DE2264048A1

DE2264048A1 - Hydraulischer speicher

Info

Publication number: DE2264048A1
Application number: DE19722264048
Authority: DE
Inventors: Phillip Applewhite; Wilbur Mills Page
Original assignee: Clayton Dewandre Co Ltd
Current assignee: Wabco Automotive UK Ltd
Priority date: 1971-12-31
Filing date: 1972-12-29
Publication date: 1973-07-19
Also published as: GB1372090A

Description

DipL-Ing. A. Spalthoff « 3 ε s s ε ν ι . den

« ι Pelmanstraße 31

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Telefon (02141) 772008

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CLAYTON DEWANDKE COMPANY LIMITED Lincoln, England

Hydraulischer Speicher

Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische Speicher zur Verwendung bei hydraulischen Vollstromanordnungen und emf solche Speicher, bei welchen die Speicherhülle durch ein flexibles oder bewegliches Teil in zwei Kammern unterteilt ist, wobei die eine Kammer mit einem Druckgas beaufschlagt wird, während die andere Kammer mit dem zugeordneten Hydrauliksystem in Verbindung steht und das Hydraulikfluid aufnimmt, das dadurch dem Druck ausgesetzt wird, der in der Gaskammer herrscht.

Eine Form eines solchen Akkumulators bzw. Speichers hat eine starre Aulienhülle und eine flexible Membran, welche das innere der Hülle in zwei Kammern unterteilt. Solche Speicher haben eine Anzahl von Nachteilen, zu denen auch gehört, daß die Membran durch Auspressen in Öffnungen in der Hülle beschädigt werden kann, wenn extreme Drucke vorliegen. Weitere Nachteile ergeben sich durch die Schwierigkeit, die Membran sicher bzw. fest an ihrem Träger anzubringen und durch das Hindurchsickern von Luft durch die Poren in der lHembran in die Hydraulikkammer.

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Eine alternative Speicherausführung ist die Ausführung mit einem Kolben, bei weicher das Innere eines zylindrischen Mantels in eine Gas- und eine Fluidkammer durch einen schwimmenden oder beweglichen Kolben unterteilt ist. Mit dieser Konstruktion lassen sich eine Anzahl der Nachteile vermeiden, wie sie bei einem Speicher mit flexibler Membran auftreten. Das Problem bei Speichern mit einem Kolben besteht jedoch darin, daß Gas an dem Zylinder in die Hydrauiikkammer vorbeiströmt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, einen Speicher mit einem beweglichen Kolben zu schaffen, bei welchem dieser Nachteil vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen hydraulischen Speicher gelöst, der eine zylindrische Hülle bzw. einen zylindrischen Mantel und einen darin verschiebbaren Kolben aufweist, wobei das Innere des Mantels in eine Gaskammer und eine Fluidkammer unterteilt ist und der Kolben gegen das Ende des Mantels federvorgespannt ist, welches die Hydrauiikkammer bildet. Dadurch ist unter normalen Betriebsbedingungen der Kolben durch den Hydraulikdruck auf einer Seite und durch den Gasdruck und die Federspannung auf der anderen Seite im Gleichgewicht, d. h. der Hydraulikdruck übersteigt den Luftdruck um einen geringen Betrag, wodurch das Vorbeilecken von Luft zu der Fluidkammer verhindert wird.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt im Axialschnitt eine erste Ausführungsform gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt in einem Teilstück eines Axialschnitts einen modifizierten Mantelabschluß.

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Fig. 3 zeigt in einer Ansicht wie Fig. 2 eine weitere Modifizierung, wobei der Schnitt längs der Linie IIX-III von Fig. k gezeigt ist.

Fig. k zeigt die Stirnansicht des Speichers von Fig. 3.

Der in Fig. 1 gezeigte Speicher hat einen zylindrischen Mantel 1 aus gezogenem Stahl, wobei die eine Stirnwand la mit dem Mantel 1 ein Stück bildet, während das andere stirnseitige Ende durch eine Kappe 2 verschließbar ist, die an dem Mantel auf eine der nachstehend beschriebenen Weisen befestigt werden kann.

