DE3142390A1

DE3142390A1 - Druckspeicher

Info

Publication number: DE3142390A1
Application number: DE19813142390
Authority: DE
Inventors: Kark Heinz 6000 Frankfurt Brenzinger
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1981-10-26
Filing date: 1981-10-26
Publication date: 1983-05-26
Also published as: DE3142390C2

Description

Druck speicher
Die Erfindung betrifft einen Druckspeicher mit einem starren Gehäuse aus zwei Teilen, die durch eine Schweißnaht miteinander verbunden sind, bei dem in beiden Gehäuseteilen Einfüllöffnungen vorgesehen sind, bei dem an der Gehäuseinnenwand ein die Schweißnaht überdeckendes, ringförmiges Halteorgan mit einer Vorrichtung zur Abweisung von Schweißgut angeordnet ist und bei dem zwischen dem Halteorgan und der Gehäuseinnenwand eine das Gehäusein zwei Kammern veränderlichen Volumens unterteilende Membran eingespannt ist.
Ein Druckspeicher mit den vorstehenden Merkmalen ist beispielsweise durch die DE-OS 23 25 844 bekannt geworden.
Der bekannte Druckspeicher weist ein zweiteiliges, rotationssymmetrisches Gehäuse auf, dessen Ober- und Unterteil durch Verschweißung miteinander verbunden sind. An der Innenwand des Gehäuses ist im Bereich der Schweißnaht ein Haltering angeordnet. Der Haltering ist an seinem unteren Ende derart von der Innenwand abgegebogen, daß er das Ende einer das Gehäuse in zwei Kammern unterteilenden Membran umgreift und im Zusammenwirken mit einer Ringnut im Gehäuseunterteil festhält.
Das obere Ende des Halterings ist in ähnlicher Weise abgebogen und dient zur Lagerung eines Dichtringes. Der Haltering ist in seinem der Schweißnaht gegenüberliegenden Bereich nach innen eingebogen und mit einer Schicht versehen, die bei der Schweißung eventuell eintretendes Schweißgut abweist und den Haltering vor thermischer Uberbeanspruchung schützt.
Durch diese Anordnung wird zwischen dem Haltering, der Gehäuseinnenwand, dem eingespannten Ende der Membran und dem Dichtring ein Spalt gebildet, der sich stets mit einer relativ großen Zeitkonstanten dem Druck in den beiden Kammern angleicht.
Geht man von einem Zustand aus, in dem über längere Zeit hoher Druck im Speicher geherrscht hat und der Druck im Spalt einen entsprechenden Wert erreicht hat und nimmt eine relativ starke Entleerung des Speichers an, so stellt sich unter Umständen eine hohe Druckdifferenz zwischen dem Spalt und der die Druckflüssigkeit aufnehmenden Kammer ein.
Der in dem Spalt herrschende Druck ist demnach bestrebt, das eingespannte Ende der Membran aus seiner Halterung zu drücken, wodurch der Druckspeicher vollkommen funktionsuntüchtig werden würde.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Druckspeicher der eingangs genannten Gattung zu schaffen, dessen eingespanntes Membranende von Druckdifferenzen freigehalten und daher sicher gelagert ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß über Druckmitteldurchlässe eine Verbindung zwischen der durch öldruck beaufschlagbaren Kammer und dem eingespannten Ende der Membran hergestellt ist. Durch diese Ausgestaltung ist erreicht, daß die Druckdifferenz am eingespannten Ende der Membran in jedem Betriebszustand Null ist und somit keine Druckkräfte auf die Membran ausgeübt werden, die zu einem Ausbrechen des Membranendes aus der Halterung führen könnten.
Wenn das Halteorgan mit einer der Schweißnaht gegenüberliegenden Ringnut versehen ist, ist in einfacher und vorteilhafter Weise sichergestellt, daß thermische Überschußenergie nicht dirket auf das Halteorgan einwirkt und dort Beschädigungen hervorruft. Vielmehr kann sich die in den durch die Ringnut und die Gehäuseinnenwand gebildeten Ringraum eindringende thermische Uberschußenergie verteilen. Zudem wird sie durch die in den Ringraum mündenden Druckmitteldurchlässe in die durch öldruck beaufschlagbare Kammer abgeführt.
Während des Schweißvorgangs dringt nicht nur thermische Uberschußenergie, sondern auch sogenanntes Schweißgut (abgeschmolzene Metallpartikel, Schlacke) in die Ringnut ein. Um zu verhindern, daß derartiges Schweißgut durch die in die Ringnut mündenden Druckmitteldurchlässe entweicht und auf diese Weise das Drucköl nicht unerheblich mit Verunreinigungen anreichert, ist in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß zumindest die Druckmitteldurchlässe zu der mit Öldruck beaufschlagbaren Kammer eine Filterwirkung besitzen. Dadurch wird das Hydrauliköl von Schweißrückständen freigehalten.
