DE19650434A1

DE19650434A1 - Hochdruckspeicher für hydraulische Systeme

Info

Publication number: DE19650434A1
Application number: DE1996150434
Authority: DE
Inventors: Wilfried Leutner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1996-12-05
Publication date: 1998-06-10

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochdruckspeicher für hydraulische Systeme nach dem Oberbegriff des Anspru ches 1. Der Hochdruckspeicher enthält einen Zylinder, in dem ein Trennkolben druckabhängig verschiebbar ge führt ist. Der Trennkolben trennt einen Druckmittel speicherraum des Zylinders von einem Gasraum des Zylin ders. Zur Abdichtung des Gasraumes von dem Druckmit telspeicherraum dient wenigstens eine an der Umfangs fläche des Trennkolbens angeordnete Kolbendichtung. Der Druckmittelspeicherraum besitzt einen Druckmittelan schluß.

Ein derartiger Hochdruckspeicher ist aus dem He rion-Taschenbuch der Herion-Werke KG, Fabriken für Re gel- und Steuertechnik, Stuttgart, 1. Ausgabe 1969, Seiten 248 und 249, bekannt. Auf Seite 248 ist im Bild 1d) ein derartiger "Kolbenspeicher" dargestellt. Dieser Kolbenspeicher besitzt zwischen dem Zylinder und dem Trennkolben eine Weichdichtung. Durch diese Dich tung wird verhindert, daß das flüssige Druckmittel, beispielsweise Hydrauliköl, Gas, beispielsweise Stick stoff, aus dem Gasraum aufnimmt. Erfahrungsgemäß ver bessern mehrere hintereinandergeschaltete Dichtungen die Trennung von Gas und Druckmittel.

Wird das Gas in dem Gasraum auf einen bestimmten Druck vorgespannt, so läßt sich das nutzbare Druckmit telvolumen im Druckmittelspeicherraum vergrößern.

Solange der Speicher mit Druckmittel gefüllt ist, ist der Druck auf beiden Seiten der Dichtung, abgesehen von der Kolbenreibung, identisch. Der Gasverlust über die Dichtung ist dann sehr gering.

Wenn der Speicher entleert wird, dann steht das Gas in dem Gasraum weiter unter Vorspanndruck, während sich in dem Druckmittelspeicherraum der Atmosphären druck einstellt. Damit steht über der Dichtung ein ho hes Druckgefälle, so daß der Gasverlust sich stark er höhen kann. Durch spezielle Dichtsysteme kann der Gas verlust zwar reduziert werden, die Reibung des Trenn kolbens nimmt dann jedoch zu.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gat tungsgemäßen Hochdruckspeicher derart zu verbessern, daß der Gasverlust über die Dichtung reduziert wird, ohne dabei die Reibung des Kolbens zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch den im Anspruch 1 gekenn zeichneten Hochdruckspeicher gelöst. Die Lösung erfolgt dadurch, daß in dem Druckmittelspeicherraum ein Teil raum besteht, der durch eine Verschiebung des Trennkol bens von dem Druckmittelanschluß abgesperrt werden kann. Beim Entleeren des Hochdruckspeichers ist dann zwischen dem Druckmittelanschluß und der Kolbendichtung ein Restvolumen eingeschlossen.

Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Damit möglichst wenig Gas aus dem Gasraum in den Druckmittel raum entweichen kann, soll der Druck in dem abgesperr ten Teilraum mindestens dem Druck in dem Gasraum ent sprechen. Dies wir dadurch erreicht, daß die wirksame Querschnittsfläche des Teilraumes kleiner ist als die wirksame Querschnittsfläche des Gasraumes. Besonders einfach kann der Teilraum durch eine stationäre Weich dichtung begrenzt werden, die zur Trennung des Teilrau mes von dem Druckmittelanschluß zwischen dem Teilraum und dem Druckmittelanschluß angeordnet ist. Eine solche Weichdichtung kann durch einen O-Ring gebildet sein. Zur konstruktiven Festlegung der Weichdichtung erhält der Zylinderboden an dem Druckmittelanschluß einen nach innen vorspringenden zylindrischen Fortsatz. Um diesen zylindrischen Fortsatz herum wird die Weichdichtung eingesetzt. Damit der Trennkolben zur Anlage an der Weichdichtung gebracht werden kann und damit er die Weichdichtung zur Erzeugung einer angemessenen Dicht wirkung zusammendrücken kann, ist der Trennkolben mit einer Ausnehmung versehen, die an den zylindrischen Fortsatz des Zylinderbodens angepaßt ist.

Mit der Anordnung dieser feststehenden Weichdich tung und den zugehörigen konstruktiven Anpassungen des Zylinders und des Trennkolbens wird bei geleertem Spei cher zwangsweise ein bestimmtes Druckmittel-Restvolumen in dem Speicher eingesperrt und durch den Trennkolben vorgespannt. Dadurch ergibt sich über die Kolbendich tung ein Druckgefälle von dem Teilraum zu dem Gasraum und damit ein sehr geringer Gasverlust. Ein komplizier tes Dichtsystem mit erhöhter Reibung und erhöhtem Ko stenaufwand ist nicht erforderlich.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Hochdruckspeicher in einer gefüllten Stellung und

Fig. 2 den erfindungsgemäßen Hochdruckspeicher in einer entleerten Stellung.

