DE2254032A1

DE2254032A1 - Druckspeicher

Info

Publication number: DE2254032A1
Application number: DE2254032A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Zirps
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-11-04
Filing date: 1972-11-04
Publication date: 1974-05-16
Also published as: US3868972A; JPS4978218A; FR2205631B1; FR2205631A1; GB1404495A; IT999098B

Description

19.9.1972 Wd/Gü .

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, STOTTGART '

Druckspei eher

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckspeieher mit einem starren Gehäuse und einer darin angeordneten elastischen Trennwand, die den Innenraum des .Gehäuses in einen Gas- und Flüssigkeitsraum unterteilt* wobei letzterer über einen Flüssigkeitseinlaß an ein hydraulisches System angeschlossen ist.

Druckspeieher werden unter anderem zur Dämpfung von Druckstößen und periodischen Druckschwankungen in Hydrauliksystemen verwendet. Die Druckspeicher sind dabei im Bypass geschaltet, d. h. sie werden nicht vom gesamten Druckmittelstrom durchflossen, sondern nur von einem der Druckänderung im Leitungssystem äquivalenten Teilstrom. Sie haben deshalb nur eine Zulauf öffnung. Das Gasvolumen und das zwischen Gasvolumen und Abzweigstelle befindliche Druckmittel stellen einen Resonator dar, dessen Eigenfrequenz relativ^..

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niedrig ist. Da in solchen Anwendungsfallen die Druckänderungsgeschwindigkeit jedoch groß ist, sind diese Druckspeicher nur wenig wirksam.

Es ist ein Druckspeicher bekannt geworden, in dessen Innenraum zwei Bohrungen münden, die dem Zu- und Ablauf von Druckmittel dienen. Vor die elastische Trennwand ist ein mit dieser bewegbarer kolbenartiger Körper angeordnet, der nur einen kleinen Durchflußquerschnitt zur elastischen Trennwand freigibt. Damit soll erreicht v/erden, daß der Druckspeicher schneller auf Druckschwankungen im Hydrauliksystem anspricht, da ein Teil des im Hydraulikkreis fließenden Druckmittelstroms durch den Druckspeicher fließt.

Ein derartiger Druckspeicher hat jedoch den Nachteil, daß durch die Querschnittsverengung vor der elastischen Trennwand nur ein kleiner Teil des Druckmittelstroms auf die Trennwand einwirkt. Dadurch spricht der Druckspeicher nicht schnell genug auf Druckschwankungen an.

Es ist weiterhin bekannt, rohrförmige Druckspeicher zwischen zwei Leitungsabschnitte einzuschalten. Diese Druckspeicher bestehen aus einem rohrförmigen Außenteil und einer vom Druckmittel durchflossenen elastischen Trennwand, die von außen her von einem Gasvolumen beaufschlagt ist. Zwischen Trennwand und Gasvolumen befindet sich eine starre Trennwand mit vielen Ausnehmungen, die den Zutritt von Druckmittel an die elastische Trennwand ermöglichen. Die starre Trennwand hat außerdem den Zweck, die Ausdehnung der elastischen Trenr wand zu begrenzen. Dabei kann es geschehen, daß Teile der elastischen Trennwand in die Ausnehmungen gepreßt werden, so daß die Trennwand beschädigt wird. Ein derartiger Druckspeicher ist im übrigen aufwendig in der Konstruktion und damit teuer.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Druckspeicher zu schaffen, der besonders gut geeignet ist, schnell auf Druckänderungsgeschwindigkeiten anzusprechen und der zudem billig im Aufbau ist. ■

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Druckspeicher derart an das hydraulische System angeschlossen ist, daß das gesamte, in diesem

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strömende Druckmittel mindestens dann durch den Flüssigkeitsraum geleitet wird, wenn die elastische Trennwand nicht voll'ausgedehnt ist.

Dadurch, daß die gesamte Ölmenge durch den Druckspeicher geleitet wird, vrird dessen Eigenfrequenz angehoben, wodurch auch kurzperiodische Schwingungen gut gedämpft werden.