Zur Realisierung der Filtereigenschaft kann einerseits ein Filtersieb eingesetzt werden, das beispielsweise als in sich geschlossener, in die Ringnut eingesetzter Filterring ausgebildet sein kann. Vorteilhaft ist ferner, die Druckmitteldurchlässe labyrinthartig zu der mit Öldruck beaufschlagbaren Kammer zu führen. Durch diese Maßnahme läßt sich die Filterwirkung unter Wegfall eines separaten Filters allein durch geeignete Formgebung des Halteorgans realisieren. Dadurch wird unmittelbar eine Kosteneinsparung erzielt. Außerdem vermindert sich durch den Wegfall eines Bauteiles das Speichergewicht.
Um bei der Ausführungsform ohne Filterring einen zusätzlichen thermischen Schutz des Halteorgans sicherzuç stellen, ist in einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Druckspeichers vorgeschlagen, daß auf den Grund der Ringnut ein Ring aus hitzbeständigem Material eingelegt ist. Im Hinblick auf eine einfache Montage ist es ferner vorteilhaft, wenn der Ring ein radial vorgespannter Federring ist, dessen offene Enden eine Ausweitung bei der Montage gestatten und der sich anschließend infolge der Vorspannung mehr oder weniger selbsttätig der Kontur des Nutgrundes anpaßt.
Ferner ist es vorteilhaft, das Halteorgan zwischen der Ringnut und dem eingespannten Ende der Membran mit sich am Gehäuse abstützenden Erhebungen zu versehen, zwischen denen die Druckmitteldurchlässe gebildet sind. auch hier lassen sich die Druckmitteldurchlässe also durch einfache Formgebung des Halteorgans realisieren.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in Fig.1 bis Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen Druckspeicher im Schnitt, Fig. 2 und 3 Teilschnittzeichnungen des Drucksoeichers im Bereich der Schweißnaht und Fig. 4 die Vorderansicht eines Halteorgans.
Einander entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist mit 1 ein aus einem Gehäuseoberteil 2 und einem Gehäuseunterteil 3 bestehendes Speichergehäuse bezeichnet, bei dem die Gehäuseteile 2,3 durch eine Schweißnaht 4 miteinander verbunden sind. Das Gehäuseoberteil 2 ist mit einer Füllöffnung 5 versehen, durch die der Druckspeicher mit Gas, beispielsweise Stickstoff, gefüllt ist und durch ein Verschlußelement 6 gasdicht verschließbar ist.
Gegenüber der Füllöffnung 6 befindet sich am Gehäuseunterteil 3 eine weitere Füllöffnung 7, durch die dem Druckspeicher Hydrauliköl zuführbar ist. Die Füllöffnung 7 steht mit einem Anschlußstutzen 8 zum Anschluß des Druckspeichers an eine Hydraulikanlage in Verbindung. Die Verbindung zwischen dem Gehäuseunterteil und dem Anschlußstutzen 8 ist beispielsweise durch eine weitere Schweißnaht 9 hergestellt.
Im Inneren des Speichergehäuses 1 ist ein die Schweißnaht 4 überdeckendes, ringförmiges Halteorgan 1o eingesetzt, das in dem der Schweißnaht 4 gegenüberliegenden Bereich mit einer umlaufenden Ringnut 11 versehen ist. Das Halteorgan 1o ist durch Vorsprünge 12 teilweise am Gehäuseoberteil 2 abgestützt, während Vorsprünge 13 zu einer Abstützung des Halteorgans 1o am Gehäuseunterteil 3 führen. Da das Halteorgan 1o beiderseits der Ringnut 11 nur teilweise am Speichergehäuse 1 anliegt, werden von der Ringnut 11 ausgehende Druckmitteldurchlässe 14,15 gebildet.
Das in das Gehäuseoberteil 2 hineinragende Ende des Halteorgans 10 weist eine Ringschulter 16 auf, die mit dem Speichergehäuse 1 einen Ringspalt 17 bildet, wobei die Breite des Ringspaltes 17 veränderlich ist und sich zum Ende der Ringschulter 16 verengt. In diesem Ringspalt 17 ist das mit einem Ringwulst 18 versehene Ende einer elastischen Membran 19 gehalten. Die Membran 19 teilt das Innere des Speichergehäuses 1 in zwei Kammern 20,21 veränderlichen Volumens auf, von denen die eine Kammer 20 mit Gas füllbar ist und die andere Kammer 21 mit einem hydraulischen Druck beaufschlagbar ist. Für eine sichere gegenseitige Abdichtung der Kammern 20,21 sorgt der Ringwulst 18, der sich im montierten Zustand unter elastischer Verformung am Gehäuseoberteil 2 und an der Ringschulter 16 des Halteorgans 1o abstützt.
