DE2738683A1

DE2738683A1 - Membraneinspannung fuer hydropneumatische druckspeicher

Info

Publication number: DE2738683A1
Application number: DE19772738683
Authority: DE
Inventors: Franz Diehl; Klaus Mackert; Hans Reimer; Klaus Splett; Alfred Wirth
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1977-08-27
Filing date: 1977-08-27
Publication date: 1979-03-08
Also published as: IT1115579B; FR2401341B3; IT7853650V0; GB2003551B; IT7868982A0; FR2401341A1; GB2003551A; JPS5445814A

Description

PICHTEL & SACHS AG, Schweinfurt/Main Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung Membraneinspannung für hydropneumatische Druckspeicher

Die Erfindung betrifft einen hydropneumatischen Druckspeicher mit einem zweiteiligen starren Gehäuse, welches zwischen Gehäuse-Oberteil und Gehäuse-Unterteil eine walkfähige und elastische Membran aufweist, die zwei voneinander getrennte Räume bildet, wovon ein Raum eine unter Druck stehende Gasfüllung besitzt, während der andere Raum zur Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit vorgesehen ist, wobei zur Einspannung der Membran das Gehäuse-Oberteil und das Gehäuse-Unterteil mittels Kegelflächen ineinander gesteckt sind und das Gehäuse-Oberteil zur Aufnahme des Membranwulstes eine Aussparung aufweist.

Bekannt sind derartige Druckspeicher, wobei die Topfmembran einen einseitig ausgebildeten Wulst besitzt, der in eine entsprechend hinterschnittene Nut des Oberteils eingreift und radial an die Innenwand des Unterteils gedrückt wird, wie dies die DT-AS 24 11 150 zeigt. Ferner ist es durch die DT-OS 23 62 303 bekannt, die Topfmembran mit einem Wulst zu versehen, der axial zwischen Oberteil und Unterteil des Speichers eingepreßt ist.

Die Nachteile dieser bekannten Konstruktionen bestehen darin, daß die Membran infolge des schwer herstellbaren Wulstes sehr teuer ist,

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Außerdem erfordert die Ausbildung der Nut,in die der Membranwulst eingreift, eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit und Formtreue, um die Punktion zu gewährleisten und ein Beschädigen der Membran zu vermeiden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, mit einfachen Mitteln die vorgenannten Nachteile der bekannten Druckspeicher zu vermeiden und einen Druckspeicher zu schaffen, der absolut dicht ist zwischen Membrane und Gehäuse und somit zwischen den beiden Druckräumen leicht herstellbare und billige Teile aufweist, die eine einfache Montage gewährleisten und zudem ein geringes Gewicht des Speichers ergeben.

Diese Aufgabe wird entsprechend der Erfindung dadurch gelöst, daß im Längsschnitt die Aussparung im Gehäuse-Oberteil durch zwei gerade Linien begrenzt ist und zusammen mit der kegelförmigen Innenfläche des Gehäuse-Unterteils eine ausschließlich durch drei gerade Linien begrenzte, den Membranwulst aufnehmende Einspannkammer bildet, die am unteren Ende des Oberteils eine geringere Breite aufweist als an der oberen Kreisringfläche. Die Herstellung einer derartigen Einspannkammer für den Membranwulst ist nicht nur leicht und billig, sondern es wird durch die Begrenzung mittels gerader Linien ein leichtes Einhalten der Pertigungstoleranz gewährleistet. Gerade bei der Kegelfläche des Gehäuse-Oberteils wird die Nut, welche die Einspannkammer begrenzt, durch eine zylindrische Fläche gebildet. Diese zylindrische Fläche ergibt mit der Innenwand des Gehäuse-Unterteils eine Einspannkammer, deren radialer

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Querschnitt am unteren Ende des Gehäuse-Oberteils kleiner ist als an der oberen Begrenzung der Einspannkammer.