Besondere zweckmäßige Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den TJhteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.·

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in ' -

Pig. I- ' ' einen Längsschnitt durch einen Druckspeicher; · · · Fig. 2 bis 5 Abwandlungen des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 1.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Druckspeicher bezeichnet, der aus einem etwa zylindrischen Gßhäuseünterteil 2 und einem mit diesem verschweißten,deckelartigen Oberteil J5 besteht. Im Innern des Gehäuses ist..eine elastische Trennwand 4 angeordnet, die das Gehäuseinnenteil in einen Gasraum 5 ^d einen Flüssigkeitsraum 6 unterteilt. Am Gehäuseunterteil ist ein Anschlußstück 7 befestigt, in welches zwei achsgleiche Sackbohrungen münden, deren Längsachse senkrecht zu derjenigen des Druckspeichergehäuses verläuft. Die beiden Sackbohrungen 8, münden in eine Einlaßbohrung 10, welche in das Gehäuseunterteil eindringt. Die Einlaßbohrung ist durch eine feste Wand 11 in zwei gleichgroße Kammern 12, 13 unterteilt. Diese Wand verläuft in Richtung der Längsachse des Druckspeichergehäuses und quer zu den Saokhohrungen 8, 9; sie reicht, genau bis zur Gehäuseinnenwand und ist mit dieser bündig. Eine Verbindung zwischen den Sackbohrungen 8 und 9; ist somit nur über das Innere des Gehäuses möglich. An jede der beiden Sackbohrungen 8 .und 9 ist eine · Leitung lK bzw. 15 angeschlossen, welche Teil einer Hydraulikanlage sind.

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Am unteren Teil der Trennwand ist eine Abdeckplatte l6 angeordnet, welche einen der Einlaßbohrung 12 zugewandten Hohlraum 17 aufweist. Der Durchmesser der Abdeckplatte 16 ist größer als der Durchmesser der Einlaßbohrung 12.

Ist der Druck des Druckmittels größer als derjenige des Gases, so ist die elastische Trennwand zusammengedrückt, so daß die Abdeckplatte von der Gehäuseinnenwand entfernt ist. Fließt Druckmittel in der Leitung lh in Richtung des Anschlußstückes 7* so gelangt es·in die Leitung 15 nur auf dem Weg über den Innenraum des Druckspeichers, d. h. das gesamte Druckmittel muß durch diesen Innenraum der Leitung 15 zufließen. Dadurch wird die Ansprechempfindlichkeit des Druckspeichers auf kurzperiodische Schwankungen im Drucksystem wesentlich feiner, als wenn dieser in der üblichen Weise im Bypass an eine Druckleitung angeschlossen wäre. Ist der Gasdruck größer als der Flüssigkeitsdruck, so dehnt sich die elastische Trennwand so lange aus, bis sie an der . Gehäuseinnenwand anliegt und bis auch die Abdeckplatte l6 über der Einlaßbohrung 10 liegt. Druckmittel kann dabei trotzdem weiter von der Leitung lh in die Leitung 15 gelangen über den Hohlraum 17 der Abdeckplatte.

Das Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen nach der Fig. 1 cadurch, daß das Anschlußstück anders ausgebildet ist. Es trägt die Bezeichnung 20. Das Gehäuse samt der elastischen Trennwand sind weitgehend genauso aufgebaut wie zuvor. Ih das Anschlußstück 20 dringen zwei achsgleich verlaufende Sackbohrunge-n 21, 22 ein, die durch eine Stufenbohrung 25 miteinander verbunden sind. Die Achse der Sackbohrungen verläuft wiederum senkrecht zur Längsachse des Druckspeichergehäuses. Eine Schulter 2h der Stufenbohrung 25 dient als Ventilsitz für ein kugeliges Ventilglied 25, das durch eine Feder 25' auf seinen Ventilsitz gedrückt wird. Das Ventilglied 25 vermag sich in Richtung von der Sackbohrung 21 zur Sackbohrung 22 hin zu öffnen.