Die Vorsprünge 12,13 liegen nach dem Zusammenbau des Druckspeichers in Ringnuten 22,23,so daß das Halteorgan 1o gegen axiale Verlagerungen gesichert ist und das Gehäuseoberteil 2 und das Gehäuseunterteil 3 bereits vor Aufbringen der Schweißnaht 4 in eine eindeutige Position zueinander gebracht sind.
Die vorstehende Beschreibung verdeutlicht, daß der Ringwulst 18 der Membran 19 mit dem Halteorgan 1o und dem Gehäuseoberteil 2 nach der Montage einen Ringraum 24 bildet, der über die Druckmitteldurchlässe 14,15 ständig eine Verbindung mit der durch Öldruck beaufschlagbaren Kammer 21 des Druckspeichers besitzt. Der Druck im Ringraum 24 entspricht also stets dem Druck in der Kammer 21.
Während des Betriebs entsprechen aber auch die Drücke in den Kammern 2o,21 einander, so daß die Druckdifferenz an dem Ringwulst 18 des Halteorgans 1o in jedem Fall Null ist.
Beim Verschweißen von Gehäuseoberteil 2 und Gehäuseunterteil 3 dringen stets Verunreinigungen in das Innere des Speichergehäuses 1 ein, die daran gehindert werden müssen, in die Kammer 21 und in die angeschlossene Hydraulikanlage zu gelangen. Derartige Verunreinigungen (abgeschmolzene Metallpartikel, Schlacke) gelangen selbst unter Anwendung des Elektronenstrahlschweißens oder des Laserstrahlschweißens, bei denen die Schweißtiefe sehr genau einstellbar ist, in die Ringnut 11 Um das Abwandern der Verunreinigungen zur Kammer 21 zu verhindern, ist den Druckmitteldurchlässen 15 zwischen der Ringnut 11 und der Kammer 21 eine Filterwirkung zugeordnet.
Eine erste Möglichkeit zur Realisierung der Filterwirkung zeigt Fig. 2, in der ein vergrößerter Ausschnitt des Druckspeichers im Bereich der Schweißnaht 4 dargestellt ist.
Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform ist gegenüber Fig. 1 insofern abgewandelt, als in die Ringnut 11 ein Filterring 25 eingesetzt ist. Ferner liegt das in der Darstellung untere Ende des Halteorgans 1o über den ganzen Umfang am Gehäuseunterteil 3 an. Um dennoch einen Druckausgleich zwischen dem Ringraum 24 und der Kammer 21 zu schaffen, führen von der Ringnut 11 auf dem Umfang des Halteorgans 1o verteilte Druckmitteldurchlässe 26 in die Kammer 21.
Auf diese Weise ist ein ständiger Druckausgleich zwischen dem Ringraum 24 und der Kammer 21 sichergestellt, doch werden beim Verschweißen eingedrungene Verunreinigungen vom Filterring 25 aufgefangen bzw. daran gehindert, in die Kammer 21 abzuwandern und von dort in die am Druckspeicher angeschlossene Hydraulikanlage einzudringen. Der Filterring 25 besteht beispielsweise aus einem Drahtgeflecht oder aus porösem Sintermaterial und ist hitzebeständig, so daß er neben der Aus filterung von Verunreinigungen auch die Aufgabe erfüllt, die beim Schweißvorgang in das Innere des Ge häuser1 eindringende thermische Überschußenergie aufzufangen und zu verteilen. Auf diese Weise werden thermische Beschädigungen des Halteorgans 1o, das vorzugsweise aus Kunststoff mit entsprechenden Festigkeitswerten hergestellt ist, vermieden.
L e e r s e i t e Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeisplel ist eine andere Möglichkeit zur Erzielung der Filterwirkung angedeutet. Der mit dem Gehäuseunterteil 3 in Kontakt tretende Teil des Halteorgans lo weist zwei Umfangserhebungen 27,28 auf, zwischen denen eine umlaufende Vertiefung 29 gebildet ist. Nach Art einer Labyrinthdichtung weist die Umfangserhebung 27 einen Durchgang 30 zwischen den Ringnuten 11, 9 und die Umfangserhebung 28 einen vorzugsweise um 1ba° versetzt angeordneten Durchgang zwischen der Ringnut 29 und der mit Hydrauliköl befüllbaren Kammer 21 auf.
Dies ist aus Fig. 4 besser ersichtlich. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Filterring25 nach Fig. 2 fortgefallen. Um das Halteorgan 1o dennoch vor thermischen Beschädigungen zu schützen, ist in die Ringnut 11 ein Bandkörper 32 aus einem hitzebeständigen Werkstoff eingelegt. Dieser Bandkörper 32 ist beispielsweise ein radial vorgespannter Ring aus Federstahl mit offenen Enden oder ein Rohrkörper, bei dem durch den inneren Hohlraum eine sehr gute Wärmeableitung- und verteilung bedingt ist.
Das Gehäuseoberteil 2 und das Gehäuseunterteil 3 sind im Bereich der Schweißnaht 4 mit nach außen gerichteten Ringschultern 33,34 versehen, wodurch sich die Kontaktfläche zwischen den Teilen 2,3 vergrößert und ein entsprechender Stabilitätsgewinn erzielt wird.

