DE3325471A1 - Druckfester hydrospeicher und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Druckfester hydrospeicher und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
21374
STEB S.A.
Genf (Schweiz)
Genf (Schweiz)
Druckfester Hydrospeicher und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft einen Hydrospeicher, insbesondere
einen Hydrospeicher mit einem Druckgefäß, das am unteren Ende einen Ölanschluß besitzt, ferner mit einer am oberen Ende des
Druckgefäßes vorgesehenen Kappe, einem in der Kappe angeordneten Gaseinfüllventil und einer Blasenanordnung, die den Innenraum des
Druckgefäßes in zwei Kammern teilt, von denen die eine mit dem ölanschluß und die andere mit dem Gaseinfüllventil in Verbindung
steht.
Hydrospeicher werden zunehmend als Energiespeicher und Druckstoßdämpfer sowie für andere Zwecke verwendet und sollen so
konstruiert sein, daß sie einerseits wirtschaftlich hergestellt werden können und andererseits den Drücken gewachsen sind, denen
sie im Betrieb ausgesetzt sein können. Bei der Herstellung von bekannten Hydrospeichern kann man an dem Druckgefäß und an der
das Druckgefäß am einen Ende verschließenden Kappe je einen Gewindeanschluß
vorsehen. Wenn diese Teile des Hydrospeichers unter Zwischenlage von O-Ringen oder ähnlichen Dichtungen zusammengesetzt
worden sind, kann der Hydrospeicher einem hohen Innendruck ausgesetzt werden, ohne daß eine Gefahr besteht, daß sich die
Kappe axial von dem Druckgefäß löst. Die Herstellung des Druckgefäßes und der Kappe beispielsweise durch Schmieden und die
darauffolgende Ausbildung der Gewindeanschlüsse an diesen Teilen
durch spangebende Bearbeitung stellen jedoch sehr auf v/endige
Arbeiten dar, deren Kosten die Zwecke einschränken, für die der Hydrospeicher wirtschaftlich verwendbar ist.
Es sind schon zahlreiche Maßnahmen zur Herstellung einer druckfesten Verbindung zwischen der Kappe und dem offenen
Ende des Druckgefäßes vorgeschlagen worden. Beispielsweise ist vorgeschlagen worden, die metallischen Teile durch. Rollen derart
zu verformen, daß sie formschlüssig ineinandergreifen. Ein Rolloder
Drückverfahren zum Verbinden der genannten Teile ist beispielsweise
in der US-PS 4 280 533 beschrieben. Für den Fachmann auf dem Gebiet der Metallverformung versteht es sich jedoch, daß
ein. Abkanten oder ein Fügen durch Roll- oder Drückverfahren nur
bei relativ dünnen Blechen möglich ist, so daß auf diese Weise hergestellte Druckspeicher nicht für den Betrieb unter hohen
Drücken geeignet sind. Ferner kommt es beim Abkanten von Metallen durch Rollen häufig zur Bildung von Kristallen in den verformten
Bereichen und damit zu einer Schwächung des Metallgefüges.
Es ist ferner bekannt, die Kappe und das Druckgefäß eines Hydrospeichers dadurch miteinander zu verbinden, daß diese
beiden Teile zusammengesetzt und der Mantal des Druckgefäßes und die abwärtsgekehrte Fläche der Kappe miteinander verschweißt werden.
Es hat sich aber gezeigt, daß besonders beim Betrieb unter hohen Drücken die Schweißnaht insbesondere an ihrer Grenzfläche
zu dem Mantel des Druckgefäßes abscheren oder sich ablösen kann, so daß dort ein Leck entsteht, und daß unter extremen Bedingungen
die Kappe vollständig von dem Druckgefäß abgesprengt werden kann.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung
eines neuen, druckfesten Hydrospeichers.
