DE2003210A1

DE2003210A1 - Druckbehaelter

Info

Publication number: DE2003210A1
Application number: DE19702003210
Authority: DE
Inventors: Jacobellis Alphonse A; Abduz Zahid
Original assignee: Greer Hydraulics Inc
Current assignee: Greer Hydraulics Inc
Priority date: 1969-02-07
Filing date: 1970-01-24
Publication date: 1970-09-03
Also published as: GB1305227A; DE2003210B2; DK135240C; DE2003210C3; DK135240B; FR2030356A1; US3587653A; FR2030356B1; SE351709B

Description

Dipl.-Ing. Egon Print Dr. Gertrud Hauser βοοο Man.h.n 60, -» ■, ^q

■«•ii r- iit · J I ■ - Ernib'ergere»ra»je 19·» Wl »*·"·

Dipl.-Ing. Gottfried Leiser

Patentanwälte

Telegramme, Labyrinth München '. GREER HYDRAULICS, IFC.

Telefon ι 83 15 10

Mönchen 117078 5930 W. Jefferson Boulevard

LOS ANGELES 16/Kalifornien (USA) Unser Zeichen; G 1223

Br uckb e hä 1 ΐ e r

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckbehälter aus zwei zusammengesetzten Halbkugelschalen und einer darin angeordneten verformbaren Scheidewand, die sich zwischen zwei axial gegenüberliegenden Öffnungen der Halbschalen befindet und auf ihrer einen und auf ihrer anderen Seite je eine Kammer abgrenzt. Die Peripherie der Scheidewand wird abgedichtet, . derart fest in Stellung gehalten, daß die Kammern vollständig isoliert sind, ohne daß aus der Festlegung der Scheidewand die Gefahr einer Beschädigung derselben besteht. Die Scheidewand unterliegt bei der Benutzung des Druckbehälters keinen wesentlichen Beanspruchungen, wodurch sie eine lange Lebensdauer hat. Der Druckbehälter gemäß der Erfindung kann ohne Schwierigkeiten und zu niedrigem Preis hergestellt werden» ^ .

Gemäß der Erfindung"kennzeichnet sich der Druckbehälter dadurch, daß er sich aus einem Paar Schalen je mit einem etwa halbkugelförmigen Hohlraum zusammensetzt, daß jede der Schalen einen vorspringenden Umfangsrand hat, daß Mittel

Pr/ch

00983-6/123.8-

200321Q

vorgesehen sind, die die Ränder der zusammengesetzten, zusammen einen etwa kugeligen Hohlraum umschließenden, je eine axiale Öffnung aufweisenden Schalen zusammenhalten, daß in dem kugeligen Hohlraum zwischen den axialen Öffnungen eine verformbare Scheidewand angeordnet ist, die auf jeder ihrer Seiten eine Kammer bildet und daß ein aus starrem Material bestehender Ring mit seinem inneren Umfang an der Scheidewand befestigt ist, sich zwischen die beiden aufeinanderliegenden Umfangsränder der Schalen erstreckt und die Peripherie der Scheidewand fest in Stellung hält.

Die Zeichnung zeigt ein Ausfiihrungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, und zwar sind:

Fig. 1 eine Stirnansicht eines Druckbehälters gemäß der Erfindung und

Fig. 2 ein Schnitt nach Linie 2-2 in Fig. 1.

In der dargestellten Ausführung3form setzt sich der Druckbehälter, z.B. ein Druckakkumulator, vorzugsweise aus einem Paar Schalen 11, 12 aus irgendeinem geeigneten starren Material zusammen, welche etwa kelchförmige Gestalt haben.

Jede der Schalen 11 und 12, die nach der Zeichnung gleich sind, hat einen halbkugelförmigen Hohlraum 10, so daß die beiden Schalen, nachdem sie zusammengesetzt sind, im Innern einen kugligen Hohlraum bilden.

Jede der Schalen hat einen ringförmigen Umfangsrand 13, H. Die einander zugekehrten Flächen 15, 16 dieser Umfangsränder legen sich beim Zusammensetzten der Schalen aufeinander, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist.

009836/1238

Die Außenseiten 17_t 18 der Ränder 13,„JA sind in der____ dargestellten Weise abgeschrägt, so daß die Dicke jedes der ringförmigen Ränder an der Basis bei 19 größer als an dem freien Ende 20 ist.

