Teil 27' von kleinerem Durchmesser, so daß hier eine Änderung in der Größe des zwischen dem Kolben 28 und der
Wand des Zylinders vorhandenen Spaltes 29 auftritt. Während der Ausdehnung der (rasblase 22 ist der Spalt 29 zunächst verhältnismäßig groß, bis der Kolben 28 in die
strichpunktiert dargestellte Lage kommt. Von hier an ist der Spalt wesentlich enger, so daß die Expansionsgeschwindigkeit in Längsrichtung der Blase wesentlich verkleinert wird. :■-■■■'.■■■■
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Claims (4)
- - 8 -PatentansprücheSpeicher, dadurch gekennzeichnet, daß am einen aide eines aus steifem Material bestehenden Flüssigkeitsbehälters ein Flüssigkeitskanal mit einem Ventilsitz angeordnet ist, daß in dem Behälter eine aus elastischem Material bestehende Gasblaee angeordnet ist, an deren einem Ende ein Tentil sowie ein flüssigkeitsgefüllter Dämpfer vorgesehen sind, in den ein Kolben eingreift, wobei der Flüssigkeitskanal des Behälters durch den Dämpfer mit dem Yentil der Blase verbunden ist.
- 2.) Speieher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Flüssigkeitsdämpfer bildender Zylinder mit dem yentil der Blase verbunden ist und daß der in den Dämpfer eingreifende Kolben in Verbindung mit dem Kanal des Flüssigkeitsbehälters steht.
- 3.) Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Flüssigkeitsdämpfer eingreifende Kolben mit dem Ventil der Blase verbunden ist, während ein den „ Flüseigkeitsdämpfer bildender Zylinder mit dem Kanal des Flüssigkeitsbehälters in Verbindung steht.
- 4.) Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Flüssigkeitsdämpfer bildender Zylinder an einem Ende einen Teil aufweist, dessen Durchmesser kleiner als der des übrigen Teiles ist.5·) Speicher naeh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einstückig ait dem Kolben ausgebildete Stange an ihrem unteren Ende einen Teil aufweist, dessen Durchmesser größer als der des übrigen Teiles ist.
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