DE8409493U1

DE8409493U1 - Druckspeicher

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Publication number: DE8409493U1
Application number: DE8409493U
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: 1984-11-08

Description

PATENTING ENIEUR DIpI.-Landw. P. Thielmann

Qutoptan Jßatent c&ttocrtey

Am Eachenbero 14 - Tel. CO84815 2733 D-3060 Θ I Ε DEN KOPF / LAHN 03 13 Boienz & Schäfer

ANMELDER BOLENZ & SCHÄFER Maschinenfabrik Zweigniederlassung der Rexnord GmbH, Frankfurt Lahnstraße 3¹*, D-3560 B tedenkopf-Eckel shausen

TITELBEZEICHNUNG Druckspeicher

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen Druckspeicher, insbesondere einen solchen mit sogenanntem fliegendem Kolben, der an der Innenwand des Zylinders mediendicht gleitend den Druckspeicher in zwei Räume unterteilt, von denen der eine an das hydraulische Leitungssystem angeschlossen und mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist, wobei der andere Raum mit einem Druckgas gefüllt ist, und einen Anschluß an eine Druckgasteitung aufweist.

Solche Druckspeicher werden in Hydraulikanlagen eingesetzt, um Druckschwankungen Im Leitungssystem des Druckmittels auszugleichen. Je größer das Schwankungsvolumen ist, um so größer muß auch das Volumen des Druckspeichers sein.

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Solche Druckspeicher werden bisher als zylindrische Hohlkörper aus Stahl mit beidseitig angeschraubten Stirnwänden ausgebildet. Da In Ihnen sehr hohe Arbeltsdrücke herrschen, muß die Zyllnderwand sehr stark sein, damit Jegliche Aufbauchung vermieden wird und der Kolben stets In Jeder Stellung In seinem gesamten Bewegungsbereich mediendicht an der ZyI Inder Innenwand an" liegt. Solche starkwand Igen StahlzylInder sind natürlich sehr schwer. Das 1st nur darin kaum hinderlich, wenn es sich um eine stationäre Hydraulikanlage handelt.

Es werden aber auch Fahrzeuge mit Hydraulikanlagen ausgestattet, In denen ein Druckspeicher erforderlich ist. Die bekannten Zylinderdruckspeicher aus massivem Stahl sind dafür aber wegen Ihres großen Gewichtes nicht geeignet.

Indessen sind auch- z.B. aus der DE-PS 25 16 395 Druckbehälter bekannt, die aus einem Im wesentlichen zylindrischen eigentlichen Behälter aus Metall mit im wesentlichen halbkugeligen Endabschnitten bestehen, auf dem eine abwechselnd polar und In Umfangsrichtung orientierte Wlcklungsschicht aus kunstharzbeschichteten Fasern angeordnet 1st, wobei sämtliche Wicklungslagen In einem vorbelasteten Zustand aufgebracht werden. Bei solchen Druckbehältern dient der Metallbehälter praktisch nur als mediendichte Innenwand und als Formkern für die Wicklung, während die Wicklung selbst nach den aufzunehmenden Druckkräften dimensioniert, hinsichtlich der Faserrichtungen strukturiert und über die ganze Behälterfläche gelegt ist.

Solche Druckbehälter sind zwar wesentlich leichter als die bekannten Zylinderdruckspeicher aus massivem Stahl.

Sie sind mit dieser Wandstruktur Jedoch nicht geeignet als zylindrische Druckspeicher mit einem fliegenden Kolben. Es läßt sich auf diese Welse nicht die für eine mediendichte führung des Kolbens Im Zylinder erforder-

; 5 liehe Formgenauigkeit und -Stabilität erreichen.

>. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen

.'!( Druckspeicher der eingangs beschriebenen Art zu schaf-

fen, der einerseits hinsichtlich Formstabilität und

iv 1 ύ präziser, mod I end lchter Führung des Kolbens die gleichen Anforderungen erfüllt, wie ein Druckspeicher aus massivem Stahl, bei dem aber andererseits die Vorteile der Gewichtsminderung durch Einsatz einer kunstharzbeschichteten Faserwtcklung genutzt werden. 15

Die gestellte Aufgabe wird erf Indungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druckspeicher folgende Merkmale und deren Kombination aufweist:

a) Einen Im wesentlichen zylindrischen, an beiden Enden verschlossenen Stahilbehäl ter 1, dessen Wandstärke so bemessen ist, daß er die aus dem Mediendruck im Speicher resultierenden Axialkräfte aufnimmt;

b) eine über der zylindrischen Wandfläche des Stahlbehälters 1 angeordnete Wicklung 9 aus kunstharzbeschichteten Kohlefasern, deren Stärke so bemesssen ist, daß sie die radialen Kräfte aus dem Druckspeicher aufnimmt;

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c) wenigstens eine durch Verschraubung k, 6 mit dem zylindrischen Teil des Stahlbehälters 1 lösbar verbundene Stirnwand 5 mit einer Gewindeöffnung 7 zum Anschluß einer Rohrleitung.

Das Laminat der Wicklung 9 ist so gewählt, daß die Elastizitätsmodule beider Werkstoffe, nämlich des Stahlbehälters 1 und der Wicklung aus kunstharzbeschichteten Kohlefasern für die Maß-Auslegung des Druckspeichers ins Verhältnis gesetzt werden, was bedeutet, daß beide Werkstoffe gleichmäßig Kräfte in der vorbestimmten Richtung übernehmen.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus dem kennzeichnenden Teil der Schutzansprüche 2 bis 7 hervor.

Nach Anspruch 8 kann die zweite Stirnwand des Druckspeichers als ein etwa halbkugelförmiger Ansatz ausgebildet sein, der einstückig mit dem zylindrischen TeTl des Stahlbehälters verbunden ist, wobei d>e Wicklung aus kunstharzbeschleiteten Kohlefasern an dem betreffenden Stirnende einen die Schulter der Stirnwand übergreifenden Rand hat.
Natürlich kann die zweite Stirnwand ebenfalls als eine durch Verschraubung mit dem zylindrischen Teil des Stahlbehälters lösbar verbundene, im wesentlichen ebene Stirnwand ausgebildet sein.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Flg. 1 einen Längsschnitt durch einen erfIndungsgemässen Druckspeicher;

Flg. 2 den Ausschnitt A-A gem. Flg. 1 in vergrößerter Darstellung.

Der erfindungsgemäße Druckspeicher hat einen zylindrischen Stahlbehälter 1, dessen eine Stirnwand als ein etwa halbkugelförmiger Ansatz 2 ausgebildet Ist/ der einstückig mit dem zylindrischen TeM des Stahibehälters 1 verbunden Ist und eine zentrale Gewindebohrung

5 zur Aufnahme einer Rohrleitung hat.

Das andere Ende des zylindrischen Stahlbehälters 1 hat ein Innengewinde h, In das eine Im wesentlichen ebene Stirnwand 5 mit einem Außengewinde 6 mediendicht lösbar eingeschraubt ist. Auch die Stirnwand h hat eine zentrale Gewindebohrung 7 zum Anschluß einer Rohrleitung. Die Stärke des Stahlbehälters 1 mit den beider Stirnwänden ist so dimensioniert, daß er die aus dem Innendruck des Speichers resultierenden Axiaikräfte aufnimmt.

Die Außenfläche des zylindrischen Teils des Stahlbehälters 1 ist mit einem als Haftvermittler 8 dienenden Laminat beschichtet, welches aus einem mit geeignetem Kunstharz getränkten Vlies besteht. Darüber ist eine Wicklung 9 aus kunstharzbeschichteten Kohlefasern angeordnet, wobei der Anteil der Kohlefasern in der Wicklung etwa 50 bis 60 % des Volumens beträgt. Die Kohlefasern sind bei der Wicklung 9 in Umfangsrichtung orientiert.