Das massive oder einstückige Ende la des Metnteis ist axial durchbohrt, wobei die Bohrung ein Ventil 3 f^ur die Gasbeladung aufnimmt, das in seiner Lage mit Hilfe eines O-Ringes oder einer äquivalenten Einrichtung 4 abgedichtet ist. Der Ventilsockel ist so ausgebildet, daß nach dem Beladen des Speichers mit Gas, beispielsweise mit Luft oder Stickstoff, das Ventil weiter in den Mantel geschraubt werden kann, so daß es mit einem metallenen Sitz 5 in Kontakt kommt und eine zusätzliche gute Abdichtung des Mantels an dieser Stelle bildet. Die stirnseitige Kappe 2 ist mit einer oder mehreren Öffnungen oder Kanälen 6 versehen, durch die das Ende des Miinteis mit dem Hydraulikkreislauf verbunden werden kann, den der Speicher bedient.

Innerhalb des Mantels befindet sich ein becherförmiger Kolben 7, dessen Boden bzw. Krone zu dem hydraulischen Ende des Speichers hin angeordnet ist. Der Kolben ist gegen die Endkappe durch eine als Druckfeder wirkende Schraubenfeder b gedrückt. Ein Ende der Feder sitzt in dem Kolben und liegt am Kolbenboden an, während das andere Ende sich an dem geschlossenen Ende des Mantels abstützt. An seinem innercii oder offenen Ende ist der kolben 7 mit einer

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Umfarigslippe 7a versehen, die eine Nut aufweist, in der ein Abdichtring 9, beispielsweise ein Ü-Ring oder ein Hing mit quadratischem oder einem anderen gewünschten Querschnitt sitzt. An der Innenseite des Abdichtringes ist ein flacher Ring Io angeordnet, der gegen ein Herausdrücken des Dichtungsringes wirkt. Der Kolben kann zylindrisch sein oder sich etwas zu dem Boden bzw. der Krone hin verjüngen. Angrenzend an den Boden ist er mit einem Lagerring 11 aus Kunststoff versehen, der mit der Wand des Mantels in Eingriff steht, um ein Kippen des Kolbens und ein darauffolgendes Klemmen zu verhindern.

Bei der vorstehenden Konstruktion ist der hydraulische Druck normalerweise größer als der Gasdruck über dem Kolben, so daß ein Leckstrom von Gas in die Hydraulikkammer verhindert wird. Der einzige Fall, bei welchem der Gasdruck wahrscheinlich den hydraulischen Druck überschreitet, ergibt sich bei einer Störung im Hydrauliksystem oder wenn der Hydraulikdruck aus anderen Gründen wesentlich verringert wird, wenn der Kolben statisch ist und gegen die Endkappe gepreßt wird, wobei sich bei diesem Zustand jedoch keine Abdichtungsgefahren wie beim dynamischen Zustand ergeben. Andererseits wird durch einen übermäßigen Druckanstieg im Hydrauliksystem der Kolben weiter nach unten im Mantel gedrückt. Die Halterung des Dichtungsringes 9 durch den King Io, der das Herausdrücken vermeidet, verhindert eine Verformung des Dichtungsringes und ein Lecken von Fluid in die Gaskammer.

Bei der einfachsten Ausführungsform des Speichers, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Kappe 2 in das offene stirnseitige Ende des Mantels eingesetzt und in dieser Lage durch Schweißen befestigt, was durch das Bezugszeichen 12 veranschaulicht ist. Dadurch erhält man eine sehr dichte Verbindung. Es ist jedoch eine spanabhebende Bearbeitung erforderlich, wenn die Endkappe bei einer erforderlichen Wartung entfernt werden muß.

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iiei dei* In Fig. 2 gezeigten. Ausführungsform hat die Endkappe bzw. stirnseitige Kappe 2a ein Innenteil 2b von verringertem Durchmesser, so daß ein Zapfen gebildet wird, der in die Öffnung des Mantels paßt. Die Kappe hat eine Schulter 13, die an der Stirnseite der Mantelwand anliegt. Die Kappe wird durch eine Überwurfmutter Ik in Lage gehalten, welche das Außenteil der Bndkappe umschließt. Dadurch erhält man eine Schraubverbindung mit dem Mantel. Vorzugsweise wird eine Ringdichtung 15 ergänzt durch einen Ring l6 gegen ein Herausquetschen zwischen dem Zapfen und dem Mantel eingeführt, um einen Druckverlust an dieser Stelle zu verhindern.