Fener besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung eines Hydrospeichers der beschriebenen Art, in dem
cine zur Aufnahme des Gaseinfüllventils bestimmte Kappe an dem
Druckgefäß mit zwei ringförmigen Schweißnähten befestigt ist, die eine festere Verbindung zwischen der Kappe und dem Druckgefäß
gewährleisten, so daß der Hydrospeicher höheren Drücken gewachsen ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zum Herstellen eines druckfesten Hydro-Speichers
unter Herstellung einer inneren Schweißnaht zwischen der Kappe und dem oberen Ende des Druckgefäßes durch eine in der
Kappe ausgebildete öffnung hindurch, die zur späteren Aufnahme des Gaseinfüllventils bestimmt ist.
Die. Erfindung hat ferner die Aufgabe, für die Herstellung eines derartigen Hydrospeichers ein Verfahren zu schaffen,
in dem die Kappe durch eine innere und eine äußere Schweißnaht mit dem Körper des Druckgefäßes verbunden wird und erst danach
ihre endgültige Form erhält.
Zur Lösung dieser Aufgaben schafft die Erfindung einen Hydrospeicher und ein Verfahren zu seiner Herstellung, in
dem die aus dem Druckgefäß, der Blasenanordnung und der Kappe bestehenden Teile des Hydrospeichers durch drei ringförmige
Schweißnähte miteinander verbunden sind bzw. werden. Um eine hohe Festigkeit des Hydrospeichers gegenüber den radialen und
axialen Kräften zu gewährleisten, die auf die Beaufschlagung des
Druckgefäßes mit hohem Druck zurückzuführen sind, müssen zwei dieser Schweißnähte die Kappe und das Druckgefäß miteinander verbinden.
Von diesen beiden Schweißnähten ist die eine die im wesentlichen übliche, äußere Schweißnaht und die andere eine ununterbrochene
ringförmige innere Schweißnaht zwischen dem oberen Rand des Druckgefäßes und der inneren Seitenwandung der Kappe. Mit
dieser Ausbildung wird eine viel höhere Festigkeit gegenüber radialen und axialen Drücken erzielt als mit der üblichen Verbindung
durch nur eine einzige äußere Schweißnaht.
Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht in der Verwendung eines Tragringes, der an der Innenwandung des Druckgefäßes
angeschweißt ist und zum Tragen dor Blase dient. Derartige Tragringe sind an sich bekannt. Gemäß der Erfindung steht jedoch
der Tragring an seinem oberen Ende über den oberen Rand des Druckgefäßes vor, so daß zwischen der Innenwandung der Kappe und
dem aufwärts vorstehenden Endteil des Tragringes für die Blase eine Ringrinne zur Aufnahme der inneren Schweißnaht vorhanden ist.
Diese Ringnut verhindert, daß Schweißgut ins Innere der Blase fließt und die Blase beschädigt oder zerstört.
^ Die Erfindung schafft ferner ein neuartiges Verfahren
zum Herstellen eines Druckgefäßes, wobei der Zugang zu dem Bereich einer im Innern des Druckgefäßes herzustellenden Schweißnaht
d.urch eine in der Kappe ausgebildete öffnung erfolgt, in der danach das Gaseinfüllventil angeordnet wird.
Nach einer Weiterentwicklung des Verfahrens kann die
Kappe bei ihrem Aufsetzen auf das Druckgefäß zunächst eine
zylindrische Form und etwa dieselbe Wandstärke haben wie das Druckgefäß und danach die Kappe beispielsweise durch Drücken
od^r Rollen die teilweise halbkugelige Form erhalten, die. bei
Kappen von Hydrospeichern üblich ist. Da durch dieses Drücken oder Rollen keine Abkantung bewirkt zu worden braucht, kann
j Verformung auch bei dickwandigem Material durchgeführt
wqrden und führt sie nicht zur Kristallisation.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele dar Erfindung
anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt
Figur 1 im Vertikalschnitt ein teilweise fertiggestelltes
Druckgefäß gemäß der Erfindung
Figur 2 in größerem Maßstab im Schnitt einen Teil
des fertiggestellten Druckgefäßes gemäß der Figur 1 und
Figur 3 in einem der Figur 2 ähnlichen Vertikalschnitt einen Teil einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Der in der Figur 1 gezeigte, teilweise fertiggestellte Hydrospeicher besitzt ein Druckgefäß 10, das an seinem
unteren Ende einen ölanschluß 11 besitzt, der mit einem Innengewindestutzen
12 zum Anschluß des Druckgefäßes an eine Hydraulikleitung eines den Hydrospeicher enthaltenden Hydrauliksystems
versehen ist.
