DE3313910A1

DE3313910A1 - Hydropneumatischer druckspeicher

Info

Publication number: DE3313910A1
Application number: DE19833313910
Authority: DE
Inventors: Ludwig 6000 Frankfurt Budecker; Jochen 6050 Offenbach-Rumpenheim Burgdorf
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1983-04-16
Filing date: 1983-04-16
Publication date: 1984-10-18

Description

Jiydropneumat i scher Druckspeicher
Die Erfindung bezieht sich auf einen hydropneumatischen Druckspeicher mit einem Gehäuse, bei dem der Gehäuseinnenraum durch einen gasdurchlässigen Trennkörper in zwei Kammern veränderlichen Volumens unterteilt ist, wobei eine erste Kammer mit Gas befüllt und eine zweite Kammer mit Drucköl beaufschlagbar ist.
Bei hydropneumatischen Membran- und Blasenspeichern ist es als nachteilig bekannt, daß während des Betriebes Gas durch die Membran in das Drucköl diffundiert, wodurch sich der Gasfülldruck allmählich verringert und ein unzulässig niedriges Maß erreichen kann, bei dem der Druckspeicher im Rahmen der Forderungen nicht mehr funktionsfähig ist. Es ist bekannt, daß der Gasaustausch umso stärker ist, je höher die Betriebstemperatur des Druckspeichers ist. Dieser Nachteil von Membran- und Blasenspeichern wirkt sich insbesondere bei Anwendungen im Kraftfahrzeug nachteilig aus, da im Motorraum in der Regel sehr hohe Temperaturen vorliegen.
Zur Vermeidung derartiger Nachteile sind die verschiedensten Lösungen bekannt geworden. Beispielsweise schlägt die DE-OS 29 10 554 zur Verhinderung eines permeationsbedingten Gasaustausches bei einem Druckspeicher vor, das Gehäuse des Druckspeichers durch zwei Trennwände in drei Kammern zu unterteilen. Durch eine erste Trennwand, die als Metallbalg ausgeführt ist, wird vom Gehäuse ein mit Gas gefüllter Raum abgeteilt. Eine zweite Trennwand ist derart im Gehäuse angeordnet, daß sie eine mit Drucköl beaufschlagbare Kammer vom Gehäuse abteilt. Zwischen den heiden Trennwänden befindet sich eine Kammer unveränderlichen Volumens, die mit einer Trennflüssigkeit gefüllt ist.
Bei einem derartigen Druckspeicher mit zwei Trennwänden ist das im Gasraum enthaltene Gas zwar sicher daran gehindert, in den mit Drucköl beaufschlagbaren Raum zu gelangen, doch ist der konstruktive Aufwand relativ groß, so daß sich entsprechend hohe Fertigungs- und Materialkosten einstellen. Es ist ferner als nachteilig zu bezeichnen, daß die als Metallbalg ausgeführte Trennwand dem zugeführten Drucköl einen relativ großen Widerstand entgegensetzt. Außerdem sind bei der beschriebenen onstruktion zwei Trennwände sicher im Gehäuse zu lagern, wobei die Lagerung der Trennwände in der Regel konstruktive und fertigungstechnische Schwierigkeiten bereitet.
Die vorliegende Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, einen hydropneumatischen Druckspeicher der eingangs genannten Gattung zu schaffen, dessen Lebensdauer ohne besondere konstruktive Maßnahmen wesentlich verlängert ist.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in die erste Kammer des Druckspeichers ein Gas mit unterschiedlichen Moleküldurchmcssern eingebracht ist. Vorzugsweise ist als Gasbefüllung ein Gemisch aus einem Gas mit einem geringeren Moleküldurchicsser und einem Gas mit einem relativ großen Moleküldurchmesser eingesetzt, wobei der permeationskoeffizient des Gases mit einem größeren Moleküldurchmesser wesentlich geringer ist. Das Gas mit dem geringeren Permeationskoeffizienten hat somit erheblich größere Schwierigkeiten, die im Druckspeicher angeordnete Trennwand zu durchdringen.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, in die erste Kammer ein Gemisch aus Stickstoff und Schwefelhexafluorid einzufüllen. Während Stickstoff das allgemein übliche Gas zur BefUllung von hydropneumatischen Druckspeichern ist, zeichnet sich Schwefelhexafluorid zunächst dadurch aus, daß es in jedem Verhältnis mit Stickstoff mischbar ist.