Jede der Schalen hat eine durchgehende axiale Bohrung 21,21', deren Durchmesser an dem inneren, eine Öffnung bildenden Ende 22, 22' verringert ist, während der Durchmesser der Bohrung am äußeren Ende bei 23 größer ist. Dieses äußere Bohrungsende ist innen bei 24 mit Gewinde versehen, um Anschlüsse anbringen zu können.

Die Bohrung 21 ist beispielsweise dafür vorgesehen, mit der Quelle eines fließfähigen Mediums, wie z.B. unter Druck stehenden Öles verbunden zu werden, während die Bohrung 21· mit einer Druckgasquelle verbunden werden soll.

Zwischen den Öffnungen 22 und 22^! befindet sich eine verformbare biegsame Scheidewand 25, vorzugsweise aus einem Kunststoff, wie z.B. Fluorsilizium. Die Scheidewand hat einen verdickten Umfangsrand in Form einer Ringwulst 27, in welche der innere Umfang eines Ringes, wie z.B. einer Metallscheibe 28 eingeformt ist. Dieser Ring erstreckt sich von der Wulst 27 aus radial nach außen.

Vorgesehen sind weiterhin Mittel, um die Scheidewand 25 zuverlässig zwischen den Schalen 11 und 12 zu montieren. Zu diesem Zweck hat jeder der Umfangsränder 13, 14 auf seiner Innenseite 15, 16 nahe dem inneren Umfang eine gerundete Rinne 29. Wenn die Schalen gemäß Fig. 2 zusammengesetzt sind, ergeben die Rinnen 29 einen Ringraum 30, der im Querschnitt etwa zylindrisch ist und in dem die Vollst 27 Platz findet.

009836/1238

200321Q

Der zylindrische Ringraum hat einen etwas kleineren Querschnitt als die Wulst 27, so daß die Wulst 27 bei dem nachfolgend beschriebenen Verschieben der Umfangsränder unter Bildung einer Abdichtung eingespannt wird.

Die Metallscheibe 28 hat eine solche Dicke, daß sich die Scheibe nach dem Einlegen der Wulst in den zylindrischen Ringraum 30 radial nach außen erstreckt, wobei der äußere Umfang 31 im wesentlichen mit den äußeren Enden 20 der aufexnanderliegenden Umfangsränder fluchtet.

Um zu erreichen, daß die Schalen 11, 12 in ihrer Aneinanderlage gehalten werden, werden sie mittels eines geeigneten Spannmittels verlagert und die ringförmige Stoßfuge J zwischen den äußeren Umfangen der beiden Umfangsränder, worin sich der äußere Umfang 31 der Metallscheibe 28 befindet, wird verschweißt, um auf diese Weise den äußeren Umfang in fester Stellung zu halten und die Abdichtung zu sichern.

Damit der der Wulst 27 benachbarte Wandteil der Scheidewand 25 nicht abreißt, wenn die Umfangsränder 13, 14 aneinandergelegt werden, ist jeder dieser Umfangsränder auf seiner Innenseite 15, 16 mit einer Ringnut 32 versehen, die von der Ringnut 29 aus innen liegt. Wenn die Ringnuten 32 zusammengesetzt werden, so bilden sie einen Ringraum S, der die Scheidewand aufnimmt, ohne daß die Gefahr eines Abreißens derselben besteht.

Um den Zusammenhalt der aneinandergelegten Schalen 11, sicherzustellen, ist ein Paar gebogener Spannsegmente vorgesehen, die sich jeweils über etwas weniger als 180 erstrecken. Jedes der Spannsegmente 33 hat einen etwa U-förmigen Querschnitt, wobei die gegenüberliegenden Seiten 34 der beiden Schenkel jedes Segmentes einen Schräg-

009836/1238

verlauf haben, der etwa demjenigen der Außenseiten 17, 18 der Umfangsränder 13, H entspricht.

Die Spannsegmente sind so ausgebildet, daß ihre Schenkel die Umfangsränder 13 und 14 übergreifen, und sie werden durch beliebige geeignete Mittel radial nach innen gedrückt, Infolgedessen wirken die schrägen Teile der Schenkel keilartig auf die Umfangsränder 13 und 14 in dem Sinne ein, daß sie sie gegeneinanderdrücken, wodurch die Umfangsränder zusammengehalten werden. Alsdann werden die benachbarten Enden 35 der Segmente 33 beispielsweise gemäß I¹Ig. 1 durch Verschweißung festgelegt.