Bei der in den Figuren 3 und k gezeigten dritten Ausführungsform sitzt die Kappe 2c völlig in der Öffnung des Mantels und wird darin durch einen aus zwei Stücken oder Segmenten bestehenden Ring oder Sicherungsring 17 gehalten, der in einer Umfangsnut 18 in der Innenwand des Mantels außerhalb der Endkappe sitzt. Die Endkappe hat ein Außenteil 2d von verringertem Durchmesser, das eng toleriert in dem Sicherungsring sitzt, wodurch die HinghaWen oder Segmente radial nicht bewegt werden können, um sie nus der Nut zu ziehen, ehe die Endkappe nach innen in den Mantel verschoben ist. Somit muß der Druck in dem Speicher abgebaut werden, bevor die Endkappe für die Demontage der Anordnung entfernt werden kann. Zwischen der Endkappe und dem Mantel kann ein O-Ring oder ein ähnliches Dichtungselement 19 angeordnet werden, das durch einen Hing 2o gegen das Herausquetschen ergänzt ist. Gewünschtenfalis kann eine zusätzliche Arretierplatte 21 anliegend gegen die Außenfläche der Endkappe vorgesehen werden, die sich über den Sicherungsring erstreckt. Diese Platte hat nach unten gebogene Finger 22 für den Eingriff zwischen den Segmenten des Sicherungsringes 17. Die Platte wird durch eine Schneideschraube oder eine äquivalente Einrichtung 23 an der Endkappe befestigt. Somit kann eine Verschiebung der Endkappe nach

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innen nicht durchgeführt werden, bis die Arretierplcitte entfernt ist.

Bei den vorstehend beschriebenen Konstruktionen führt ein Abfall des Gasdrucks dazu, daß die Feder den Kolben weiterbelastet und das Hydraulikfluid aus dem Speicher abgegeben wird, bis der Kolben an der Endkappe anliegt und der Speicher kein Fluid mehr enthält.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Hydraulischer Speicher, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Mantel (l) und einen darin verschiebbaren Kolben (7)i wobei der Innenraum des Mantels in eine Gaskammer und eine Fluidkammer unterteilt ist und der Kolben (7) durch eine Feder (8) gegen das Ende des Mantels (1) gedrückt wird, welches die Hydraulikkammer bildet.
2. Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (7) becherförmig ist und mit seinem Boden gegen die Hydraulikstirnseite des Speichers angeordnet ist, wobei das innere Ende des Kolbens gegen die Wand des Mantels (l) durch einen elastischen Dichtungsring (9) abgedichtet ist, der durch einen Ring (lo) unterlegt ist, der gegen das Herausquetschen wirkt.
3. Speicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kolben (7) zu seinem Boden hin verjüngt und daß er im Bereich seines Bodens mit einem Lagerring (11) versehen ist, der mit der Wand des Mantels (1) in Eingriff steht.
4. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als hydraulische Verbindung in die eine Stirnseite des Mantels (l) eine Endkappe (2) eingesetzt und mit dem Mantel verschweißt ist.
5. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als hydraulische Verbindung eine Endkappe (2b) vorgesehen ist, die ein Zapfenteil hat,

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welches in das eine Ende des Mantels paßt und darin durch eine Überwurfmutter (1Λ) gehalten ist, die mit dem Mantel (1) verschraubt ist.
6. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikverbindung aus einer Endkappe (2c) besteht, die ganz in einer Stirnseite des Mantels (1) aufgenommen und darin durch einen zweiteiligen oder in Segmente unterteilten Ring oder Sicherheitsring (17) gehalten ist, wobei der King (17) in einer Umfangsnut (Ib") sitzt, die in der Innenwand des Mantels (l) ausgebildet ist, wobei ein Teil der Endkappe (2c), die in dem Hing (17) sitzt, im NormalfaIi ein Kontrahieren des Rings verhindert.

7· Speicher nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Arretierpiatte (21), die sich über dem Sicherungsring (17) erstreckt und an der Außenfläche der Endkappe (2c) befestigt ist, wodurch die Endkappe (2c) nicht nach innen verschoben werden kann, so daß der Sicherungsring (17) nur entfernt werden kann, wenn die Platte (21) entfernt ist.

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