DE3231723A1

DE3231723A1 - Druckspeicher

Info

Publication number: DE3231723A1
Application number: DE19823231723
Authority: DE
Inventors: Manfred 3554 Gladenbach Wege
Original assignee: Bolenz & Schaefer Maschf
Current assignee: Bolenz & Schaefer Maschf
Priority date: 1982-08-26
Filing date: 1982-08-26
Publication date: 1984-03-01
Also published as: AT378624B; ATA25083A

Description

TITELBEZEICHNUNG
Druckspelcher B E S C H R E I B U N G Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckspeicher für Hydraulikanlagen in Schaltwerken elektrischer Hochspannungsleitungen, bestehend aus einem an selnen beiden Stirnselten verschlossenen ZylInder, in dem sich ein den Zylinder In zwet Räume teilender fllegender Kolben befindet, wobei der eine ZylInderraum mit dem Leltungssystem des Druckmediums verbunden Ist, welches dlesen ZylInderraum ausfüllt, während der auf der anderen Selte des Kolbens befindl iche ZylInderraum ein Druckpolster aus komprimiertem Gas enthält und an einen Gasdruckerzeuger anschl ießbar ist, wobei a) die Stirnwände Jewells als In das ZylInderende elnsetzbarer Deckel ausgebildet sind, der mit einer Umfangsfläche an der Innenwand des Zylinders anlegt und mit einem vorspringenden Rand auf der Stirnfläche einer Ausdrehung der ZylInderinnenwand aufgesetzt ist, b) der Deckel durch einen mit dem Ende des Zylinders koaxial verschraubten Schraubring gehalten ist und c) der Deckel auf seiner In den Zylinder hineinragenden Umfangsfläche eine Ausdrehung hat, In der eine Ringdlchtung aus elastischem Materlal angeordnet Ist.
Vorausetzung für eine dauerhafte zuverlässige Funktion eines solchen Druckspeichers ist unter anderem eine einwandfreie Abdichtung der Stirnwände in den Zylinderenden. Bei einer bekannten Ausführung solcher Druckspelcher hat der Deckel auf seiner in den Zylinder hineinragenden Umfangsfläche eine Ausdrehung, in der eine Ringdichtung in Form elnes O-Ringes aus elastischem Material, z.B. synthetischem Kautschuk angeordnet ist.
Die Dlchtungen müssen kl imabedingten Temperaturschwankungen von ca. -40 0C bis +00 0C aushalten und zwar bei Drücken bis zu 375bar.
Es gibt zwar Dichtungsstoffe, die innerhalb dieses Temperaturbereichs funktionsfähig bleiben. Ste sind aber nicht für gasförmige Medien bei Drücken bis zu 375bar geeignet.
Das Gas diffundiert bei solchen Drücken- insbesondere bei sehr niedrigen Temperaturen - durch den Werkstoff hindurch.
Material belastend kommt noch hinzu, daß bei Jedem Schaltvorgang In dem Hydrauliksystem des Schaltwerkes Druckschwankungen bis zu 100bar auftreten können. Solche Druckschwankungen können das Material der Dichtungsrlnge in seiner Struktur zerstören, wenn nicht bei der Herstellung der Druckspeicher Dichtungsringe mit auch nur geringen Strukturmängeln von vornherein ausgesondert werden.
Nur wenige Hersteller sind überhaupt In der Lage, Dlchtungsrlnge herzustellen, die solchen Ansprüchen genügen können. Aber auch dabei ist der Anteil der als unbrauchbar auszusondernden Dichtungsringe so hoch, daß die Aussonderung sowohl hinsichtlich der Materialkosten, als auch insbesondere hinsichtl ich des hohen manuellen Arbeltsaufwandes für das Aussondern einen ganz beträchtlichen Anteil an den Kosten solcher Druckspeicher ausmachen.
Es ist ferner folgendes zu berücksichtigen: Bel einem Dekkel aus einer Deckelplatte und einem gegen diese beweglich angeordneten Deckelriny kann sich der Querschnitt der zwlschen diesen beiden Bauteilen befindlichen Rlngnut gegen den Wlderstand des Dichtungsringes verrlngern. Bei Verwendung einer Dichtung In der bekannten O-Rlngform ergeben sich daher Schwierigkeiten dadurch, daß eine verhältntsmäßig kleine Auflagefläche dem gesamten axial auf die Dichtung wirkenden Druck ausgesetzt ist. Der Dichtungsring verformt sich dann erheblich, wobel die Zylinderwand einem starken radialen Druck ausgesetzt Ist, der zur Aufbauchung des Zylinders führen kann.
Außer an den Dichtungen haben die Druckspeicher praktisch keinen Verschleiß. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit konstruktiven Mitteln eine neue Dichtung zu schaffen, durch die die vorbeschriebenen Schwierigkeiten hinsichtlich der hohen Materialansprüche zu beseitigen sind.