Wie jedes andere Gas, so hat auch Schwefelhexafluorid sogenannte kritische Daten, die zu Zustandsänderungen führen. So liegen die kritischen Daten von Schwefelhexafluorid bei einem kritischen Druck von 38,3 bar und einer Temperatur von 318,8 K (45,6"C). Dies bedeutet, daß Schwefelhexafluorid oberhalb der kritischen Temperatur von 45,60C nicht mehr zu verflüssigen ist, wo'trend unterhalb dieser kritischen Temperatur bereits ein Druck von 38,6 bar ausreicht, um das Gas in den flüssigen Zustand zu überführen.
Wird nun in einem hydropneumatischen Druckspeicher der eingangs genannten Art eine Mischung aus Stickstoff und Schwefelhexafluorid oder einem Gasgemisch in ähnlicher Zusammensetzung eingesetzt, so werden die permeationsbedingten Gasverluste insbesondere bei hohen Temperaturen erheblich reduziert. Solange die Temperatur unterhalb der kritischen Temperatur von 45,6"C und einem Druck oberhalb von 38,3bar liegt, so wird sich das Schwefelhexafluorid verflüssigen, so daß es zu einem Druckabfall innerhalb der mit Gas gefüllten Kammer des Druckspeichers kommt.
Diese Erscheinung ist jedoch insofern unschädlich, als sie nur das Arbeitsvermögen des Druckspeichers in einem bestimmten Druckbereich vermindert.
Sobald die in der ersten Kammer des Druckspeichers vorherrschende Temperatur den kritischen Temperaturwert des Gases mit dem größeren Moleküldurchmesser wieder übersteigt, so stellt sich unmittelbar das volle Arbeitsvermögen des Druckspeichers ein.
Wird ein hydropneumatischer Druck speicher der vorstehend beschriebenen Art zur hydraulischen Druckversorgung von Servoaggregaten in Kraftfahrzeugen eingesetzt, so wird im allgemeinen der Motorraum als Einbauort für den Druckspeicher ausgewählt. Im allgemeinen liegen dort aber die Temperaturen zumindest im Hinblick auf Schwefelhexafluorid oberhalb der krtischen Temperatur, so daß eine Verminderung des Arbeitsvermögens des Druckspeichers ausschließlich bei extremen Betriebsbedingungen und vorübergehend eintreten wird.
Sofern die Umgebungstemperaturen des Druckspeichers bei anderen Einsatzbedingungen ständig unterhalb der kritischen Temperatur des Gases mit größerem Moleküldurchmesser liegen, kann vorgesehen werden, der mit Gas gefüllten Kammer des Druckspeichers eine Heizvorrichtung zuzuordnen, die das Gasgemisch auf einer bestimmten 5'emperatur hält, die oberhalb der kritischen Temperatur liegt. Auch einem im Motorraum eines Kraftfahrzeuges installierten Druckspeicher kann eine derartige Beheizung zugeordnet werden, so daß auch bei winterlichen Betriebsbedingungen die Phase des verminderten Arbeitsvermögens des Druckspeichers entsprechend dem Leistungsvermögen der Heizvorrichtung verkürzt wird.

Claims

Patentansprüche Hydropneumatischer Druckspeicher mit einem Gehäuse, bei dem der Gehäuseinnenraum durch einen ausschließlich permeationsbedingt gasdurchlässigen Trennkörper in zwei Kammern veränderlichen Volumens unterteilt ist, wobei eine erste Kammer mit Gas befüllt und eine zweite Kammer mit Drucköl beaufschlagbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die erste Kammer mit einem Gas mit unterschiedlicher Moleküldurchmessern befüllt ist.
2. Hydropneumatischer Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß als Gasbefüllung ein Gemisch aus einem Gas mit geringerem Moleküldurchmesser und einem Gas mit einem vergleichsweise wesentlich größerem Moleküldurchmesser eingesetzt ist.
3. Hydropneumatischer Druckspeicher nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß als Gas mit geringerem Moleküldurchmesser Stickstoff und als Gas mit großem Moleküldurchmesser Schwefelhexafluorid eingesetzt ist.
4. HydropneuIllatischer Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die zweite Kammer heizbar ist.