DE3619990A1

DE3619990A1 - Kolbendruckspeicher

Info

Publication number: DE3619990A1
Application number: DE19863619990
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Zirps
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1986-06-13
Filing date: 1986-06-13
Publication date: 1987-12-17
Also published as: KR890000201A; KR920008794B1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Kolbendruckspeicher nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem derartigen bekannten Kolben druckspeicher sind an dessen Außenumfang drei Dichtringe angeordnet, nämlich zwei außenliegende Lippendichtringe, deren Lippen den jewei ligen Druckräumen zugewandt sind, sowie ein mittiger O-Ring. Auf diese Weise erreicht man bereits eine recht gute Abdichtung zwischen Flüssigkeitsraum und Gasraum. Dies ist deshalb besonders wichtig, da Gas, welches in die Flüssigkeit gelangt, sich dort löst und in der Folge zu Betriebsstörungen führen kann, da die Flüssigkeit nicht mehr vollständig kompressibel ist. Der bekannte Kolbendruckspeicher ist jedoch noch verbesserungsbedürftig.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Kolbendruckspeicher mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Durchtritt von Gas in den Flüssigkeitsraum noch stärker verhindert wird als bisher. Dies wird ebenfalls mit relativ einfachen Mitteln erreicht.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Sie zeigt einen Längsschnitt durch einen Kolbendruckspeicher.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Der Kolbendruckspeicher hat ein etwa becherförmiges Gehäuse 10, in dessen glattem zylindrischem Innenraum 11 ein länglicher Kolben 12 gleitend geführt ist. Durch den Kolben ist der Innenraum 11 unter teilt in einen Gasraum 13 und einen Flüssigkeitsraum 14. Das Gehäuse ist am Gasraum durch einen Deckel 15 dicht verschlossen. Im Deckel 15 ist eine mittige Bohrung 16, die in den Gasraum 14 mündet. Der Kolben 12 ist ebenfalls becherförmig ausgebildet, d. h. er hat einen Innenraum 17, an dessen Grund sich drei Druckfedern 18 bis 20 ab stützen, deren entgegengesetzte Enden sich an den Grund des Ge häuses 10 anlegen. Die Druckfedern sind vorgespannt, so daß sie den Kolben dann, wenn im Flüssigkeitsraum kein Druck herrscht, den Kol ben 12 gegen die innere Stirnseite des Deckels 15 drücken. Dort ist am Kolben ein Fortsatz 22 ausgebildet, über welchen eine Flachdich tung 23 gestülpt ist, welche die Bohrung 16 verdeckt, wenn der Kol ben 12 am Deckel 15 anliegt.

Am Außenumfang des Kolbens und nahe dem Gasraum 13 ist eine Ringnut 24 ausgebildet, in der ein Dichtring 25 aus gummielastischem Werk stoff, insbesondere ein Doppellippendichtring, angeordnet ist, sowie ein Stützring 26 aus härterem Material - beispielsweise PTFE, der relativ schmal ist und an der dem Gasraum 13 abgewandten Flanke der Ringnut 24 anliegt. Nahe der dem Flüssigkeitsraum 14 zugewandten Seite des Kolbens 12 ist eine Ringnut 28 ausgebildet, in der ein Dichtring 29 - insbesondere ein zweikantiger Abstreifring - angeord net ist. Zwischen den Ringnuten 24 und 28 sind zwei längliche flache Ringnuten 30, 31 ausgebildet, in denen Dichteinlagen 32, 33 aus weichem, offenporigem Werkstoff angeordnet sind, z. B. aus Filz oder offenporigem gummielastischem Werkstoff. Von der Ringnut 31 führt eine Kanalverbindung 35 mit geringem Durchflußquerschnitt zur flüssigkeitsseitigen Stirnseite des Kolbens.

Durch die Vorspannung der Druckfedern 18 bis 20 ist der Druck im Gasraum 13 um einen entsprechenden Betrag niedriger als im Flüssig keitsraum 14. Auf diese Weise wird das für die Wirksamkeit des Dichtrings 25 notwendige Druckgefälle erzeugt. Durch die Dichtringe 25 und 29, in Verbindung mit den Dichtungen 32, 33 wird das Durch schleusen des mit Gas gesättigten Ölfilms und der damit verbundene Übertritt von Gas in den Flüssigkeitsraum weitgehend verhindert. Da mit wird die Erhaltung der Gasfüllung über längere Zeit erhalten. Gasverluste würden nämlich das Arbeitsvermögen des Druckspeichers vermindern und beim Übertritt zur Betriebsflüssigkeit in der Hydrau likanlage Funktionsstörungen hervorrufen.