"7
Das Druckgefäß 10 ist an seinem offenen oberen Ende
Das Druckgefäß 10 ist an seinem offenen oberen Ende
mit einer aufwärtsgekehrtan Stirnfläche oder einem aufwärtsgekehrten
oberen Rand 13 ausgebildet. In der Außenwandung 14 des
Druckgefäßes ist in dessen oberem Endteil vorzugsweise eine Ringnut 15 vorgesehen, deren Zweck nachstehend beschrieben wird.
Der Hydrospeicher besitzt ferner eine Blasenanordnung 16 mit einem aus Metall bestehenden Tragring 17, der eine elastomere
Blase 18 trägt. Diese kann an ihrem unteren Ende 19 mit
einem an sich bekannten, starren Ventilknopf 20 versehen sein, der sich bei gedehnter Blase an den ölanschluß 11 anlegt und
diesen dicht abschließt. Der Tragring 17 kann einen einwärtsgerichteten Flansch 21 haben, auf dem durch ein kombiniertes
Schweiß- und Klebeverfahren ein verdickter Randteil 22 der Blase befestigt worden ist.
Der Hydrospeicher/ besitzt ferner eine Kappe 23 zum Tragen des Gaseinfüllventils 24 (siehe Figur2).
Nachstehend werden die aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte beschrieben, durch die durch Umformen und Zusammen-
setzen der vorstehend beschriebenen Teile der in der Figur 2
gezeigte, fertige Hydrospeicher hergestellt wird. Zunächst wird durch das offene obere Ende 13 des Druckgefäßes die Blasenanordnung
16 derart in das Druckgefäß eingesetzt, daß der obere Rand
des Tragringes 17 um einen kleinen Betrag "d" über die Ebene des oberen Randes 13 des Druckgefäßes vorsteht, wenn sich der Tragring
17 in dieser Stellung relativ zu dem Druckgefäß befindet, wird zwischen dem Tragring 17 und dem Druckgefäß durch Widerstandsschweißen
eine Ringnaht w-1 hergestellt, die mit der Nut des Druckgefäßes korrespondiert, das im Bereich der Hut 15 einen
Teil 15' von relativ geringer Wandstärke besitzt, die im wesentlichen
der Wandstärke des Tragringes 17 entspricht. Dadurch wird das Widerstandsschweißen erleichtert.
Nach dem Verbinden der Blasenanordnung 16 mit dem
Druckgefäß 10 wird die Kappe 23 über den oberen Rand 13 des Druckgefäßes auf dieses in die in den Figuren 1 und 2 gezeigte
Stellung aufgeschoben. Wenn sich die Teile in der dargestellten Stellung befinden, wird zwischen dem oberen Rand 13 des Druckgefäßes
und der Innenwandung 26 der Kappe 23 eine zweite ununterbrochene ringförmige Schweißnaht W-2 hergestellt.
Aus den Figuren 1 und 2 geht hervor, daß infolge der Tatsache, daß sich das obere Ende 25 des Tragringes oberhalb des
oberen Randes 13 des Druckgefäßes befindet, zwischen der Kappe und dem Tragring 17 eine Ringrinne T zur Aufnahme der Schweißnaht
W-2 vorhanden ist. Diese Ringrinne gewährleistet, daß bei der Herstellung der Schweißnaht W-2 anfallende Schweißgutteilchen
nicht ins Innere der Blase fallen können, wo sie die Blase entweder direkt durch Verbrennen oder später in Form von Metallteilchen
beschädigen könnten. Zuia zusätzlichen Schutz der Blase kann diese während des Hersteilens der Schweißnaht mit Wasser
gefüllt sein.