Von der Sackbohrung 21 geht eine Bohrung 26 aus, die in das Innere des Gehäuses 2 mündet. Von der Sackbohrung 22 geht eine Bohrung 27 aus,die ebenfalls in das Innere des Gehäuses mündet. Beide Bohrungen sind durch einen Steg 28 voneinander getrennt. Am Steg 28 ist eine federnde Abdeckplatte 29 befestigt, die über die Bohrungen 26, 27 hinausreicht. Beide Mündungen der Bohrungen 26, 27 an der

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Gehäuseinnenwand sind durch perforierte Blättchen 30, 31 abgedeckt.

Fließt der Sackbohrung 21 Druckmittel zu und ist die Membrane zusammengedrückt, so kann das Druckmittel nur über die Bohrungen 26, ST und das Gehäuseinnere zur Bohrung 22 gelangen. Sämtliches Druckmittel, muß also' dureh das Druckspeichergehäuse fließen* Ist die Membrane voll ausgedehnt> so' drückt sie die Abdeckplatte 29 auf die Mündung der Bohrung 26, 27. Nun hebt sich das Ventilglied 25 von seinem Sitz ab, und Druckmittel kann nun ■ unmittelbar von der Sackbohrung 21 zur Sackbohrung 22 strömen.

Das Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 unterscheidet sich von den vorhergehenden im wesentlichen ebenfalls durch das Anschlußstüek. Dieses ist mit 33 bezeichnet. In das Anschlußstüek 33 dringen ebenfalls Wieder zwei achsgleich verlaufende Bohrungen y\_s 35 ein» Sie münden dort in eine Sackbohrung 3β, die achsgleieh zur .Längsachse des Druckspeiehergehäuses verläuft. Im oberen Teil der Sackbohrung 36 ist ein Schieber 37 gleitend geführt. Br wird durch eine Feder 38' in Offenstellung gehalten, wenn die "Trennwand zusammengedrückt ist. Am Schieber 37 sind den Bohrungen 3^, 35 zugewandt, zwei Iiängsnuten 38, 39 ausgebildet. Diese erstrecken sich über etwa die Hälfte der Schieber länge. Dieser wird in seiner oberen Stellung durch einen Anschlag 40 fixiert. Befindet sich der Schieber 37 in dieser Stellung und fließt an der Bohrung 3^.Druclimittel zu, so gelangt dies entlang der Nut 38 in das Gehäuseinnere und verläßt dieses entlang der Nut 39 über die Bohrung 35. Ist die Membran vollständig ausgedehnt,, so drückt sie den Schieber nach unten, bis seine Oberkante bündig mit der Innenwand des Gehäuses ist. Die Nuten 38,39 ragen nun in den unteren Teil 36' der Bohrung 36, der im Durchmesser etwas größer ist. Druckmittel kann nun über die Nuten.38, 39 und den unteren Teil der Bohrung 36* von"der Bohrung Jk- zu** Bohrung 35 strömen* Der Schieber 37 ist durch eine Schraube \\ gegen verdrehen gesichert. Die Fig. 3a zeigt einen Schnitt längs III-HI der Fig. 3·

Das Ausführungsbeispiel nach der Fig. 4, unterscheidet sieh gegenüber den vor- herigen Beispielen im wesentlichen ebenfalls nur durch das Anschlußstüek. Dieses ist mit k2 bezeichnet. In das Anschlußstüek dringen wiederum von beiden