Wie aus Pig. 2 ersichtlich, besteht die Scheidewand 25 aus einer napfförmigen Blase, und zwar hat sie ebenfalls etwa halbkugelförmige Gestalt, um sich dem halbkugeligen Hohlraum jeder Schale anzupassen.

Die Blase 25 hat eine axiale Öffnung 38, in welcher beispielsweise durch Einformen eine Metallscheibe oder ein Knopf 39 befestigt ist. Die Scheibe oder der Knopf bildet einen Verschlußventilkorper. Dieser hat auf beiden Seiten konvexe Flächen 41, deren Krümmung derjenigen des Teiles jeder Schale entspricht, welcher die Öffnung 22, 22· umgibt. Die Scheibe 39 kann sich auf die Innenwandung jeder der Schalen unter Ausrichtung auf die zugehörige Öffnung 22 bzw. 22· auflegen, um die Öffnung zu verschließen, wie dies nachfolgend beschrieben werden wird.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Blase so geformt, daß ihr der axialen Öffnung 38 benachbarter Teil 42 zu einem nachfolgend beschriebenen Zweck hochgebogen ist.

009836/1238

Zum Betriebe des Akkumulators wird eine Druckgasquelle an das äußere Ende der Öffnung 21' angeschlossen und die Kammer G mit einem solchen Druckgas gefüllt. Infolgedessen bewegt sich die Scheidewand in Fig. 2 nach links, wobei sie sich der gekrümmten Wand der Schale 11 anschmiegt, während der Ventilkörper 39 sich auf die Wand der Schale 1 lauflegt, cie den Umfang der Öffnung 22 umgibt, wie dies gestrichelt dargestellt ist. Auf diese V/eise wird die Öffnung geschlossen. Alsdann wird ein fließfähiges Medium, wie z.B. Öl, unter größerem Druck als demjenigen der Kammer G durch die Bohrung 22 zugeführt .

Der Druck des Öles in der Bohrung 22 wirkt unmittelbar auf den Ventilkörper 39 ein, wodurch dieser in Fig. 2 nach rechts bewegt und von der Öffnung der Bohrung 22 entfernt wird, während der dem Ventilkörper 39 benachbarte Teil der Blase 25 sich einstülpt, so wie dies bei 42 zu sehen ist. Der Rest der Blase 25 bleibt zunächst mit der Innenwandung der Schale 11 in Berührung.

Alsdann verlagert sich die Blase nach rechts und infolge ihrer Gestaltung legt sich der Ventilkörper 39 nunmehr auf die Öffnung der Bohrung 22" für den Gasdurchlaß, bevor die Blase selbst mit dieser öffnung in Berührung kommen kann. Auf diese Weise ist jegliche Gefahr einer Einklemraung der Blase und ihrer Beschädigung vermieden.

Wenn die Öffnung der Bohrung 22 geöffnet ist, um aus dem Druckbehälter Öl abzugeben, so folgt die Blase infolge ihrer Gestalt der Oberfläche der V/andung der Schale 11, wobei im wesentlichen das ganze Öl, das in der Schale enthalten ist, durch die Bohrungsöffnung 22 herausgedrückt wird. Da die Form der Blase 25 den der

009836/1238

Öffnung 38 benachbarten Teil 42 aufweist, der zurückgeschlagen ist, so wird sich dieser Teil und damit der Ventilkörper 39, der von dem Teil 42 getragen wird, erst dann in die endgültige, die Bohrungsöffnung 22 verschließende Stellung bewegen, nachdem praktisch das gesamte Öl ausgetrieben wurde. Dies gewährleistet einen hohen Wirkungsgrad.

Bei der beschriebenen Konstruktion des Druckbehälters wird der Umfang der Blase zwischen den Umfangsrändern 13 und 14 nicht nur dadurch festgehalten, daß die Wände des Ringraumes 13 die ringförmige Wulst 27 einspannen, sondern auch dadurch, daß der ringförmige mit der Wulst verbundene Teil 28 bei 31 mit dem äußeren Umfang der Fuge J zwischen den Umfangsrändern 13 und 14 verschweißt ist.

Bemerkt sei fernerhin, daß durch die beschriebene Konstruktion eine wirksame Abdichtung nicht nur zwischen den Kammern beiderseits der Scheidewand, sondern auch zwischen diesen Kammern und der Außenluft gewährleistet ist.

