DE60101178T2 - Druckspeicher mit einem an das Gehäuse geschweissten Stutzen, einer Faltenbalgführung und einem Faltenbalgschutzelement - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckspeicher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Ein Druckspeicher wie der vorstehend angegebene ist aus der US-A-4 010 773 bekannt und umfasst eine zylinderförmige Schale mit zwei Teilschalenkörpern, die entlang ihrer Axialrichtung aneinander befestigt sind. Das Innere der Schale ist von einem Trennglied in eine Hydraulikkammer und eine Gaskammer unterteilt. Eine Änderung des Druckes eines in die Hydraulikkammer einfließenden Hydraulikfluids wird aufgenommen durch die Expansion und Kompression eines Gases in der Gaskammer, entsprechend einem Ausdehnen und Zusammenziehen des Trennglieds.
• Eine Führung ist an einem freien Ende des Trennglieds vorgesehen, so dass das Trennglied nicht in die Hydraulikkammer eintritt. Ein Schutzglied in der Form eines zweigeteilten Rings ist zwischen einem Verbindungsteil der Teilschalenkörper und dem Trennglied derart vorgesehen, dass es beide abschirmt.
• Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Druckspeicher vorzusehen, in dem die Führung des Trennglieds verbessert ist. Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
• Gemäß dem spezifischen Merkmal des Schutzglieds wird ein koaxial mit der Schale entlang der Innenoberfläche der Schale ausgerichteter Mantel eingesetzt. Der Mantel erstreckt sich über den gesamten Bereich in dem sich die Führung entsprechend der Ausdehnung und dem Zusammenziehen des Trennglieds bewegt, und die Führung gleitet an einer Innenoberfläche des Mantels. Entsprechend diesem Merkmal bewegt sich die Führung reibungslos an dem Mantel gleitend, und das Trennglied funktioniert ständig auf normale Weise.
• Gemäß einem anderen spezifischen Merkmal des Schutzglieds kann dieses ein ringförmiges Glied sein, welches eine Innenoberfläche des Verbindungsteils der Teilschalenkörper bedeckt. In diesem Fall ist das ringförmige Glied vorzugsweise ausserhalb des Bereiches positioniert, in dem sich die Führung bewegt, und die Führung gleitet innerhalb einer Innenoberfläche eines Teilschalenkörpers. Entsprechend diesem Merkmal kann die Führung reibungslos gleiten, auch wenn eine Stufe zwischen den Teilschalenkörpern und dem ringförmigen Glied ausgebildet ist (an der Grenze zwischen beiden), ohne durch die Stufe beeinflusst zu werden, und das Trennglied funktioniert ständig auf normale Weise.
• Die Figur zeigt einen Druckspeicher einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
• Die Schale 110 besteht aus einer Bodenschale (Teilschalenkörper) 120 und einer Kappenschale {Teilschalenkörper) 130, die durch Schweißen aneinander befestigt sind. Ein nach außen hervorstehender kreisförmiger Umfangsteil 121 oder 131 ist an den Verbindungsenden der Schalen 120 und 130 um den gesamten Umfang herum ausgebildet. Die kreisförmigen Umfangsteile 121 und 131 sind zur Verstärkung ausgebildet, und zwar derart, dass keine durch das Zusammenschweißen durch Buckelschweißen, welches eine Art Widerstandsschweißen ist, gebildete Schweißraupe aus der Innenoberfläche der Schale 110 herausragt.
• Der Balgaufbau (Trennglied) 170 ist in der Schale 110 enthalten, so dass er das Innere der Schale 110 in eine Hydraulikkammer 111 und eine Gaskammer 112 unterteilt. Der Balgaufbau 170 umfasst einen Balg 171 sowie einen unteren Dichtverschluss 172 und eine Balgkappe 173, die jeweils mit einem der beiden Enden des Balgs 171 verbunden sind. Der untere Dichtverschluss 172 ist mit der Kappenschale 130 verbunden, wobei ein Resonanzraum 174 gebildet wird, so dass der Balgaufbau 170 im Inneren der Schale 110 festgelegt ist. Eine durchgehende Öffnung 172a zum Verbinden des Resonanzraumes 174 mit der Hydraulikkammer 111 ist an der Mitte des unteren Dichtverschlusses 172 ausgebildet. Ein Schweißverfahren wie ein WIG-Schweißen und ein Plasmaschweißen wird angewendet, um den unteren Dichtverschluss 172 und die Balgkappe 173 mit dem Balg 171 zu verbinden. Ein Buckelschweißen wird angewendet, um den unteren Dichtverschluss 172 mit der Kappenschale 130 zu verbinden.