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Seiten her achsgleich verlaufende Bohrungen 43, 44 ein, die durch eine Bohrung 45 miteinander verbunden sind. Die Achse dieser Bohrungen verläuft senkrecht zur Längsachse des Druckspeichers. In die Bohrung 45 dringen zwei Schrägbohrungen 46, 47 ein, die zwischen sich einen spitzen Winkel bilden, dessen Basis im Speicherinnem liegt. In der Bohrung 46 ist ein hülsenförmiger Schieber 48 geführt, der durch eine Feder 49 in Richtung des Speicherinnern gedrückt wird. In der Bohrung 4? ist ebenfalls ein hülsenförmiger Schieber 50 geführt, der durch eine Feder 51 in das Speicherinnere gedruckt wird. Im Schieber 48 sind vier Aussparungen 52, 53.» 54, 55 ausgebildet. Die Aussparung 52 ist der Bohrung 4? zugewandt und arbeitet mit dieser zusammen. Oberhalb der Ausdehnung 52 befindet sich auf demselben Seite die Ausnehmung 53» die bei ins Gehäuseinnere geschobenem Schieber innerhalb des Gehäuses liegt. Auf der entgegengesetzten Seite liegt die Ausnehmung 54, die bei dieser Steuerschieberstellung durch einen Steg 56 verdeckt ist. In die Ausnehmung 55 ragt ein Stift 55', der zur Lagefixierung des Schiebers dient. Im Schieber 50 sind ebenfalls vier Ausnehmungen 57* 58> 59» 60 ausgebildet, die sinngemäß dieselbe Lage aufweisen wie diejenige des Schiebers 48. Ih die Ausnehmung 6Ö ragt ein Stift 60¹, der wiederum zur Lagefixierung des Schiebers dient. Fließt an der Bohrung 53 Druckmittel zu und ist die Blase zusammengedrückt, so strömt es über die Ausnehmung 52 in das Schieberinnere und tritt bei 53 ins Gehäuseinnere ein. Von dort strömt das Druckmittel über die Ausnehmung 58 ins Innere des Schiebers 50 und von dort über die Ausnehmung 57 zur Bohrung 44, Die Ausnehmungen 54 und 59 sind durch den Steg 56 versperrt. Daraus ist also zu erkennen, daß sämtliches bei 43 zufließende Druckmittel durch das Innere des Speichergehäuses fließt.

Ist die Trennwand vollständig ausgedehnt, so drückt sie die Schieber 48, 50 in die Schrägbohrungen 46, 47 hinein. An der Bohrung 43 einströmendes Druckmittel kann nun direkt von der Ausnehmung 52 über die Ausnehmung 54 und die Bohrung 45 zum Schieber 50 gelangen. Dort strömt es in die Ausnehmung 59 ein und gelangt dann über die Ausnehmung 57 zur Bohrung 44.

Das Ausfiihrungsbeispiel nach Fig. 5 unterscheidet sieh von den vorhergehenden dadurch, daß das AnschlußstUck wesentlich'anders aufgebaut ist. Es ist mit 6l bezeichnet und durch einen faltbaren Ring 62, welcher sich im Speicherinnern

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befindet, nut einer Schulter 63 festgehalten. Außen am Anschlußstück befindet, sich ein Flüssigkeitseinlaß &\, der mit einer Mutter 65 zusammen mit dem Anschlußstück gegen den Speicher festgedrückt wird. Solche Konstruktionen sind hinlänglich bekannt. Das Anschlußstück 6l ist von einer Längsbohrung 66 durchdrungen, deren unteres Teil 67 verjüngt ist und zur Führung eines Ventilkörpers 68 dient. Dieser wird durch eine Feder 69 in Offenstellung gehalten, wenn die elastische Trennwand zusammengedrückt ist.

Der Ventilkörper ist hohl ausgebildet und steht direkt mit der als Einlaßbohrung dienenden Bohrung 66, Qj in Verbindung. Der obere Teil der Bohrung 66 hat gegenüber dem Ventilkörper Spiel, so daß dort ein Ringraum 70 gebildet ist, der mit einer im Anschlußstück 6l ausgebildeten Auslaßbohrung 71 in Verbindung" steht. Das Ventilglied hat an seinem der Trennwand zugewandten Ende ein pilzförmiges Verschlußstück 72, unter dessen Kopf mehrere in das Innere des Ventilglieds mündende Radialbohrungen 73 ausgebildet sind,.