Eine weitere Verbilligung des Speichers erhält man entsprechend der Erfindung dadurch, daß das Gehäuse-Oberteil durch ein Blechpreßteil gebildet und in axialer Richtung anschlaglos in dem Gehäuse-Unterteil angeordnet ist. Auch hierdurch wird eine einfache Montage ermöglicht, denn das Zusammenfügen der Teile erfolgt dadurch, daß zunächst die Membrane mit dem Membranwulst in der Aussparung des Gehäuse-Oberteils angeordnet wird und sodann diese beiden Teile in das Gehäuse-Unterteil gesteckt werden, wobei die konische Außenfläche des Gehäuse-Oberteils an der konischen Innenfläche des Gehäuse-Unterteils zur Anlage kommt, wodurch gleichzeitig der Membranwulst gegen die beiden langen Seiten der Einspannkammer gedrückt wird. Gehäuse-Oberteil und Gehäuse-Unterteil sind damit gleichzeitig selbsthemmend verbunden und bleiben in dieser Lage bis zur späteren Verschweißung.

Wie ein Merkmal der Erfindung zeigt, wird der Membranwulst durch eine Verdickung sowohl an der Innenfläche als auch an der Außenfläche des zylindrischen Abschnittes der Membran gebildet. Diese beidseitige Verdickung ermöglicht eine einfache Herstellung der Membran. Da, wie ein Merkmal der Erfindung zeigt, der Membranwulst eine Axiallänge aufweist, die ein Mehrfaches der Wandstärke der Membran beträgt, wirken sich kleinere Verletzungen des Membranwulstes nicht nachteilig aus.

Um beim Zusammenfügen von Gehäuse-Oberteil und Gehäuse-Unterteil

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.jr.

mit Sicherheit zu vermeiden, daß sich der Membranwulst mit seinem oberen Ende zwischen die Kegelfläche des Gehäuse-Oberteils und die kegelförmige Innenfläche des Gehäuse-Unterteils zwängt, wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Verdickung des Membranwulstes zu seinem freien Ende hin geringer.

Wenn entsprechend der Erfindung die axiale Länge des Membranwulstes kleiner ist als die axiale Länge der Einspannkammer, wobei entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung unterhalb des Membranwulstes keine Anpressung in radialer Richtung vom Gehäuse-Oberteil ausgeübt wird, so wird dadurch eine sehr hohe Lebensdauer und Punktionssicherheit der Membran gewährleistet, denn im Bereich der Membranbewegung weist die Membran keine Quetschung infolge der Einspannung auf. Diese infolge der Einspannung hervorgerufene Quetschung endet somit vor dem unteren Ende der Einspannkammer.

Weitere Ausbildungsmöglichkeiten und vorteilhafte Wirkungen ergeben sich aus der Beschreibung des Aufbaues und der Wirkungsweise der im nachfolgenden beispielsweise dargestellten Ausführungsform der Erfindung. Es zeigt:

Fig. 1 den hydropneumatischen Druckspeicher im Längsschnitt;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die elastische Membran im Bereich der Membranwulst in vergrößerter Darstellung und

Fig. 3 die Einspannung der Membran in vergrößerter Darstellung.

