DE2411150C2

DE2411150C2 - Verfahren zum Herstellen einer elastischen Trennwand für hydropneumatische Druckspeicher

Info

Publication number: DE2411150C2
Application number: DE19742411150
Authority: DE
Inventors: Lutz Dr.-Ing. 4005 Meerbusch Gottschald
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-03-08
Filing date: 1974-03-08
Publication date: 1975-12-18
Also published as: JPS50121822A; FR2263094A1; DE2411150B1; FR2263094B3; GB1492881A

Description

halb einer öffnung einer Metallmembran durch elektrisches Nieten oder anders ausgedrückt, durch Erwärmen und Stauchen zu befestigen, jedoch ist dieses Verfahren nicht mit dem erfindungsgemäßen zu vergleichen. Abgesehen davon, daß es sich um eine Metallmembrane handelt, wird nicht ein Teil der Membrane aufgeschmolzen, sondern ein Teil des Betätigungsorgans. In sinngemäßer Anwendung dieses Verfahrens auf Trennwände von hydropneumatischen Druckspeichern käme man wieder zu einer mit einem Loch verse- ίο henen Trennwand und den damit verbundenen, weiter oben beschriebenen Nachteilen.

An Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausfühiungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt einen hydropneumatischen Druckspeicher mit einer eingebauten erfindungsgemäßen Trennwand;

F i g. 2 zeigt in einem Ausschnitt die Trennwand nach Verlassen der Form;

F i g. 3 zeigt einen Querschnitt durch das .Schließglied vor der Montage;

F i g. 4 zeigt die Trennwand mit montiertem Schließglied vor dem Aufschmelzen des zapfenartigen Ansatzes.

Ein Druckspeicher 1 besitzt ein Gehäuse, welches durch Verschweißen zweier Gehäuseteile 2 und 3 entstanden ist. Der Gehäuseteil 2 weist eine spielfrei in den Gehäuseteil 3 eingreifende Partie 4 auf, welche mit einer umlaufenden auswärts gerichteten Nut 5 versehen ist. In der Nut 5 ist der wulstfönnige Rand 6 einer Trennwand 7 gasdicht gehalten, welche das Innere des Druckspeichers 1 in einen Gasraum 8 und einen Flüssigkeitsraum 9 unterteilt. In den Gasraum 8 mündet eine den Gehäuseteil 2 durchdringende Gaseinfüllöffnung 10, welche nach dem Einbringen eines unter Druck stehenden Gases mittels einer Gaseinfüllschraube 11 und einer Dichtung 12 gasdicht verschlossen wird. Der Gaseinfüllöffnung 10 gegenüberliegend ist der Gehäuseteil 3 mit einem Anschlußstück 13 fest verbunden, durch dessen Inneres sich ein Flüssigkeitsanschluß 14 erstreckt und in den Flüssigkeitsraum 9 mündet. Im Bereich des Flüssigkeitsanschlusses 14 ist die Trennwand 7 mit einem Schließglied 15 höherer Festigkeit unverlierbar verbunden. Das in F i g. 3 näher dargestellte Schließglied 15 dient der Abdeckung des Flüssigkeitsanschlusses 14 bei von Flüssigkeit entleertem Flüssigkeitsraum 9. Ohne diese Abdeckung würde die Trennwand 7 durch den im Gasraum 8 herrschenden Gasdruck, der beispielsweise größer als 100 bar !,ein kann, in den Flüssigkeitsanschluß 14 gepreßt. Ein Zerreißen der Tennwand 7 und die damit verbundene Funktionsunfähigkeit des Druckspeichers 1 wären die Folgen. Zur Erläuterung der Befestigung des Schließgliedes 15 an der Trennwand 7 mögen die F i g. 2 bis 4 dienen. Fig. 2 zeigt in einem Ausschnitt die Trennwand 7 nach dem Verlassen der Spritzform. Ein zapfenartiger Ansatz 16 entspricht in seiner Form einem für das Füllen der Form dienenden Kanal und ist mit den bei Gußwerkstücken bekannten Steigern zu vergleichen. Der Durchmesser des Ansatzes 16 entspricht einer zentralen Bohrung 17 am Schließglied 15, welche sich über eine konische Partie 18 zu einer Ansenkung 19 erweitert. Die mit der Trennwand 7 in Kontakt kommende Partie 20 des Schließgliedes 15 ist in Form eines Kegelstumpfes ausgebildet, dessen Boden größeren Durchmessers in einen vergleichsweise dünnen Randbereich 21 übergeht. Dieser Randbereich 21 ist in seinem mit dem Gehäuseteil 3 in Kontakt kommenden Bereich schwach gewölbt ausgebildet. Der Partie 20 entsprechend besitzt die Trennwand 7 in ihrem unverformten Zustand eine konische Einbuchtung 22. von deren Boden 23 der Ansatz 16 ausgeht. Das Schließglied