Fließt am unteren-Teil der Bohrung 66, 67 des Ansohlußstückes 6l Druckmittel zu und befindet sich das Ventilglied in seiner Offenstellung, so gelangt sämtliches Druckmittel durch das hohle Innere des Ventilglieds und die Radialbohrungen 73 to das Innere des Spei eher gehäuses. Von dort gelangt es über den . .Ringraum 70 zur Auslaßbohrung 71· Ist die Trennwand voll ausgedehnt, so-legt sich das pilzartige Verschlußstück 72 auf den oberen Teil des Anschlußstücks. Damit ist die Verbindung zum Inneren des Speichers unterbrochen.' Das weiterhin zuströmende Druckmittel gelangt nun durch das Innere des Ventilglieds und die Radialbohrungen 73 direkt in den Ringraura 70 und zur Auslaßbohrung 71·

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Claims

Ansprüche

Druckspeicher mit einem starren Gehäuse und einer darin angeordneten elastischen Trennwand, die den Innenraum des Gehäuses in einen Gas- und Flüssigkeitsraum unterteilt, wobei letzterer über einen Flüssigkeitseinlaß an ein hydraulisches System angeschlossen 1st, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (1) derart an das hydraulische System (l4, 15) angeschlossen 1st, daß das gesamte, in diesem strömende Druckmittel mindestens dann durch den Flüssigkeitsraum (6) geleitet wird, wenn die elastische Trennwand (4,4') nicht voll ausgedehnt ist,
2. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Flüssigkeitseinlaß (7, 20, "3Ji, 42, 61) des Gehäuses eine Zulauf bohrung und eine und eine Ablaufbohrung münden, die nur über den Flüssigkeitsraum stets miteinander in Verbindung stehen.
J5. Druckspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulauf- und Ablaufbohrung (8, 9) durch eine im Flüssigkeitseinlaß (12) angeordnete Wand (11) von einander getrennt sind, die bis an die Gehäuseinnenwand reicht, und daß eine am Unterteil der Trennwand angeordnete Abdeckplatte (l6) eine Höhlung (17) aufweist, welche diese Verbindung auch dann aufrecht erhält, wenn die Abdeckplatte an der Gehäuseinnenwand anliegt.
4. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zulauf- und Ablaufbohrung (26, 27) getrennt in den FlUssigkeitsraum münden und daß zwischen

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Zulauf- und Ablauf bohrung eine Verbindungsbohrung (23) ausgebildet ist, die ein sich in Richtung von der Zulauf- zur Ablaufbohfung öffnendes Ventil (25) • enthält. . ■
5. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Flüssigkeitseinlaß (33) des Gehäuses eine Zulauf- und Ablaufbohrung (34, 35) münden und daß im Flüssigkeitseinlaß (36) ein Schieber (37) angeordnet ist, der ' durch Federkraft in das Innere des Gehäuses gedrückt wird und daß im Schieber je eine der Zulauf- ,und eine der Ablaufbohrung zugeordnete Ausnehmung (38, 39) ausgebildet ist, welche Ausnehmungen die Verbindung von der Zulauf-

. zur Ablaufbohrung auch dann herstellen, wenn die Trennwand voll ausgedehnt ist. ' ■■_._'
6. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zulauf- und Ablaufbohrung (43, 44) je in eine ihnen zugeordnete, in den Innenraum des Gehäuses dringende Bohrung (46, 47) münden, daß in jeder dieser beiden .Bohrungen ein teilweise hohlzylindrischer Schieber (48, 50) geführt ist, der über getrennte Ausnehmungen getrennte Verbindungen vom Einlaß zum Auslaß

- herstellt, je nach Ausdehnungszustand der elastischen Trennwand.
7. Druckspeicher nach Anpsruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitseinlaß in einem teilweise hohlzylindrisch ausgebildeten Ventilkörper (68) ausgebildet ist und daß in diesem Radialbohrungen (73) ausgebildet sind, die Verbindung herstellen vom Flüssigkeitsauslaß zum Flüssigkeitsraum.

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