DE2719060A1

DE2719060A1 - Druckspeicher und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2719060A1
Application number: DE19772719060
Authority: DE
Inventors: Abduz Zahid
Original assignee: Greer Hydraulics Inc
Current assignee: Greer Hydraulics Inc
Priority date: 1976-05-11
Filing date: 1977-04-28
Publication date: 1977-11-24
Also published as: IT1084582B; JPS599761B2; SE7705430L; GB1582742A; ZA772707B; AU2485377A; FR2351290B1; SE428044B; CA1044120A; NL181885B; MX144613A; JPS52136413A; NL181885C; US4098297A; NL7704247A; CH613260A5; DE2719060C2; FR2351290A1; AU514989B2

Description

GREER HYDRAULICS INC· Los Angeles, California (V.St.A.)

Druckspeicher und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Druckgefäß und ein l/erfahren zu seiner Herstellung, insbesondere einen Druckspeicher mit einem starren Gehäuse, das eine verformbare Trennwand in Torrn einer Blase enthält, uelche das Gehäuse in zuei Kammern unterteilt, won denen die eine mit unter Druck stehendem Gas und die andere mit unter Druck stehendem Öl beschickt wird.

Die Gehäuse der Druckspeicher der beschriebenen Art bestehen gewöhnlich aus zuei Gehäuseteilen, von denen jeder am einen Ende offen und am anderen, gegebenenfalls halbkugelförmigen Ende geschlossen ist. In dem geschlossenen Ende des einen Gehäuseteils ist ein - Olexnlaßstutzen montiert· Der andere Gehäuseteil trägt an seinem geschlossenen Ende ein Gaseinlaßventil.

Die Trennwand uird gewöhnlich an einer Netallhülse befestigt und kann an einen Teil derselben angeformt werden. Dann wird die Metallhülse beispielsweise durch Schweißen oder auf andere Weise in einem der Gehäuseteile befestigt. Schließlich werden die Gehäuseteile beispielsweise durch eine ringförmige Schweißnaht miteinander verbunden.

Es hat sich nun als s chwierig erwiesen, die mit der Trennwand versehene Hülse in dem Gehäuse zu montieren. Die Hülse muß nämlich in dem Gehäuse genau in einer vorherbestimmten Stellung angeordnet und gegen eine Axialbewegung

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festlelegt werden. Dabei muß die Verbindung lecksicher sein, damit kein Druckmittel an der Trennwand vorbeitreten kann.

In einem l/erfahren zum restlegen der Hülse uird zuischen einem Teil der Gehriuseinnenwandung und der Hülse eine ringförmige Schweißnaht hergestellt. Die Herstellung derartiger 5chueif3nHhte hat sich aber als schuierig erwiesen, UGiI ein Lecken zuischen der Hülse und der Gehauseinnenuandung nur vermieden uerden können, uenn die Schweißnaht vollkommen dicht ist. Andererseits kann die bei der Herstellung der Schweißnaht angewendete Wärme durch das Gehäuse und die Hülse auf die Blase oder sonstige Trennwand übertragen uerden, die gewöhnlich aus elastomerem Material besteht, das unter der Einuirkung der Wärme geschädigt oder zerstört uird.

Daher besteht die Hauptaufgabe der Erfindung darin, für die Herstellung eines Druckspeichers ein Verfahren zu schaffen, in dem das Anbringen der die Blase tragenden Hülse in dem Gehäuse vereinfacht wird, uobei jedoch die Herstellung einer einwandfreien Pbdichtung bei minimaler Uärmeübertragung auf die elastomere Trennwand gewährleistet sein soll.

Insbesondere soll die Erfindung für das Anbringen einer Hülse, die eine elastomere Blase trägt, an einem Teil der Innenuand des Gehäuses ein vereinfachtes und verbessertes Verfahren schaffen, welches die Gefahr einer Schädigung der Trennuand ueitestgehend vermeidet.