Schließlich wird die ununterbrochene ringförmige Schweißnaht W-3 hergestellt, die den abwärtsgekehrten Rand 23
der Kappe 23 mit dem Teil 29 der Außenwandung des Druckgefäßes 10 verbindet. Die Schweißnähte W-2 und W-3 können natürlich in
beliebiger Reihenfolge hergestellt werden.
Nachdem die Teile in der vorstehend beschriebenen Weise miteinander verbunden worden sind, kann die Kappe 23 einwärts
in die in der Figur 2 gezeigten Form verformt werden, in der sie einen teilweise halbkugeligen Teil 30 mit einem zentral angeordneten,
verengten Gasanschluß 31 besitzt. Zum Fertigstellen des Hydrospeichers wird dann das Gaseinfüllventil 24 beispielsweise
durch eine Schweißnaht in dem Gasanschluß 31 befestigt.
Wenn der fertiggestellte Hydrospeicher druckbeaufschlagt wird, werden die an den Teil 29 der Außenwandung des
Druckgefäßes angrenzenden Teile der Schweißnähte W-2 und W-3 auf Scherung und die an den oberen Rand 13 des Druckgefäßes und
die Stirnfläche 28 der Kappe 23 angrenzenden Teile der Schweißnähte
W-2 und W-3 auf Zug beansprucht. Dabei setzen die auf Zug beanspruchten Bereiche einer Ablösung der Kappe von dem Druckgefäß
einen viel höheren Widerstand entgegen als die auf Scherung beanspruchten Bereiche. Infolgedessen kann ein Hydrospeicher, dessen
Kappe mit einem Mantel oder Druckgefäß durch zwei Schweißnähte verbunden ist, mit einem viel höheren Druck beaufschlagt werden,
ohne daß sich die Kappe von dem Mantel ablöst, als ein derartiger Hydrospeicher, dessen Kappe nur durch eine einzige Schweißnaht
mit dem Mantel verbunden ist.
In der Figur 3 sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und ist eine Ausführungsform dargestellt,
die sich von der zuerst beschriebenen nur dadurch unterscheidet, daß die Kappe 23a bereits vor ihrem Aufsetzen auf das Druckgefäß
eine teilkugelige Form erhalten hat. Die Kappe 23a besitzt einen
im Durchmesser relativ großen Gasanschluß 31 A. Ferner erstreckt sich der obere Endteil 25a des Tragringes 17a schräg
aufwärts und radial einwärts zu dem Gasanschluß hin.
Bei dieser Ausbildung der Teile kann man in der Ausführungsform gemäß der Figur 3 die Schweißnaht W-2 dadurch
herstellen, daß eine Stabelektrode in der durch den Pfeil 33 angedeuteten Richtung durch den Gasanschluß 31 A hindurch eingeführt
wird. Infolge der Neigung des oberen Teils 25a des Tragringes ist noch mehr Raum zum Einführen der Schweißelektrode
vorhanden.
Für den Fachmann versteht es sich, daß im Rahmen des Erfindungsgedankens die beschriebenen Ausführungsbeispiele des
Druckspeichers und die Reihenfolge der zu seiner Herstellung durchgeführten Arbeitsschritte abgeändert werden können.
Leerseite
Claims (6)
- -M-PATENTANSPRÜCHEI 1. )Hydrospeicher, gekennzeichnet durch:Ein Druckgefäß mit einem geschlossenen Endteil, der mit einem ölanschluß versehen ist, und mit einem offenen Endteil, der in einem aufwärtsgekehrten Rand endet;eine in dem offenen Endteil montierte Blasenanordnung mit einem axial langgestreckten, metallischen Tragring und einer am einen Ende des Tragrings befestigten Blase, wobei der Tragring in dem Druckgefäß derart angeordnet ist, daß das genannte eine Ende des Tragringes dem geschlossenen Endteil des Druckgefäßes zugekehrt ist und mindestens ein Teil der Außenwandung des Tragringes im Bereich des offenen Endteils des Druckgefäßes satt an dessen Innenwandung anliegt;eine Kappe, die den offenen Endteil des Druckgefäßes abschließt und eine öffnung zur Aufnahme eines Gaseinfüllventils und einen abwärtsgerichteten Kappenmantel besitzt, der den offenen Endteil des Druckgefäßes umgibt und einen abwärtsgekehrten unteren Rand aufweist;eine erste ununterbrochene ringförmige Schweißnaht, welche die aneinanderliegenden Teile des Tragringes und des Druckgefäßes miteinander verbindet;eine zweite ununterbrochene ringförmige Schweißnaht, die den aufwärtsgekehrten Rand des Druckgefäßes und die Innenwandung der Kappe miteinander verbindet; undeine dritte ununterbrochene ringförmige Schweißnaht, die den unteren Rand des Kappenmantels mit der Außenwandung des Druckgefäßes verbindet.