• Die Balgkappe 173 umfasst eine in die Hydraulikkammer 111 hineinragende Vertiefung 173b und weist einen mit Flansch versehenen Umfang auf, der auf eine ringförmigen Balgführung 175 aufgesetzt ist. Die Balgführung 175 führt die Balgkappe 173 in der Weise, dass sie nicht schwingt, wenn der Balg 171 sich elastisch bewegt. Die Balgführung 175 umfasst mehrere (nicht gezeigte) Kanäle, welche beide Teile der von dieser unterteilten Gaskammer 112 miteinander verbinden, und die Kanäle bewirken eine Gleichheit des Gasdrucks in der Kammer 112. Eine aus einem Gummi gefertigte, selbsttätige Dichtung 176 haftet an der innerhalb der Hydraulikkammer 111 liegenden Oberfläche der Balgkappe 173. Die selbsttätige Dichtung 176 kann eine übermäßige Kompression des Balgs 171 und eine dadurch entstehende Beschädigung der Balgkappe 173 verhindern.
• Eine durchgehende Öffnung 130a, die in Verbindung mit dem Resonanzraum 174 steht, ist an der Mitte des Endes der Kappenschale 130 ausgebildet. Ein Anschlussstück 150 mit einem mit der durchgehenden Öffnung 130a linear ausgerichteten und verbundenen Fließweg 151 für Hydraulikfluid ist an der Außenoberfläche der Kappenschale 130 durch Buckelschweißen angebracht. Das Anschlussstück 150 umfasst einen mit Gewinde versehenen Teil 152, an dem ein nicht gezeigter Hydraulikkreislauf angeschlossen ist. Ein Hydraulikfluid fließt von dem Hydraulikkreislauf über den Fließweg 151 des Anschlussstückes 150, die durchgehende Öffnung 130a der Kappenschale 130, den Resonanzraum 174 und die durchgehende Öffnung 172a des unteren Dichtverschlusses 172 in die Hydraulikkammer 111.
• Ein Inertgas wie Stickstoffgas wird bei einem vorbestimmten Druck in die Gaskammer eingeführt. Eine durchgehende Gaseinlassöffnung 122 ist an der Mitte des Endes der Bodenschale 120 zum Einfüllen des Inertgases in die Gaskammer 112 ausgebildet. Die durchgehende Gaseinlassöffnung 122 wird von einem an der Bodenschale 120 befestigten Stopfen 123 verschlossen. Ein Kopfteil 124, das einen hexagonalen Querschnitt aufweist und den Stopfen 123 abdeckt, ist an der Mitte des Endes der Bodenschale 120 befestigt. Der Stopfen 123 und das Kopfteil 124 sind durch Schweißen, wie Buckelschweißen, an der Bodenschale 120 befestigt.
• Bei dieser Ausführungsform ist ein Mantel 180 mit gleichmäßigem Durchmesser in der Schale 110 angeordnet. Der Mantel 180 erstreckt sich über die gesamte Länge des Körperteils der Schale 110 und ist unter Einhaltung eines kleinen Zwischenraumes zur Innenoberfläche der Schale 110 mit der Schale 110 koaxial ausgerichtet. Der Mantel 180 befindet sich zwischen dem Verbindungsteil der Bodenschale 120 mit der Kappenschale 130 und dem Balg 171, um beide abzuschirmen. Die Balgführung 175 gleitet an der Innenoberfläche des Mantels 180. Der Mantel 180 ist vorzugsweise aus einem isolierenden Harz gefertigt, und dessen Innenoberfläche ist vorzugsweise mit Teflon (Warenzeichen) behandelt, so dass die Balgführung 175 reibungslos gleiten kann und eine hohe Abnutzungsfestigkeit erzielt wird. Der Mantel ist an keinen anderen Bauteilen befestigt, weil dessen Bewegung durch das Anliegen an jeder der Schalen 120 und 130 eingeschränkt wird; falls erforderlich kann er jedoch eine Haftverbindung mit den Schalen 120 und 130 aufweisen.
• Wenn gemäß der Ausführungsform des Druckspeichers das Hydraulikfluid über den Fließweg 151, die durchgehende Öffnung 130a, den Resonanzraum 174 und die durchgehende Öffnung 172a in die Hydraulikkammer 111 hineinfließt und der Druck des Hydraulikfluids den Gasdruck in der Gaskammer 112 überschreitet, dehnt sich der Balg 171 aus und das Gas in der Gaskammer 112 wird komprimiert. Wenn dagegen der Druck des Hydraulikfluids in der Hydraulikkammer 111 unterhalb des Gasdruckes in der Gaskammer 112 liegt, wird der Balg 171 zusammengedrückt und das Gas in der Gaskammer 112 dehnt sich aus. Aufgrund der Expansion und Kompression des Gases in der Gaskammer 112 wird die Änderung des Druckes des im Hydraulikkreislauf befindlichen Hydraulikfluids aufgenommen und dessen Schwankung verhindert. Das Ausdehnen und Zusammenziehen des Balges 171 wird entlang der Axialrichtung der Schale 110 durch das Gleiten und Bewegen der Balgführung 175 entlang der Innenoberfläche des Mantels 180 geführt. Die aus Strichen und zwei Punkten bestehende Linie in 3 zeigt die Lage der Balgkappe 173 wenn der Balgaufbau 170 sich in dem Zustand größter Ausdehnung befindet.
• Wenn der hydraulische Druck im Resonanzraum 174 verringert wird, zieht sich der Balg 171 zusammen, um den hydraulischen Druck im Resonanzraum 174 aufrecht zu erhalten. Wenn der hydraulische Druck im Resonanzraum 174 unterhalb des Gasdrucks in der Gaskammer 112 liegt, kommt die selbsttätige Dichtung 176 in engem Kontakt mit dem Resonanzraum 174, um die durchgehende Öffnung 172a zu schließen, und die Hydraulikkammer 111 wird selbsttätig geschlossen, so dass der Druck darin höher ist, als der in der Gaskammer 112.
• Als nächstes wird die Verfahrensweise zum Zusammenbauen des vorstehenden Druckspeichers erläutert.
• Zuerst werden der untere Dichtverschluss 172 und die Balgkappe 173 an den Balg 171 angeschweißt, um den Balgaufbau 170 zusammen zu bauen. Das Anschlussstück 150 und der untere Dichtverschluss 172 werden an die Kappenschale 130 angeschweißt, und die Balgführung 175 wird an die Balgkappe 173 angesetzt. Dann wird der Mantel 180 in die Bodenschale 120 eingeführt. Bei dem Einführen des Balgaufbaus 170 in den Mantel 180 wird die Kappenschale 130 an die Bodenschale 120 angelegt, und es werden die Schalen 120 und 130 geschweißt. Ein Hydraulikfluid wird über den Fließweg 151 zur Unterstützung in die Hydraulikkammer 111 eingeführt, so dass die Luft in der Hydraulikkammer 111 durch das Hydraulikfluid ersetzt wird. Dann wird Flüssigkeit in die Gaskammer 112 eingeführt, um ein Gasvolumen einzustellen, und ein Inertgas wird über die durchgehende Gaseinlassöffnung 122 in die Gaskammer 112 eingeführt. Der Stopfen 123 wird in die durchgehende Gaseinlassöffnung 122 eingesetzt und an die Bodenschale 120 angeschweißt, und schließlich wird das Kopfteil 124 an die Bodenschale 120 angeschweißt.
• Bei dem Druckspeicher dieser Ausführungsform werden während des Schweißens häufig Funken von dem geschweißten Teil abgegeben; diese Funken werden von dem Mantel 180 abgefangen und können nicht auf den Balg 171 auftreffen. Deshalb wird eine Beschädigung des Balges 171 durch die Funken verhindert und eine lange Brauchbarkeitsdauer des Balges 171 gewährleistet. Folglich wird der normale Betrieb des Druckspeichers gewährleistet. Wenn auch, darüber hinaus, Funken in die Schale 110 abgegeben werden, verbleiben die Funken in der Gaskammer 112 und treten nicht in die Hydraulikkammer 111 ein, so dass das System einschließlich des Hydraulikkreislaufs, an den der Druckspeicher angeschlossen ist, nicht durch das Versprühen der Funken verunreinigt wird. Weil, des weiteren, die Balgführung 175 an der Innenoberfläche des Mantels 180 gleitet, kann die Balgführung 175 ohne eine Störung durch das Verbindungsteil der Schalen 120 und 130 reibungslos gleiten, und die Funktion des Balges 171 ständig auf eine normale Weise erfolgen.

Claims (3)

1. Druckspeicher mit: – einer zylinderförmigen Schale (110), die in mehrere Schalenkörper (120, 130) unterteilt ist, die entlang ihrer Axialrichtung miteinander verbunden sind; – einem Trennglied (170) zum Unterteilen des Inneren der Schale (110) in eine Hydraulikkammer (111) und eine Gaskammer (112), wobei das Trennglied (170) sich entlang der Axialrichtung der Schale (110) ausdehnt und zusammenzieht; und – einer Führung (175), die an einem freien Ende des Trenngliedes (170) vorgesehen ist, wobei die Führung (175) das Ausdehnen und das Zusammenziehen des Trenngliedes (170) entlang seiner Axialrichtung führt; – wobei eine Änderung des Druckes eines in die Hydraulikkammer (111) hinein fließenden Hydraulikfluids durch ein Ausdehnen und ein Zusammenziehen eines Gases in der Gaskammer (112) entsprechend der Ausdehnung und Zusammenziehung des Trenngliedes (170) aufgenommen wird; und – ein Schutzglied zwischen einem Verbindungsteil (121, 131) der Teilschalenkörper (120, 130) und dem Trennglied (170) derart vorgesehen ist, dass es beide abschirmt; dadurch gekennzeichnet, dass – das Schutzglied ein in der Schale (110) angeordneter Mantel (180) ist, und die Führung (175) an einer Innenoberfläche des Mantels (180) gleitet.
2. Druckspeicher nach Anspruch 1, bei dem der Mantel (180) ein ringförmiges Glied ist, welches eine Innenoberfläche des Verbindungsteiles (121, 131) der Teilschalenkörper (120, 130) abdeckt.
3. Druckspeicher nach Anspruch 2, bei dem der Mantel (180) außerhalb des Bereiches positioniert ist, in dem die Führung (175) sich bewegt, und die Führung (175) an einer Innenoberfläche eines Teilschalenkörpers (120) gleitet.