Die Wicklung 9 ist von einem Kevlarfaser-Kunstharz-Lamlnat 10 umhüllt, dessen Fasern schräge zur Umfangsrlchtung einander kreuzend orientiert sind.

In dem Druckspeicher befindet sich ein sogenannt&r fliegender Kolben 11, der an der Innenwand des Stahlbehälters 1 mediendicht gleitend den Innenraum des Druckspeichers In zwei Räume unterteilt, von denen der eine an das Hydrauliksystem angeschlossen und mit HydraulIköl gefüllt Ist, während der andere mit einem unter hohem Druck stehenden Gas gefüllt und mit einem Anschluß an eine Druckgas-Zuleitung versehen Ist.

Claims

ff *· « · · ft PATENTING ENIEUR Dipl.-Landw, P. Thleimann ßutopean Patent dbliotntq Am Eschenbe/o 14 - Tel. CO(5461) S733 D-3560 B I EOEN KOPF/ LAH N 03 13 BoIenz & Schäfer SCHUTZANSPROCHE

1. Zylindrischer Druckspeicher, insbesondere ein solcher mit sogenanntem fliegendem Kolben, der an der Innenwand des Zylinders mediendicht gleitend den Druckspeicher In zwei Räume unterteilt, von denen der eine an das hydraulische Leitungssystem angeschlossen und mit Hydraulik-Flüssigkeit gefüllt ist, wobei de· andere Raum mit einem Druckgas gefüllt Ist und einen Anschluß an eine Druckgasleitung aufweist, gekennzeichnet durch

a) einen im wesentlichen zylindrischen, an beiden Enden verschlossenen Stahl behäl ter CO, dessen Wandstärke so bemessen ist, daß er die aus dem Mediendruck im Speicher resultierenden Axialkräfte aufnimmt;

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b) eine über der zylindrischen Wandfläche des Stahlbehälters CO angeordnete Wicklung (9) aus kunstharzbeschichteten Kohlefasern, deren Stärke so bemessen ist, daß sie die radialen Kräfte aus dem

Druckspeicher aufnimmt;

c) wenigstens eine durch Verschraubung (4, 6) mit dem zylindrischen Teil des Stahl behäl ters (O '/ösbar verbundene Stirnwand C5) mit einer Gewlndeöffnung C7) zum Anschluß einer Rohrleitung.

2. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gakennze ichnet, daß die Wicklung (9) der kunstharzbeschichteten Kohlefasern in Umfangsrichtung orientiert ist.

3. Druckspeicher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Kohlefasern in der Wicklung (9) wenigstens 50 %, vorzugsweise 60 % des Volumens beträgt.

k. Druckspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stahlbehälter (1) und der Wicklung (9) aus kunstharzbeschichteten Kohlefasern eine Schicht eines als Haftvermittler (8) geeigneten Materials angeordnet ist.

5. Druckspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, da» die Haftvermittlerschicht (8) ein mit einem geeigneten Kunstharz getränktes Vlies ist.

6. Druckspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 5,

²ⁱⁱ dadurch gekennzeichnet, daß über der Wicklung (9) aus kunstharzbeschichteten Kohlefasern eine Schutzschicht, vorzugsweise aus einem Kevlar-Kunstharz-Lamlnat (10) aufgewickelt Ist

7. Druckspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern des Kevlar-Kunstharz-Lamlnates (10) vorzugsweise schräge zur Umfangsrichtung des Zylinders einander kreuzend orientiert sind.

Druckspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stirnwand des Druckspeichers als etwa halbkugelförmiger Ansatz (2) ausgebildet Ist, der einstückig mit dem zylindrischen Teil des Stahlbehälters CO verbunden Ist, wobei die Wicklung (9) aus kunstharzbeschichteten Kohlefasern an dem betreffenden Stirnende einen die Schulter der Stirnwand übergreifenden Rand (9a) hat.