Zu diesem Zweck wird in der Gehauseinnenuandung eine Ringnut ausgebildet, die von einer einuärtsgekehrten Lippe begrenzt ist, und uird jenes Ende der Hülse, das von dem an die Trennwand anschließenden Teil der Hülse entfernt ist, mit dieser Lippe fluchtend und statt an ihr anliegend angeordnet. Dann wird zwischen dem genannten Ende der Hülse und der Lippe eine Schweißnaht hergestellt, indem an den Innenumfang der Hülse, vorzugsweise an eine Kante derselben, eine

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Schweißelektrode angesetzt und veranlaßt uird, daO durch die Elektrode, die Hülse und das geerdete Gehäuse in einem Bereich von relativ/ kleinem Querschnitt ein Schueißstrom fließt, der so stark ist, daß der im Querschnitt verkleinerte Teil der Hülse mit der Lippe und dem der Lippe benachbarten Teil der Gehäuseuand verschweißt uird. Uährend der Schueißstrom fließt, uird der Elektrode eine Umlaufbeuegung relativ zu dem Gehäuse erteilt, so daß die in jedem Flächenelement erzeugte Wärme stark herabgesetzt uird. Dadurch uird die Gefahr einer Schädigung der Trennwand auf ein Minimum herabgesetzt.

Eine ueitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten Druckspeichers.

In dem erfindungsgemäßen l/erfahren zum Herstellen eines Druckspeichers uird eine zylindrische elastische Metallhülse, uelche eine Trennuand bzu· Blase trägt, durch das offene Ende eines Gehäuseteil ··. '.!er· jrurküp-'j r he rs vorgeschoben. Dieser Gehäuseteil ist in seiner Innenuandung mit einer Ringnut ausgebildet, die von einer einuärtsgerichteten, scharfkantigen Lippe oder Uand des Gehäuseteils begrenzt ist. Die Hülse uird nun so angeordnet, daß ihr Auüenumfang im Dereich ihres oberen Endes an dieser Lippe anliegt und der obere Rand der Hülse sich auf der der verformbaren Blase entgegengesetzten Seite der Lippe befindet. An diesen oberen Rand der Hülse uird nun eine Elektrode angesetzt, der eine Umlaufbeuegung relativ zu dem Gehäuseteil um die Längsachse des Gehäuseteils erteilt uird. Gleichzeitig uird veranlaßt, daß durch die Elektrode und Hülse in den Gehäuseteil ein elektrischer Strom fließt, der so stark ist, daß das detail der Hülse und der Lippe schmilzt und diese Teile daher miteinander verschueißt uerden, so daß die Hülse an dem Gehäuseteil befestigt uird und die miteinander verschueißten Teile des Gehäuses und der Hülse eine diese Teile dicht miteinander verbindende, ringförmige Naht bilden. Danach uerden die Gehäuseteile an ihren offenen Enden miteinander verschueißt, so daß ein vollständiges Gehäuse erhalten uird.

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Zuei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt» In diesen zeigt

Fig. 1 im Längsschnitt einen Druckspeicher gemäß der Erfindung,

Fig. 2 als Teildarntellung im Schnitt Bestandteile des Qruckspeichers in einem Zwischenstadium der Montage,

Fig. 3 in einer der zuei ähnlichen Darstellung ein späteres Montagestadium,

Fig. ά in einer der Fig. 3 ähnlichen Darstellung die miteinander verschweifiten Teile,

Fig. 5 im Schnitt eine andere Ausführungsform in dem in Fig. 3 dargestellten Stadium.

Der in den Zeichnungen dargestellte Druckspeicher 1o besitzt ein allgemein zylindrisches, druckfestes Gehäuse, das aus einem oberen Gehäuseteil 11 und einem unteren Gehäuseteil 12 besteht. Diese Gehauseteile 11 und sind durch eine ringförmige Schweißnaht 13 miteinander verbunden. Sie bestehen aus Stahl oder einem anderen starren Material, das den hohen Drücken gewachsen ist, denen der Druckspeicher im Gebrauch unterworfen uird.

Der Druckspeicher besitzt in der üblichen Ueise ein Gaseinla3v/entil 14, das eine kreisförmige Ausnehmung 15 in der geschlossenen Endwand 16 des oberen Gehäuseteils 11 durchsetzt. Ferner ist ein Öleinlaö 17 mit einem Stutzen vorgesehen, der beispielsweise mittels einer Schueißnaht 19 in einer Ausnehmung 2o in der geschlossenen Enduand 21 des unteren Gehäuseteils 12 befestigt ist.