Ein Zylinder 1 des Hochdruckspeichers ist durch einen Zylinderdeckel 2 und einen Zylinderboden 3 ver schlossen. An dem Zylinderboden 3 befindet sich ein Druckmittelanschluß 4, der einen in das Innere des Zy linders 1 vorspringenden zylindrischen Fortsatz 5 auf weist. Um den zylindrischen Fortsatz 5 herum, an dessen Berührungslinie mit dem Zylinderboden 3, ist eine Weichdichtung 6 angeordnet, die beispielsweise durch einen O-Ring gebildet ist.

In dem Zylinder 1 ist ein Trennkolben 7 verschieb bar geführt. Der Trennkolben 7 trennt einen Gasraum 8 von einem Druckmittelspeicherraum 9. Der Druckmit telspeicherraum 9 steht in Verbindung mit dem Druckmit telanschluß 4. Der Druckmittelspeicherraum 9 wird ge genüber dem Gasraum 8 durch eine Kolbendichtung 10 ab gedichtet, die an der Umfangs fläche des Trennkolbens 7 gehalten ist. Der Trennkolben 7 weist in seiner dem Druckmittelanschluß 4 zugewandten Stirnfläche 12 eine Ausnehmung 11 auf, die an den zylindrischen Fortsatz 5 des Zylinderbodens 3 angepaßt ist.

In der in Fig. 1 dargestellten Stellung des Trenn kolbens 7 innerhalb des Zylinders 1 ist der Druckmit telspeicherraum 9 mit Druckmittel befüllt. Der Druck in dem Druckmittelspeicherraum 9 wird hierbei durch den Vorspanndruck in dem Gasraum 8 und der gesamten Quer schnittsfläche des Trennkolbens 7 bestimmt.

Wird der Hochdruckspeicher entleert, dann kommt in einem bestimmten Abstand vor der Endstellung des Trenn kolbens 7 die Stirnfläche 12 des Trennkolbens 7 in Kon takt mit der Weichdichtung 6. Die Weichdichtung 6 wird so weit zusammengepreßt, bis zwischen der Stirnflä che 12 des Trennkolbens 7, der Weichdichtung 6, dem Zy linderboden 3 und der Kolbendichtung 10 ein Teilraum 13 abgesperrt ist.

Der Druck in dem Teilraum 13 ist höher als der Druck in dem Gasraum 8. Der Druck in dem Teilraum 13 steht zu dem Druck in dem Gasraum 8 im selben Verhält nis wie die gesamte Kolbenfläche des Trennkolbens 7 zu der wirksamen Querschnittsfläche des Teilraumes 13, die durch die Kolbendichtung 10 und die Weichdichtung 6 be grenzt ist. Das Druckgefälle von dem Teilraum 13 zu dem Gasraum 8 reduziert die Gasdiffusion aus dem Gasraum 8 in den Teilraum 13 und damit in das gesamte Druckmit tel.

Bezugszeichenliste

1

Zylinder

2

Zylinderdeckel

3

Zylinderboden

4

Druckmittelanschluß

5

zylindrischer Fortsatz

6

Weichdichtung

7

Trennkolben

8

Gasraum

9

Druckmittelspeicherraum

10

Kolbendichtung

11

Ausnehmung

12

Stirnfläche

13

Teilraum

Claims

1. Hochdruckspeicher für hydraulische Systeme mit einem Zylinder (1) und einem in dem Zylinder (1) druck abhängig verschiebbar geführten Trennkolben (7), der einen Druckmittelspeicherraum (9) des Zylinders (1) von einem Gasraum (8) des Zylinders (1) trennt und mit we nigstens einer an der Umfangs fläche des Trennkol bens (7) angeordneten Kolbendichtung (10), wobei der Druckmittelspeicherraum (9) einen Druckmittelan schluß (4) besitzt, dadurch gekennzeich net, daß in dem Druckmittelspeicherraum (9) ein durch die Verschiebung des Trennkolbens (7) von dem Druckmittelanschluß (4) absperrbarer Teilraum (13) be steht, in dem beim Entleeren des Hochdruckspeichers zwischen dem Druckmittelanschluß (4) und der Kolben dichtung (10) ein Restvolumen eingeschlossen wird.

2. Hochdruckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in dem abgesperrten Teilraum (13) mindestens dem Druck in dem Gasraum (8) entspricht.

3. Hochdruckspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Quer schnittsfläche des Teilraumes (13) kleiner ist als die wirksame Querschnittsfläche des Gasraumes (8).

4. Hochdruckspeicher nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Trennung des Teilraumes (13) von dem Druckmittelan schluß (4) zwischen dem Teilraum (13) und dem Druckmit telanschluß (4) eine stationäre Weichdichtung (6) ange ordnet ist.

5. Hochdruckspeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichdich tung (6) ein O-Ring ist.

6. Hochdruckspeicher nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelanschluß (4) einen von einem Zylinderbo den (3) nach innen vorspringenden zylindrischen Fort satz (5) aufweist, daß der Trennkolben (7) eine dem zy lindrischen Fortsatz (5) angepaßte Ausnehmung (11) auf weist und daß die Weichdichtung (6) den zylindrischen Fortsatz (5) umgreift.