Die Gasverluste resultieren üblicherweise durch folgende Ursachen: Im Ruhezustand herrscht Druckgleichheit auf beiden Kolbenseiten, die Dichtringe schwimmen zwischen dem eingeschlossenen Flüssigkeits- und Gasvolumen und dichten nur durch die radiale Einbauvorspannung. In folgedessen ist der Dichtring auf der vollen Breite von den abzu dichtenden Medien umgeben und der Permeation ausgesetzt. Bei Bewe gung des Kolbens wird die gasseitige Zylinderlauffläche mit einem Flüssigkeitsfilm überzogen, der in kürzester Zeit mit Gas gesättigt ist. Bei entgegengesetzter Kolbenbewegung wird der Flüssigkeitsfilm oben am Dichtring hindurchgezogen und gelangt auf die Flüssigkeits seite. Durch das hohe Partialdruckgefälle wird das gelöste Gas sehr schnell an die Umgebung abgegeben.

Beim erfindungsgemäßen Kolbendruckspeicher wird dies weitgehend wie folgt verhindert:

Durch die Wirkung der Druckfedern 18 bis 20 herrscht im Gasraum 13 immer ein niedrigerer Druck als im Flüssigkeitsraum 14. Dadurch wird einerseits bei Undichtheit der Dichtung 25 ein unmittelbarer Über tritt von Gas in den Flüssigkeitsraum verhindert (negatives Druckge fälle), und andererseits durch einseitige gasseitige Anlage des Dichtrings 25 die Angriffsfläche für die Permeation praktisch auf die Spaltfläche zwischen Kolbendurchmesser und Innenraum 11 redu ziert. Trotzdem wird bei Bewegung des Kolbens 12 ein Flüssigkeits film am Dichtring 25 hindurchgezogen. Bei Bewegung des Kolbens 12 in den Gasraum hinein ist dieser Flüssigkeitsfilm mit Gas angereichert bzw. gesättigt.

Die Dichteinlage 32 liegt in ihrer vollen Breite auf der Zylinder fläche auf. Dabei wird auf der, dem Gasraum 13 zugewandten Seite von der Dichteinlage 32 mit Gas angereicherte Flüssigkeit aufgenommen und auf der abgewandten Seite die Zylinderfläche mit weniger ange reicherter Flüssigkeit wieder benetzt (wie, wenn man z. B. mit einem nassen Schwamm über eine feuchte, verschmutzte Fläche wischt). Durch die dahinter liegende Dichteinlage 33 wird dieser Effekt verstärkt, so daß am Dichtring 29 bzw. durch die Kanalverbindung 35, Flüssig keit mit erheblich geringerer Gaskonzentration in den Flüssigkeits raum eintritt.

Wird Flüssigkeit aus dem Druckspeicher entnommen, so bewegt sich der Kolben aus dem Gasraum heraus (im Bild nach rechts). Jetzt wird von den Dichteinlagen 33 und 32, auf der dem Flüssigkeitsraum 14 zuge wandten Seite, Flüssigkeit geringerer Gaskonzentration aufgenommen und auf der abgewandten Seite ein Flüssigkeitsfilm hoher Gaskonzen tration über den Dichtring 25 auf die Gasseite befördert, dessen Gasaufnahmefähigkeit entsprechend eingeschränkt ist. Die poröse Struktur der Dichteinlagen 32 und 33 unterbindet den Flüssigkeisaus tausch in den Ringnuten 30 und 31 weitgehend, so daß das Konzentra tionsgefälle innerhalb der Ringe auch über längere Zeit erhalten bleibt.

Claims

1. Kolbendruckspeicher mit einem einen Gasraum (13) von einem Flüssigkeitsraum (14) trennenden Kolben (12), der gleitend im Ge häuse (10) des Kolbendruckspeichers geführt ist und an seinem Außen umfang mehrere in Ringnuten angeordnete Dichtringe hat, dadurch ge kennzeichnet, daß auf den Kolben (12) mindestens eine im Gasraum (13) angeordnete, vorgespannte Druckfeder (18 bis 20) einwirkt, daß am Außenumfang des Kolbens zwischen zwei außenliegenden Dicht ringen (25, 29) zwei längliche Dichtungen (32, 33) angeordnet sind, die aus offenporigem, weichem Werkstoff bestehen, und daß die dem Flüssigkeitsraum (14) zugewandte, die offenporige Dichtung aufneh mende Ringnut (31) über einen im Kolben verlaufenden Kanal mit ge ringem Durchflußquerschnitt mit dem Flüssigkeitsraum (14) verbunden ist.

2. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der dem Gasraum zugewandten, außenliegenden Ringnut (24) außer dem Dichtring (25) noch ein Stützring (26) angeordnet ist, der an der Ringnutflanke liegt, die dem Gasraum abgewandt ist und aus einem härteren Werkstoff besteht als der Dichtring (25).

3. Druckspeicher nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Flüssigkeitsraum (14) zugewandte außenliegend Dichtring (29) ein Abstreifring ist.

4. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß an der dem Flüssigkeitseinlaß (16) zugewandten Stirn seite des Kolbens eine Dichtung (23) angeordnet ist, die im Bereich des Flüssigkeitseinlasses liegt.