Ebenfalls in üblicher Ueise besitzt der Druckspeicher eine Trennwand in Form einer verformbaren Blase 22 aus Natur- oder Synthesekautschuk. Die Blase 22 ist an ihrem unteren Ende mit einem starren Verschlußstück 23 versehen, das bei stark gedehnter Trennwand oder Blase 22 an dem den üleinlaß 17 umgebenden Bereich des unteren Gehäuseteils dicht anliegt und daher ein Herauspressen der Trennwand oder Blase 22 durch den Öleinlaß 17 verhindert.

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D\e Γ Ii".-- T :> -^: tzi, an Ihrem oberen Ende einen verdickten Randteil 24, Her um den einwärts abgekröpften Hglterand 25 der Traghülse 26 herumgeformt is L. Die Traghülse 26 besteht i/orzugcueisp aus einem elastischen metallischen 'Jerkstnff, der mit dem Retail des Gehäuses verträglich, d.h. vorschueißbar ist.

Die Erfindung betrifft insbesondere die Art der Befestigung der Hülse 26 an dem Gehäuseteil 12 derart, daß sowohl tin Durchtritt «on Druckmittel zwischen diesen beiden Teilen als auch eine Axialbewegung der Hülse in dem Gehäuseteil 12 verhindert wird.

In der Innenwandung des Gehäuseteils 12 uird eine Ringnut 27 ausgebildet, deren Form am besten aus den vergrößerten Teildarstellungen in den Figuren 2,3 und 5 hervorgeht.

Die im Vertikalschnitt beispielsweise dreieckige Nut 27 ist von einer aufuärtsgekehrten Schulter 2B und einer geneigten Seitenwandung 29 begrenzt. Die Hülse 26 uird durch das offene Ende 3o des unteren Gehäuseteils 12 eingeführt und abuärtsgeschoben, bis das obere Ende 31 der Hülse im wesentlichen genau mit der die Nut 27 begrenzenden, aufuärtsgekehrten Schulter 26 fluchtet.

Der Durchmesser der Hülse 26 ist so bemessen, daß diese satt oder reibungsschlüssig an der Innenwandung des Gehäuseteils 12 anliegt. Vorzugsweise wird die Hülse 26 mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung oder eines Ein- schiebeuerkzeuges 32 in die gewünschte Stellung gedrückt, in der die Hülse in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet ist.

Das Werkzeug 32 besitzt eine Bodenfläche 33, deren radial am weitesten außenliegende Teile an die obere Fläche 31 der Hülse angesetzt werden. Das Werkzeug 32 ist ferner mit einer ausuärtsgerichteten Schulter 34 ausge-

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bildet, die sich nach einer entsprechenden Abwartsbewegung des Werkzeuges an den oberen Rand 35 des Gehäuseteils 12 anlegt. Dabei ist der l/ertikalabstand zwischen der Schulter 34 und der Bodenfläche 33 so gewählt, daß die Hülse 26 in dem Gehäuseteil genau in die gewünschte Stellung gelangt.

Nach dem Einschieben der Hülse 26 mittels des Werkzeuges 32 befinden sich die Teile in der in Fig. 3 gezeigten Stellung.

Die Verbindung zwischen der Hülse 26 und dem Gehäuseteil 12 wird nach einem an sich bekannten Elektroschweißverfahren hergestellt, in dem von der mit der spannungsführenden Klemme eines Schweißtransformators verbundenen Elektrode 36 ein starker Strom zu dem Gehäuseteil 12 fließt, der mit der geerdeten Klemme des Transformators verbunden ist.

Wie am besten aus der Fig. 3 hervorgeht, ist der obere Endteil 37 der Hülse 26 vorzugsweise mit einer rechtwinkligen Kante 37a ausgebildet, gegen die der untere Rand 38 der Elektrode 36 gedruckt wird. Plan kann die Elektrode in der Richtung ihrer Achse federbelasten, um ein Auswärtsfließen des Metalls zu gewährleisten.

Während des Stromflusses durch die Elektrode 36 wird dieser eine Umlaufbewegung relativ zu dem Gehäuseteil 12 um dessen vertikale Achse erteilt. Zu diesem Zweck kann man eine den Gehäuseteil 12 tragende Haltevorrichtung drehen und die Elektrode ortsfest halten, oder der Elektrode eine Umlaufbewegung erteilen und den Gehäuseteil festhalten.