15 wird also auf den Ansatz 16 geschoben, bis die Partien 20 und 22 sich einander berühren. Daraufhin wird der das Schließglied 15 überragende Teil des Ansatzes

16 auf ein bestimmtes Maß verkürzt, sofern dieses Maß nicht bereits durch eine entsprechende Lage der Abrißkanle am Ansatz bestimmt ist. Unter Anwendung von Druck und/oder Wärme, welche beispielsweise durch ein induktiv erwärmtes Werkzeug 24 aufgebracht wird, wird der aus der Bohrung 17 herausragende Teil des Ansatzes 16 aufgeschmolzen und in die Ansenkung 19 bzw. die konische Partie 18 verdrängt. Nach dem Erkalten des Materials ist ein Lösen ohne Gewaltanwendung nicht mehr möglich.

Es ist klar, daß die Erfindung nicht auf Trennwände der dargestellten membranartigen Form beschränkt ist. Vielmehr können auch sack- oder blasenförmige Trennwände so hergestellt werden. Die Konstruktion des Druckspeichers selbst hat keinen Einfluß auf die Erfindung, so daß diese auf die verschiedensten Formen von Druckspeichern angewendet werden kann. Für das Aufschmelzen des Ansatzes bieten sich neben der beschriebenen induktiven Erwärmung auch andere Verfahren wie z. B. das Anblasen mit Heißluft an.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

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Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen einer elastischen Trennwand für hydropneumatische Druckspeicher, die an ihrem dem Flüssigkeksanschluß des Behalters gegenüberliegenden Ende ein Schließglied autweist, das formschlüssig mit ihr verbunden ist und aus einem festeren Werkstoff als dem aer Trennwand besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (7) in einer Spritzform od. dgl. hergestellt wird, in welche das Trennwandmaterial durch einen Kanal eingefüllt wird, der im wesentlichen in Achsrichtung der Trennwand (7) verläutt und auf der Seite des später tu befestigenden Schließgliedes (15) mündet, wodurch die Trennwand (7) nach dem Verlassen der Spritzform einen der Form des Kanals entsprechenden zapfenartigen Ansatz (16) besitzt, welcher dann durch eine zentrale Bohrung (17) des Schließgliedes (15) gesteckt und sein aus der Bohrung (17) herausragender Teil dann durch Einwirkung von Druck und/oder Wärme so verformt wird, daß er unter Verkürzung seiner Länge einen größeren Durchmesser als den der Bohrung (17) erhält.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer elastischen Trennwand für hydropneuma'ische Druckspeicher, die an ihrem dem Flüssigkeitsanschluß des Behälters gegenüberliegenden Ende ein Schließglied aufweist, das formschlüssig mit ihr verbunden ist und aus einem festeren Werkstoff als dem der Trennwand besteht.