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Der hydropneumatische Druckspeicher entsprechend den Figuren besteht aus dem Gehäuse-Oberteil 1 und dem Gehäuse-Unterteil Zur Einspannung der topfförmigen Membran 3 besitzt das Gehäuse-Oberteil 1 eine entsprechende Aussparung für den Membranwulst. Das Gehäuse-Oberteil 1 ist als Blechpreßteil ausgebildet und besitzt eine kegelförmige Außenwand, die an der kegelförmigen Innenwand des Gehäuse-Unterteils 2 zur Anlage kommt. Das Gehäuse-Oberteil 1 und das Gehäuse-Unterteil 2 sind durch eine Schweißverbindung fest miteinander verbunden, wobei die Membraneinspannung unterhalb dieser Schweißverbindung angeordnet ist, damit beim Schweißvorgang keine Beschädigung der Membran an der Einspannstelle erfolgt. Diese Membran 3 trennt den Raum 5, der eine unter Druck stehende Gasfüllung aufweist, von dem Raum 6, der zur Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit dient. An das Gehäuse-Unterteil 2 ist außerdem das Anschlußstück 4 angeschweißt, welches mit der Hydraulikleitung verbunden ist. über dieses Anschlußstück k erfolgt die Flüssigkeitszufuhr in den Raum 6 bzw. die Flüssigkeitsentnahme aus dem Raum 6, wobei das Gaspolster komprimiert bzw. entspannt wird. Die Aufgabe der Membran 3 besteht darin, das Gaspolster von der Flüssigkeit in allen Betriebszuständen zu trennen und eine Vermischung zu verhindern. An die Einspannung dieser Trennwand werden hohe Anforderungen gestellt, denn sie muß die Trennwand sicher festhalten und bei Drücken bis zu 250 bar absolut gasdicht sein und es darf die Montage der beiden Gehäuseteile und 2 nicht behindert werden. Zum Einführen von Gas in den Raum besitzt das Gehäuse-Oberteil 1 eine Einfüllöffnung, die nach dem Gasftillvorgang verschlossen wird. Im flüssigkeitsleeren Zustand

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kann der Druck im Gasraum 5 bis zu 100 bar betragen. Diese Druckgasfüllung gehört noch zur Montage des Speichers, d. h., der hydropneumatische Druckspeicher wird mit der unter Druck stehenden Gasfüllung im Raum 5 geliefert.

Die Fig. 2 zeigt die Membran 3 mit dem Membranwulst 7 im Längsschnitt. Dieser Membranwulst 7 ist beidseitig zur zylindrischen Wand der Membran angeordnet, d. h., die Verdickung ist sowohl an der Membran-Innenfläche als auch an der Membran-Außenfläche vorhanden. Dabei besteht der Membranwulst aus einem Abschnitt 8 in axialer Richtung mit gleicher Wandstärke, an den sich ein Abschnitt 9 anschließt, welcher zum Ende des Membranwulstes hin in der Wandstärke abnimmt. Das freie Ende des Membranwulstes wird durch eine Rundung gebildet. Auch der übergang von dem zylindrischen Abschnitt der Membran 3 zum Membranwulst 7 erfolgt über eine Rundung.

In Fig. 3 ist die Membran 3 mit dem Membranwulst· 7 in der Einspannkammer 33 zwischen dem Gehäuse-Oberteil 1 und dem Gehäuse-Unterteil 2 eingepreßt. Die Einspannkammer 13 wird durch die Kreisringfläche 10 und die Zylinderfläche 11 im Gehäuse-Oberteil 1 und durch die Innenfläche 12 im Gehäuse-Unterteil 2 begrenzt. In dieser Figur ist ersichtlich, daß der Membranwulst 7 kürzer ausgebildet ist als die Einspannkammer 13, so daß im unteren Bereich der Einspannkammer 13 keine Anpressung der Membran in radialer Richtung zwischen der zylindrischen Fläche 11 und der kegelförmigen Fläche 12 vorhanden ist. Eine Quetschung der Membran 3 findet in diesem Bereich dementsprechend nicht mehr statt, so daß

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die Membran frei walken kann, ohne daß eine zusätzliche Beanspruchung durch die Einspannung bei der Walkbewegung vorhanden ist. Der Membranwulst 7 füllt somit nicht die gesamte Einspannkammer 13 aus, denn die Membran 3 ragt mit dem zylindrischen Teil etwa um den Betrag der Wandstärke in diese Einspannkammer 13, wobei die Breite der Einspannkammer 13 an ihrem unteren Ende gleich oder etwas größer als die Wandstärke der Membran 3 ausgeführt ist.