Unter dem Einfluß des elektrischen Stroms werden die Metallteile fortschreitend aufgeschmolzen und miteinander verschweißt, und zwar insbesondere der obere End-

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teil 37, an dem die Elektrode eingreift, υπ.Ι '·τ λ'.ι- benachbarte Innenrand 4o der Schulter 28. In dem elektrischen Stromkreis sind dieser eine kleine Duerschnittsflöche besitzende Endteil 37 und der Rand 4o die Teile mit dem höchsten elektrischen Understand, so daO dort der stärkste Spannungsabfall und die höchste Wärmekonzentration auftraten.

Wenn die Elektrode einen Umlauf relativ/ zu dem Gehäuseteil 12 ausgeführt hat, ist zwischen der Hülse 26 und innerhalb der Nut 27 angeordneten Innenuandungsteilen des Gehh'useteils 12 eine Schweißnaht vorhanden, die beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist.

□ie Stromstärke und die Umlaufgeschwindigkeit müssen den Erfordernissen des Einzelfalls entsprechend gewählt werden, wobei insbesondere die v/erwendeten Werkstoffe und ihre Wandstärken zu berücksichtigen sind. Plan kann aber ohne weiteres optimale Bedingungen ermitteln.

Da die Wärme in der vorstehend angegebenen Weise auf einen begrenzten Bereich konzentriert wird, die Teile sich ständig relativ/ zueinander bewegen und der Gehäuseteil 12 infolge seiner größeren Wandstärke Wärme ableitet, kann in der Hülse 26 nicht so viel Wärme abwärts bis zu der elastomeren Trennwand übertragen werden, daß diese geschädigt wird. Uie insbesondere aus den Figuren 1 und 3 der Zeichnungen hervorgeht, ist zwischen den zylindrischen Außenwandungsteilen 26a der Hülse 26 und der Innenuandung des Gehäuseteils 12 auf einer beträchtlichen Fläche eine metallische Berührung vorhanden, welche die Ableitung der Uärme begünstigt.

Nach dem Schweißvorgang sind das Material am oberen Ende der Hülse 26 und das Material des radial am weitesten einwärts gelegenen Teils 4o der Schulter 28 in dem in Fig. 4 mit 39 bezeichneten Bereich zu einer ringförmigen Naht vereinigt, die sowohl dicht ist als auch eine Axial-

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Verschiebung der Hülse in dem Gehäuseteil 12 verhindert.

In der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform sind gleiche Teile mit denselben 3ezugszeichen bezeichnet und werden im wesentlichen dieselben Bestandteile verwendet win in der Grsten Ausführungaform. Ein Unterschied besteht darin, daß die Federhülse 26' eine radial ausw.'irtsgerichtete Randleiste 41 besitzt, die bein Einschieben der Hülse ein-(J."rtsgobogen wird und beim Erreichen der Nut27 über der Schulter 2C einrastet. Dadurch wird die Anordnung der Hülse 26' in der richtigen Stellung gegenüber dem Gehäuseteil 12 erleichtert. Da die Hülse 26' automatisch in die richtige Stellung gelangt, kann sie von Hand oder mit Hilfe eines Werkzeuges, beispielsweise des Werkzeuges 32, eingeschoben werden.

Da? vorstehend beschriebene l/erfahren zum Herstellen des erfindungsgem.":!ßen Druckspeichers kann zur Senkung der Herstellungskosten automatisch durchgeführt werden, wobei die Gefahr der Überhitzung und Schädigung der Blase auf ein Hinimuni reduziert wird.

Nach dem Verbinden der mit der Blase 22 versehenen Hülse 26 mit dem Gehäuseteil 12 wird dieser zur Herstellung des druckfesten Gehäuses mit dem Gehäuseteil 11 durch die Schweißnaht 13 verbunden.

Ί3Ί :rknnnt, daß die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele vom Fachmann im Rahmen des Erfindungsgedankens abgeändert werden können.