Zur Lösung dleser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Druckspeicher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzelchnenden Merkmale der Patentansprüche 1 bis 7, wobei die Merkmale der Ansprüche 6 und 7 zwei alternative Lösungen für die Befestigung der Stirnwände an den Zylinderenden angeben.
Die ringschelbenartige Form des Dichtungsringes 5 hat gegenüber der O-Rlngform den Vorteil, daß der von der Deckelplatte 2 und dem Deckelrlng 3 ausgehende Druck auf eine wesentlich größere Fläche gleichmäßig verteilt wird. Die radiale Verformung des Dichtungsringes bei wachsendem Druck im Zylinder wird dadurch In erlaubten Grenzen gehalten, so daß die Gefahr einer Aufweltung der Zylinderwand im Dichtungsbereich nicht mehr besteht.
Die Stützringe verschließen die Spalten zwlschen den Dekkelte lein und der ZylInderinnenwand, so daß die Kanten des Dichtungsrlnges nicht mehr dort hineingepreßt werden können.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.
Die Zeichnung stellt einen Axialschnitt durch ein Ende eines erfindungsgemäßen Druckspeichers dar.
Der Druckspeicher besteht aus einem Zylinder 1, der an beiden Stirnenden jeweils durch eine abnehmbare Stirnwand verschlossen Ist. In dem Zylinder befindet sich ein in der Zeichnung nicht dargestellter, den Zylinder in zwei Räume teilender fliegender Kolben. Der eine Zylinderraum ist mit dem Leitungssystem des Druckmediums verbunden. Der auf der anderen Seite des Kolbens befindliche ZylInderraum enthält ein Druckpolster aus komprimiertem Gas und weist eine Anschlußeinrichtung zur Verbindung mit einem Gasdruckerzeuger auf.
Jede Stirnwand des Zylinders 1 besteht aus einer Deckelplatte 2, einem Deckel ring 3 und einem Schraubring 4, der mit dem Endabschnltt la des Zylinders 1 verschraubt ist.
Die Deckelplatte 2 ist in den Zylinder 1 eingesetzt und weist an ihrer Umfangsfläche eine Ausdrehung 2a auf. Der Deckelring 3 hat einen in den Zylinder 1 hineinragenden ringscheibenartigen Ansatz 3a, mit dem er die Deckelplatte 2 in deren Ausdrehung 2a hineinragend übergrelft. Der Dekkelrlng 3 hat ferner einen radial vorstehenden Rand 3b, mit dem er auf der Stirnfläche einer Ausdrehung lb im Endabschnitt des Zylinders 1 aufsitzt. Der äußere Rand der Ausdrehung 2a In der Deckelplatte 2 und der dieser Ausdrehung zugekehrte Rand am ringscheibenart igen Ansatz 3a des Deckel ringes 3 sind nach außen abgeschrägt, so daß die Ausdrehung zur Zylinderwand hin auf jeder Seite eine keilförmige Erweiterung aufweist.
In dem von der Deckel platte 2 einerseits und dem Deckelring 3 andererseits be(Jren7ten ringnutiörmigen Raum befindet sich ein Dichtungjring 5 in r<rm einer dicken Ringscheibe aus weichelastischem Material. Diese weist an Ihren beiden Außenkanten sowie an ihrer deckel ringseitigen Innenwand Je eine Ausdrehung 5a, 5b mit quadratischem Querschnitt auf. Die Tlefe der Ausdrehungen 5b an den Außenkanten des Dlchtungsrlnges 5 entspricht Jeweils der Tiefe der Abschrägungen am äußeren Rand der Deckelplatte 2 bzw. dem der Deckelplatte 2 zugekehrten Außenrand des Deckelrlnges 3, so daß die Jeweils von den Ausdrehungen 5b im Dichtungsrlng 5 und den Abschrägungen an der Deckelplatte 2 bzw.
dem Deckelrlng 3 gemeinsam gebildeten Ringnuten kellförmig zur Zyltnderwand hin auslaufen.
In den von der Ausdrehung 5a an der deckelringseitigen Innenkante des Dichtungsringes 5 sowie von den Ausdrehungen 5b an den Außenkanten des Dlchtungsrlnges 5 und den Abschrägungen an den dtchtungsrtngseltigen Außenkanten der Deckelplatte 2 und des Deckelrtnges 3 Jewells gemelnsam gebildeten Ringnuten sind Stützringe 6, 7, 8 aus einem noch verformbaren, aber im Vergleich zum Dichtungsring 5 wesentlich festeren Material angeordnet, deren Querschnitte Jeweils den Querschnitten der Ringnuten entsprechen.
Die Stützrlnge können aus Polyacethalharz, aus mit Glasgrieß durchsetztem Polyamid, aus Kupfer oder einem anderen geelgneten Material bestehen.
Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Druckspelcher für Hydraulikanlagen In Schaltwerken elekfrischer Hochspannungsleitungen, bestehend aus einem an selnen beladen Stirnseiten verschlossenen Zylinder, in dem sich ein den Zylinder In zwei Räume tellender fllegender Kolben befindet, wobei der eine Zylinderraum mit dem Leltungssystem des Druckmedlums verbunden Ist, welches dlesen ZylInderraum ausfüllt, während der auf der anderen Seite des Kolbens befindliche Zylinderraum ein Druckpolster aus komprimiertem Gas enthält und an einen Gasdruckerzeuger anschließbar Ist, wobei a) die Stirnwände Jeweils als in das Zylinderende eingesetzter Deckel ausgebildet sind, der mit einer Umfangsfläche an der Stirnwand des Zylinders anllegt und mit einem vorspringenden Rand auf der Stirnfläche einer Ausdrehung an der Zyl inderinnenwand aufgesetzt ist, b) der Deckel durch einen mit dem Ende des Zylinders koaxial verschraubten Schraubrlng gehalten ist und c) der Deckel auf seiner in den ZylInder hineinragenden Umfangsfläche eine Ausdrehung hat, In der eine Ring- dichtung aus elastischem Material angeordnet ist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale und deren Kombination: d) der Deckel ist aus zwei Teilen zusammengesetzt, näm-1 ich einer Deckelplatte C2) und einem Deckelring (3); e) die Deckelplatte (2) weist auf ihrem Umfang eine zur Außenseite hin offene Ausdrehung (2a) auf; f) der Deckelring (3) besteht aus einer In den Zylinder (1) hineinragenden Ringscheibe (3a), die die Deckelplatte (2) In deren Ausdrehung (2a) hineinragend übergreift und einen radial vorsprlngenden Rand (3b) hat, mit dem er auf der Stirnfläche einer Ausdrehung (lb) Im Endabschnitt des Zylinders (lX aufsitzt; g) die Mantelfläche der Ausdrehung (2a) in der Deckelplatte (2) weist nahe ihrem stirnseitigen Rand eine Rlngnut (9) auf, In der ein den Deckelrlng (3) hintergreifender Segerring (10) angeordnet ist, wobel die Ringnut (9) etwas breiter als der Segerrlng (10) dick ist; h) der äußere Rand der Ausdrehung (2a) an der Deckelplatte (2) und der dieser Ausdrehung zugekehrte äussere Rand des Deckelri.nges (3) sind abgeschrägt, so daß der von der Deckelplatte C2) seinerseits und dem Deckel ring andererseits begrenzte ringnutförmige Raum sich zur ZylInderwand hin verbreitert; e) In dem von der Deckelplatte (2) einerseits und dem Deckelring (3) andererseits begrenzten ringnutförminen Raum befindet sich ein Dichtungsring (5) in Form einer Ringscheibe aus elastischem Materlal, die an ihren beiden Außenkanten sowie an Ihrer deckelringseltigen Innenkante Je eine Ausdrehung (5a, 5b) mit vorzugswelse quadratischem Querschnitt aufweist; j) die Tiefe der Ausdrehungen (5b) an den Außenkanten des Dichtungsringes (5) entspricht Jeweils der Tiefe der Abschrägungen am äußeren Rand der Deckelplatte (2) bzw. an dem der Deckelplatte (2) zugekehrten Außenrand des Deckelrlnges (3); k) in den Ringnuten, die von der Ausdrehung (5a) an der Dichtungsring-Innenkante sowie von den Ausdrehungen (5b) an den Außenkanten des Dichtungsringes gemelnsam mit den Abschrägungen an der Außenkante der Deckelplatte (2) und des Deckelringes (3) gebildet werden, sind Stützringe (6, 7, 8) aus einem noch verformbaren, aber im Verglelch zum Dichtungsring (5) erheblich festeren Material angeordnet, deren Querschnitte Jeweils den Querschnitten der Ringnuten entsprechen.
2. Druckspeicher nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e 1 c h n e t , daß der Dichtungsring (5) aus einem an sich bekannten Dichtungsmaterial, vorzugsweise aus synthetischem Kautschuk (Perbunan) besteht.
3. Druckspeicher nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß die Stützrlnge (6, 7, 8) aus einem synthetischen Werkstoff, beispielsweise aus Polyacethalharz bestehen.
4. Druckspeicher nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e I c h n e t , daß die Stützrlnge (6, 7, 8) aus einem mit Glasgrieß durchsetzten Polyamid bestehen.
5. Druckspeicher nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß die Stützrlnge (6, 7, 8) aus einem für Dichtungen geeigneten Metall, vorzugsweise Kupfer, bestehen.
6. Druckspeicher nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein oder beide Endabschnitte des Zylinders, (1) ein Innengewinde (lc) haben, mit dem der Schraubring (4) mit einem AuBengewinde verschraubt ist.
7. Druckspeicher nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß ein oder belde Endabschnitte des Zylinders (1) ein Außengewinde haben, mit dem der als Überwurfmutter ausgebildete Schraubring verschraubt ist.