Bei der Herstellung des Druckspeichers wird zunächst das Anschlußstück 4 mit dem Gehäuse-Unterteil 2, welches als Blechpreßteil hergestellt ist, verschweißt. Nachdem das ebenfalls als Blechpreßteil ausgebildete Gehäuse-Oberteil 1 mit der Aussparung, die durch die Kreisringfläche 10 und die zylindrische Fläche 11 gebildet wird, versehen ist, wird die Membran mit dem Membranwulst 7 in diese Aussparung eingelegt. Dieses mit der Topfmembran 3 versehene Gehäuse-Oberteil 1 wird in das Gehäuse-Unterteil 2 eingeführt, bis die kegelförmige Außenfläche des Gehäuse-Oberteils 1 mit der kegelförmigen Innenfläche des Gehäuse-Unterteils 2 zur Anlage kommt. Bei dieser Montage wird der Membranwulst 7 in der Einspannkammer 13 verformt und drückt sowohl radial gegen die zylindrische Fläche 11 als auch gegen die Kegelfläche 12. Durch die innige metallische Berührung von Gehäuse-Oberteil 1 mit Gehäuse-Unterteil 2 im Bereich der konischen Flächen kann bei der Verschweißung der Teile 1 und 2 die Wärme leicht abgeführt werden und es besteht dadurch keine Beschädigung der Membran 3· Anschließend wird noch der Raum 5 über die im Gehäuse-Oberteil 1 befindliche Einfüllöffnung mit Gas gefüllt, wobei der Gasdruck

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im Raum 5 entsprechend dem Verwendungszweck des hydropneumatischen Druckspeichers zu wählen ist und bis zu 100 bar betragen kann, wenn im Raum 6 keine Flüssigkeit ist. Wird während des Betriebes im Raum 6 Flüssigkeit eingeführt, so steigt der Druck im Raum 5·

TIPP-I Be/Bb-16.08.77

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

.1. riydropneumatischer Druckspeicher mit einem zweiteiligen starren Gehäuse, welches zwischen Gehäuse-Oberteil und Gehäuse-Unterteil eine walkfähige und elastische Membran aufweist, die zwei voneinander getrennte Räume bildet, wovon ein Raum eine unter Druck stehende Gasfüllung besitzt, während der andere Raum zur Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit vorgesehen ist, wobei zur Einspannung der Membran das Gehäuse-Oberteil und das Gehäuse-Unterteil mittels Kegelflächen ineinander gesteckt sind und das Gehäuse-Oberteil zur Aufnahme des Membranwulstes eine Aussparung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Längsschnitt die Aussparung im Gehäuse-Oberteil (1) durch zwei gerade Linien (Kreisringfläche 10, Zylinderfläche 11) begrenzt ist und zusammen mit der kegelförmigen Innenfläche (12) des Gehäuse-Unterteils (2) eine ausschließlich durch drei gerade Linien begrenzte, den Membranwulst (7) aufnehmende Einspannkammer (13) bildet, die am unteren Ende des Gehäuse-Oberteils (1) eine geringere Breite aufweist als an der oberen Kreisringfläche (10).
2. Hydropneumatischer Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse-Oberteil (1) durch ein Blechpreßteil gebildet und in axialer Richtung anschlaglos in dem Gehäuse-Unterteil (2) angeordnet ist.

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ORIGINAL INSPECTED
3. Hydropneumatischer Druckspeicher nach den Ansprüchen 1 und

2, dadurch gekennzeichnet, daß der Membranwulst (7) durch eine Verdickung sowohl an der Innenfläche als auch an der Außenfläche des zylindrischen Abschnitts der Membran (3) gebildet wird.
4. Hydropneumatischer Druckspeicher nach den Ansprüchen 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß der Membranwulst (7) eine
axiale Länge aufweist, die ein Mehrfaches der Wandstärke der Membran (3) beträgt.
5· Hydropneumatischer Druckspeicher nach den Ansprüchen 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickung des Membranwulstes (7) zu seinem freien Ende hin geringer wird (Abschnitt 9)·
6. Hydropneumatischer Druckspeicher nach den Ansprüchen 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Membranwulstes (7) kleiner ist als die axiale Länge der Einspannkammer (13).
7. Hydropneumatischer Druckspeicher nach den Ansprüchen 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Membranwulstes (7) keine Anpressung in radialer Richtung vom Gehäuse-Oberteil (1) auf die Membran (3) ausgeübt wird.

TIPP-I Be/Bb-16.08.77

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