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Claims

Patentansprüche:

i·) Verfahren zur Herstellung eines Druck Speichers, c1e:5 3on im Querschnitt kreisförmiges Gehäuse aus zwei Metallteilen besteht, von denen jeder am einen Ende offen und am anderen Ende geschlossen und mit einer einem Caneinl aßuentil bzw. mit einer Druckmittel einlaGöf f nung v/ersehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Innenwandung des einen Gehäuseteils im Abstand von dessen offenem Ende in einer zur Längsachse dieses Gehäuseteils normalen Ebene eine Ringnut ausgebildet wird, die won einer einu'-'rt-jgerichtRten Schulter begrenzt ist, daß eine elastische zylindrische Met allhülse, die einen ringförmigen ersten Endteil und ginen zweiten Endteil besitzt, der eine Blase trägt, in dem mit der Nut ausgebildeten Gehäuseteil so angeordnet uird, daß sich der erste Endteil der Hülse in nächster N"he der Schulter befindet, daß eine an den inneren Bereich des ersten Endteils der Hülse angesetzte Elektrode längs des ganzen Innenumfanges des ersten Endteils der Hälse bewegt wird, während durch die Elektrode, den ersten Endteil der Hülse und den mit der Nut ausgebildeten Gehäuseteil ein elektrischer Strom fließt, so daß zuischen dem ersten Endteil dar Hülse und die Nut begrenzenden Teilen des mit der Nut ausgebildeten Gehäuseteils eine ringförmige Schweißnaht gebildet wird, und daß dann die beiden Gehäuseteile an ihren offenen Enden miteinander verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegung der Elektrode längs des ganzen Innenumfangs des ersten Endteils der Hülse der Elektrode eine Umlauf bewegung relativ/ zu der Hülse um die Längsachse des mit der Nut ausgebildeten Gehäuseteils erteilt uird.
3. Verfahren nach Anspruch 2_f dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode nachgiebig auswärts gegen den ersten Endteil der Hülse gedrückt wird, damit geschmolzenes Metall zu der Nut hin gedruckt uird.

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Endteil dor Hülse im Bereich seines Innenumfanges einen Randteil aufweist, der eine kleinere Qucrschnittsfl^:'cho und daher einen höheren elektrischen Uiderstand besitzt, und daß die Elektrode an diesen Randteil angesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut im Bereich des ersten Endteils der Hülse von einer scharfkantigen Lippe negrenzt ist·
6. Druckspeicher, mit einem ersten und einem zuzeiten Gehäuseteil, die im Querschnitt kreisförmig und die am einen Ende offen und am anderen Ende geschlossen ^ind, uobei in dem geschlossenen Ende den ersten Gehäuseteils ein GaseinlaOv/entil und in dem geschlossenen Ende des zweiten Gehäuseteils ein Druckmitteleinlaß vorgesehen ist und zur Bildung eines "lichten Gehäuses die beiden Gehäuseteile an ihren offenen Enden miteinander verschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Gehäuseteile in einem Teil seiner Innenuandung mit einer Ringnut ausgebildet ist, die von einer radialen Schulter begrenzt ist, die in ainer zu der Längsachse des Gehäuses normalen Ebene liegt, daß in diesem Gehäuseteil eine zylindrische Traghülse montiert ist, daß an einem im Abstand von der Schulter angeordneten Teil Jer üLilr-t: eint' elastomere Blase angebracht ist, welche das Gehäuse in zwei Kammern teilt, daQ die Hülse einen mit der Schulter korrespondierenden, kreisförmigen Endteil besitzt und daß der genannte Teil der Innenuandung und der genannte Endteil der Hülse durch eine ununterbrochene Schweißnaht hermetisch dicht miteinander verbunden und axial aneinander festgelegt sind.
7. Druckspeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse in dem Bereich zwischen ihrem genannten, oben angeordneten Endteil und dem die Blase tragenden Teil satt an der Innenwandung des mit der Nut ausge-

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bildeten Gehäuseteil? anliegt, no daQ bei der Herstellung der Schweißnaht die dabei auftretende Ui'rme in den mit
der i:ut :i_i<?gcbil deten Gehäuseteil abgeleitet uird.

B. Druckspeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, naß der genannte Cndte.il der Hülse eine radial ausu'-rtsgerichtcte Ringschulter besitzt, die sich radial ausur-'.rts in die Nut urstreckt.

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