In Anbetracht der beschriebenen Form der Scheidewand oder Blase bewegt sich diese von einer Seite des Druckbehälters zur anderen sehr gleichmäßig, ohne daß die Scheidewand besonders beansprucht wird und schließlich werden die Durchlaßöffnungen für das Gas und das Öl geschlossen, ohne daß die Gefahr einer Einklemmung der Scheidewand besteht.

009836/1238

Claims

- 8 Patentansprüche

.J Druckbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß er sich aus einem Paar Schalen je mit einem etwa halbkugelförmigen Hohlraum zusammensetzt, daß jede der Schalen einen vorspringenden Umfangsrand hat, daß Mittel vorgesehen sind, die die Ränder der zusammengesetzten, zusammen einen etwa kugeligen Hohlraum umschließenden, je eine axiale Öffnung aufweisenden Schalen zusammenhalten, daß in dem kugeligen Hohlraum zwischen den axialen Öffnungen eine verformbare Scheidewand angeordnet ist, die auf jeder ihrer Seiten eine Kammer bildet und daß ein aus starrem Material bestehender Ring mit seinem inneren Umfang an der Scheidewand befestigt ist, sich zwischen den beiden aufeinanderliegenden Umfangsrändern der Schalen erstreckt und die Peripherie der Scheidewand fest in Stellung hält.
2. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheidewand im wesentlichen halbkugelförmig entsprechend dem halbkugelförmigen Hohlraum der Schalen gestaltet ist.
3. Druckbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß axial in der halbkugelförmigen Scheidewand ein Ventilkörper so befestigt ist, daß er sich auf den die zugehörige Öffnung jeder der Schalen umgebenden Teil der Innenwandung derselben auflegen und dabei die Öffnung verschließen kann.
4. Druckbehälter nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen scheibenförmige Ventilkörper in einer axialen Öffnung der Scheidewand befestigt ist.

009836/1238
5. Druckbehälter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseiten des scheibenförmigen Ventilkörpers konvex sind und eine Krümmung haben, die derjenigen des Teiles jeder der Schaleninnenwände entspricht, der den Umfang der zugehörigen Schalenöffnung umgibt.
6. Druckbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung für Öl und die andere für Gas vorgesehen ist und daß der den Umfang des Ventilkörpers umgebende Teil der Scheidewand in normaler Ruhestellung so umgeschlagen ist, daß sich der Ventilkörper von der Öffnung für das Öl in Abstand befindet, wenn der übrige Teil der Scheidewand an der Wand der zugehörigen Schale anliegt.
7. Druckbehälter nach Anspruch 1 und 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Scheidewand eine ringförmige Wulst hat, der aus starrem*Material bestehende Ring eine Metallscheibe ist, deren innerer Umfang in die Wulst eingeformt ist und die sich radial nach außen erstreckt und daß die Umfangsränder der Schalen in der Nähe ihres inneren IJmfanges beim Zusammensetzen der Schalen sich deckende Ringnuten zur Aufnahme der Ringwulst haben, wobei sich die Metallscheibe von den Ringnuten nach außen zwischen die zusammengesetzten Umfangsränder der Schalen erstreckt.
8. Druckbehälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der zusammengesetzten Umfangsränder auf der Innenseite der Ringnuten derart ausgefräst sind, daß sie den Teil der Scheidewand aufnehmen, der sich radial innerhalb der Ringwulst befindet.

009836/1236

- ίο -
9. Druckbehälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Umfang des Metallringes mit der äußeren Peripherie der Umfangsränder im wesentlichen bündig ist und Mittel vorgesehen sind, um den äußeren Umfang des Metallringes mit den Umfangsrändern zu verbinden, um so den Metallring in seiner Stellung festzuhalten.
10..Druckbehälter nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch gebogene Spannorgane von etwa U-förmigem Querschnitt, welche die zusammengesetzten Umfangsränder der Schalen umgeben und fest miteinander verbinden.
11. Druckbehälter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenstoßenden Enden der gebogenen Spannorgane miteinander verbunden sind.
12. Druckbehälter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseiten der zusammengesetzten Umfangsränder der Schalen einen schrägen Verlauf haben, so daß die Stärke der zusammengesetzten Umfangsränuer von ihrer Basis nach ihrem Umfang hin abnimmt und daß die Spannorgane entsprechend geformt sind, so daß sie bei einer Verschiebung radial in Richtung auf die Basis der Umfangsränder hin diese miteinander verspannen.

009836/1238