Zum Herstellen einer formschlüssigen Verbindung eines Schließgliedes mit einer Trennwand sind bislang mehrere Verfahren bekanntgeworden. Bei einem dieser Verfahren (USA.-Patentschrift 26 04 118) ist das Schließglied mit einem zentrischen Zapfen versehen, welcher durch ein entsprechendes Loch in der Trennwand gesteckt wird und dann nach Abringung einer Unterlegscheibe verschraubt oder vernietet wird. Diese Ausführung hat den Nachteil, daß bei starken dynamischen Beanspruchungen der Trennwand, insbesondere bei einem schlagartigen Füllbeginn des Druckspeichers, das Schließglied unter Erweiterung des Loches in den Gasraum »geschossen« werden kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß zuweilen bei tiefen Temperaturen das Trennwandmaterial spröde wird und infolgedessen Gasleckagen durch das Loch auftreten können. Aus diesen Gründen hat man nach einem Befestigungsverfahren gesucht, das unter Vermeidung eines Loches eine auch dynamischen Beanspruchungen widerstehende Befestigung ergab. In der bereits genannten Patentschrift ist eine Trennwand mit einem Schließglied dargestellt, welche dadurch hergestellt wurde, daß das Schließglied vor dem Einfüllen des Trennwandmaterials in eine Spritz- oder Preßform in diese eingelegt wurde, wobei das Schließglied eine von seinem äußeren Mantel ausgehende Eindrehung aufwies, die später vom Trennwandmaierial ausgefüllt wurde. Ähnliche Ausführungen (USA.-Patentschriften 32 11 348 und 34 33 268) besaßen Schließglieder mit Hohlräumen und/oder Durchdringungen, welche vom Trennwandmaterial ausgefüllt wurden. Allen diesen Ausführungen war es gemeinsam, daß das Schließglied in die Form eingelegt werden mußte. Da beim Herstellvorgang der Trennwand Temperaturen von mehr als 2M^fC auftreten, kommen als Schheßglieder in erster Linie solche aus Metall in Frage^ Schließfeder aus ς Kunststoff sind zwar grundsätzlich auch denkbar, j_edoch werden zahlreiche, bei Raumtemperatur ausreißend feste Werkstoffe bei den genannten Temperaturen bereits so erweicht, daß sie ,ich in unerwünschter Weise verformen. Manche Thermoplaste werden ben reits bei 160 bis 170⁰C weich. Schließglieder aus Metall sind aber in der Herstellung aufwendig, da E.ndrehun-Ln Hohlräume und/oder Durchdringungen anzubringen sind und außerdem wegen der Empfindlichkeit der Trennwand scharfe Kanten und Grate vermieden werden müssen. Ein weiterer Nachteil dieser Verfahren rührt daher, daß in einer Spritz- oder Preßform neben den hohen Temperaturen auch hohe Drucke auftreten „nd das fließende Trennwandmatenai Kräfte auf die eingelegten Schließglieder auszuüben vermag und es daher notwendig ist, die Schließfeder zu fixieren. Bei Stahl besteht ζ B. die Möglichkeit einer Halterung durch magnetische Kräfte. Bei Kunststoffen muß man auf Fixierstifte od. dgl. zurückgreifen. Während dies in einer Preßform keine besonderen Schwierigkeiten be- i, reitet ergeben sich beim Spritzen Schwierigkeiten, weil bei der. üblicherweise zentrisch und axial gerichteten Einfüllöffnungen in die Form ein ebenfalls zentnsch sitzendes Schließglied äußerst ungünstig ist. ' Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das eingangs er-,o wähnte Verfahren so zu verbessern, daß die versch.edensten Arten von Schließgliedern, insbesondere auch solche aus Kunststoff, bei allen denkbaren ungünstigen dynamischen Belastungen unverlierbar befestigt sind. Die Schließglieder sollen von einfacher Form und billig « als Massenartikel herstellbar sein. Der Herstellvorgang der Trennwand soll in üblicher Weise ohne zusätzlichen Aufwand möglich sein und auch in Spritzformen erfolgen können.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemaß

,o dadurch daß die Trennwand in einer Spritzform od dgl hergestellt wird, in welche das Trennwandmaterial durch einen Kanal eingefüllt wird, der im wesentlichen in Achsrichtung der Trennwand verläuft und auf der Seite des später zu befestigenden Schließgliedes

« mündet wodurch die Trennwand nach dem Verlassen der Spritzform einen der Form des Kanals entsprechenden zapfenartigen Ansatz besitzt, welcher dann durch eine zentrale Bohrung des Schließgliedes gesteckt und sein aus der Bohrung herausragender Teil

so dann durch Einwirkung von Druck und/oder Warme so verformt wird, daß er unter Verkürzung seiner Lange einen größeren Durchmesser als den der Bohrung er-

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin daß zwar der Ansatz auch auf eine relativ hohe Temperatur gebracht wird, diese Temperatur jedoch niedriger sein kann als beim Spritzvorgang selbst und außerdem nur zu einer lokalen Erwärmung des Schließgliedes führt. Da das Schließglied keinesfalls wie beim Einlegen in eine Spritzform vollständig aufgeheizt wird, lassen sich auch temperaturempfindliche Werkstoffe verwenden. Das Aufschmelzen des ja sowieso vorhandenen Ansatzes ist auch kostengünstig, da bei den bekannten Verfahren der Arbeitsgang des Einlegens in die Form und zusätzlich dadurch bedingt, längere Taktzeiten der Maschine zu berücksichtigen sind.

Es ist zwar durch die deutsche Patentschrift 17 75 174 bereits bekannt, ein Betätigungsorgan inner-