Claims

Patentansprüche 1. Druckspeicher mit einem starren Gehäuse aus zwei Teilen, die durch eine Schweißnaht miteinander verbunden sind, bei dem in beiden Gehäuseteilen Einfüllöffnungen vorgesehen sind, bei dem an der Gehäuseinnenwand ein die Schweißnaht überdeckendes, ringförmiges Halteorgan mit einer Vorrichtung zu Abweisung von Schweißgut angeordnet ist und der Gehäuseinnenwand eine das Gehäuse in zwei Kammern veränderlichen Volumens unterteilende Membran eingespannt ist, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß über die Druckmitteldurchlässe (14,15,26) eine Verbindung zwischen der durch öldruck beaufschlagbaren Kammer (21) und dem eingespannten Ende der Membran (19) hergestellt ist.
2. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Halteorgan (10) mit einer der Schweißnaht (4) gegenüberliegenden Ringnut (11) versehen ist.
2. Druckspeicher nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die Druckmitteldurchlässe(14,15,26) in den durch die Ringnut (11) gebildeten Ringraum münden und daß zumindest die Druckmitteldurchlässe (15,26) zu der mit Öldruck beaufschlagbaren Kammer (21) eine Filterwirkung besitzen.
4. Druckspeicher nach Anspruch 3, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß in die Druckmitteldurchlässe (26) ein Filtersieb eingesetzt ist.
5. Druckspeicher nach Anspruch 3 und 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß in der Ringnut (11) ein in sich geschlossener Filterring (25) angeordnet ist.
6. Druckspeicher nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Druckmitteldurchlässe (15) labyrinthartig von der Ringnut (11) zur Kammer (21) geführt sind.
7. Druckspeicher nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß auf den Grund der Ringnut (11) ein Ring (32) aus hitzebeständigem Material eingelegt ist.
8. Druckspeicher nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h ne t, daß der Ring (32) ein radial vorgespannter Federring mit offenen Enden ist.
9. Druckspeicher nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß das Halteorgan (1o) zwischen der Ringnut (11) und dem eingespannten Ende der Membran (19) mit sich am Gehäuse (1) abstützenden Vorsprüngen (12) versehen ist, zwischen denen die Druckmitteldurchlässe (14) gebildet sind.
10. Druckspeicher nach Anspruch 9, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß das Halteorgan (1o) mit weiteren Vorsprüngen (13) versehen ist, die sich axial an Ringnuten (22,23) des Gehäuses (1) abstützen.
11. Druckspeicher nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß das Gehäuseoberteil (2) und das Gehäuseunterteil (3) im Bereich der Schweißnaht (4) mit nach außen gerichteten Ringschultern (33,34) versehen ist.