- 2. Hydrospeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragring einen oberen Endteil besitzt, der über den offenen aufwärtsgekehrten Rand des Druckgefäßes aufwärts vorsteht, und daß der obere Endteil des Tragringes, der aufwärtsgekehrte Rand des Druckgefäßes und die Innenwandung der Kappe eine Ringrinne begrenzen, welche die zweite Schweißnaht enthält.
- 3. Hydrospeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Endteil des Tragringes aufwärts und radial einwärts zu der öffnung in der Kappe hin geneigt ist, so daß der aufwärtsgekehrte Rand des Druckgefäßes durch die öffnung der Kappe hindurch zugänglich ist und die zweite Schweißnaht mittels einer durch die genannte öffnung hindurch eingeführten Stabelektrode hergestellt werden kann.
- 4. Hydrospeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schweißnaht eine Widerstandsschweißnaht ist und das Druckgefäß in seiner Außenwandung eine mit der ersten Schweißnaht korrespondierende Vertiefung und im Bereich dieser Vertiefung im wesentlichen dieselbe Wandstärke besitzt wie der Tragring.
- 5. Hydrospeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung der Kappe von einem nach der Herstellung der ersten, zweiten und dritten Schweißnaht durch Rollen verformten Teil begrenzt ist.
- 6. Verfahren zum Herstellen eines druckfesten Hydrospeicher s, der ein Druckgefäß mit einem einen ölanschluß besitzenden, geschlossenen Endteil und einem offenen Endteil mit einem aufwärtsgekehrten Rand besitzt, ferner eine Blasenanordnung mit einem metallischen Tragring und eine Kappe mit einer öffnung zur Aufnahme eines Gaseinfüllventils und einem abwärtsgerichteten Mantel, der in einem abwärtsgekehrten Rand endet, dadurch gekennzeichnet, daßder Tragring in das Druckgefäß eingeführt wird,zwischen dem Tragring und dem Druckgefäß eine erste ununterbrochene ringförmige Schweißnaht hergestellt wird,der Mantel der Kappe auf den offenen Endteil des Druckgefäßes aufgesetzt wird,zwischen dem aufwärtsgekehrten oberen Rand des Druckgefäßes und der Innenwandung der Kappe eine zweite ununterbrochene, ringförmige Schweißnaht hergestellt wird, undzwischen dem Rand der Kappe und der Außenwandung des Druckgefäßes eine dritte ununterbrochene ringförmige Schweißnaht hergestellt wird.nachträglich/t % 4geändert fy8. Verfahren nach Anspruch.^, dadurch gekennzeichnet,der Tragring so in das Druckgefäß eingesetzt wird, daß der obere Rand des Tragringes über den aufwärtsgekehrten oberen Rand des Druckgefäßes aufwärts vorsteht,die erste Schweißnaht vor den beiden anderen Schweißnähten hergestellt wird, unddie zweite Schweißnaht in der Rinne hergestellt wird, die von dem aufwärts vorstehenden Teil des Tragringes, der Innenwandung der Kappe und dem aufwärtsgekehrten oberen Rand des Druckgefäßes begrenzt ist.a
geändertVerfahren nach Anspruch %, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe zunächst allgemein zylindrisch ist und nach der Herstellung der drei Schweißverbindungen die Kappe an ihrem dem abwärtsgekehrten Rand entgegengesetzten Ende oinwärtsverforrat und dadurch die öffnung verengt wird.
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |