DE8224088U1

DE8224088U1 - Druckspeicher

Info

Publication number: DE8224088U1
Application number: DE8224088U
Authority: DE
Original assignee: Bolenz & Schaefer Maschinenfabrik Zweigniederlassung Der Rexnord 3560 Biedenkopf De GmbH
Current assignee: Bolenz & Schaefer Maschinenfabrik Zweigniederlassung Der Rexnord 3560 Biedenkopf De GmbH
Publication date: 1983-01-13

Description

TITELBEZEICHNUNG
Druckspeicher

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckspeicher für Hydraulikanlagen In Schaltwerken elektrischer Hochspannungsleitungen, bestehend aus einem an seinen beiden Stirnselten verschlossenen Zylinder, In dem sich ein den ZyIInder In zwei Räume teilender fliegender Kolben befindet, wobei der eine Zylinderraum mit dem Leitungssystem des Druckmediums verbunden ist, welches diesen Zylinderraum ausfüllt, während der auf der anderen Seite des Kolbens befindliche Zylinderraum ein Druckpolster aus komprimiertem Gas enthält und an einen Gasdruckerzeuger anschließbar ist, wöbe I

a) die Stirnwände jeweils als In das Zylinderende einsetzbarer Deckel ausgebildet sind, der mit einer Umfangsfläche an der Innenwand des Zylinders anliegt und mit einem vorspringenden Rand auf der St irn-f lache einer Ausdrehung der ZyIinderinnenwand 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 Umfangsflache eine Ausdrehung hat, in der eine Ringdichtung aus elastischem Material angeordnet Ist.

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Vorausetzung für eine dauerhafte zuverlässige funktion eines solchen Druckspeichers ist unter anderem eine einwandfreie Abdichtung der Stirnwände in den Zy1inderenden. Bei einer bekannten Ausführung solcher Druckspeicher hat der Deckel auf seiner in den Zylinder hineinragenden Ifmfangsfläche eine Ausdrehung, in der eine Ringdichtung in Form eines O-Ringes aus elastischem Material, z.B. synthetischem Kautschuk angeordnet ist.

Die Dichtungen müssen klimabedingten Temperaturschwankungen von ca. -40⁰C bis +80 C aushalten und zwar bei Drücken bis zu 3 75bar.

Es gibt zwar Dichtungsstoffe, die innerhalb dieses Temperaturbereichs funktionsfähig bleiben. Sie sind aber nicht für gasförm/ge Medien bei Drücken b(s zu 375bar geeignet. Das Gas diffundiert bei solchen Drücken- insbesondere bei sehr niedrigen Temperaturen - durch den Werkstoff hindurch. Materialbei astend kommt noch hinzu, daß bei jedem Schaltvorgang in dem Hydrauliksystem des Schaltwerkes Druck-Schwankungen bis zu lOObar auftreten können. Sol cha Druckschwankungen können das Material der Dichtungsringe in seiner Struktur zerstören, wenn nicht bei eier Herstellung der Druckspeicher Dichtungsringe mit auch nur geringen Strukturmängeln von vornherein ausgesondert werden.

Nur wenige Hersteller sind überhaupt in der Lage, Dichtungsringe 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 hinsichtlich des hohen manuellen Arbeitsaufwandes für das Aussondern einen ganz beträchtlichen Anteil an den Kosten solcher Druckspeicher ausmachen.

Es ist ferner folgendes zu berücksichtigen: Bei einem Dekkel aus einer Deckelplatte und einem gegen diese beweglich angeordneten Deckel ring kann sich der Querschnitt der zwischen diesen beiden Bauteilen befindlichen Ringnut gegen

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den Widerstand des Dichtungsringes verringern« Bei Verwendung einer Dichtung in der bekannten O-Ringform erceben sich daher Schwierigkeiten dadurch, daß eine verhältnismäßig kleine Auflagefläche dem gesamten axial auf die Dichtung wirkenden Druck ausgesetzt ist. Der Dichtungsring verformt sich dann erheblich, wobei die Zylinderwand einem starken radialen Druck ausgesetzt ist, der zur Aufbauchung des ZyI Inders 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 Materiaiansprüche zu beseitigen s i nd.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Druckspeicher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden 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 ringscheibenartige Form des Dichtungsringes 5 hat gegenüber der O-Ringform den Vorteil, daß der von der Deckelplatte 2 und dem Deckel ring 5 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 Aufweitung der Zylinderwand Si™ Dichtungsbereich nicht mehr besteht-

Die Stützringe verschließen die Spalten zwischen den Dekkelteilen und der ZyIinderinnenwand, so daß die Kanten des Dichtungsringes nicht mehr dort hineingepreßt werden könrien.

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D5e 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 £·.> beiden Stirnenden jeweils durch eine abnehmbare Stirnwand vei— schlossen ist. In dem Zylinder befindet sich ein In der Zeichnung nicht dargestellter, den Zylinder in zwei Räume teilender fliegender Kolben. Der eine ZyIinderraum ist mit dem Leitungssystem des Druckmediums verbunden. Der auf der anderen Seite des Kolbens befindliche ZyIinderraum enthält ein Druckpolster aus komprimiertem Gas und weist eine An-Schlußeinrichtung zur Verbindung mil; einem Gasdruckerzeuger auf.

Jede Stirnwand des Zylinders 1 besteht aus einer Deckelplatte 2, einem Deckel ring 3 und einem Schraubring h, der mit dem Endabschnitt 1a des Zylinders 1 verschraubt ist.

Die Deckelplatte 2 ist in den Zylinder 1 eingesetzt und weist an ihrer Umfangsflache eine Ausdrehung 2a auf. Der Deckel ring 3 hat einen in den Zylinder 1 hineinragenden ringscheibenartigen Ansatz 3a, mit dem er die Deckelplatte 2 in deren Ausdrehung 2a hineinragend übergreift. Der Dekkeiring 3 hat ferner einen radial vorstehenden Rand 3b, mit dem er auf der Stirnfläche einer Ausdrehung 1b im Endabschrtitt des Zylinders 1 aufsitzt. De-r äußere Rcirtd der Ausdrehung 2a in der Deckelplatte 2 und der dieser Ausdrehung zugekehrte Rand am ringscheibenartigen Ansatz 3a des Deckel ringes 3 sind nach außen abgeschrägt, so daß die Ausdrehung zur Zy1inderwand hin auf jeder Seite eine keilförmige Erweiterung aufweist.

In dem von der* Deckelplatte 2 einerseits und dem Deckel ring 3 andererseits begrenzten rfngnutförmigen Raum befindet sich ein Dichtungsring 5 in Form einer dicken Ringscheibe aus we ichetast5schem Material- Diese weist an ihren beiden

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Außenkanten sowie an ihrer deckelringseit igen Innenwand je eine Ausdrehung 5a, 5b mit quadratischem Querschnitt auf. Die Tiefe der Ausdrehungen 5b an den Außenkanten des Dichtungsringes 5 entspricht jeweils der Tiefe der Abschrägungen am äußeren Rand der Deckel platte 2 bzw. dem der Deckelplatte 2 zugekehrten Außenrand des Deckel ringes 3, so daß die jeweils von den Ausdrehungen 5b im Dichtungsring 5 und den Abschrägungen an der Deckel platte 2 bzw. deai Deckel ring 3 gemeinsam gebildeten Ringnuten keilför— mig zur Zylinderwand hin auslaufen.

In den von der Ausdrehung 5a an der deckelringseitigen Innenkante des Dichtungsringes 5 sowie von den Ausdrehungen 5b an den Außenkanten des Dichtungsringes 5 und den Abschrägungen an den dichtungsringsettigen Außenkanten der Deckelplatte 2 und des Deckel ringes 3 Jeweils gemeinsam gebildeten Ringnuten sind Stützringe 6., 7, 8 aus einem noch verformbaren^ aber im Vergieich zum Dichtungsring wesentlich festeren Material angeordnet, deren Querschnitte jeweils den Querschnitten der Ringnuten entsprechen.

Die Stützringe können aus Polyacethalharz, aus nut Glasgrieß durchsetztem Polyamid, aus Kupfer oder einem anderen geeigneten Material bestehen.

Claims

PATENTINGENIEUR .'J"...' I.". Dipl.-Landw. P. Thielmann ····«· «■ ·· European Patent i/Etiorney -j ; Am Esciienöera 1-G. - TeL CO646O 2733 3-356O BI E OENKORF / UAH IM 82 07 \k BoIenz & Schäfer ANMELDER BOueNZ & SCHÄFER Maschinenfabrik Zweigniederlassung der Rexnor« SS5&H Lahnstraße 3hf 3560 Biedenkopf-Eckelshausen SCHUTZANSPRÖCHE

1. Druckspeicher für Hydraulikanlagen in Schaltwerken elektrischer Hochspannungsleitungen, bestehend aus einem an seinen bsicf*n Stirnseiten verschlossenen Zylinder, in
dem sich ein den Zylinder in zwei Räume teilender fliegender Kolben befindet, wobei der eine Zylinderraum mit dem Leitungssystem des Druckmediums verbunden -'st, welches diesen 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 Umfangsflache an der Stirnwand des Zylinders anliegt
und mit einem vorspringenden Rand auf der Stirnfläche einer Ausdrehung an der Zy1 Inder Innenwand 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 Umfangsflache eine Ausdrehung hat, in der eine Ring-

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dichtung aus elastischem Material angeordnet ist,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale und deren Kombination:

d) der Deckel ist aus zwei Teilen zusammengesetzt, nämlich einer Deckelplatte (2) und einem Deckelring (3);

e) die Deckelplatte C2) weist auf ihrem Umfang eine zur Außenseite hin offene Äusdrehung C2aj auf;

O der Deckel ring (3) besteht aus einer in den Zylinder O) hineinragenden Ringscheibe (3a), die die Deckelplatte (2) in deren Ausdrehung (2a) hineinragend übergreift und einen radial vorspringenden Rand C3b> hat, mit dem er atf der Stirnfläche einer Ausdrehung Ob) im Endabschnitt des Zylinders CD aufsitzt;

g) die Mantelfläche der Ausdrehung C2a) in der Deckelplatte C2) weist nahe ihrem stirnseitigen Rand eine Ringnut (9) auf, in der ein den Deckel ring C3) hintergreifender Segerring C10) angeordnet ist, wobei die Ringnut (9) etwas breiter als der Segerring CiO) dick ist;
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h) der äußere Rand der Ausdrehung (2a) an der Deckel platte (2) und der dieser Ausdrehung zugekehrte äussere Rand des Deckel ringes (3) sind abgeschrägt, so daß der von der Deckeipiatte (2) einerseits und dem Deckel ring andererseits begrenzte r ingnutf örnrirje Raum sich zur Zylinderwand hin verbreitert;

e) in dem von der Deckelplatte (2) einerseits und dem Deckel ring C3) andererseits begrenzten ringnutförmigen Raum befindet sich ein Dichtungsring (5) in form einer Ringscheibe aus elastischem Material, 'Jie an ihren beiden Außenkanten sowie an

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ihrer deckelringseitigen Innenkante je sine Aus- 6 drehung (5a, 5b) mit vorzugsweise quadratischem -|

Querschnitt aufweist; |j

j) die Tiefe der Ausdrehungen (5b) an den Außenkanten 4 des Dichtungsringes (5) entspricht jeweils der Tiefe |

§ der Abschrägungen am äußeren Rand der Dsckelplatte {

(2) bzw. an dem der Deckel platte (2) zugekehrten \

Außenrand des DeckeTringes C3>; 1

j k) in den Ringnuten, die von der Ausdrehung (5a) an der

Dichtungsring-Innenkante sowie von den Ausdrehungen ;

(5b) an den Außenkanten des Dichtungsringes gemein- j

sam mit den Abschrägungen an der Außenkante der \ Deckellplatte (2) und des Deckel ringes (3) gebildet

werden, sind Stützringe (6, 7, 8) aus einem noch :

verformbaren, aber im Vergleich zum Dichtungsring >

(5) erheblich festeren Material angeordnet, deren j Querschnitte jeweils den Querschnitten der Ringnuten entsprechen.

2. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet, daß der Dichtungsring (5) aus einem an sich bekannten Dichtungsmaterial, vorzugsweise aus synthetischem Kautschuk (Perbunan) besteht.

5- Druckspeicher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennze i chnet, daß die Stützringe (6, 7, 8) aus einem synthetischen Werkstoff, beispielsweise aus Polyacethalharz bestehen.

^. Druckspeicher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennze ichnet, daß die Stützringe (6, 7, 8) aus einem mit G'asgrieß durchsetzten Polyamid bestehen.

5. Druckspeicher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stötzringe (6, 7,

8) aus einem für Dichtungen geeigneten Metall, vorzugs weise Kupfer, bestehen.

6. Druckspeicher nach Anspruch 1 bis 5, dadurch geke nnzeichnet, daß ein oder beide Endabschnitte des Zylinders (15 ein innengewinde (1c> haben, mit dem der Schraubring (4) mit einem Außengewinde verschraubt ist.

7. Druckspeicher nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennze ichnet, daß ein oder beide Endabschnltte des Zylinders CD ein Außengewinde haben, mit dem der als Überwurfmutter ausgebildete Schraubring verschraubt ist.